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分析了电动执行器的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题

       分析了电动执行器的故障特征以及在其维护保养中应注意的问题
  电动执行器可分为直行程和角行程两大类,它是自动控制系统中不可缺少的重要设备,其主要任务是将调节器送来的控制信号成比例的转换成直线位移或角位移去带动阀门、挡板等调节机构,以实现自动控制,因而广泛用于电力、冶金、石油、化工等工业部门的自动控制领域。近10年来,由于广泛采用和吸收微电脑控制、微机械等新技术、新成果与成熟经验,使电动执行器得到迅速发展,现在已经广泛使用“微机+随动系统"结构模式的微机型电动执行器,它由微处理器完成信号传递、调节参数切换、状态指示、控制量的输出,增强了调节系统的性能、使用及维护保养等方面的灵活性。
  一、电动执行器的故障分析 提高电动执行器的可靠性,就要尽可能减少和消除故障,而事实上这种故障是多种多样的。主要是由于某一元件失灵、系统中元件/组件综合因素、电气、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通过调整的方法就可以解决,有的故障则是由于使用时间长、精度差,需要修配、更换部件才能恢复其性能,也有些是由于原始设计不周,需要改进才能排除。
  1.1 电动执行器的故障特征
  1 调试阶段故障 新电动执行器的故障问题比较复杂,其特征是设计、制造、安装及管理等诸多问题交织在一起。常见的故障有泄漏严重、速度难以调整稳定,脏物或油污使传动机构卡涩或动作失灵。某些组件漏装或装错弹簧、密封件,有些属于设计欠妥,元件选择不当,动作不平稳、定位精度差等,对待这类故障,应耐心细致、慎重处理,逐一排除。
  2运行初期和中期故障 调试后进入正常生产阶段的故障特征是,少数密封件由于装配质量和材料质量问题短期内损坏而漏油,同时粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、杂质和赃物脱落导致某些元件工作不稳定。通常在运行中期,系统元件/组件处于最佳运行工作状态,故障率较低。
  3 运行后期故障 电动执行器运行一段时间后,各类元件/组件因工作频率和负载条件的差异,各易损件先后磨损超标,这个阶段的故障特征是位置反馈接触不良、定位精度差、稳定性下降、效率显著降低、故障率逐渐增加。这时应全面检查,更换失效部件,全面修复故障。否则将给运行人员带来很多不便,甚至严重影响机组的正常调节和控制。
  1.2偶发性、突发性故障这类故障在时间上表现为偶然突变,故障区域及产生原因较为明显,由非人为和人为因素造成,如位置反馈器件接触不良、刹车片磨损及“抱死"、零部件损坏、线圈烧坏、密封件失效等。
  二、电动执行器的维护保养电动执行器主要由电机、轴承、齿轮传动系统和电子部分组成。根据美国军标MIL-HDBK-338发表的可靠性数据表明,执行器故障主要集中在电机和轴承方面。在电机故障中:绕组失效占20%,轴承失效占45%,滑环、电刷、整流子损坏占5%,其它占30%;在轴承故障中:润滑剂变质、消失占45%,污染占30%,剥蚀占5%,误调占5%,腐蚀占5%,其它占10%。可见,良好的维护管理能提高电动执行器的可靠性和有效性。
  1加强润滑油的清洁度管理电动执行器的最大特点是需要使用润滑油,其粘度随油温变化。粘度过低,涡轮蜗杆及齿轮等传动部件的磨损会增大,使传动精度下降;粘度过高,动作不良。而润滑油脂的清洁度管理更为困难,涡轮蜗杆及齿轮等传动部件磨损、老化产生的杂质与水分的渗入,内部涂层的脱落、锈蚀等都会影响润滑油的清洁度。
  2及时消除润滑油脂泄漏由于电动执行器动作频率高、速度快,难以避免受冲击,这是导致润滑油脂泄漏的一个重要原因,一旦润滑油脂泄漏,需要及时加以解决。
  3改善电动执行器的工作环境和使用条件电动执行器的可靠性和寿命与它的使用情况、所处的环境、人员知识等因素有着直接的关系。只有在维护管理上改善其工作环境与使用条件,以人为本,才可能延长使用寿命。
  4故障初期特别要加强维护在电动执行器的所有故障中,初期故障的比例一般都比较高。初期故障大多是由于设计、制造、安装上的初步误差而引起的,这些初期故障的发现需要花费一定的功夫,解决也需要时间。因此,初期故障期间要特别加强维护管理。
  5做好数据管理以防偶发故障电动执行器的偶发故障一般较难预测。为了防止偶发故障,要定期检查和保养,掌握某阶段维护资料和历史档案数据,这对于准确实施故障判断和日常维护是十分重要的。
  6提高运行维护人员的专业知识运行维护人员专业知识的掌握程度直接影响维护管理。近年来,由于运行维护人员结构的变化,使他们对电动执行器的知识、技术的掌握有了较大提高,然而,仍有不少运行维护人员缺乏应有的专业知识和技术。现场运行维护人员大多对电动执行器处于“似懂非懂"的状况,这也是维护管理薄弱的环节所在。为使运行维护人员方便进行现场维护管理,在进行电动执行器系统设计时要有超前意识,充分考虑到便于维护管理的实施,努力做到:系统要简化,简单的系统故障率低,维护管理容易;标准化程度高、互换性好、容易修复;集成化、组合化,调整、检查方便;引入故障诊断和定位、容错/纠错等新技术。三、RK-Z系列智能电动执行器

