CN112157528A - 阀座研磨夹持移动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门加工领域，具体涉及阀座研磨夹持移动装置。包括床身、阀座夹持机构和阀座夹持移动机构，阀座夹持机构包括传动主轴、传动轴、夹持机构基座和弹簧，传动主轴贯穿夹持机构基座，传动主轴内设有固定槽，传动轴与传动主轴同轴，传动轴与传动主轴之间设有矩形直线轴承，传动轴上端连接有自定心卡盘，弹簧位于传动主轴与自定心卡盘之间；阀座夹持移动机构包括丝杠，丝杠贯穿夹持机构基座和床身并与夹持机构基座螺纹配合，床身上沿传动轴的轴向设有导向槽，夹持机构基座与导向槽滑动连接。本发明的阀座研磨夹持移动装置可带动阀座移动，以减少人工的工作量，提高加工效率。

Description

阀座研磨夹持移动装置

技术领域

本发明涉及阀门加工领域，具体涉及阀座研磨夹持移动装置。

背景技术

阀门是管道介质流通的主要控制执行机构，通过阀门可对管道内的介质进行调节、切断等操作。球阀作为阀门的一种，球阀的泄露等级可达到Ⅵ级或者零泄漏，可在工况比较恶劣的环境中使用，因此广泛应用于石油、化工、冶金、电厂、煤化工等领域。球阀中起密封作用的最关键零件是球芯和阀座，每个球阀均包括一个球芯和两个阀座，两个阀座分别位于球芯的两侧并与球芯组成两个密封副，起到阻断介质的作用。在进行密封时，球芯的表面需要与阀座的内壁相贴，而球芯与阀座之间的缝隙越小，则球阀的密封效果越好，所以球阀在生产过程中需要对球芯和球阀进行配对研磨，以保证球芯和阀座密封面的贴合。

传统的研磨方式是通过人工将阀座按压在球芯上，由另外的装置带动球芯转动，使球芯与阀座之间出现相对转动实现，但对于用于大型器械或者管道中的球阀而言，球芯和阀座的体积较大、重量较重，人工操作的强度大、效率低，还容易出现如球芯旋转过程中发生跳动和偏心、工人将阀座按压在球芯上时压力不均等问题，最后导致球阀的密封性能变差。

后出现了一种球芯阀座配研设备，包括分别对球芯和阀座进行夹持的夹持机构，夹持后需要使阀座与球芯靠近，直到阀座与球芯相贴，然后使阀座与球芯之间出现相对转动，实现研磨。但是目前的配研设备仅能使阀座与球芯之间出现相对转动，在研磨过程中难以调整阀座与球芯之间的压力，即难以在研磨过程中调整阀座与球芯之间的研磨效果，在调整时需要暂停研磨，从而导致加工效率降低。

发明内容

本发明意在提供一种能够使阀座远离或靠近球芯的阀座研磨轴传动结构，以提高加工效率。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：阀座研磨夹持移动装置，包括床身、阀座夹持机构和阀座夹持移动机构，阀座夹持机构包括传动主轴、传动轴、夹持机构基座和弹簧，传动主轴贯穿夹持机构基座并与夹持机构基座转动连接，传动主轴内设有固定槽，传动轴一端位于固定槽内并与传动主轴同轴，传动轴与传动主轴之间设有矩形直线轴承，矩形直线轴承的内孔为矩形，传动轴上端连接有可随传动轴转动并用于固定阀座的自定心卡盘，弹簧位于传动主轴与自定心卡盘之间，弹簧靠近传动主轴一端可随传动主轴滑动；阀座夹持移动机构包括丝杠，丝杠贯穿夹持机构基座和床身并与夹持机构基座螺纹配合，床身上沿传动轴的轴向设有导向槽，夹持机构基座与导向槽滑动连接。

本方案的有益效果为：

1.丝杠和夹持机构基座构成滚珠丝杠结构，在需要调整夹持机构基座时，驱动丝杠转动即可快速使夹持机构基座滑动，使阀座靠近球芯，无需人工移动，减少工人的工作量的同时，可提高加工效率。

