檢測(cè)級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型創(chuàng)造涉及一種針對(duì)大型閥門所使用的大扭矩輸出的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]閥門開啟或關(guān)閉以及在整個(gè)運(yùn)行過程中所需扭矩大都只是按照理論設(shè)計(jì)值作為參考，一般不對(duì)其進(jìn)行出廠檢測(cè)。因此在實(shí)際選用與閥門配套的執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)易出現(xiàn)選型偏差。選型過小會(huì)造成在實(shí)際工況下無法啟閉閥門，選型過大一則是浪費(fèi)資源，二則是在閥門出現(xiàn)故障等卡滯現(xiàn)象時(shí)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的扭矩控制起不到控制作用，造成閥桿，閥瓣等閥門部件的損壞，導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。之所以閥門廠家很少對(duì)閥門進(jìn)行扭矩測(cè)試，其原因主要體現(xiàn)在:原有的扭矩測(cè)試裝置測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確、測(cè)試裝置安裝困難、試驗(yàn)繁瑣，尤其是大規(guī)格大口徑閥門，閥門廠家更是沒有相應(yīng)的測(cè)試裝置來對(duì)閥門進(jìn)行測(cè)試。
[0003]原有的測(cè)試裝置一般采用兩種形式，一種是直接測(cè)量，另一種為間接測(cè)量。直接測(cè)量的測(cè)試裝置為直接用扭矩測(cè)試裝置，如扭矩傳感器，扭矩扳手等，輔以手動(dòng)裝置進(jìn)行測(cè)試，但是這種測(cè)試還取決于操作者的實(shí)際操作，而真正現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)往往為電動(dòng)，其運(yùn)行的速度會(huì)比手動(dòng)快好多，這導(dǎo)致其運(yùn)行效率不一致，測(cè)量出的扭矩值也就有差距，特別是對(duì)于大規(guī)格大口徑閥門的啟閉，測(cè)量結(jié)果更是有較大差距，這對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選型產(chǎn)生較大影響。而且這種方式的測(cè)試實(shí)施起來非常繁瑣，安裝也困難，不適合在工廠出廠時(shí)進(jìn)行測(cè)試，只適合于產(chǎn)品的型式試驗(yàn)階段。
[0004]間接測(cè)量就是選用配置有扭矩顯示功能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)閥門進(jìn)行測(cè)試。原來的帶減速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都是在一級(jí)多回轉(zhuǎn)上實(shí)現(xiàn)扭矩檢測(cè)。正如專利號(hào):ZL201010589531.0實(shí)用新型名稱:大扭矩閥門扭矩監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的中國專利所記載，如圖1所示，大扭矩閥門電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括控制器(圖中303即控制器的一種或控制器的一個(gè)組成模塊)、電機(jī)104、減速器(圖中所舉例的201、202、203、204共同組成減速器)和作為整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終扭矩輸出端(圖中102代表最終輸出端的一種結(jié)構(gòu)形式)，最終扭矩輸出端用于連接閥門的閥桿并驅(qū)動(dòng)閥門開啟或關(guān)閉?，F(xiàn)有的扭矩?cái)?shù)據(jù)采集裝置306的扭矩傳感器302 —般是設(shè)于電機(jī)104的輸出端，即與電機(jī)的輸出軸直連的蝸輪蝸桿副204的蝸桿軸上，即設(shè)置于與電機(jī)的輸出軸直連的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的輸入端處，這種檢測(cè)設(shè)置方式和方法的問題在于:其檢測(cè)點(diǎn)距離執(zhí)行機(jī)構(gòu)的最終扭矩輸出端較遠(yuǎn)，中間跨過了減速器，因此無法判斷最終扭矩輸出端轉(zhuǎn)矩的變化是由于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的減速器內(nèi)部引起的，還是確實(shí)是由于閥門所需扭矩變化引起的執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩發(fā)生了變化。這種測(cè)試主要受制于所選執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)穩(wěn)定性。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)穩(wěn)定性變化時(shí)，測(cè)試結(jié)果也會(huì)有很大變化，特別是大規(guī)格大口徑閥門，當(dāng)閥門扭矩超過1kN.m時(shí)，需要配備的執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)大都是采用多級(jí)傳動(dòng)，因此各級(jí)之間的傳動(dòng)效率以及傳動(dòng)的穩(wěn)定性決定了測(cè)試結(jié)果。
[0005]為了監(jiān)測(cè)和考核執(zhí)行機(jī)構(gòu)的綜合性能，同時(shí)可以在運(yùn)行中對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，需要對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)扭矩和行程進(jìn)行實(shí)時(shí)的、準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)，并根據(jù)采集的扭矩?cái)?shù)據(jù)和行程數(shù)據(jù)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)在全行程的扭矩狀況進(jìn)行定量分析。這些數(shù)據(jù)將可以為設(shè)計(jì)和制造執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供有力的依據(jù)，同時(shí)根據(jù)準(zhǔn)確的閥門啟閉力矩，可以指導(dǎo)閥門廠家對(duì)其產(chǎn)品所配備執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行較為合理的選型，并且可以實(shí)時(shí)監(jiān)控閥門在實(shí)際運(yùn)行中的扭矩變化，為閥門的預(yù)維護(hù)提供詳實(shí)的數(shù)據(jù)。
