Пневматические механизмы. Позиционные пневматические исполнительные механизмы бывают поршневого или мембранного типа. Для управления по принципу «Да—Нет» устанавливают простейшие пневмоцилиндры с возвратной пружиной. Их иногда включают в управляющую цепь последовательно, обеспечивая внутреннюю блокировку операций. В этом случае пневмоцилиндр имеет отводной штуцер. При поступлении сжатого воздуха поршень пневмоцилиндра сдвигается, оказывает воздействие на какой-то орган (положение «Да») и одновременно открывает путь воздуху через отводной штуцер в следующую цепь. При стравливании воздуха поршень возвращается в исходное положение пружиной ( положение «Нет»).

Для управления по принципу «Или — Или», когда требуется перемещать орган или механизм в обоих направлениях со значительным усилием, применяют сервомоторы двустороннего действия. Один из таких сервомоторов (ДАУ двигателя 8НФД36) показан на рис. 1.

На концах штока закреплены два поршня, помещенные в одном цилиндре. Они уплотнены кольцами. В вырез штока входит ролик вертикального плеча углового рычага. Горизонтальное плечо рычага соединяется с соответствующим органом или механизмом двигателя.

Сжатый воздух от распределительного устройства подводится по одной из труб или к тому или иному поршню. Под давлением воздуха на поршень шток передвигается, поворачивая угловой рычаг, выполняющий заданное воздействие. Если это требуется, механизм может иметь фиксатор положения углового рычага. Рассматриваемый сервомотор включается в цепь управления последовательно, в связи с чем снабжен отводными штуцерами.

Мембранные пневматические исполнительные механизмы удобны для получения небольших перемещений. Их применяют, например, для открытия или закрытия клапанов (сервоклапаны).

На рис. 2, а дан чертеж нормально открытого сервоклапана конструкции ЦТКБ Минречфлота. Между корпусом и крышкой зажата резиновая мембрана. При положении «Да» она прижата пружиной, действующей через тарелку, к крышке. Толкатель и клапаны удерживаются пружиной в верхнем, открытом положении, и сжатый воздух, поступающий через отверстие, может пройти в исполнительную цепь через отверстие (сплошные стрелки).

Положение «Нет» сервоклапан займет, когда к мембране через отверстие в крышке поступит сжатый воздух из цепи управления. Под давлением воздуха мембрана прогнется вниз и через толкатель отожмет клапан от седла, сажая его в седло. Поступление воздуха в исполнительную цепь прекратится, и воздух из нее стравится в атмосферу через щель между клапаном и седлом, через полость внутри толкателя И и через отверстие в корпусе (пунктирные стрелки).

Нормально закрытый сервоклапан конструкции завода «Двигатель революции» показан на рис. 218, б. Когда клапан сидит в седле, воздух из канала не может пройти в канал и из него в исполнительную цепь (положение «Нет»), Если же через отверстие под мембрану поступит управляющий воздух, то его давлением мембрана будет прогнута вверх, и шток откроет клапан (положение «Да»). После прекращения подачи управляющего воздуха (снятие сигнала) пластинчатая пружина вернет шток и мембрану в первоначальное положение. Клапан закроется, а воздух из исполнительной цепи (из канала) стравится через полость штока и отверстие в атмосферу.

Каналы сообщаются с атмосферой или используются для подвода сжатого воздуха, если нужно гарантировать закрытие клапана.

Гидравлические механизмы. Двухпозиционные механизмы выполняют в виде цилиндра двойного действия с подводом и отводом масла из каждой его полости.

Из трехпозиционных механизмов широко распространены сервомоторы с плавающими гильзами.

Поршни выполнены заодно и соединены посредством пальца с рычагом вала механизма включения реверс-редуктора. На них свободно кадеты гильзы, также свободно вставленные внутрь цилиндра.

При средней позиции обе полости цилиндра находятся под давлением масла, подводимого по трубам. Гильзы упираются своими буртами в заплечики цилиндра, поршни находятся в положении, показанном на рисунке.

Для перевода механизма в правую позицию труба сообщается со сливом и давление в полости справа от поршня падает. Поскольку на поршень слева действует давление масла, он перемещается вправо, увлекая за собой плавающую гильзу. Рычаг поворачивается до упора в винт.

Рис. 1. Пневматический исполнительный механизм

Рис. 2. Сервоклапаны

Рис. 3. Гидравлические исполнительные механизмы

Чтобы вернуть механизм снова в среднее положение, нужно подать масло под давлением в полость справа от поршня. Восстановится давление масла в обеих полостях. Однако слева давление масла действует лишь на площадь сдвинувшегося поршня, имеющего диаметр dn, а справа на площадь круга с диаметром гильзы, так как гильза сдвинута вправо вместе с поршнем и опирается на его бурт. Поскольку dv > da, сила, действующая на поршень и гильзу справа, будет больше силы, действующей только на поршень слева. Поршни сдвинутся влево до среднего положения, когда гильза упрется в заплечико цилиндра.

Когда соединяется со сливом труба, поршни перемещаются влево до упора рычага в винт. В этом случае поршень увлекает с собой гильзу. При восстановлении давления в полостях оно будет действовать слева на торцы поршня и гильзы, а справа только на торец поршня. Механизм вернется в среднее положение.

На рис. 3, б изображен пятипозиционный исполнительный механизм ДАУ двигателя 8НФД36У. Он имеет цилиндр, внутри которого находится лопасть, насаженная на ступицу маховичка управления. При переходе на ДАУ лопасть и маховичок сцепляются стопором.

Цилиндр разделен радиальной перегородкой. По обе ее стороны по трубе подводится масло под давлением. У цилиндра пять выпускных окон со штуцерами, соединенными трубами с распределительным устройством, которое может сообщить каждый из штуцеров со сливом.

Лопасть показана на рисунке в среднем положении, занимаемом ею при сливе масла через окно со штуцером. Давление масла на лопасть с обеих сторон одинаково, и лопасть неподвижна. Если слив через штуцер закроется, а откроется слив через штуцер, то давление слева от лопасти (полость) упадет, а справа (полость) останется прежним. Лопасть будет поворачиваться против часовой стрелки до тех пор, пока не перекроет окно штуцера. При данном положении давление в обеих полостях сравняется и лопасть остановится. Если будет открыт слив через штуцер, то лопасть повернется по часовой стрелке до его окна.

Аналогично работает механизм, когда открыт слив через любой из штуцеров при закрытых остальных.

Электрические исполнительные механизмы. Для быстрого выполнения операций типа «Да — Нет» находят применение электромагниты. Их используют, например, для открытия или закрытия клапанов. Когда механизмы должны работать по принципу «Или — Или» и плавно, их делают с электродвигателем.

Беспозиционные электрические исполнительные механизмы, служащие для изменения подачи топлива, выполняют с приводом от реверсивного электродвигателя. В состав механизма включается редуктор, причем одной из его ступеней обычно является червячная пара. Электродвигатель снабжают электромагнитным тормозом, цепью самоторможения или предусматривают электромагнитную муфту, разобщающую при прекращении питания электродвигателя его вал от исполнительного механизма. Эти устройства должны исключать влияние инерции ротора электродвигателя на выполнение команды.

Желательно при переходе с ручного управления на ДАУ и обратно не делать никаких переключений. Данному требованию удовлетворяют, в частности, механизмы с дифференциалом Федорицкого.