2.本方案中的传动主轴向靠近球芯一侧滑动时，弹簧可被压缩，此时弹簧座受到弹簧的作用力，使得传动轴可沿传动主轴滑动，将固定在自定心卡盘上的阀座按压在球芯上，为配研提供压力。其次，在研磨过程中，当阀座与球芯之间的压力增大时，弹簧可压缩，避免阀座与球芯之间的压力过大，导致阀座与球芯过度研磨。最后，由于阀座与球芯之间的压力通过弹簧提供，而弹簧提供压力时处于压缩状态，所以可通过测量压簧的压缩量可估算阀座与球芯之间的压力，进一步避免阀座与球芯之间的压力过大，导致过度研磨。

3.本方案中的装置安装时，阀座夹持机构与传动轴连接，传动主轴转动时可带动传动轴转动，从而带动阀座夹持机构转动，使得阀座相对于球芯转动，无需人工转动阀座，减少工人的工作量，提高加工效率。

4.与传统的直线轴承不同，本方案中的矩形直线轴承的截面为矩形，且传动轴和固定槽二者与矩形直线轴承配合部位沿径向的截面也为矩形，故传动主轴可带动矩形直线轴承转动，从而带动传动轴转动，无需另外的结构即可使传动轴转动。

进一步，传动轴、传动主轴和丝杠均竖向设置。

本方案的有益效果为：本方案中的传动结构所在的配研设备为立式结构，即阀座夹持机构夹持的阀座位于球芯夹持机构夹持的球芯的上、下两侧，传统的卧式结构中，阀座位于球芯的左、右两侧相比，本方案中，即使球芯或者阀座因自身重量过大，导致向下偏移或者倾斜，球芯的中心也仍落在阀座上，不会发生横向的偏移，所以可避免因球芯或阀座偏移导致球芯与阀座之间的配合精度降低，使球芯和阀座的研磨精度降低。

进一步，传动轴远离传动主轴的一端与自定心卡盘铰接。

本方案的有益效果为：本方案中的自定心卡盘可相对传动轴摆动，从而带动固定在自定心卡盘上的阀座相对球芯摆动，使得球芯能够与阀座对齐，即阀座中心与球芯中心重合，避免因球芯和阀座在夹持过程中出现偏移，导致球芯与阀座无法配对，最后使球芯无法与阀座密封或者导致研磨失败。

进一步，传动轴远离传动主轴的一端与自定心卡盘之间设有球铰式万向联轴器，自定心卡盘朝向传动轴的侧壁同轴固定有连接轴，球铰式万向联轴器的两端分别与传动轴和连接轴连接。

本方案的有益效果为：立本方案中的球铰式万向联轴器可传递扭矩，使得自定心卡盘可随着传动轴转动，与采用普通的通过万向节连接后，再通过另外的结构使自定心卡盘随着传动轴转动相比，本方案的结构更为紧凑，安装也更为方便。

进一步，自定心卡盘下方设有限位件。

本方案的有益效果为：由于自定心卡盘可摆动，自定心卡盘在固定阀座时，容易在重力作用下发生倾斜，本方案中的限位件可对自定心卡盘的倾斜角度进行限制，避免阀座倾斜角度过大，导致弹簧提供的预压力不足以支撑，影响球芯阀座的研磨效果。

进一步，限位件为环状并与传动轴同轴，且限位件可随传动轴转动。

本方案的有益效果为：由于自定心卡盘与传动轴之间设有球铰式万向联轴器，所以自定心卡盘在重力作用下的倾斜方向不确定，本方案中的限位件为环状，无论自定心卡盘沿何方向倾斜均可受到限位件的限位作用。

进一步，传动轴侧向设有用于测量压力的传感器以及可随传动轴滑动的压杆，传感器固定在压杆靠近自定心卡盘的一端。

本方案的有益效果为：当传动主轴向靠近球芯一侧滑动时，压杆和传感器向靠近球芯一侧滑动，最后传感器与自定心卡盘或者配研设备的其它结构相抵，而在弹簧被压缩且随着弹簧被压缩量增大时，传感器和与之相抵的结构之间的压力增大，传感器可对压力进行测量，故将传感器检测出的压力值传递至数控显示屏即可反映出弹簧被压缩时对弹簧座的弹力，而阀座与球芯之间的压力通过弹簧提供，所以通过读数可反映出阀座与球芯之间的预压力，进一步避免阀座与球芯之间的压力过大，导致过度研磨。

