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氣動執行器球閥的結構原理基本上根據一個拋光球芯(包括通道)包夾在兩個閥座這間(上游和下游)，球心的旋轉對流體進行攔截或流過球芯，上游和下游的壓差產生的力使球芯緊靠在下游閥座(浮動球結構)。這種情況下操作閥門的力矩是由球芯與閥座、閥桿與填料相互摩擦所決定的。力矩 大值發生在出現壓差且球芯在關閉位置向打開方向旋轉時蝶閥。
蝶閥的結構原理基本上根據固定在軸心的蝶板。在關閉位置蝶板與閥座完全密封,當蝶板旋轉(繞著閥桿)后與流體的流向平行時，閥門處于全開位置。相反當蝶板與流體的流向垂直時，閥門處于關閉位置。操作蝶閥的力矩是由蝶板與閥座、閥桿與填料之間的磨擦所決定的，同時壓差作用在蝶板上的力也影響操作力矩如閥門在關閉時力矩 大，微小地旋轉后，力矩將明顯減小旋塞閥的結構原理是基本根據密封在錐形塞體里的塞子。在塞子的一個方向上有一個通道。隨著塞子旋入閥座來實現閥門的開啟和關閉。
操作力矩通常不受流體的壓力影響而是由開啟和關閉過程中閥座和塞子之間的摩擦所決定的。閥門在關閉時力矩 大。由于有受壓力的影響，在余下的操作中始終保持較高的力矩雙作用執行機構的選用以DA系列氣動執行器結構為例齒輪條式執行機構的輸出力矩是活塞壓力(氣源壓力所供)乘上節圓半徑(力臂)所得。且磨擦阻力小效率高。順時針旋轉和逆時針旋轉時輸出力矩都是線性的。
在正常操作條件下，雙作用氣動執行器結構的推薦安全系數為25-50%單作用執行機構的選用以SR系列氣動執行器結構為例在彈簧復位的應用中，輸出力矩是在兩個不同的操作過程中所得，根據行程位置，每一次操作產生兩個不同的力矩值。
彈簧復位執行機構的輸出力矩由力(空氣壓力或彈簧作用力)乘上力臂所得第一種狀況：輸出力矩是由空氣壓力進入中腔壓縮彈簧后所得，稱為"空氣行程輸出力矩"在這種情況下，氣源壓力迫使活塞從0度轉向90度位置，由于彈簧壓縮產生反作用力，力矩從起點時 大值逐漸遞減直至到第二種狀況：輸出力矩是當中腔失氣時彈簧恢復力作用在活塞上所得，稱為"彈簧行程輸出力矩"在這種情況下，由于彈簧的伸長，輸出力矩從90度逐漸遞減直0度如以上所述，單作用執行機構是根據在兩種狀況下產生一個平衡力矩的基礎上設計而成的。
在每種情況下，通過改變每邊彈簧數量和氣源壓力的關系(如每邊2根彈簧和5.5巴氣源或反之)，有可能獲得不平衡力矩，在彈簧復位應用中可獲得兩種狀況：失氣開啟或失氣關閉。在正常工作條件下，彈簧復位氣動執行器結構的推薦安全系數為25-50%。
彈簧復位執行機構的選用示例(同時見技術數據表)：
彈簧關(失氣)
球閥的力矩=80NM
安全系數(25%)=80NM+25%=100NM
氣源壓力=0.6MPa
被選用的SY-SR執行機構是SR125-05，因為可產生下列數值：
彈簧行程0o=119.2NM
彈簧行程90o=216.2NM
空氣行程0o=228.7NM
空氣行程90o=118.8NM
