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全面了解三種不同執行機構的工作理念及其優缺點

來源：上海自動化儀表有限公司作者：發表時間：2019-09-23 09:23:34【小中大】

執行機構使負載（其可以是組件，部件或成品）以直線移動。它將能量轉換為運動或力，可以通過加壓流體或空氣以及電力供電。以下是三種不同執行機構的工作理念及其優缺點。

一、氣動執行機構工作理念

氣動執行機構由空心圓柱內的活塞組成。來自外部壓縮機或手動泵的壓力使活塞在氣缸內移動。隨著壓力增加，氣缸沿活塞軸線移動，產生線性力。活塞通過回彈力或供給活塞另一側的流體返回其原始位置。

二、液壓執行機構工作理念

液壓執行機構的操作與氣動執行機構類似，但來自泵而不是加壓空氣的不可壓縮液體會使氣缸移動。

三、電動執行機構工作理念

電動執行機構將電能轉換為扭矩。機械連接的電動機轉動導螺桿。使用螺釘防止帶有與螺釘相匹配的螺紋的螺紋導程或滾珠螺母旋轉。當螺桿旋轉時，螺母沿螺紋被驅動。螺母移動的方向取決于螺桿旋轉的方向，并且還將致動器返回到其原始位置。

一、氣動執行機構

優點

-氣動執行機構通過提供精確度（例如，0.1英寸內）和0.001英寸以內的可重復性來產生精確的線性運動。

-氣動執行機構的典型應用涉及極端溫度區域。典型溫度范圍為-40°F至250°F。在安全和檢查方面，通過使用空氣，氣動執行機構避免使用危險材料。它們符合防爆和機器安全要求，因為它們沒有電機而不會產生磁干擾。

-近年來，氣動技術在小型化，材料以及與電子和狀態監測的集成方面取得了許多進展。與其他執行機構相比，氣動執行機構的成本較低。

缺點

-壓力損失和空氣壓縮性使氣動效率低于其他線性運動方法。壓縮機和空氣輸送限制意味著在較低壓力下操作將具有較低的力和較慢的速度。即使沒有任何動作，壓縮機也必須連續運行工作壓力。

-為了真正有效，氣動執行機構必須適合特定工作。因此，它們不能用于其他應用程序。準確的控制和效率需要比例調節器和閥門，但這會增加成本和復雜性。

-即使空氣容易獲得，也可能被油或潤滑劑污染，導致停機和維護。公司仍然需要為壓縮空氣付費，使其成為消耗品，壓縮機和生產線是另一個維護問題。

二、液壓執行機構

好處

-液壓執行機構堅固耐用，適用于高強度應用。它們可以產生比相同尺寸的氣缸大25倍的力。它們還可在高達4,000 psi的壓力下運行。

-液壓馬達的馬力重量比高，比氣動馬達高1至2馬力/磅。

-液壓執行機構可以保持力和扭矩恒定，而泵不會因流體的不可壓縮性而提供更多的流體或壓力

-液壓執行機構可以將泵和電機放置在相當遠的距離，同時將功率損失降至最低。

缺點

-液壓系統會泄漏液體。與氣動執行機構一樣，流體損失導致效率降低。但是，液壓油泄漏會導致清潔問題，并可能對周圍部件和區域造成損壞。

-液壓執行機構需要許多配套部件，包括儲液罐，電機，泵，釋放閥和熱交換器，以及降噪設備。這使得線性運動系統很大并且難以適應。

三、電動執行機構

好處

-電動執行機構提供最高的精確控制定位。精度范圍的一個例子是+/- 0.000315英寸，重復性小于0.0000394英寸。它們的設置可以根據任何目的或力的要求進行擴展，并且安靜，平穩和可重復。

-電動執行機構可以快速聯網和重新編程。它們為診斷和維護提供即時反饋。

-它們可以完全控制運動曲線，并且可以包括編碼器來控制速度，位置，扭矩和施加的力。

-在噪音方面，它們比氣動和液壓執行機構更安靜

-由于沒有液體泄漏，因此可以消除環境危害。

缺點

-電動執行機構的初始單位成本高于氣動和液壓執行機構。電動執行機構的設計和電子設備的價格從150美元到2000美元不等。

-電動執行機構不適用于所有環境，與氣動執行機構不同，氣動執行機構在危險和易燃區域是安全的

-連續運轉的電機會過熱，增加減速齒輪的磨損。電機也可能很大并且會產生安裝問題。

-選擇的電機將執行機構的力，推力和速度限制鎖定到固定設置。如果需要一組不同的力，推力和速度值，則必須更換電機。