CN103091024A - 执行机构推拉力测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了执行机构推拉力测试装置，主要由设有推杆的执行机构1以及限制推杆运动的制动机构组成，在所述的推杆以及制动机构之间设有推拉力传感器（2），所述的制动机构为设有支架结构的控制组件，包括固定于支架结构上的制动器（3）以及由制动器（3）控制的制动片（4），所述的制动片（4）沿推杆的运动方向而设置，而所述推拉力传感器（2）的两端则分别与推杆、制动片（4）相连接。本发明主要应用于直行程执行机构，提出了针对推杆力的检测方案，测试原理简单，弥补了现有技术中对执行机构推拉力测试的空白，不仅能有效的提高对阀门动作位置的控制精度，更具有结构简单、操作简易等特点。

Description

执行机构推拉力测试装置

技术领域

本发明涉及执行机构测试领域，具体的说，是执行机构推拉力测试装置。 

背景技术

执行机构是一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，它利用某种驱动能源（如：液压油、气体、电力或其它能源）并在控制信号的作用下工作。按执行机构输出位移的类型可分为直行程、角行程和多转式三种形式，以直行程执行机构为例，在现有工业领域中，它可作用于控制阀上，并通过执行机构输出的直线位移来精确的控制阀门的位置。随着目前越来越多的工厂采用了自动化控制，人工操作被机械或自动化设备所替代，人们要求执行机构能够起到控制系统与阀门机械运动之间的界面作用，更要求执行机构增强工作安全性能和环境保护性能。在实际应用过程中，直行程执行机构的推拉力为阀门开启或关闭所必须施加的作用力，也就是说，直行程执行机构的推拉力是体现阀门综合水平的一项重要指标。目前，市面上并没有专门测试直行程执行机构推拉力的设备，由于缺乏实际的推拉力数据，往往会对阀门的控制造成困扰，例如：对于某些高压大口径的阀门，所需的执行机构输出的推拉力非常大，这时执行机构必须提高机械效率，若推拉力调节过高，则会出现机械效率过剩而造成浪费；若推拉力调节过小，机械效率低，则无法使用。因此，基于上述情况，本发明提出了一种应用于直行程执行机构上推拉力的测试装置，能有效的提高阀门的控制精度，实用性强。 

发明内容

本发明的目的在于提供执行机构推拉力测试装置，主要应用于直行程执行机构，在测试过程中，制动机构作用于推杆上，并限制其运动，而该制约力则反映在推拉力传感器上，并进行输出，测试原理简单，弥补了现有技术中对执行机构推拉力测试的空白，能有效的提高直行程执行机构的控制精度。 

本发明通过下述技术方案实现：执行机构推拉力测试装置，主要由设有推杆的执行机构以及限制推杆运动的制动机构组成，在所述的推杆以及制动机构之间设有推拉力传感器，本发明主要应用于直行程执行机构上，通过对推杆力的测试，从而达到对阀门开合位置的精确控制，具有测试原理简单、操作简易等优点。 

为更好的实现对推杆力的测试，本发明采用如下结构：所述的制动机构为设有支架结构的控制组件，包括固定于支架结构上的制动器以及由制动器控制的制动片，所述的制动片沿推杆的运动方向而设置，而所述推拉力传感器的两端则分别与推杆、制动片相连接，在上述结构中，推拉力传感器的两端分别受推杆、制动片的作用力而产生物理变化，两者作用力均在同一直线上，即：推杆的运动方向上，因此，在实际测试过程中，只需将推拉力传感器接通电源，即可将这一物理变化进行输出，从而获得推杆推拉力的数值。 

