在工业自动化领域，选择合适的执行器对实现最佳效果非常重要。全球执行器市场正在快速增长，预计从 2022 年到 2029 年的复合年增长率将达到 12.05%，从 $446 亿美元增长到 $989.2 亿美元。
执行器主要分为两大类：气动执行器和电动执行器。每种类型都有其自身的优点，并适用于特定用途。本文将提供有关每种阀门执行机构的更多信息，并帮助您选择最合适的执行机构。
什么是气动执行器？
气动执行器 是一种将压缩空气转化为运动的机械装置。其工作原理是利用气压产生的力推动活塞或气缸等部件。最常见的形式是气缸，将空气泵入气缸推动活塞，从而实现直线运动。
这种简单的运动可用于控制阀门，常见应用包括石油和天然气生产、化学处理、水处理、暖通空调系统和制造工厂等行业的阀门控制。
其工作原理以空气压力为基础，空气压力会影响产生的力和运动。执行器产生的力与气压和活塞的大小成正比，因此这些执行器适用于需要直接、快速和精确运动的应用场合。
什么是电动推杆？
电动推杆 是一种用于将电能转换为机械能的装置。它利用电机驱动齿轮或螺杆等机械部件，以产生线性或旋转运动。电机接收交流或直流形式的电能，并将电能转换为机械能，从而驱动致动器运转。
在这一过程中，电机是最重要的部分，它将电能转化为机械能并进行传输。这种运动受到精确控制，因此电动执行器适用于自动化制造等要求高精度和高准确度的应用场合。
气动执行器和电动执行器的主要区别
在讨论了气动执行器和电动执行器的一般信息之后，现在是对这两种执行器进行比较的时候了。
| 特点 | 气动执行器 | 电动推杆 |
| 响应速度 | 快速（0.1 秒） | 较慢（0.3 至 1 秒） |
| 控制精度 | 精度为 1-2 毫米 | 高精度（0.01 毫米） |
| 力与速度 | 快速大作用力（1000 N < 0.1s） | 中度力（最大 500 N），精度高 |
| 温度适宜性 | 工作温度范围为 5°C 至 60°C | 工作温度范围为 -20°C 至 80°C |
| 湿度适宜性 | 相对湿度最高达 80% | 适用于高达 95% 的相对湿度 |
| 维护要求 | 频率较低，每 6-12 个月更换一次密封件和清洁一次过滤器 | 更频繁，每 3-6 个月给齿轮上一次油，检查电路 |
| 组件成本（初始成本） | $50 – $500 | $200 – $1,500 |
| 运营成本 | 更高（需要空气压缩机系统） | 较低（节能） |
| 设计 | 结构简单，通常体积较大 | 设计更紧凑，适合空间有限的应用场合 |
响应速度
就响应速度和响应时间而言，气动执行器通常比电动执行器更快。气动执行器能够在短短 0.1 秒内完成动作，因为气压应用率高，这使其适用于涉及重复和快速操作（如阀门操作）的工业自动化流程。而电动执行器则相对较慢，响应时间在 0.3 秒到 1 秒之间，这是因为电机需要一定的时间来产生所需的扭矩。
控制精度
在控制方面，电动执行器提供精确的控制，比其他类型的执行器更加精确。其精确度可达到 0.01 毫米以内，非常适合需要精确度的应用，例如精密系统中阀门的控制。然而，气动执行器非常可靠，但其精度不如液压执行器；由于气压波动，气动执行器只能达到约 1-2 毫米的精度。
力与速度
气动执行器尤其擅长快速产生较大的力，有些型号可以在 0.1 秒内产生 1000 N 的力。然而，当需要精确控制运动时，电动执行器在力和速度方面具有更多功能，尤其是在力和精度都很重要的应用中。例如，它们能以高精度施加高达 500 N 的力，速度为 20-30 mm/s，同时还能调节电压以获得最佳性能。
环境适宜性
在环境条件方面，电动执行机构通常更适合各种条件。它们可以在 -20°C 至 80°C 的温度范围内工作，并且不受湿度影响，因此可以在室内和室外使用。电机受湿度影响不大，可在相对湿度高达 95% 的条件下工作。
