CN101221093B - 多回转阀门电动装置自加载试验机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多回转阀门电动装置自加载试验机构，在试验机构主架上装有该机构的传动系统，其包括：并行安装在试验机构主架和试验机构辅架上的输入轴和丝杆-花键轴，输入轴上装有输入齿轮，丝杆-花键轴上装有输出齿轮-丝杆螺母，试验机构主架一侧设置有其上制有花键孔的力臂，丝杆-花键轴花键部分伸入力臂的花键孔中并形成啮合；试验机构主架上设有关阀方向缓冲装置、关阀轴向力测试传感器、关阀力矩测试传感器和开阀力矩测试传感器。优点是：既满足多回转阀门电动装置型式试验和出厂试验要求，又能保证试验数据准确、检测项目齐全；本设备结构简单且操作方便。

Description

多回转阀门电动装置自加载试验机构
技术领域
本发明属于阀门电动装置试验技术领域，特别是涉及一种能保证试验数据准确、试验方法合理、检测项目齐全、试验设施简单并且操作方便的一种多回转阀门电动装置自加载试验机构。
背景技术
多回转阀门电动装置用于驱动和控制闸阀、截止阀等阀瓣工作中往复运动的阀门，公知技术中的多回转阀门电动装置试验机构均采用辅助加载机构(液压加载或磁粉离合器制动加载)。试验过程中，阀门电动装置带动试验台传感轴旋转，传感轴上有制动装置，用辅助加载机构缓慢制动传感轴模拟阀门阀瓣入座时的载荷状态。试验台传感轴由扭矩传感器构成，随着载荷的加大与传感器连接的试验仪器会显示当前阀门电动装置的输出转矩，当转矩值达到阀门电动装置转矩控制开关设定值时电动装置自动停止工作。用上述方式也可设定阀门电动装置的输出转矩，即通过调整阀门电动装置的转矩控制开关来获取试验台显示仪器上的希望转矩值，用其证明该台阀门电动装置的输出转矩。当然，公知技术中的阀门电动装置试验机构还能进行输出转速、总转圈数、行程控制精度、转矩控制精度、手/电动切换功能等试验。
公知技术中的多回转阀门电动装置试验机构主要存在以下问题：
1、一定扭矩下阀门阀瓣入座时阀杆所承受的轴向推力无法进行检测，由于该参数与输出转矩的对应关系对阀门电动装置的正确选型十分重要，通常只能根据阀杆的参数进行计算而并非实际检测值。
2、由于阀门电动装置输出转速不同，所以试验中制动速度的快慢会使不同转速阀门电动装置的输出转矩设定存在误差。虽然在产品的型式试验中可以通过相关计算获得较理想的制动速度，但在批量的产品试验中却很难做到，因而存在产品扭矩试验数据误差的问题。
3、扭矩传感轴的标定较困难，因而不适合批量产品的出厂试验。因为传感轴以其应变值提供对应的转矩值信息，频繁的施加载荷会影响传感轴的检测精度。
4、试验机构有辅助加载装置增加了试验机构的制造成本，并且复杂的系统也会使试验机构的故障率增加。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种既满足多回转阀门电动装置型式试验和出厂试验要求，又能保证试验数据准确、试验方法合理、检测项目齐全、试验设施简单并且操作方便的一种多回转阀门电动装置自加载试验机构。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：多回转阀门电动装置自加载试验机构，包括：试验机构主架，试验机构主架上部固装的试验机构辅架以及安装在试验机构主架上的输入轴，其特征在于：在试验机构主架上安装有该试验机构的传动系统，所述传动系统包括：并行安装在试验机构主架和试验机构辅架上的输入轴和丝杆-花键轴，位于试验机构主架和试验机构辅架之间的输入轴上安装有输入齿轮，丝杆-花键轴上安装有输出齿轮-丝杆螺母，输入齿轮与输出齿轮-丝杆螺母呈相互啮合状，丝杆-花键轴上穿装开阀方向缓冲装置和开阀方向极限触块，试验机构主架一侧设置有其上制有花键孔的力臂，丝杆-花键轴花键部分伸入力臂的花键孔中并形成啮合；试验机构主架下横梁上设有关阀方向缓冲装置，关阀方向缓冲装置上装有关阀轴向力测试传感器，在试验机构主架上通过连接板连接有关阀力矩测试传感器和开阀力矩测试传感器。
