電動執(zhí)行機構(gòu)可分為直行程和角行程兩大類,它是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的重要設備,其主要任務是將調(diào)節(jié)器送來的控制信號成比例地轉(zhuǎn)換成直線位移或角位移往帶動閥門、擋板等調(diào)節(jié)機構(gòu),以實現(xiàn)自動控制。因而廣泛用于電力、冶金、石油、化工等產(chǎn)業(yè)部分的自動控制領(lǐng)域。
近10年來,由于廣泛采用和吸收微計算機控制、微機械等新技術(shù)、新成果與成熟經(jīng)驗,電動執(zhí)行機構(gòu)得到迅速發(fā)展,現(xiàn)已廣泛使用“微機+隨動系統(tǒng)”結(jié)構(gòu)模式的微機型電動執(zhí)行機構(gòu),由微處理器完成信號傳遞、調(diào)節(jié)參數(shù)切換、狀態(tài)指示、控制量的輸出,以進步調(diào)節(jié)性能、使用及維護保養(yǎng)等方面的靈活性。
一、電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性
電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性是指它在規(guī)定的條件下、規(guī)定時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。
“規(guī)定的條件”一般可概括為:
(1)環(huán)境條件:指能影響電動執(zhí)行機構(gòu)性能的環(huán)境特性,如溫度、濕度、氣壓、磁場、機械沖擊、振動、粉塵等。
(2)動力條件:指能影響電動執(zhí)行機構(gòu)性能的動力特性。
(3)負載條件:指能影響電動執(zhí)行機構(gòu)性能的負載特性,如力矩、被控對象的類型與特性等。
(4)使用和維護條件:電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性只有在使用中得以實現(xiàn),并在維護中得到進步,對于使用和維護條件而言,首先要留意的是完善的使用和維護保養(yǎng);其次是必須要求操縱者達到相應的技術(shù)水平。
“規(guī)定的條件”是電動執(zhí)行機構(gòu)可靠性定義中最重要而又最輕易忽略的部分。不同條件下,其可靠性是盡然不同的,離開具體條件談可靠性將毫無意義。而“規(guī)定的功能”是表征電動執(zhí)行機構(gòu)完成任務的各參量,如力矩、開/關(guān)及時間、行程、不動時間、死區(qū)等。
電動執(zhí)行機構(gòu)在壽命期內(nèi)的可靠性變化規(guī)律是研究其可靠性的基礎,取決于早期失效、隨機失效及耗損失效。理論上常用可靠度(R)這一定量指標來表征設備的可靠性,它是指設備在規(guī)定條件和時間內(nèi)完成規(guī)定功能的概率。為簡便直觀起見,電動執(zhí)行機構(gòu)行業(yè)在實際使用時,簡單地用均勻無故障時間(MTBF)來表征可靠性的特征量,并作為代表電動執(zhí)行機構(gòu)可靠性的性能指標。
電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性一般受下列主要因素的制約與影響:系統(tǒng)選擇與設計、元件/組件適用性、動作參數(shù)、機械構(gòu)造、制造技術(shù)、裝配精確度、運行與維護職員能力、操縱與維護程序、操縱正確性、維護結(jié)果、現(xiàn)場裝配與施工條件、備品性能的退化、運輸及使用影響等。
為使電動執(zhí)行機構(gòu)具有眾多功能與優(yōu)異性能,經(jīng)常不得不增加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性,為保證這些功能與性能在使用時付諸實踐,使得可靠性題目更為突出。由于電動執(zhí)行機構(gòu)直接控制著機組的運行過程,影響著機組及發(fā)電廠的安全與經(jīng)濟運行,因此研究、分析電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性十分重要且有意義。
二、電動執(zhí)行機構(gòu)的故障分析
進步電動執(zhí)行機構(gòu)的可靠性,就要盡可能減少和消除故障,而事實上這種故障是多種多樣的。有的是某一元件失靈引起的,有的是系統(tǒng)中元件/組件綜合因素引起的,有的則是電氣、二次回路以及外界因素引起的。有些故障通過調(diào)整的方法就可以解決,有的則是由于使用時間長、精確度差,需要修配、更換部件才能恢復其性能,也有些是因原始設計不周,需改進才能排除。
1.電動執(zhí)行機構(gòu)的故障特征
(1)調(diào)試階段故障
新電動執(zhí)行機構(gòu)的故障題目比較復雜,其特征是設計、制造、安裝及治理等質(zhì)量題目交織在一起。常見故障有泄漏嚴重、速度難以調(diào)整穩(wěn)定,臟物或油污使傳動機構(gòu)卡澀或動作失靈。某些組件漏裝或裝錯彈簧、密封件,也有屬于設計欠妥,元件選擇不當,動作不平穩(wěn)、定位精確度差等,對待這類故障,應耐心細致、慎重處理,逐一排除。
(2)運行初期和中期故障
調(diào)試后進進正常生產(chǎn)階段的故障特征有:少數(shù)密封件由于裝配質(zhì)量和材料質(zhì)量題目短期內(nèi)損壞而漏油;原先粘附在管壁、孔壁上的毛刺、粘沙、雜質(zhì)和臟物脫落導致某些元件工作不穩(wěn)定。一般到運行中期,系統(tǒng)元件/組件處于最佳運行工作狀態(tài),故障率較低。