CN106092528A - 阀门强度检测设备 - Google Patents

Abstract

一种阀门强度检测设备，包括机架及设置于机架上的第一工作台、第二工作台，所述第一、第二工作台可在夹紧装置的带动下沿所述机架相互靠近、相互远离，所述第一、第二工作台相向设置，所述第一工作台上和所述第二工作台相对应的面上设置有第一阀座固定座，所述第二工作台上和所述第一工作台相对应的面上设置有第二阀座固定座，第一、第二阀座固定座之间用于放置待检测的阀座和球芯，所述机架的一侧设置有用于连接所述球芯的扭矩装置。本发明阀门强度检测设备，可以直接测得相互配对的球芯与阀座之间的摩擦扭矩及球芯强度数据，避免重复劳动、提高生产效率。

Description

阀门强度检测设备

技术领域

本发明涉及一种阀门检测装置，具体说涉及一种球阀的强度检测设备。

背景技术

阀门的启闭性能是阀门在介质压力作用下动作的一项综合技术指标。对于陶瓷球阀而言，在加工精度保证的前提下，其启闭性能受配对球芯与阀座的粗糙度(及研磨程度)和压差的影响。为了取得准确的研发设计依据，需要测得不同表面粗糙度和压差下阀座与球芯的摩擦扭矩数据，以及实际扭矩和计算扭矩的差距，准确建立粗糙度-阀门扭矩和压力(压差)-阀门扭矩的关系曲线图，以便准确了解粗糙度和压差对阀门启闭性能的影响。

另外，球芯作为陶瓷球阀的关键部件，不仅精度非常重要，其强度要求亦相当关键。相对金属球芯而言，陶瓷球芯更易在烧结成型或生产工艺过程中造成缺陷，从而导致在承受许用扭矩范围内的载荷时造成破坏。为使阀门的球芯满足强度要求，尽早发现缺陷球芯，需在使用前对球芯作强度合格性检测；另外，检测球芯极限强度，亦能为阀门执行器选型提供可靠数据，在执行器选型时对陶瓷球芯实现保护，减少使用中对球芯造成的破坏。

