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===行业动态===  

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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阀门电动执行装置是实现阀门远程控、自控和遥控不可缺少的驱动设备,其运动过程可由行程、转矩或轴向推力的大小来控制。由于阀门电动装置的工作特性和利用率取决于阀门的种类、装置工作规范及阀门在管线或设备上的位置。
  阀门电动执行装置一般由下列部分组成:
  专用电动机,特点是过载能力强﹑起动转矩大﹑转动惯量小,短时﹑断续工作。
  减速机构,用以减低电动机的输出转速。
  行程控制机构,用以调节和准确控制阀门的启闭位置。
  转矩限制机构,用以调节转矩(或推力)并使之不超过预定值。
  手动﹑电动切换机构,进行手动或电动操作的联锁机构。
  开度指示器,用以显示阀门在启闭过程中所处的位置。
  一、根据阀门类型选择电动执行器
  1.角行程电动执行器(转角<360度)适用于蝶阀、球阀、旋塞阀等。
  电动执行器输出轴的转动小于一周,即小于360度,通常为90度就实现阀门的启闭过程控制。此类电动执行器根据安装接口方式的不同又分为直连式、底座曲柄式两种。
  a)直连式:是指电动执行器输出轴与阀杆直连安装的形式。
  b)底座曲柄式:是指输出轴通过曲柄与阀杆连接的形式。
  2.多回转电动执行器(转角>360度)适阀口,介质不通。结构简单,动作可靠,在零压差和微真空下正常工作。常开型正好相反。如小于φ6流量通径的电磁阀。
  二、分步直动式电磁阀
  该阀采用一次开阀和二次开阀连在一体,主阀和导阀分步使电磁力和压差直接开启主阀口。当线圈通电时,产生电磁力使动铁芯和静铁芯吸合,导阀口开启而导阀口设在主阀口上,且动铁芯与主阀芯连在一起,此时主阀上腔的压力通过导阀口卸荷,在压力差和电磁力的同时作用下使主阀芯向上运动,开启主阀介质流通。当线圈断电时电磁力消失,此时动铁芯在自重和弹簧力的作用下关闭导阀孔,此时介质在平衡孔中进入主阀芯上腔,使上腔压力升高,此时在弹簧复位和压力的作用下关闭主阀,介质断流。结构合理,动作可靠,在零压差时工作也可靠。如:ZQDF,ZS,2W等。
  三、间接先导式电磁阀
  该系列电磁阀由先导阀和主阀芯联系着形成通道组合而成;常闭型在未通电时,呈关闭状态。当线圈通电时,产生的磁力使动铁芯和静铁芯吸合,导阀口打开,介质流向出口,此时主阀芯上腔压力减少,低于进口侧的压力,形成压差克服弹簧阻力而随之向上运动,达到开启主阀口的目的,介质流通。当线圈断电时,磁力消失,动铁芯在弹簧力作用下复位关闭先导口,此时介质从平衡孔流入,主阀芯上腔压力增大,并在弹簧力的作用下向下运动,关闭主阀口。常开式原理正好相反。如:SLA,DF(φ15以上口径),ZCZ等。

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