另一方面，气动执行器不太适合潮湿或湿润的环境。当气动执行器暴露在高湿度或水环境中时，就会出现问题，例如漏气和腐蚀。气动执行器在相对湿度不超过 80%、温度介于 5°C 至 60°C 的条件下最为有效。因此，在大多数环境恶劣或温度、湿度等变化较大的情况下，都会使用电动执行器。
维护要求
气动执行器部件少，依靠压缩空气，因此相对容易维护。然而，气动阀可能会出现漏气或损坏等问题，从而降低其效率，因此需要经常维护，如根据使用情况每 6-12 个月更换密封件和清洁过滤器。
相比之下，电动推杆需要更频繁的维护。这包括每 3-6 个月给齿轮上一次油，检查电路是否有磨损或故障迹象。不过，从长远来看，电动执行机构通常更为可靠，尤其是在频繁使用执行机构的应用中，因为它们不会像气动执行机构那样出现漏气或受潮等问题。
费用
气动执行器比其他类型的执行器相对便宜，根据型号的不同，其成本从 $50 到 $500 不等。此外，气动执行器的更换成本较低，安装也比较简单，因此适用于规模不大或精度要求不高的项目。不过，它们需要一个空气压缩机系统，由于能耗和维护，总体运行成本会增加 20-30%。
电动推杆相对昂贵，初始投资成本在 $200 到 $1,500 之间。虽然初期购买成本较高，但长期运行成本较低，尤其是在需要微调的应用中。从长远来看，电动执行器通常更具成本效益，尤其是在要求高精度和低维护的应用中。
如何为您的项目确定最佳推杆
为项目选择合适的执行机构取决于项目的要求和限制。
首先，确定需要的是直线运动还是旋转运动，然后确定所需的力量、速度和精度。 气动执行器用于需要快速和强劲运动的场合，而电动执行器则用于需要精确度的场合。
其次，评估电源。 在电力不易获取、无法使用或极端条件下，通过压缩空气操作的气动执行器可能更有用。另一方面，如果您需要一种更节能、可在一定程度上进行调节的执行器，那么电动执行器可以提供对电动马达的精细电机控制。
考虑到执行机构的使用环境条件。 例如，如果应用需要使用高温、高湿或接触危险物质，通常会首选电动执行器，因为其结构坚固。在这些条件下，气动执行器可能会出现漏气或腐蚀等问题。
此外，评估企业的长期运营成本和维护成本也很重要。 气动执行器的结构并不复杂，使用的是压缩空气，这意味着它们需要持续的空气压缩成本。这些成本，包括压缩机的能耗和定期维护，都是经常性和长期性的。另一方面，电动执行器的成本相对高于气动执行器，但从长远来看，电动执行器的成本更低。它们更易于管理，更适合用于需要不断调整或微调的系统，因此从长远来看，维护成本更低。
最后但并非最不重要的一点是，要评估执行机构的尺寸和安装方式对空间的限制。 确保执行机构可以安装在指定的区域内，尤其是在空间狭小或安装条件特定的情况下。在某些应用中，可能会要求设备结构紧凑或为特定的使用区域而设计。
考虑到这些因素，您可以为您的项目选择最合适的执行器。
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在为项目选择执行器时，考虑执行器供应商的可靠性也很重要。 Vincer 是一家声誉卓著的制造商，一直致力于为各行各业提供优质的电动和气动执行器。
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结论
总之，气动执行器和电动执行器显然是两种不同类型的执行器，各有优缺点，如何选择取决于具体项目。气动执行器适用于需要快速、强劲和低成本运动的应用场合，而电动执行器则适用于需要精确、耐用和可控运动的应用场合。因此，考虑到速度、精度、环境条件和长期成本等因素，您可以为项目选择性能、可靠性和成本效益最佳的执行器。
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