本发明还可以采用如下技术方案：
所述试验机构主架上还设有用于限制丝杆-花键轴径向位置的导套。
所述开阀方向缓冲装置的顶面连接固定试验机构主架上横梁，开阀方向极限触块连接固定试验机构主架。
所述力臂轴线与丝杆-花键轴垂直。
所述输入轴下部装有离合器和离合器托盘，离合器与输入齿轮呈牙嵌式配合。
所述试验机构主架上横梁一端部还设有转换手柄，转换手柄一端部与离合器接触，拉动转换手柄另一端可使离合器与输入齿轮牙嵌脱离。
所述输入轴下端部固装有旋转码盘。
试验机构主架一侧通过横向连接杆连接有光电数码器。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明利用絲杆-花键轴的往复运动模拟多回转阀门阀杆的运动状态，所以一旦该往复运动受阻就会产生相应的轴向力，而在往复运动受阻的同时絲杆-花键轴又会产生转动并带动力臂一同摆动。利用上述运动的特点，使絲杆-花键轴运动受阻时的作用点为压力传感器，以此可测出作用力即轴向力，与此同时力臂产生摆动，使摆动的作用点为压力传感器即能测出作用力并根据力臂长度换算出转矩值。因此本发明不需要辅助加载装置而利用被测阀门电动装置自身动力检测当前输出转矩值所对应的轴向推力或轴向力所对应的输出转矩值，不仅能满足多回转阀门电动装置型式试验和出厂试验要求，又可保证试验方法合理、试验数据准确、检测项目齐全、试验设备结构简单并且便于操作方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的A-A剖视图；
图3是图1的左视图。
图中：1、输入轴；2、输入齿轮；3、输出齿轮与絲杆螺母；4、絲杆与花键轴；5、试验机构主架；6、试验机构辅架；7、导套；8、力臂；9、关阀力矩测试传感器；10、关阀轴向力测试传感器；11、关阀方向缓冲装置；12、推力轴承；13、开阀力矩测试传感器；14、开阀方向极限触块；15、开阀方向缓冲装置；16、转换手柄；17、离合器；18、弹簧；19、旋转码盘；20、光电数码器；21、离合器托盘。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1-图3，多回转阀门电动装置自加载试验机构，包括：试验机构主架5，试验机构主架上部固装的试验机构辅架6以及安装在试验机构主架上的输入轴1，在试验机构主架上安装有该试验机构的传动系统，所述传动系统包括：通过推力轴承12并行安装在试验机构主架和试验机构辅架上的输入轴1和丝杆-花键轴4，位于试验机构主架和试验机构辅架之间的输入轴1上安装有输入齿轮2，丝杆-花键轴4上安装有输出齿轮-丝杆螺母3，输入齿轮2与输出齿轮-丝杆螺母3呈相互啮合状，输出齿轮-絲杆螺母3带动絲杆-花键轴4在一定行程内往复运动，输入齿轮2与输出齿轮-絲杆螺母3的速比为1∶1。丝杆-花键轴4上穿装开阀方向缓冲装置15和开阀方向极限触块14，所述开阀方向缓冲装置15的顶面与试验机构主架上横梁固装，开阀方向极限触块14连接固定试验机构主架。试验机构主架一侧设置有其上制有花键孔的力臂8，丝杆-花键轴4花键部分伸入力臂8的花键孔中并形成啮合，所述力臂8轴线与丝杆-花键轴4垂直。试验机构主架上还设有用于限制丝杆-花键轴径向位置的导套7，丝杆-花键轴的径向位置通过导套7限制以保证其运动稳定。试验机构主架5下横梁上设有关阀方向缓冲装置11，关阀方向缓冲装置上装有关阀轴向力测试传感器10，在试验机构主架上通过连接板连接有关阀力矩测试传感器9和开阀力矩测试传感器13，力臂8摆动时可分别作用于关阀力矩测试传感器9和开阀力矩测试传感器13，当絲杆-花键轴向下运动时可触动关阀轴向力测试传感器10和关阀方向缓冲装置11，关阀轴向力的反作用力由推力轴承12承担，当絲杆-花键轴向上运动时可通过开阀方向极限触块14与开阀方向缓冲装置15接触，同时也会带动力臂摆动。在输入轴下部装有离合器17和离合器托盘21，离合器17和离合器托盘21之间装有弹簧18。被测阀门电动装置的动力通过输入轴1上的花键带动离合器17并以牙嵌啮合型式将运动传递到输入齿轮2，输入齿轮与输出齿轮-絲杆螺母3啮合，输出齿轮-絲杆螺母带动絲杆与花键轴4在一定行程内往复运动。所述试验机构主架上横梁一端部还设有转换手柄16，拉动转换手柄的另一端可使离合器与输入齿轮牙嵌脱离。所述输入轴下端部固装有旋转码盘19，试验机构主架5一侧通过横向连接杆连接有光电数码器20。转换手柄16、离合器17、弹簧18、旋转码盘19和光电数码器20等组件用于阀门电动装置其它项目的试验。