再者，目前生产中，通常在阀门装配完成以后才能利用阀门试验台或阀门寿命测量机进行启闭及密封性能检测。而检测不合格的产品需重新拆卸—修整(主要是配对球芯与阀座的研磨、修整)—再装配—再检测，如此反复，直至检测合格，造成工人重复劳动，生产效率很低。考虑到阀门的启闭性能与阀座球芯粗糙度(即研磨程度)及阀门综合性能的关系，只要测量取得准确的启闭性能参数，就可以在阀门装配前以此为依据来指导阀门的生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种阀门强度检测设备，其可以直接测得相互配对的球芯与阀座之间的摩擦扭矩及球芯强度数据，避免重复劳动、提高生产效率。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种阀门强度检测设备，包括机架及设置于机架上的第一工作台、第二工作台，所述第一、第二工作台可在夹紧装置的带动下沿所述机架相互靠近、相互远离，所述第一、第二工作台相向设置，所述第一工作台上和所述第二工作台相对应的面上设置有第一阀座固定座，所述第二工作台上和所述第一工作台相对应的面上设置有第二阀座固定座，第一、第二阀座固定座之间用于放置待检测的阀座和球芯，所述机架的一侧设置有用于连接所述球芯的扭矩装置。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述机架上设置有导轨，所述导轨上设置有第一滑块组、第二滑块组，所述第一、第二滑块组均可相对所述导轨滑动，所述第一工作台固定于所述第一滑块组上，所述第二工作台固定于所述第二滑块组上，所述夹紧装置包括第一驱动电机、与所述第一驱动电机连接的传动轴、固定于所述传动轴上的第一、第二主动齿轮、第一丝杠、第二丝杠，所述传动轴两端分别通过一轴承设置于所述机架上，所述第一、第二丝杠均设置于所述机架上，并且所述第一丝杠和所述第一工作台连接，所述第一主动齿轮带动所述第一丝杠上下移动，所述第二丝杠和所述第二工作台连接，所述第二主动齿轮带动所述第二丝杠上下移动，所述第一、第二丝杠旋向相反。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述机架上用于设置所述第二丝杠的位置处设有传动螺母，所述传动螺母和所述机架之间设有轴承，所述传动螺母上端固定有空心轴，所述传动螺母和所述空心轴同轴设置，所述空心轴外壁固定有第二从动齿轮，所述第二从动齿轮与所述第二主动齿轮相啮合，所述第二丝杠螺纹连接于所述传动螺母内壁并且所述第二丝杠上端伸入所述空心轴内。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述第一、第二工作台结构相同，其中所述第二工作台包括工作台基座、阀座固定座，所述工作台基座上固定有定位凸台，所述阀座固定座通过销轴安装于所述定位凸台上。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述工作台基座上设置有成对的气动转角缸，每对气缸转角缸对称设置，所述各气动转角缸的活塞杆前端均可抵靠在所述阀座固定座上。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述阀座固定座上用于设置阀座的通孔边缘设置有板簧。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述扭矩装置包括转动杆、转动杆连接机构及扭矩传动装置，所述转动杆一端用于设置于所述球芯的阀杆孔内，所述转动杆另一端与所述转动杆连接机构相连，所述扭矩传动装置包括第二驱动电机、联轴器、扭矩输出轴，所述第二驱动电机的输出轴通过所述联轴器连接所述扭矩输出轴，所述扭矩输出轴上设有扭矩传感器，所述扭矩输出轴末端设置有连接滑套，所述转动杆连接机构可带动所述转动杆***所述连接滑套内或与所述连接滑套脱开，所述第一工作台上设置有压力传感器，所述压力传感器、扭矩传感器、第一驱动电机、第二驱动电机均连接到PLC控制***。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述转动杆连接机构包括手柄、销轴、第一连杆、第二连杆、紧固销、拨叉，所述拨叉一端固定于所述紧固销上、另一端与所述转动杆相固定，所述第二连杆一端连接于所述紧固销上另一端与所述第一连杆通过销连接，所述第一连杆另一端固定于所述销轴一端，所述销轴可转动安装于所述机架上，所述手柄固定于所述销轴另一端。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述机架前侧设置有活动支架、后侧设置有固定支架，所述活动支架可相对所述机架转动，所述固定支架、活动支架之间可***芯轴。

本发明阀门强度检测设备，其中，所述第二工作台上开有支架孔，所述支架孔内设置有转动杆支架，所述转动杆用于连接所述球芯的一端支撑在所述转动杆支架上。

采用上述方案后，与现有技术相比由于本发明阀门强度检测设备的机架上设有第一、第二工作台，第一工作台上和第二工作台相对应的面上设有第一阀座固定座，第二工作台上和第一工作台相对应的面上设有第二阀座固定座，第一、第二工作台可在夹紧装置的带动下沿所述机架相互靠近、相互远离，当第一、第二工作台相互靠近时，可将放置于第一、第二阀座固定座之间的待检测的阀座和球芯夹紧，再通过一侧的扭矩装置施加扭矩即可在阀体装配前直接测得相互配对的球芯与阀座之间的摩擦扭矩及球芯强度数据，避免在阀体装配完成后检测，检测不合格再拆卸而造成的重复劳动，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明阀门强度检测设备的立体结构图；

