反作用执行机构

随操作压力增大，输出杆向里退回，压力减小又自行向外伸出的执行机构。

中文名称

反作用执行机构

英文名称

reverse actuator

定　　义

随操作压力增大，输出杆向里退回，压力减小又自行向外伸出的执行机构。

应用学科

机械工程（一级学科），工业自动化仪表与系统（二级学科），执行器-执行器名称（三级学科）

反作用力是与与“作用力”相对，在力学中，力总是成对出现的，其中一个力（叫做作用力）对应的大小相等、方向相反的力叫做反作用力（reaction）。

结构反力牛顿第三定律

两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反。力不能离开物体单独存在。这便是著名的牛顿第三定律。

结构反力注意

（1）作用力和反作用力没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

（2）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。

（3）作用力和反作用力必须是同一性质的力。

（4）牛顿第三定律的成立与参照系无关，在非惯性系中牛顿第三定律依然成立。

（5）注意区别作用力与反作用力、平衡力。

结构反力实例

为什么向后喷气能将火箭推向前去"_blank" href="/item/炮弹">炮弹向前运动时，炮身会向后运动？这都是作用力与反作用力原理。当物体甲给物体乙一个作用力的时候，物体乙必然同时回敬给物体甲一个反作用力；作用力与反作用力大小相等，方向相反，而且作用在同一直线上。这是自然界万物都有的通性。我们走路的时候，脚将地往后蹬（作用力），地就把脚往前推（反作用力），使我们的身体前进。划船的时候，桨将水往后推（作用力），水将桨往前反推（反作用力），从而使船能前进。同样，往后喷射出去的燃气反推着火箭前进。炮在发射时对炮弹施加作用力，炮弹向前运动的同时，反作用力将使炮身向后运动……

人类很早就发现了作用力与反作用力的关系。比如，我国先秦时代的墨子学派就说过“船夫用竹篙钩岸上的木桩，木桩能反过来拽着船靠岸”后来，伟大的科学家牛顿把作用力与反作用力的原理概括成为牛顿第三运动定律。

电动执行机构有二种类型，一般分为部分回转电动执行机构（Part-Turn Electric Valve Actuator)，和多回转电动执行机构（Multi-Turn Electric Valve Actuator),前者主要控制需要部分回转的阀门 例如：球阀，蝶阀等，后者需要多圈数旋转的阀门，例如闸阀等。

电力驱动的多回转式执行机构是最常用、最可靠的执行机构类型之一。使用单相或三相电动机驱动齿轮或蜗轮蜗杆最后驱动阀杆螺母，阀杆螺母使阀杆产生运动使阀门打开或关闭。多回转式电动执行机构可以快速驱动大尺寸阀门。为了保护阀门不受损坏，安装在在阀门行程的终点的限位开关会切断电机电源，同时当安全力矩被超过时，力矩感应装置也会切断电机电源，位置开关用于指示阀门的开关状态，安装离合器装置的手轮机构可在电源故障时手动操作阀门。

这种类型执行机构的主要优点是所有部件都安装在一个壳体内，在这个防水、防尘、防爆的外壳内集成了所有基本及先进的功能。主要缺点是，当电源故障时，阀门只能保持在原位，只有使用备用电源系统，阀门才能实现故障安全位置（故障开或故障关）。

这种执行机构类似于电动多回转执行机构，主要差别是执行机构最终输出的是1/4转记90度的运动。新一代电动单回转式执行机构结合了大部分多回转执行机构的复杂功能，例如：使用非进入式用户友好的操作界面实现参数设定与诊断功能。单回转执行机构结构紧凑可以安装到小尺寸阀门上，通常输出力矩可达800公斤米，另外应为所需电源较小，它们可以安装电池来实现故障安全操作。

电动执行机构选择要素

选择一台合适的阀门执行机构类型和规格时必须考虑下列要素：

电动执行机构驱动能源

最常用的驱动能源是电源或流体源，如果选择电源为驱动能源，对于大尺寸阀门一般选用三相电源，对于小尺寸阀门可选用单相电源。一般电动执行机构可有多种电源类型供选择。

有时也可选直流供电，此时可通过安装电池实现电源故障安全操作。流体源种类很多，首先可以是不同的介质如：压缩空气、氮气、天然气、液压流体等，其次它们可以具备各种压力，第三执行机构具有各种尺寸以提供输出力活力矩。

电动执行机构阀门类型

当选择阀门用执行机构时，必须要知道阀门的种类，这样才可以选择正确的执行机构类型。有些阀门需要多回转驱动，有些需要单回转驱动，有些需要往复式驱动，它们影响了执行机构类型的选择。通常多回转的气动执行机构比电动多回转执行机构价格要贵，但是往复式直行程输出的气动执行机构价格比电动多回转执行机构便宜。

电动执行机构力矩大小

对于90度回转的阀门如：球阀、碟阀、旋塞阀，最好通过阀门厂商获得相应阀门力矩大小，大部分阀门厂商是通过测试阀门在额定压力下阀门所需的操作力矩，他们将这一力矩提供给客户。

对于多回转的阀门情况有所不同，这些阀门可分为：往复式（提升式）运动-阀杆不旋转、往复式运动-阀杆旋转、非往复式-阀杆旋转，必须测量阀杆的直径，阀杆连接螺纹尺寸已决定执行机构规格。

电动执行机构执行机构选型

一但执行机构类型和阀门所需驱动力矩确定了，就可以使用执行机构厂商提供的数据表或选型软件进行选型。有时还需考虑阀门操作的速度和频率。

流体驱动的执行机构可调节行程速度，但是三相电源的电动执行机构只有固定的行程时间。

部分小规格的直流电动单回转执行机构可调节行程速度。