进一步，传动主轴上沿轴向设有条形槽，传动轴上固定有与条形槽滑动连接的防脱销。

本方案的有益效果为：防脱销与条形槽配合可保证在传动轴在沿传动主轴的轴向滑动同时能够随着传动主轴转动。

进一步，传动轴与矩形直线轴承相对处沿径向的截面为矩形。

本方案的有益效果为：本方案中的传动轴与矩形，能够更好的与矩形直线轴承配合，矩形直线轴承安装更为方便。

进一步，传动主轴连接有驱动件，驱动件用于驱动传动主轴转动，驱动件连接有用于检测驱动件或传动主轴的扭矩的传感器。

本方案的有益效果为：本方案中的传感器可检测驱动件或传动主轴的扭矩，使得工人可观测阀座研磨时的扭矩变化，避免突发问题不能及时发现而导致球芯阀座的损坏。

附图说明

图1为本发明实施例1的左视图；

图2为图1的正视剖视图；

图3为本发明实施例2的正视剖视图；

图4为本发明实施例3的左视图；

图5为本发明实施例4的左视图；

图6为图5的正视剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：夹持机构基座1、圆柱滚子轴承11、轴承定位套12、压杆13、压力传感器14、传动主轴2、条形槽21、从动皮带轮22、传动轴3、防脱销31、球铰式万向联轴器32、弹簧33、弹簧座34、限位件35、矩形直线轴承4、丝杠5、电机51、阀座变频电机6、主动皮带轮61、扭矩传感器62、连杆63、卡盘座8、自定心卡盘81、阀座82。

实施例1

阀座研磨夹持移动装置，如图1、图2所示，包括床身、阀座夹持机构和阀座夹持移动机构，阀座夹持机构包括传动主轴2、传动轴3、夹持机构基座1和弹簧33，传动轴3和传动主轴2均竖向设置，传动主轴2竖向贯穿夹持机构基座1并与夹持机构基座1同轴，传动主轴2与夹持机构基座1之间设有轴承定位套12和两个滚动轴承，两个滚动轴承分别位于轴承定位套12的两端，具体的，本实施例中的滚动轴承采用圆柱滚子轴承11，轴承定位套12采用圆柱滚子轴承定位套，圆柱滚子轴承和圆柱滚子定位套的安装方式均与现有技术相同，本实施例中不再赘述。

阀座夹持移动机构包括丝杠5，如图1所示，丝杠5竖向贯穿夹持机构基座1的左端并与夹持机构基座1螺纹配合，丝杠5的上下两端与床身之间均设有轴承，轴承的上方设有轴承盖，轴承盖通过螺栓固定在床身上，轴承的安装方法与现有技术相同，本实施例中不再赘述。本实施例中的丝杠5和夹持机构基座1之间构成滚珠丝杠副，丝杠5的下端通过联轴器连接有电机51。床身上竖向设有导向槽，夹持机构基座1的左端位于导向槽内并沿导向槽竖向滑动，本实施例中的电机51通过螺栓固定在床身上。

如图2所示，传动主轴2的下端通过平键连接有从动皮带轮22，夹持机构基座1的右端通过螺栓固定有驱动件，本实施例中的驱动件采用阀座变频电机6，阀座变频电机6通过联轴器连接有主动皮带轮61，从动皮带轮22与主动皮带轮61之间设有皮带。

传动主轴2内设有开口朝上的固定槽，传动轴3下端位于固定槽内，传动轴3下端横向设有通孔，通孔内过盈配合有防脱销31，固定槽的左右侧壁均设有条形槽21，条形槽21沿传动主轴2的轴向延伸，防脱销31的左右两端分别位于左右两个条形槽21内，防脱销31可沿条形槽21竖向滑动。

防脱销31上方设有矩形直线轴承4，矩形直线轴承4位于传动轴3和传动主轴2之间，本实施例中的矩形直线轴承4、传动轴3和固定槽沿水平方向的截面为矩形，矩形直线轴承4的内圈和外圈分别与传动轴3和固定槽的内壁过盈配合。

