CN107009137A - 一种用于球阀装配的工作台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于球阀装配的工作台，包括台架，台架上设有阀体夹紧装置和并帽旋拧装置，并帽旋拧装置包括驱动部分、控制部分和输出部分，驱动部分与控制部分形成闭环而使得并帽旋拧装置构成定扭矩旋拧装置。这样在进行球阀装配的过程中，对于并帽的旋紧安装就可以实现机、电、气一体化控制，保证了球阀装配的质量，同时降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于球阀装配的工作台。
背景技术
在我国，球阀在管道工程上应用广泛，在石油炼制、长输管线、化工、造纸、制药、水利、电力、市政、钢铁等行业中球阀占有举足轻重的地位。球阀在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动，其密封性直接影响着整个管路的顺利运行，因此密封性是球阀设计和生产过程中的关键质量点之一，而并帽安装是影响球阀密封性的一个关键工序。
现有的球阀装配过程是人工手动安装，将阀体固定之后依次装入密封圈、阀芯和旋钮，然后用专用把手***并帽顶端的定位孔进行并帽安装，通过并帽和阀体上的螺纹连接将阀芯和密封圈压紧以保证球阀的密封性。当并帽和阀体的旋合螺纹长度过少，阀芯和密封圈配合过松，导致密封不严；当并帽和阀体的旋合螺纹长度过多，阀芯和密封圈配合过紧，使得球阀内部密封圈压溃，导致密封失效。在现有的装配过程中，工人凭借经验进行装配，依靠感觉判断旋合螺纹长度的多少，这样装配出来的球阀质量差，在后续的球阀密封性实验中不合格产品较多，另外工人劳动强度大，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机电气一体化的用于球阀装配的工作台，以解决现有技术中球阀装配质量差，劳动强度大，生产效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的用于球阀装配的工作台的第一种技术方案为：一种用于球阀装配的工作台，包括台架，台架上设有阀体夹紧装置和并帽旋拧装置，所述并帽旋拧装置包括驱动部分、控制部分和输出部分，所述驱动部分与控制部分形成闭环而使得并帽旋拧装置构成定扭矩旋拧装置。
本发明的第二种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一种技术方案的基础上，所述驱动部分包括伺服电机。
本发明的第三种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第二种技术方案的基础上，所述伺服电机与输出部分之间设有减速器。
本发明的第四种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一、二、三种技术方案的基础上，所述控制部分包括扭矩传感器，扭矩传感器设于所述驱动部分与输出部分之间。
本发明的第五种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一、二、三种技术方案的基础上，所述控制部分包括控制面板，所述控制面板为触屏式面板。
本发明的第六种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一、二、三种技术方案的基础上，所述控制部分包括用于控制输出部分的点动开关，所述控制器为能够控制输出部分点动转动角度或点动转动结束时的扭矩的可编程控制器。
本发明的第七种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一、二、三种技术方案的基础上，所述阀体夹紧装置为气动卡盘。
本发明的第八种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第一、二、三种技术方案的基础上，所述输出部分包括输出夹具，所述输出夹具包括夹具体和设置在夹具体上的定位装置，所述夹具体上设置有用于调节定位装置间距的调节结构。
本发明的第九种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第八种技术方案的基础上，所述的调节结构为设置在夹具体上的腰型孔，所述定位装置和夹具体通过腰型孔插装连接。
本发明的第十种技术方案为：在本发明的用于球阀装配的工作台的第八种技术方案的基础上，所述的定位装置为带有紧固螺母的定位销。
本发明的有益效果在于：由于本发明的一种用于球阀装配的工作台包括台架，台架上设有阀体夹紧装置和并帽旋拧装置，并帽旋拧装置包括驱动部分、控制部分和输出部分，驱动部分与控制部分形成闭环而使得并帽旋拧装置构成定扭矩旋拧装置，在进行球阀装配的过程中，对于并帽的旋紧安装就可以实现机、电、气一体化控制，保证了球阀装配的质量，同时降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。
