弹簧是气动执行器(尤其是单作用弹簧复位型)中的关键部件,其作用至关重要。
核心功能:
提供复位力:在单作用执行器中,当气源压力失效或中断时,弹簧储存的势能会驱动阀门到预定的故障安全位置(全开或全关)。
平衡力与定位:在薄膜式执行器中,弹簧与气压信号相互作用,将气压信号线性地转换为阀杆的位移,实现精确的调节定位。
专业考量:
弹簧范围:指使执行机构推杆完成全行程所需的气压压力变化范围,常见有20-100 kPa (3-15 psi), 80-240 kPa等。它与定位器的配合至关重要。
弹簧材质:通常为高等级弹簧钢(如SWP、SWOSC-V),需具备高抗疲劳强度、耐腐蚀性和稳定的弹性模量,以确保长期可靠性。
故障安全模式:通过选择不同的弹簧安装方式,可实现 "气开"(FC, Fail to Close, 失气开) 或 "气关"(FO, Fail to Open, 失气关) 。弹簧的预紧力决定了初始扭矩的大小。
弹簧的安装与调整
弹簧的安装和调整是一项关键维护程序,直接影响故障安全位置和输出扭矩。其核心步骤如下:
确认故障安全模式:
气开(FC)模式:弹簧安装在气缸的一侧,失气时弹簧力推动活塞,使阀门关闭。
气关(FO)模式:弹簧安装在气缸的另一侧,失气时弹簧力拉动活塞,使阀门打开。
安装前必须根据工艺要求确认所需的模式。
弹簧安装流程:
准备工作:确保气源已隔离并泄压,执行器处于手动模式或已卸除负载。
拆卸端盖(图中可能对应部件 27/11? - 端盖):使用工具拆卸固定端盖的螺栓,小心地移开端盖,露出内部活塞和弹簧总成。
安装/更换弹簧:将弹簧(图中可能对应部件 18/6? - 弹簧)正确地放入气缸(图中部件 17/5? - 气缸)内的活塞(图中部件 16/21? - 活塞)周围或指定位置。确保弹簧两端 seated properly(坐合)在设计的凹槽或座面上。
密封处理:安装前确保所有O型圈(图中部件 26/25/24? - 0型圈)清洁无损,并涂抹适量润滑脂,以保证气缸的气密性,防止弹簧腔漏气导致故障。
组装与紧固:小心地将端盖复位,并按照制造商要求的对角顺序和扭矩值拧紧螺栓,确保受力均匀,防止泄漏。
行程与限位调整:
弹簧本身不直接调整行程。执行器的机械行程由限位块(图中部件 19/7? - 限位块)和调节螺钉(图中部件 28/23? - 调节螺钉)来设定。
在安装好弹簧并连接阀门后,需要通过调整这些限位装置来精确设定阀门的"全开"和"全关"机械位置,确保其与弹簧的复位终点一致。
测试:
安装完成后,必须进行功能测试。手动操作或通入气源,观察阀门动作是否平滑,并在失气后是否能准确、有力地返回到预定的故障安全位置。
重要提示:
弹簧的压缩储存着巨大的能量。操作时必须严格遵守安全规程,使用正确的工具,防止弹簧意外弹出造成人身伤害或设备损坏。建议由经过培训的专业人员操作。
弹簧的性能和正确安装直接决定了阀门在故障状态下的安全性和可靠性,是选型、安装和维护时必须严格校核的关键环节。