传动轴3的上方设有球铰式万向联轴器32，具体的，本实施例中的球铰式万向联轴器32为单球铰式万向联轴器，球铰式万向联轴器32竖向设置，且球铰式万向联轴器32中的一个套筒套设在传动轴3的上端，且套筒通过定位销与传动轴3的上端连接，使得球铰式万向联轴器32可随传动轴3转动。传动轴3的上方还设有弹簧座34，弹簧座34包括水平的定位盘和与定位盘一体成型的筒状的导向套，导向套位于定位盘的下方且导向套套设在球铰式万向联轴器32的外周，传动轴3与导向套之间设有轴承，轴承上方设有轴承盖，导向套下端沿竖向的截面为L形，轴承盖通过螺栓与导向套下端固定，并将轴承限制在轴承盖与导向套下端之间。

夹持机构基座1上端通过螺栓固定有轴承盖，轴承盖套设在传动轴3外周。弹簧33位于轴承盖与定位盘之间，且弹簧33的两端分别与轴承盖与定位盘相抵。

球铰式万向联轴器32的上方设有卡盘座8，卡盘座8上竖向同轴设有T形的定位轴，定位轴的下端竖向贯穿卡盘座8，定位轴下端位于球铰式万向联轴器32上端的套筒内并通过定位销与套筒连接。卡盘座8上方设有自定心卡盘81，自定心卡盘81的底部焊接有套筒状的连接轴，定位轴的上端位于连接轴内并与连接轴过盈配合。

具体实施过程如下：

本实施例中的装置安装后位于球芯的下方，实际使用时，本实施例中的自定心卡盘81使用三爪卡盘，用于对阀座82进行固定。在阀座82固定后，需要使阀座82向上靠近球芯时，人工启动电机51，电机51驱动丝杠5转动，带动夹持机构基座1向上滑动。

夹持机构基座1向上滑动至阀座82与球芯相抵后，随着夹持机构基座1的继续向上滑动，带动传动主轴2和传动轴3向上滑动，由于阀座82与球芯相抵，自定心卡盘81、卡盘座8和弹簧座34均无法继续向上滑动，此时弹簧33被逐渐压缩，弹簧座34受到弹簧33向上的弹力作用，并将向上的作用力通过轴承盖、球铰式万向联轴器32和卡盘座8传递至阀座82上，使得阀座82与球芯之间的压力增大，为配研提供预压力。当阀座82与球芯之间的压力足够进行研磨时，关闭电机51。

打磨时，人工启动阀座变频电机6，阀座变频电机6通过主动皮带轮61、皮带和从动皮带轮22带动传动主轴2转动，传动主轴2转动时通过防脱销31和矩形直线轴承4带动传动轴3转动，传动轴3的扭矩通过球铰式万向联轴器32最后传递至阀座82上，使得阀座82相对于球芯转动。

而在配研过程中，当阀座82与球芯之间的压力过大时，阀座82、自定心卡盘81、卡盘座8和弹簧座34向下滑动，此时弹簧座34使得传动轴3相对于传动主轴2向下滑动，防脱销31沿着条形槽21向下滑动，从而为弹簧33提供伸长的变形空间，减小阀座82受到的作用力，从而避免阀座82与球芯之间的压力过大，导致过度研磨。

研磨结束后，人工关闭阀座变频电机6并再次启动电机51，同时控制电机51反向转动，使夹持机构基座1向下滑动，最后将阀座82从自定心卡盘81上取下即完成一个阀座82的研磨。

实施例2

在实施例1的基础上，如图3所示，本实施例中的自定心卡盘81下方设有限位件35，本实施例中的限位件35为环状的限位环，限位环的内壁与弹簧座34的上端相贴并通过螺栓与弹簧座34固定，使得限位环可随传动轴3转动。

本实施例中的装置使用过程中，当卡盘座8在阀座82或者自身的重力作用下倾斜时可受到限位件35的阻挡，此时限位件35对卡盘座8和自定心卡盘81的倾斜角度起到限位的作用，避免倾斜角度过大导致难以固定阀座82或者使得阀座82的中心难以与球芯的中心重合，导致无法配研。

