CN110749437A

CN110749437A - 一种阀门扭矩的采集方法

Info

Publication number: CN110749437A
Application number: CN201911035184.4A
Authority: CN
Inventors: 曹克成; 李晓龙
Original assignee: Jingdeng (wuxi) Control Valve Co Ltd
Current assignee: Jingdeng (wuxi) Control Valve Co Ltd
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-02-04

Abstract

本发明公开了一种阀门扭矩的采集方法，包括先通过阀门执行器油缸参数值获取不同阀门转角R下对应的阀门推力F，再测量活塞杆与输出轴圆心之间的距离L，利用步骤a中得到的所述阀门推力F，求得对应的阀门扭矩T。本方法仅需通过少量的执行器装置数据信息就可以很准确的计算出对应阀门的扭矩数值，能有效增加执行器后期在不同环境下使用的安全性。

Description

一种阀门扭矩的采集方法

技术领域

本发明涉及阀门扭矩数值获取方法技术领域，尤其是一种阀门扭矩的采集方法。

背景技术

阀门是承受内压的机械产品，因而必须具有足够的强度和刚度，以保证长期使用而不发生破裂或产生变形。起闭力和启闭力矩是指阀门开启或关闭所必须施加的作用力或力矩。阀门启闭扭矩是体现阀门综合水平的一项重要性能指标。目前所有的阀门检测装置大多数根据国家的相关标准以压力表显示其试验强度和密封性能，这一简单的试验方法并不能完全反映出一种阀门在设计与加工中存在的诸多问题。

由于无法了解阀门在实际工况下的启闭扭矩值和该值与阀门开度的对应关系，给阀门的设计、制造工艺、使用带来了盲目性，严重制约了阀门产品的技术进步和质量提升，不能满足产品的使用要求；另外，因缺乏扭矩实际数据，所以在驱动装置选型配套方面也经常出现问题，往往不是扭矩选择过剩，造成浪费，就是扭矩选择不足，无法驱动。同时可以通过采集的数据对阀门当下使用的状态性能，与后续的维护保养，都能提供准确的参考数据。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种阀门扭矩的采集方法，克服了现有技术中需要借助不同的测量仪器进行多部件的测量，且目前通用的测算公式存在误差率高的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种阀门扭矩的采集方法，包括如下步骤：

a.通过阀门执行器油缸参数值获取不同阀门转角R下对应的阀门推力F，公式如下：

F ＝ P * S (1)

其中，F表示阀门推力，P表示实时油压，S表示受压面积；

b.测量活塞杆与输出轴圆心之间的距离L，利用步骤a中得到的所述阀门推力F，求得对应的阀门扭矩T，公式如下：

T ＝ F * L * β (2)

其中，T表示阀门扭矩，L表示活塞杆与输出轴圆心之间的距离，β表示损耗。

3、优选的，步骤a的公式(1)中，所述受压面积S通过如下公式获取：

S ＝ π(D/2) (3)

其中，D表示油缸内径。

优选的，所述转角R的角度为0°～90°。

有益效果

本发明所提供的一种阀门扭矩的采集方法，仅需通过少量的执行器装置数据信息就可以很准确的计算出对应阀门的扭矩数值，能有效增加执行器后期在不同环境下使用的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所述一种阀门扭矩的采集方法的执行器结构示意图。

图示标记：

1-油缸、2-活塞、3-活塞杆、4-输出轴、5-箱体。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

执行器是自动控制系统中必不可少的一个重要组成部分。它的作用是接受控制器送来的控制信号，改变被控介质的大小，从而将被控变量维持在所要求的数值上或一定的范围内，被控介质的大小是通过阀门的转角来实现的。按其能源形式可分为气动、液动、电动三大类。

如图1所示，本实施例采用油压执行器(即液动执行器)作为参考，所述油压执行器由油缸1、活塞2、活塞杆3、输出轴4，和与输出轴4连接的阀门(图中未标注)构成，阀门外设置有箱体5。

工作原理：活塞2受油压作用驱动活塞杆3做水平左右运动，带动输出轴4做顺时针或逆时针运动，进而驱动与所述输出轴4连接的阀门做双石镇或逆时针转角运动，达到关闭或打开的目的。

本实施例中，所以涉及数据测量的工作，都是在执行器出厂前完成的，所以在产品组装时即可预先测量。

所述阀门扭矩的采集方法，包括如下步骤：

步骤a：通过阀门执行器油缸参数值获取不同阀门转角R下对应的阀门推力F，公式如下：

F ＝ P * S (1)

其中，F表示阀门推力，是获取阀门扭矩第一步需要获取的数值；P表示实时油压，可通过执行器的油缸1自带的油压仪表读取；S表示受压面积(即活塞2的表面积)，可通过油缸1的参数获取；在参数未标明的情况下，可通过测量活塞2的内径来获取，公式如下：

S ＝ π(D/2) (3)

其中，D表示油缸内径；

步骤b：测量活塞杆与输出轴圆心之间的距离L，利用步骤a中得到的所述阀门推力F，求得对应的阀门扭矩T，公式如下：

T ＝ F * L * β (2)

其中，T表示阀门扭矩，L表示活塞杆3与输出轴4的圆心之间的距离，β表示损耗。

通过上述方法可准确计算出阀门扭矩T的实时数值。

由于在阀门不同转角角度的情况下，油缸1输出的油压并不是相同的，所以，可以将阀门不同转角R下(比如阀门关闭状态、半打开状态和完全打开状态,转角R的角度为0°～90°)的阀门扭矩值求出。

本实施例中，设定活塞2的表面积S＝50.24cm²；

R＝0°时，P值为80Bar；

R＝45°时，P值为65Bar；

R＝90°时，P值为78Bar；

则，

R＝0°时，F＝80Bar*50.24cm²*9.8N/kg＝39388.16N；

R＝45°时，F＝65Bar*50.24cm²*9.8N/kg＝32002.88N；

R＝90°时，F＝78Bar*50.24cm²*9.8N/kg＝38403.456N。

设定活塞杆3与输出轴4的圆心之间的距离L＝0.076m，摩擦损耗β＝0.97，根据上述获取的F值(计算结果四舍五入取整数)可以得出：

R＝0°时，T＝39388.16N*0.076m*0.97＝29037N；

R＝45°时，T＝32002.88N*0.076m*0.97＝2359N；

R＝90°时，T＝38403.456N*0.076m*0.97＝2831N。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种阀门扭矩的采集方法，其特征在于：包括如下步骤：

F＝P*S (1)

其中，F表示阀门推力，P表示实时油压，S表示受压面积；

T＝F*L*β (2)

2.根据权利要求1所述一种阀门扭矩的采集方法，其特征在于：步骤a的公式(1)中，所述受压面积S通过如下公式获取：

S＝π(D/2) (3)

其中，D表示油缸内径。

3.根据权利要求1所述一种阀门扭矩的采集方法，其特征在于：所述转角R的角度为0°～90°。