摘要：本文介紹了通過對G22恒峰股份S係列普通型角行程電動執行機構進行耐腐蝕處理、密封處理和抗振處理等船用化設計，開發出了S係列船用角行程電動執行機構，防護等級達到IP68，滿足船舶和海洋環境的使用條件，能在船舶上長期可靠地運行。
關(guan) 鍵詞：角行程電動執行機構、防腐蝕、密封、抗振、船用。
1 引言
電動執行機構作為(wei) 過程控製係統的重要執行單元，接受標準信號（模擬量或數字量），並將此信號轉變成對應的機械位移，操縱調節閥、風門、擋板等，完成自動控製任務，執行機構對控製係統的調節性能和可靠性有著重要影響。
角行程電動執行機構是一種集現場總線、紅外遙控、液晶顯示、磁控開關(guan) 等多種最新技術為(wei) 一體(ti) 的智能化產(chan) 品，其設計簡潔、結構緊湊，可與(yu) 旋轉型閥門（諸如蝶閥、球閥、旋塞閥）及風門擋板等配套，輸出角位移為(wei) 0～90°或其它轉角，還可以根據用戶要求增加功能配置，滿足各種工業(ye) 過程控製的要求，在船舶上使用較多。
隨著電子技術的迅猛發展，工業(ye) 控製水平的不斷提高，艦艇動力裝置的控製係統也在不斷完善。近年已陸續將機械調節或就地手操改為(wei) 電氣控製或電液控製，由電動調節閥代替原機械式的減壓閥。然而，在控製係統中的薄弱環節始終是電動執行機構，欲提高自動化水平，必須采用高可靠電動執行機構，才能確保控製係統工作的可靠性。
2 船用化處理
海洋及沿海地區的環境具有高鹽霧、濕熱的特點，船舶設備還會(hui) 麵臨(lin) 振動、衝(chong) 擊的惡劣條件，現有的電動執行機構在使用過程中常常會(hui) 遇到腐蝕、密封性不良、電控零部件因振動而接觸不良等問題，同時船舶上的電源存在較大的波動，可能會(hui) 對設備的運行產(chan) 生影響。為(wei) 了解決(jue) 這些問題，需要對現有的S係列角行程電動執行機構進行船用化處理，開發出S係列船用角行程電動執行機構，如圖1所示。
S係列船用角行程電動執行機構的特點主要有：
（1）針對船舶和海洋的使用環境，進行防腐蝕處理，整體(ti) 耐腐蝕性能優(you) 異；
（2）密封處理，防護等級達到IP68，可滿足10m水深、72h的要求，能夠有效地防止海水及腐蝕氣體(ti) 進入內(nei) 部；
（3）電控部件加固處理，抗振能力較強；
（4）供電及控製單元采用變壓器方案，後端電路使用開關(guan) 電源芯片的升壓電路，可耐電源波動及故障。
圖1 S係列船用角行程電動執行機構
2.1 防腐蝕處理
防腐蝕是船用角行程電動執行機構麵臨(lin) 的主要問題。在海洋環境中，角行程電動執行機構的外殼、輸出及連接單元等外露的零部件易發生腐蝕，不同金屬的零件接觸時易發生電化學腐蝕，外部的緊固件（如螺釘、螺栓等）在連接時與(yu) 零件間易出現間隙腐蝕。針對不同的腐蝕情況，S係列船用角行程電動執行機構采取了不同的防腐蝕處理：
（1） 外殼噴塗海洋性防腐漆進行防腐，輸出及連接單元的蝸輪軸和法蘭(lan) 盤采用鍍鉻工藝進行防腐；
（2） 不同殼體(ti) 間的接觸麵加塗密封潤滑脂，使不同金屬零件之間難以形成連續的電解質通道，減少電化學腐蝕的產(chan) 生；
（3） 外部緊固件（如螺釘、螺栓等）采用不鏽鋼材質，能夠耐腐蝕。與(yu) 零件連接時螺紋縫隙填充防海水密封膠泥，將緊固件與(yu) 箱體(ti) 等零件隔開，既減少間隙腐蝕和電化學腐蝕的產(chan) 生，又便於(yu) 拆卸。
2.2 密封處理