图2是本发明阀门强度检测设备另一方向的立体结构图；

图3是本发明阀门强度检测设备中第二工作台的剖面图；

图4是本发明阀门强度检测设备中第二工作台的立体图；

图5是本发明阀门强度检测设备中转动杆连接机构的立体图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明阀门强度检测设备包括第一工作台11、第二工作台12、机架13，机架13上沿垂直方向焊接有一组导轨21，导轨21上设有第一、第二滑块组22、23，第一、第二滑块组均可相对导轨21滑动，第一工作台11固定于第一滑块组22上，第二工作台12固定于第二滑块组23上，第一、第二工作台11、12可在夹紧装置的带动下在导轨21上上下滑动，实现沿机架13的相互靠近、相互远离，第一、第二工作台11、12相向设置，第一工作台11上和第二工作台12相对应的面上设置有第一阀座固定座，如图3、4所示，第二工作台12上和第一工作台11相对应的面上设置有第二阀座固定座，第一、第二阀座固定座之间用于放置待检测的阀座和球芯，机架13前侧设置有活动支架131、后侧设置有固定支架132，活动支架131可相对机架13转动，固定支架132、活动支架131之间可***芯轴133，活动支架131、固定支架132、芯轴133的位置和第一、第二阀座固定座之间的球芯中心的位置相对应，机架13的右侧还设置有连接球芯、用于测得球芯极限扭矩的扭矩装置。

如图1所示，夹紧装置包括第一驱动电机31、与第一驱动电机31连接的传动轴32、固定于传动轴32上的第一、第二主动齿轮33、34及第一丝杠、第二丝杠36，第一驱动电机31为伺服驱动电机，第一丝杠为左螺旋梯形丝杠，第二丝杠36为右螺旋梯形丝杠，传动轴32两端分别通过一轴承设置于机架13上，第一、第二丝杠均设置于机架13上，并且第一丝杠下端和第一工作台11固定连接，第二丝杠36上端和第二工作台12固定连接，第一工作台11上与第一丝杠连接的位置处设有压力传感器，机架13上用于设置第二丝杠36的位置处设有传动螺母37，传动螺母37和机架13之间设有轴承，传动螺母37上端固定有空心轴，传动螺母37和空心轴同轴设置，空心轴外壁固定有第二从动齿轮38，第二从动齿轮38与第二主动齿轮34相啮合，第二丝杠36螺纹连接于传动螺母37内壁并且第二丝杠36上端伸入空心轴内，第一丝杠的连接方式和第二丝杠36相同，第一、第二主动齿轮33、34通过第一、第二丝杠带动第一、第二工作台同步、等速、反向上下移动。

第一、第二工作台结构相同，如图3、4所示，其中，第二工作台12包括工作台基座121、阀座固定座122，工作台基座121上固定有定位凸台123，阀座固定座122通过定位销安装于定位凸台123上，由于工作台基座21上设计有阀座固定座122的定位凸台123，因此在更换阀座固定座122时可实现快速准确定位；

如图3、4所示，工作台基座121上设置有一对气动转角缸124，一对气缸转角缸124对称设置，两个气动转角缸124的活塞杆前端可抵靠在阀座固定座122上，实现气动转角缸124对阀座固定座122的可靠夹紧。

阀座固定座122上用于放置阀座的通孔边缘设置有板簧，板簧对陶瓷阀座起缓冲和调节作用，并对阀座形成保护，防止测试过程中阀座受损。

如图1所示，扭矩装置包括转动杆51、转动杆连接机构52及扭矩传动装置，转动杆51一端用于设置于球芯的阀杆孔内，转动杆51另一端与转动杆连接机构52相连，扭矩传动装置包括第二驱动电机53、联轴器54、扭矩输出轴55，第二驱动电机53的输出轴通过所述联轴器54连接扭矩输出轴55，扭矩输出轴55中部设有扭矩传感器、末端设置有连接滑套56，转动杆连接机构52可带动转动杆51***连接滑套56内或与连接滑套56脱开，压力传感器、扭矩传感器、第一驱动电机31、第二驱动电机53均连接到PLC控制***。