为更好的实现本发明，所述的制动片呈板状结构，而所述的制动器则钳制于制动片上，在所述制动器的钳制端面还设有由制动器控制的刹车片。 

在本发明中，所述的制动器为设有压力油源的液压装置，在所述的制动器上还设有连接压力油源的管道，所述的压力油源可采用油压泵或其它能提供压力油源的装置。 

所述制动器的数量为两个，分别对应钳制于制动片的两侧，在所述的管道上还设有调节制动器压力的换向阀，在实际应用过程中，当推杆力较大时，可通过换向阀对制动器压力进行调节，即：油压，增大制动器作用于刹车片上的压力，加大制约力，并通过推拉力传感器测得此时推拉力的大小，更扩大了本发明的测量范围，在上述结构中，换向阀可采用手动换向阀，操作简单、方便。 

为方便检测者的观察，在所述的推拉力传感器上还连接有数据显示仪。 

为更好的实现上述结构，本发明所述的支架结构主要由底座以及设于底座上的固定件、支撑杆组成，所述的制动器则固定于固定件上；所述的执行机构通过支撑杆固定于支架结构的顶部，所述的推杆沿竖直方向设置于执行机构的下方，而所述的推拉力传感器、制动片则依次设置于推杆的下方。 

为提高测试精度，本发明还提出了导向轴的设计，其结构如下：所述的支架结构还包括竖向设置于底座上的支撑轴，在所述的支撑轴上套装有防止制动片偏移的导向轴，所述的推拉力传感器通过导向轴与制动片相连接。 

在所述的导向轴上还设有供制动片连接的螺栓以及供导向轴移动的空孔，所述的导向轴通过空孔套装于支撑轴上，在测试过程中，导向轴可将制动片始终位置在竖直方向上，并与推杆的运动方向一致。 

在测试时，制动器利用刹车片钳制于制动片上，将其固定，而在测量间隙，制动器未工作时，制动片以及导向轴则会由于自身重力的影响而下落至底座上，在需要测试时，还需额外施力作用于制动片或导向轴上，将其上升并与推杆相连接，才能进行测试，因此，本发明设计了气缸结构，即：在所述制动片的下方还设有气缸，所述的气缸为推动制动片向上运动并与导向轴卡接的动力装置，并通过底座而固定。 

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果： 

（1）本发明基于直行程执行机构的工作原理，提出了针对推杆力的检测方案，测试原理简单，更弥补了现有技术中对执行机构推拉力测试的空白，不仅能有效的提高对阀门动作位置的控制精度，更具有结构简单、操作简易等特点。

（2）本发明所述的压力油源可采用油压泵或其它能提供压力油源的装置，而换向阀则可采用手动换向阀，在测试过程中，换向阀的设置可实现对制动器压力的调节，并以此来调节刹车片钳制于制动片上的压力，从而得到不同制动压力下对应的推拉力，可用于测量不同负载情况下执行机构的推拉力，具有操作灵活、方便等特点。 

（3）本发明设计合理，采用导向轴的设计还可防止制动片的偏移，使其始终位于推杆的运动方向上，更提高了检测精度。 

（4）为方便检测的顺利进行，本发明在底座上还设有气缸，可用于检测前，将制动片推升至推杆能连接到推拉力传感器的位置，操作十分简单。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明所述制动器的结构示意图。 

图3为本发明导向轴的结构示意图。 

其中1—执行机构，2—推拉力传感器，3—制动器，4—制动片，5—管道，6—数据显示仪，7—底座，8—固定件，9—支撑杆，10—支撑轴，11—导向轴，12—螺栓，13—气缸。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。 

实施例： 

基于目前市面上还未出现专门测试直行程执行机构推拉力设备的这一现状，在阀门的实际应用过程中，往往会由于缺乏实际的推拉力数据，而对阀门的控制造成困扰，为克服上述缺陷，本发明提出了执行机构推拉力测试装置，其结构如图1所示，主要由设有推杆的执行机构1以及限制推杆运动的制动机构组成，由于本发明主要应用于直行程执行机构上，因此，为测试其推杆的推拉力，本发明在推杆以及制动机构之间设有推拉力传感器2，结合测量所得数据来实现执行机构对阀门开合位置的精确控制，测试原理、操作过程均十分简单。