本发明应用在阀门电动装置试验时的工作原理为：
当测试阀门电动装置输出转矩和轴向推力时，被测阀门电动装置带动输入轴1转动并通过齿轮副传递到絲杆-花键轴4。阀门电动装置向阀门关方向运动时，絲杆-花键轴向下运动，当它接触到关阀轴向力测试传感器10时会传出轴向力的检测值，与此同时力臂8向关阀力矩测试传感器9方向运动并与其接触检测出与轴向力对应的转矩值。阀门电动装置向阀门开方向运动时，絲杆-花键轴4向上运动，当与开阀方向缓冲装置15接触时会使力臂向开阀力矩测试传感器13方向运动并与其接触检测出开阀的转矩值。通过絲杆-花键轴的絲杆部分伸出的距离还能模拟测量阀杆的直线运动精度。
当测试阀门电动装置其它项目时，向上搬动转换手柄16，离合器17向下运动并与输入轴1齿轮脱离啮合，此时阀门电动装置的运动不再向力矩与轴向力测试系统传递，因而其转圈数不受限制。阀门电动装置的运动传递到旋转码盘19并使其旋转，光电数码器20可记录总转圈数和检测行程重复精度等。手/电动切换性能也可在此时检测。

Claims (8)

1.一种多回转阀门电动装置自加载试验机构，包括：试验机构主架，试验机构主架上部固装的试验机构辅架以及安装在试验机构主架上的输入轴，其特征在于：在试验机构主架上安装有该试验机构的传动系统，所述传动系统包括：并行安装在试验机构主架和试验机构辅架上的输入轴和丝杆-花键轴，位于试验机构主架和试验机构辅架之间的输入轴上安装有输入齿轮，丝杆-花键轴上安装有输出齿轮-丝杆螺母，输入齿轮与输出齿轮-丝杆螺母呈相互啮合状，丝杆-花键轴上穿装开阀方向缓冲装置和开阀方向极限触块，试验机构主架一侧设置有其上制有花键孔的力臂，丝杆-花键轴花键部分伸入力臂的花键孔中并形成啮合；试验机构主架下横梁上设有关阀方向缓冲装置，关阀方向缓冲装置上装有关阀轴向力测试传感器，在试验机构主架上通过连接板连接有关阀力矩测试传感器和开阀力矩测试传感器。
2.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述试验机构主架上还设有用于限制丝杆-花键轴径向位置的导套。
3.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述开阀方向缓冲装置的顶面连接固定试验机构主架上横梁，开阀方向极限触块连接固定试验机构主架。
4.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述力臂轴线与丝杆-花键轴垂直。
5.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述输入轴下部装有离合器和离合器托盘，离合器与输入齿轮呈牙嵌式配合。
6.根据权利要求5所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述试验机构主架上横梁一端部还设有转换手柄，转换手柄一端部与离合器接触，拉动转换手柄另一端可使离合器与输入齿轮牙嵌脱离。
7.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：所述输入轴下端部固装有旋转码盘。
8.根据权利要求1所述的多回转阀门电动装置自加载试验机构，其特征在于：试验机构主架一侧通过横向连接杆连接有光电数码器。
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