如图5所示，转动杆连接机构52包括手柄521、销轴522、第一连杆524、第二连杆525、紧固销526、拨叉527，拨叉527一端固定于所述紧固销526上、另一端与所述转动杆51相固定，第二连杆525一端连接于紧固销526上另一端与第一连杆524通过销连接，第一连杆524另一端固定于销轴522一端，销轴522可转动安装于机架13上，手柄521固定于销轴522另一端。

如图1所示，第二工作台12上的阀座固定座上开有对正槽126，对正槽126内设置有转动杆支架127，转动杆51用于连接球芯的一端支撑在转动杆支架127上，对正槽126的设置，可以实现转动杆51安装时的快速准确定位。

本发明阀门强度检测设备还包括PLC自动控制***及数据处理***，包括PLC控制器、触摸屏、压力传感器、扭矩传感器、工业计算机等，对整台设备的运行协调控制，并对测量过程、参数及测量结果记录处理，为后续工作提供保障。

使用本发明阀门强度检测设备检测阀座与球芯间摩擦扭矩时，首先，对应的阀座固定座122至于第二工作台12上，并以气动转角缸124压紧固定，接着，将阀座81配以板簧置于阀座固定座122内，然后，将配对的球芯82安放于阀座81内，同时，将配有转动杆51的转动杆支架127安装在阀座固定座122上的对正槽126内，将转动杆51前端插进球芯82的阀杆孔内，最后，再将另一只阀座(含板簧)配对置于球芯82上方，至此完成检测件的放置；将与球芯对应的阀门的公称通径、进出口压力值、检测扭矩阈值等数据信息输入PLC自动控制***，通过触摸屏PLC自动控制***及数据处理***，***发出控制信号，第一驱动电机31运行，通过夹紧装置，驱动第一、第二工作台11、12同步对中夹紧两阀座及一球芯，其中第一工作台11与上阀座的对正依靠设计的精度和结构保证，待夹紧力达到设置要求值后，设置于第一工作台上的压力传感器输出控制信号至PLC自动控制***，PLC自动控制***发出信号，进而使第一驱动电机立即制动，同时第一、第二丝杠实现自锁，保持阀座对球芯的要求压力。然后，操作转动杆连接机构的手柄521，使拨叉527带动转动杆51与连接滑套56可靠连接，点击控制面板的扭矩测量开始按钮，通过扭矩传动装置，带动球芯转动，同时扭矩输出轴55上的扭矩传感器将测量结果输送至数据处理***，测量过程中所有参数设置，测量结果等信息均由数据采集***保存、记录、打印。

在进行球芯强度检测时，需先将球芯与阀座间加一适当预压力，然后将活动支架131旋转安装至设计位置固定，再将芯轴133依次穿过活动支架131、球芯82及固定支架132的预置孔后，即可按上述步骤进行球芯强度检测。在检测前需预设置扭矩阈值，当球芯强度达到要求时，控制***发出信号，适时停止检测。

以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种阀门强度检测设备，其特征在于：包括机架(13)及设置于机架(13)上的第一工作台(11)、第二工作台(12)，所述第一、第二工作台可在夹紧装置的带动下沿所述机架(13)相互靠近、相互远离，所述第一、第二工作台相向设置，所述第一工作台(11)上和所述第二工作台(12)相对应的面上设置有第一阀座固定座，所述第二工作台(12)上和所述第一工作台(11)相对应的面上设置有第二阀座固定座，第一、第二阀座固定座之间用于放置待检测的阀座和球芯，所述机架(13)的一侧设置有用于连接所述球芯的扭矩装置。