为更好的实现上述结构，本发明所述的执行机构1、制动机构均通过支架结构进行固定，如图1所示，支架结构主要由底座7以及设于底座7上的支撑杆9、固定件8组成，支撑杆9的数量为两个，分别竖向设置于底座7的两侧，执行机构1通过支撑杆9固定于支架结构的顶部，推杆沿竖直方向设置于执行机构1的下方；而述推拉力传感器2、制动机构则依次设置于推杆的下方。在本发明中，制动机构包括制动器3以及由制动器3控制的制动片4，固定件8竖向设置于两支撑杆9之间，可采用螺栓等连接件将制动器3固定于固定件8上。而在上述结构中，制动片4呈板状结构，制动器3则钳制于制动片4上，即如图2所示结构所示。 

由上述结构可知，制动片4沿推杆的运动方向而设置，而推拉力传感器2的两端则分别与推杆、制动片4相连接，在其结构中，推拉力传感器2的两端分别受推杆、制动片4的作用力而产生物理变化，两者作用力均在同一直线上，因此，在实际测试过程中，只需将推拉力传感器2接通电源，即可将这一物理变化进行输出，从而获得推杆的推拉力。当然，为方便检测者的观察，在推拉力传感器2上还连接有显示推杆推拉力的数据显示仪6。 

本发明在制动器3的钳制端面还设有由制动器3控制的刹车片，为更好的对制动片4进行控制，制动器3可采用压力油源进行控制，如图2所示，本发明在制动器3上设有连接压力油源的管道5。在实际应用过程中，压力油源可采用油压泵或其它能提供压力油源的装置，制动器3的数量可设置为两个，分别对应钳制于制动片4的两侧，为更好的实现本发明，在管道5上还设有调节制动器3压力的换向阀，在实际应用过程中，当推杆力较大时，可通过换向阀对制动器3压力进行调节，即：油压，增大制动器3作用于刹车片上的压力，加大制约力，并通过推拉力传感器2测得此时推拉力的大小，更扩大了本发明的测量范围，在上述结构中，换向阀可采用手动换向阀，操作简单、方便。 

为提高测试精度，本发明还提出了导向轴11的设计，其结构如下：支架结构还包括竖向设置于底座7上的支撑轴10，在支撑轴10上套装有防止制动片4偏移的导向轴11，推拉力传感器2通过导向轴11与制动片4相连接，在测试过程中，导向轴11可将制动片4始终位置在竖直方向上，并与推杆的运动方向一致。图3为导向轴11的结构示意图，如图3所示，在导向轴11上设有供制动片4连接的螺栓12以及供导向轴11移动的空孔，导向轴11通过空孔套装于支撑轴10上。 

在测试时，制动器3利用刹车片钳制于制动片4上，将其固定，而在测量间隙，制动器3未工作时，制动片4以及导向轴11则会由于自身重力的影响而下落至底座7上，在需要测试时，还需额外施力作用于制动片4或导向轴11上，将其上升并与推杆相连接，才能进行测试，因此，本发明设计了气缸13结构，如图1所示，在制动片4的下方设有气缸13，气缸13为推动制动片4向上运动并与导向轴11卡接的动力装置，并通过底座7而固定。 