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   调节阀是自控系统中的执行器,调节阀应用质量反映在系统中的调节品质上,调节阀应用的好坏,即应用质量与三个方面有关:
  (1)正确选型(含计算)——系统设计人员;
  (2)产品质量——生产厂
  (3)正确安装、使用、维护——用户。
  所以,我们讲质量不只是生产厂的问题,它是一个广义的概念,包括系统设计人员、生产厂家和使用人员。
  下面列举常见的应用问题,这些问题若能很好地处理,可以说你选调节阀就不会出现大的质量事故。
  (1)口径计算――小了不能满足Qmax,大了常小开度工作,调节性能差,寿命短。
  (2)校核关闭时的△P――有些根本就不作校核,造成阀关不死,打不开。
  (3)校核可调比R――R小了不能满足流量变化范围。
  (4)确定弹簧范围――涉及弹簧范围、启始工作压力、输出力、稳定性、调整等。
  (5)材质与结构――这里学问最大,一个优秀的工程设计人员,
  所选的调节阀结构和材质应是在满足使用功能前提下,得到的是简单的结构、最低的价格
  相反,花了很多钱,甚至引进产品,还是用不好,这种费用可差20~30倍。
  用不好的影响则更大,开开停停,造成经济损失和产封效果, 故对关闭位置要求很高(特别是金属阀座) , 承压能力较低, 蝶板或阀体密封面的摩擦现象非常严重。
  三偏心蝶阀是在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时, 再加上圆锥形密封面中心线相对于阀门中心线偏转一个角度, 形成第三个偏心。阀座密封形线周长是随角度偏心的增加而增加, 当阀座被磨蚀和损伤时, 只需向关闭方向改变关闭阀位就可以重新达到密封效果, 即增加了角度偏心和阀座的弹性压缩量。经蝶板阀座间启闭磨合, 消除阀座的损伤,而采用浮动性的阀座则可以确保关闭阀位变化后蝶板与阀座间的最佳密封形位〔4〕。第三个偏心可使阀座与蝶板在阀门的整个行程中完全脱离, 蝶板与阀座的接触只是在密封时的一瞬间, 因此极大地减少了阀座与蝶板之间在开关过程中的摩擦, 减少了磨损, 延长了使用寿命。由于其密封是靠阀座与蝶板上密封圈之间的挤压实现的, 密封比压可由阀杆扭矩来施加, 如果阀门结构设计合理, 则可实现极高的密封效果。对第三个偏心的合理设计, 可排除阀门卡死的可能性, 因而提高了操作的可靠性。与一般的蝶阀相比, 三偏心蝶阀通常采用金属硬密封阀座, 解决了耐高温的问题。在蝶板周边镶装着由不锈钢薄板与石墨薄板相互交错层叠而成的多层密封圈, 这种密封具有金属硬密封和弹性软密封的双重优点, 解决了泄漏问题。三偏心蝶阀作为一种高性能阀门, 以其独特的结构特点和性能优势成为调节阀市场中的首选。

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