2.根据权利要求1所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述机架(13)上设置有一组导轨(21)，所述导轨(21)上设置有第一滑块组(22)、第二滑块组(23)，所述第一、第二滑块组均可相对所述导轨(21)滑动，所述第一工作台(11)固定于所述第一滑块组(22)上，所述第二工作台(12)固定于所述第二滑块组(23)上，所述夹紧装置包括第一驱动电机(31)、与所述第一驱动电机(31)连接的传动轴(32)、固定于所述传动轴(32)上的第一、第二主动齿轮(33、34)、第一丝杠、第二丝杠(36)，所述传动轴(32)两端分别通过一轴承设置于所述机架(13)上，所述第一、第二丝杠均设置于所述机架(13)上，并且所述第一丝杠和所述第一工作台(11)连接，所述第一主动齿轮(33)带动所述第一丝杠上下移动，所述第二丝杠(36)和所述第二工作台(12)连接，所述第二主动齿轮(34)带动所述第二丝杠(36)上下移动，所述第一、第二丝杠旋向相反。

3.根据权利要求2所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述机架(13)上用于设置所述第二丝杠(36)的位置处设有传动螺母(37)，所述传动螺母(37)和所述机架(13)之间设有轴承，所述传动螺母(37)上端固定有空心轴，所述传动螺母(37)和所述空心轴同轴设置，所述空心轴外壁固定有第二从动齿轮(38)，所述第二从动齿轮(38)与所述第二主动齿轮(34)相啮合，所述第二丝杠(36)螺纹连接于所述传动螺母(37)内壁并且所述第二丝杠(36)上端伸入所述空心轴内。

4.根据权利要求3所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述第一、第二工作台结构相同，其中所述第二工作台(12)包括工作台基座(121)、阀座固定座(122)，所述工作台基座(121)上固定有定位凸台(123)，所述阀座固定座(122)通过销轴安装于所述定位凸台(123)上。

5.根据权利要求4所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述工作台基座(121)上设置有成对的气动转角缸(124)，每对气缸转角缸(124)对称设置，所述各气动转角缸(124)的活塞杆前端均可抵靠在所述阀座固定座(122)上。

6.根据权利要求5所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述阀座固定座(122)上用于设置阀座的通孔边缘设置有板簧。

7.根据权利要求6所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述扭矩装置包括转动杆(51)、转动杆连接机构(52)及扭矩传动装置，所述转动杆(51)一端用于设置于所述球芯的阀杆孔内，所述转动杆(51)另一端与所述转动杆连接机构(52)相连，所述扭矩传动装置包括第二驱动电机(53)、联轴器(54)、扭矩输出轴(55)，所述第二驱动电机(53)的输出轴通过所述联轴器(54)连接所述扭矩输出轴(55)，所述扭矩输出轴(55)上设有扭矩传感器，所述扭矩输出轴(55)末端设置有连接滑套(56)，所述转动杆连接机构(52)可带动所述转动杆(51)***所述连接滑套(56)内或与所述连接滑套(56)脱开，所述第一工作台(11)上设置有压力传感器，所述压力传感器、扭矩传感器、第一驱动电机(31)、第二驱动电机(53)均连接到PLC控制***。

8.根据权利要求7所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述转动杆连接机构(52)包括手柄(521)、销轴(522)、第一连杆(524)、第二连杆(525)、紧固销(526)、拨叉(527)，所述拨叉(527)一端固定于所述紧固销(526)上、另一端与所述转动杆(51)相固定，所述第二连杆(525)一端连接于所述紧固销(526)上、另一端与所述第一连杆(524)通过销连接，所述第一连杆(524)另一端固定于所述销轴(522)一端，所述销轴(522)可转动安装于所述机架(13)上，所述手柄(521)固定于所述销轴(522)另一端。

9.根据权利要求8所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述机架(13)前侧设置有活动支架(131)、后侧设置有固定支架(132)，所述活动支架(131)可相对所述机架(13)转动，所述固定支架(132)、活动支架(131)之间可***芯轴(133)。

10.根据权利要求9所述的阀门强度检测设备，其特征在于：所述第二工作台(12)上开有支架孔(126)，所述支架孔(126)内设置有转动杆支架(127)，所述转动杆(51)用于连接所述球芯的一端支撑在所述转动杆支架(127)上。