本发明弥补了现有技术中对执行机构1推拉力测试的空白，不仅能有效的提高对阀门动作位置的控制精度，其结构也十分简单，其安装步骤如下：（1）设置支架结构，依次安装底座7、支撑杆9、支撑轴10、固定件8等结构；（2）在底座7形成的框架结构内安装气缸13，在气缸13与气源的连接管道5上设有控制开关，如图1所示，控制开关设于底座7上，包括开启或关闭两个操作按键，在实际应用过程中，可使用绿色按键作为开启按键、红色按键作为关闭按键；（3）将制动器3固定在固定件8上，制动器3、固定件8的数量均为两个，在两固定件8/制动器3之间预留出卡接制动片4的足够位置；（4）将制动片4沿制动器3的钳制端面而放置，由于制动片4无固定结构，而制动片4也未钳制在制动片4上，因此，此时制动片4的底部放置在底座7上；（5）安装导向轴11，将导向轴11沿支撑轴10进行套装，并通过螺栓12将制动片4的顶部固定在导向轴11的下端，在导向轴11安装前，还可先将推拉力传感器2安装在导向轴11的顶端，然后再进行套接、安装；（6）将执行机构1安装于支撑杆9的顶部。在测试时，应先开启气源开关，利用气缸13将制动片4向上推动，以克服制动片4、导向轴11的重力，推动至推拉力传感器2与推杆相连接的位置后，即可开始进行测试。在测试过程中，推杆将作用力传递到推拉力传感器2上，而制动器3则通过制动片4、导向轴11同时产生制约推杆运行的反向作用力，并作用于推拉力传感器2上，将推拉力传感器2接通电源，即可将推拉力传感器2上产生的物理变化进行输出，最终通过数据显示仪6将推拉力数据进行显示。 

本发明主要应用于直行程执行机构1，提出了针对推杆力的检测方案，测试原理简单，弥补了现有技术中对执行机构1推拉力测试的空白，不仅能有效的提高对阀门动作位置的控制精度，更具有结构简单、操作简易等特点。 

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (10)

1.执行机构推拉力测试装置，其特征在于：主要由设有推杆的执行机构（1）以及限制推杆运动的制动机构组成，在所述的推杆以及制动机构之间设有推拉力传感器（2）。

2.根据权利要求1所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述的制动机构为设有支架结构的控制组件，包括固定于支架结构上的制动器（3）以及由制动器（3）控制的制动片（4），所述的制动片（4）沿推杆的运动方向而设置，而所述推拉力传感器（2）的两端则分别与推杆、制动片（4）相连接。

3.根据权利要求2所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述的制动片（4）呈板状结构，而所述的制动器（3）则钳制于制动片（4）上，在所述制动器（3）的钳制端面还设有由制动器（3）控制的刹车片。

4.根据权利要求3所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述的制动器（3）为设有压力油源的液压装置，在所述的制动器（3）上还设有连接压力油源的管道（5）。

5.根据权利要求4所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述制动器（3）的数量为两个，分别对应钳制于制动片（4）的两侧，在所述的管道（5）上还设有调节制动器（3）压力的换向阀。

6.根据权利要求5所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：在所述的推拉力传感器（2）上还连接有数据显示仪（6）。

7.根据权利要求2～6任一项所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述的支架结构主要由底座（7）以及设于底座（7）上的固定件（8）、支撑杆（9）组成，所述的制动器（3）则固定于固定件（8）上；所述的执行机构（1）通过支撑杆（9）固定于支架结构的顶部，所述的推杆沿竖直方向设置于执行机构（1）的下方，而所述的推拉力传感器（2）、制动片（4）则依次设置于推杆的下方。

8.根据权利要求7所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：所述的支架结构还包括竖向设置于底座（7）上的支撑轴（10），在所述的支撑轴（10）上套装有防止制动片（4）偏移的导向轴（11），所述的推拉力传感器（2）通过导向轴（11）与制动片（4）相连接。

9.根据权利要求8所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：在所述的导向轴（11）上还设有供制动片（4）连接的螺栓（12）以及供导向轴（11）移动的空孔，所述的导向轴（11）通过空孔套装于支撑轴（10）上。

10.根据权利要求9所述的执行机构推拉力测试装置，其特征在于：在所述制动片（4）的下方还设有气缸（13），所述的气缸（13）为推动制动片（4）向上运动并与导向轴（11）卡接的动力装置，并通过底座（7）而固定。

Images