实施例3

在实施例2的基础上，如图4所示，本实施例包括两个阀座夹持机构和两个阀座夹持移动机构，且两个阀座夹持机构沿水平面上下对称设置，两个阀座夹持移动机构沿同一水平面上下对称设置。本实施例中包括两个自定心卡盘81，故一次可固定两个阀座82，从而能够对两个阀座82进行研磨，进一步提高研磨效率。

实施例4

在实施例3的基础上，如图5和图6所示，本实施例中的夹持机构基座1顶部通过螺栓竖向固定有压杆13，压杆13的上端通过螺栓固定有传感器，具体的，本实施例中的传感器采用压力传感器14，本实施例中的压力传感器14位于弹簧座34下方本实施例中的阀座82与球芯相贴后，压力传感器14与弹簧座34相抵，而在弹簧33被压缩后，压杆13与压力传感器14之间的压力增大，压力传感器14测量出的压力增大，此时将压力传感器14检测出的压力值传递至数控显示屏即可通过读数判断弹簧33对阀座82的作用力和阀座82与球芯之间的压力，从而在压力过大时，及时使夹持机构基座1向下滑动，减小阀座82与球芯之间的压力，避免阀座82与球芯过度研磨。

实施例5

在实施例4的基础上，本实施例中的两个驱动件的输出轴上均套设有传感器，本实施例中的传感器为扭矩传感器62，本实施例中的扭矩传感器62与输出轴的连接与现有技术相同，本实施例中不再赘述。扭矩传感器62与夹持机构基座1之前设有连杆63，连杆63的两端分别通过螺栓固定在夹持机构基座1和扭矩传感器62上。

本实施例中的驱动件工作时，扭矩传感器62持续监测驱动件转动的扭矩，工人可观测阀座82研磨时的扭矩变化，避免出现突发问题不能及时发现而导致球芯和阀座82的损坏。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：包括床身、阀座夹持机构和阀座夹持移动机构，所述阀座夹持机构包括传动主轴、传动轴、夹持机构基座和弹簧，所述传动主轴贯穿夹持机构基座并与夹持机构基座转动连接，所述传动主轴内设有固定槽，所述传动轴一端位于固定槽内并与传动主轴同轴，所述传动轴与传动主轴之间设有矩形直线轴承，所述矩形直线轴承的内孔为矩形，所述传动轴上端连接有可随传动轴转动并用于固定阀座的自定心卡盘，所述弹簧位于传动主轴与自定心卡盘之间，所述弹簧靠近传动主轴一端可随传动主轴滑动；所述阀座夹持移动机构包括丝杠，所述丝杠贯穿夹持机构基座和床身并与夹持机构基座螺纹配合，所述床身上沿传动轴的轴向设有导向槽，夹持机构基座与导向槽滑动连接。

2.根据权利要求1所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动轴、传动主轴和丝杠均竖向设置。

3.根据权利要求2所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动轴远离传动主轴的一端与自定心卡盘铰接。

4.根据权利要求3所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动轴远离传动主轴的一端与自定心卡盘之间设有球铰式万向联轴器，所述自定心卡盘朝向传动轴的侧壁同轴固定有连接轴，所述球铰式万向联轴器的两端分别与传动轴和连接轴连接。

5.根据权利要求3或4所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述自定心卡盘下方设有限位件。

6.根据权利要求5所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述限位件为环状并与传动轴同轴，且限位件可随传动轴转动。

7.根据权利要求1所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动轴侧向设有用于测量压力的传感器以及可随传动轴滑动的压杆，所述传感器固定在压杆靠近自定心卡盘的一端。

8.根据权利要求1所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动主轴上沿轴向设有条形槽，所述传动轴上固定有与条形槽滑动连接的防脱销。

9.根据权利要求8所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动轴与矩形直线轴承相对处沿径向的截面为矩形。

10.根据权利要求1所述的阀座研磨夹持移动装置，其特征在于：所述传动主轴连接有驱动件，所述驱动件用于驱动传动主轴转动，所述驱动件连接有用于检测驱动件或传动主轴的扭矩的传感器。

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