船用化處理的第二個(ge) 問題是密封處理，需要保證整機的密封性能，防止腐蝕氣體(ti) 進入執行機構內(nei) 部，對元器件造成損害。S係列船用角行程電動執行機構采用耐腐蝕性的氟橡膠（FKM）O型密封圈進行密封、不同殼體(ti) 的接觸麵在裝配時塗密封潤滑脂進行密封、緊固件與(yu) 殼體(ti) 連接時螺紋縫隙填充防海水密封膠泥、切換手柄處密封采用雙O型密封圈等方式加強密封防護。除此之外，接線腔采用二級密封的形式，接線腔殼體(ti) 與(yu) 接線蓋接觸麵塗抹密封潤滑脂並設有氟橡膠O型圈，采用不鏽鋼緊固件連接並在螺紋間隙填充防海水密封膠泥進行密封，接線端子盤與(yu) 接線腔殼體(ti) 內(nei) 凸台部分接觸麵塗抹密封潤滑脂並設有氟橡膠O型圈，采用不鏽鋼緊固件連接，進行二級密封，同時接線端子鍍鎳進行防腐處理，此二級密封能夠保證內(nei) 部電控部件的密封性。通過以上不同的方式進行密封處理，實現防塵和防水的功能，使整機防護等級達到IP68。
2.3 抗振處理
執行機構在船舶上還會(hui) 麵臨(lin) 振動和衝(chong) 擊，特別是內(nei) 部的電控部件易受到振動而脫落，因此需進行抗振處理。S係列船用角行程電動執行機構內(nei) 部的電控接插件全部采用帶有倒扣的接插件，在振動條件下不易脫落。此外，電控部件采用螺釘配合螺柱與(yu) 箱體(ti) 固定，在螺釘、螺柱配合處注入高強度螺紋鎖固膠，提高電控部件與(yu) 箱體(ti) 的連接強度，使其能夠承受振動而不鬆動。
2.4 電源處理
船舶上的電源與(yu) 普通工業(ye) 用電不同，其供電電壓和頻率存在波動，對船用設備的運行造成影響。S係列船用角行程電動執行機構的供電及控製單元采用變壓器方案，後端電路使用開關(guan) 電源芯片的升壓電路，能夠對電源的電壓和頻率進行調整，保證控製單元的輸入電壓和頻率基本穩定，能夠耐電源波動。按照中國船級社的要求，S係列船用角行程電動執行機構進行了能源波動試驗。經過試驗，其不僅(jin) 滿足正常電壓波動±10%，頻率波動±5%的情況，也滿足瞬態電壓波動±20%，頻率波動±10%的情況。此外，還進行了能源故障試驗（5min內(nei) 切斷電源3次，每次持續30s），經測試，其完全滿足能源故障的試驗要求。因此，S係列船用角行程電動執行機構能夠很好地滿足船用電源的要求。
3 試驗驗證
船用化處理後的角行程電動執行機構能否滿足船舶及海洋的使用環境，還需根據船級社《電氣電子產(chan) 品型式認可試驗指南》的要求進行各項型式試驗。
為(wei) 了驗證耐腐蝕性能，S係列船用角行程電動執行機構進行了鹽霧試驗，試驗裝置如圖2所示。鹽霧試驗總共4個(ge) 周期，每個(ge) 周期7天，每個(ge) 周期連續噴霧2h，然後放入溫度40℃±2℃，相對濕度90％～95％的濕熱箱內(nei) ，進行7天的濕熱儲(chu) 存期。經測試，執行機構表麵基本沒有出現腐蝕且能夠正常工作。
圖2 鹽霧試驗機
不僅(jin) 如此，S係列船用角行程電動執行機構還進行了IP68防護等級測試，IP68測試裝置如圖3所示。經測試，S係列船用角行程電動執行機構能夠承受0.1MPa水壓的時間可達72h（相當於(yu) 10m的水深中放置72h後執行機構仍能正常使用）。目前市場上同類執行機構的防護等級大部分隻達到IP67，有些執行機構達到IP68但一般隻滿足7m水深24h的要求，S係列船用角行程電動執行機構與(yu) 同類產(chan) 品相比有較大的優(you) 勢。
圖3 IP68測試裝置
除了能源波動及故障試驗、鹽霧試驗和IP68測試，S係列船用角行程電動執行機構還進行了振動試驗、交變濕熱試驗、恒定濕熱試驗、高低溫試驗，經測試，S係列船用角行程電動執行機構均滿足各項型式試驗的要求，能夠在船舶上長期可靠地使用。
結束語
隨著電子技術和工業(ye) 控製水平的不斷發展，電動執行機構在越來越多的行業(ye) 得到應用。在未來國家大力發展海洋經濟的背景下，G22恒峰股份S係列船用電動執行機構作為(wei) 船舶控製係統的重要組成部分，必將得到越來越多的應用和發展。
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