[0006]這種方法還有一個(gè)問題，就是無法檢測(cè)手動(dòng)操作情況下的輸出轉(zhuǎn)矩，不利于判斷手動(dòng)狀態(tài)下手輪操作力和執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系。因此這種測(cè)量方法有一定的局限性，使用范圍有限，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩較為精確的測(cè)量和檢測(cè)。
[0007]而要在執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終一級(jí)減速器的輸出軸上測(cè)量扭矩，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)法蘭盤和閥門法蘭盤之間安裝靜態(tài)扭矩傳感器，但這樣扭矩傳感器外置的方法，在工廠和實(shí)驗(yàn)室尚且能夠使用，但是要在現(xiàn)場(chǎng)安裝就很難實(shí)現(xiàn)，特別是大扭矩的閥門和執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，更是難以實(shí)現(xiàn)。
[0008]要在執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)對(duì)最終扭矩輸出端部位的扭矩檢測(cè)，由于傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸出軸部件上均有運(yùn)動(dòng)部件，若要實(shí)現(xiàn)在輸出軸的扭矩檢測(cè)，則需要使用動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，不僅壽命短，體積大，而且成本非常高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出轉(zhuǎn)矩較為準(zhǔn)確的測(cè)量和監(jiān)測(cè)的不足，提供一種檢測(cè)級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0010]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種檢測(cè)級(jí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括控制器、電機(jī)、減速器和用于驅(qū)動(dòng)閥門啟閉的最終扭矩輸出端，所述的減速器與電機(jī)傳動(dòng)連接，所述的最終扭矩輸出端與減速器輸出端傳動(dòng)連接，所述的最終扭矩輸出端固定貼覆有扭矩傳感器，由扭矩傳感器獲取最終扭矩輸出端上的扭矩?cái)?shù)據(jù)，即閥門運(yùn)行的扭矩?cái)?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給控制器。在最終扭矩輸出端上直接連接扭矩傳感器，通過其直接獲取執(zhí)行機(jī)構(gòu)最終扭矩輸出端的扭矩?cái)?shù)據(jù)，這種對(duì)閥門的扭矩檢測(cè)方式相比傳統(tǒng)的扭矩檢測(cè)方式，避免了多級(jí)檢測(cè)誤差、多級(jí)傳動(dòng)效率損失、多級(jí)傳動(dòng)變形等諸多因素對(duì)扭矩檢測(cè)結(jié)果的影響，實(shí)現(xiàn)了對(duì)閥門扭矩的直接、精確、穩(wěn)定檢測(cè)。
[0011]進(jìn)一步地，所述最終扭矩輸出端包括用于連接閥門的閥桿接頭、固定套接于閥桿接頭之外的輪轂，所述輪轂固定連接有用于傳遞驅(qū)動(dòng)輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力部件，所述扭矩傳感器固定貼覆于輪轂表面上。
[0012]作為優(yōu)選，所述的扭矩傳感器為電阻應(yīng)變式扭矩傳感器，由于最終扭矩輸出端的組成部分由彈簧鋼制成，在負(fù)載和驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的雙向作用力下，最終扭矩輸出端受力產(chǎn)生應(yīng)變，而扭矩傳感器就是利用通過對(duì)所貼覆的最終扭矩輸出端的彈簧鋼受力應(yīng)變情況的測(cè)量得出扭矩?cái)?shù)據(jù)，因此，屬于通過靜態(tài)測(cè)量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)的扭矩檢測(cè)。
[0013]進(jìn)一步地，還包括第二扭矩傳感器，所述的第二扭矩傳感器安裝在電機(jī)的輸出端，用于采集電機(jī)輸出端的扭矩?cái)?shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸給控制器。由此第二扭矩傳感器直接獲取電機(jī)的輸出扭矩，從而監(jiān)控電機(jī)輸出扭矩的實(shí)時(shí)狀態(tài)，進(jìn)而監(jiān)控電機(jī)處的運(yùn)行情況是否正常。
[0014]進(jìn)一步地，還包括殼體，所述最終扭矩輸出端大部分置于殼體內(nèi)，所述的扭矩傳感器位于殼體與最終扭矩輸出端之間構(gòu)成的空間內(nèi)。此設(shè)置意味著該扭矩傳感器是屬于執(zhí)行機(jī)構(gòu)的一部分，并充分利用空間，將其置于殼體內(nèi)，除扭矩傳感器本身設(shè)有防護(hù)外，還隔絕了外界的各種惡劣環(huán)境，避免在實(shí)際使用時(shí)對(duì)檢測(cè)效果的影響。
[0015]作為優(yōu)選，所述的執(zhí)行機(jī)構(gòu)為部分回轉(zhuǎn)式執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型將扭矩傳感器直接應(yīng)用在最終扭矩輸出端上，在最終扭矩輸出端直接檢測(cè)，而扭矩輸出端是直接與所測(cè)閥門的閥桿直接連接，實(shí)質(zhì)上就是直接檢測(cè)閥門的實(shí)際所需的運(yùn)行