单作用气动执行器是一种利用压缩空气作为动力源来驱动设备或阀门执行开关动作的执行机构。根据其工作原理和结构特点，单作用气动执行器可以分为两种类型：弹簧复位型和非弹簧复位型。
单作用气动执行器通过气源压力推动活塞或薄膜产生位移，从而带动负载运动。其结构通常包括气缸、活塞、齿轮轴、端盖、密封件等组件。当气源压力从进气口进入气缸时，活塞或薄膜在压力作用下移动，从而驱动与之相连的输出轴或齿轮轴，实现阀门的开关动作。
弹簧复位型单作用气动执行器：这种类型的执行器内部装有复位弹簧，当气源压力作用于执行器时，执行器会打开或关闭阀门；当气源压力消失时，弹簧的弹力会使执行器恢复到初始位置，即关闭阀门。
非弹簧复位型单作用气动执行器：这种类型的执行器在失去气源压力时，无法依靠弹簧复位，因此需要外部力量或机构来帮助其恢复到初始位置。
单作用气动执行器的工作原理主要依赖于气缸、活塞、弹簧和输出轴等部件的协同作用。
气源压力作用：当压缩空气从进气口进入气缸时，它会作用于气缸内的活塞。对于单作用气动执行器，通常只有一个进气口和一个排气口。当气源压力从进气口进入气缸时，会使活塞向气缸的两端移动，压缩两端的弹簧。
活塞移动：活塞的移动迫使气缸两端的空气通过排气口排出，同时活塞上的齿条会带动输出轴（通常是齿轮）旋转。例如，当活塞向两端移动时，齿条会带动输出轴逆时针旋转。
弹簧复位：当气源压力切断后，气缸内的压缩空气通过排气口排出，活塞在弹簧的弹力作用下向中间移动。这一过程会使气缸中间的空气通过进气口排出，同时活塞的齿条会带动输出轴顺时针旋转，恢复到初始位置。
输出轴旋转：输出轴的旋转角度取决于活塞的移动距离和齿条的齿数。例如，当活塞向两端移动时，输出轴会旋转90度。通过调整调节螺栓，可以改变输出轴的旋转角度。
单作用气动执行器在多个领域中有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：
流体控制：单作用气动执行器常用于控制各种阀门，如球阀、截止阀、调节阀等，以实现流体的调节和控制。在化工、石油、天然气、电力和水处理等行业中，这些执行器用于开关和调节阀门，确保流体系统的安全和稳定运行。
安全关断系统：单作用气动执行器特别适用于需要快速切断或紧急操作的场合。例如，在输送可燃气体或可燃液体的管道中，一旦失去气源，单作用气动执行器能够自动复位，将阀门关闭，从而防止泄漏和事故的发生。
自动化控制系统：在自动化控制系统中，单作用气动执行器用于控制机器人、阀门、夹具和其他设备的位置、速度和力量。它们能够根据接收到的信号在机械系统中产生运动，从而实现精确的定位和操作。
半导体制造：在半导体制造中，单作用气动执行器用于精密部件的定位、阀门控制和真空系统操作。这些执行器能够在无尘环境中稳定工作，确保半导体制造过程的精确性和可靠性。
食品与饮料加工：在食品与饮料加工中，单作用气动执行器用于自动化装瓶、分拣和混合过程。它们能够在无菌环境中操作，确保食品和饮料的安全和质量。
制药行业：在制药行业中，单作用气动执行器用于无菌环境中的流体控制、粉末处理和包装操作。这些执行器能够在高清洁度环境中工作，确保药品的生产过程符合卫生标准。
模具行业：在模具行业中，单作用气动执行器用于控制刀具、管道、挡板、滑槽和平台等设备的精确位置和操作。它们能够按照既定的逻辑指令或电脑程序对模具进行精确的定位和操作。
单作用气动执行器在结构简单、成本低廉、响应速度快等方面具有显著优势，但在控制精度、噪音、工作稳定性以及输出力方面存在一定的局限性。
结构简单：单作用气动执行器的结构相对简单，主要由气缸、活塞、弹簧等组成。这种简单的结构使得其维护和修理更加方便。
成本低廉：由于结构简单，单作用气动执行器的制造成本相对较低，这使得其在经济性方面具有优势。
响应速度快：气动执行器能够快速响应气信号，适用于需要快速操作的场合。
防火防爆：由于不涉及电气元件，单作用气动执行器在防火防爆方面具有较高的安全性，适用于危险环境中。
弹簧复位功能：单作用气动执行器具有弹簧复位功能，在失去气源的情况下，能够依靠弹簧的力量自动回到初始位置，确保系统的安全性。
控制精度较低：由于气体的可压缩性，单作用气动执行器的控制精度相对较低，难以实现高精度的控制。
噪音较大：气动执行器在运行过程中会产生较大的噪音，这可能会对周围环境造成影响，特别是在安静的工作场所。
工作速度稳定性差：由于空气的可压缩性，单作用气动执行器的工作速度稳定性较差，特别是在负载变化较大时，速度波动明显。
输出力有限：由于工作压力较低，单作用气动执行器的总输出力相对较小，无法适应需要大推力的应用场景。
需要压缩空气系统：单作用气动执行器需要依赖压缩空气系统作为动力源，这增加了系统的复杂性和维护成本。
综上所述，单作用气动执行器是一种利用压缩空气作为动力源，通过气源压力驱动设备或阀门执行开关动作的执行机构。其结构简单、成本低廉、响应速度快，广泛应用于流体控制、安全关断系统、自动化控制系统、半导体制造、食品与饮料加工、制药行业和模具行业等多个领域。然而，单作用气动执行器在控制精度、噪音、工作稳定性以及输出力方面存在一定的局限性，需要根据具体需求进行综合评估和选择。