进一步地，驱动部分包括伺服电机，驱动简单，易于操作。
进一步地，减速器可以使得伺服电机不局限于高速电机，降低了生产成本。
进一步地，控制部分包括扭矩传感器，扭矩传感器设于所述驱动部分与输出部分之间，可以使扭矩传感器远离工件，保护扭矩传感器。
进一步地，控制部分包括控制面板，所述控制面板为触屏式面板，结构美观并且易于操作。
进一步地，控制部分包括用于控制输出部分的点动开关，所述控制器为能够控制输出部分点动转动角度或点动转动结束时的扭矩的可编程控制器，在不知道并帽的目标旋紧力的情况下，可以利用点动功能测量目标旋紧力，同时也避免了一次性旋转角度过大导致密封圈损坏。
进一步地，阀体夹紧装置为气动卡盘，可用气缸控制球阀的松紧，便于操作。
进一步地，输出部分包括输出夹具，所述输出夹具包括夹具体和设置在夹具体上的定位装置，所述夹具体上设置有用于调节定位装置间距的调节结构，可以根据球阀规格的不同调整夹具的定位装置的间距。
进一步地，调节结构为设置在夹具体上的腰型孔，所述定位装置和夹具体通过腰型孔插装连接，操作简单。
附图说明
图1为本发明的用于球阀装配的工作台的实施例1的结构示意图；
图2为本发明的用于球阀装配的工作台的实施例1的旋紧夹具的结构示意图；
图3为PLC程序主界面图。
图中各标记：1.底座；2.立柱；3.回转把手；4.第一锁紧螺钉；5.支撑平台；6.伺服电机；7.减速器；8.联轴器；9.过渡法兰；10.扭矩传感器；11.套筒；12.第二锁紧螺钉；13.主轴；14.旋紧夹具；15.球阀；16.气动卡盘；17.夹具体；18.定位装置；19.调节结构；20.气压马达。
具体实施方式
本发明的球阀装配工作台的实施例1如图1~3所示，包括台架，台架上设有阀体夹紧装置和并帽旋拧装置，并帽旋拧装置包括驱动部分、控制部分和输出部分。台架包括底座1和固定在底座1上的立柱2以及一端支撑驱动部分、另一端和立柱2配合连接的支撑平台5，该支撑平台5与立柱2的配合端开设有上下贯穿的配合孔，该配合孔内部固定有竖直的平键，立柱2的顶端开设有与所述平键配合的键槽以及被键槽隔断的不连续的传动螺纹，传动螺纹上设置有回转把手3，支撑平台5放置于回转把手3的上表面，支撑平台5的配合孔端外表面设置有第一锁紧螺钉4。
阀体夹紧装置包括底座1和与底座1螺栓连接的用于安装并夹紧球阀15的气动卡盘16。
驱动部分从上至下依次包括伺服电机6、减速器7、联轴器8、过渡法兰9、扭矩传感器10、套筒11、第二锁紧螺钉12、主轴13。伺服电机6和减速器7通过螺栓连接，减速器7和支撑平台的上表面通过螺栓连接；联轴器8的一端和支撑平台的下表面通过螺栓连接，另一端依次和过渡法兰9、扭矩传感器10以及套筒11通过螺栓连接；套筒外侧筒壁设置有第二锁紧螺钉12，主轴13的一端和套筒11花键配合、另一端通过螺栓和旋紧夹具14固定连接。
输出部分如图2所示，包括旋紧夹具14，旋紧夹具14包括夹具体17和设置在夹具体17上的定位装置18，夹具体17上设置有用于调节定位装置18间距的调节结构19，在该实施例中，定位装置18为定位销，调节结构19为设置在夹具体上的腰型孔。
控制部分如图3所示，包括PLC、触摸屏、信号放大器和电机控制器。触摸屏和PLC连接，信号放大器的一端连接扭矩传感器、另一端连接PLC，电机控制器的一端连接电机、另一端连接PLC。PLC程序主界面中，“目标旋紧力”指球阀的额定旋紧扭矩，“最大保护力”指球阀的最大旋紧扭矩，“零点漂移”对扭矩传感器的零漂现象进行差补。“点动力度”指在电动开关模式中，伺服电机旋转一次的目标力矩值，“点动角度”指在电动开关模式中，伺服电机旋转一次的转动角度。“点动力度”和“点动角度”不能同时存在非零数值。“实时力矩”显示当前扭矩传感器采集到的实时力矩值，程序运行结束时，实时力矩后方框中存留运转过程中的最大扭矩值。
本发明的球阀装配工作台在使用时，对程序主界面的各项参数进行设定，参数设定完成后，将球阀放进气动卡盘中，转动回转把手使支撑平台沿键槽上下滑动，调整支撑平台的高度使之配合球阀的尺寸型号，旋紧第一锁紧螺钉固定支撑平台，再通过调节结构腰型孔调节两个定位销之间的间距使之配合并帽上的定位孔以方便之后进行安装工序；点击程序主界面上的“卡盘夹紧”，此时“卡盘夹紧”上方显示灯亮起，气动卡盘将球阀夹紧，“卡紧力指示灯”表示卡盘夹紧工序完成，点击“电机开关”其上方指示灯亮起，电机控制器控制伺服电机带动主轴旋转，通过旋紧夹具带动并帽按照“目标旋紧力”设定的扭矩值对并帽进行旋紧，旋紧工序完成后伺服电机掉电停止同时“电机开关”上方指示灯熄灭，点击“卡盘松开”，气动卡盘松开，向上移动主轴用第二锁紧螺钉固定主轴并取出球阀，球阀装配工序完成。
更换不同型号的球阀时，除了利用升降结构调整支撑平台的高度和利用调节结构调整定位装置的间距之外，还需要重新测算“目标旋紧力”，此时有两种测算方法，一种是“点动力度”，按照设定的点动力度扭矩值进行梯度旋紧，一种是“点动角度”，按照设定的点动角度值进行梯度旋紧，根据并帽旋紧的情况判断并帽的松紧，取下球阀判断球阀的气密性是否合格，若球阀的气密性不合格，调整设定的点动力度扭矩值或电动角度值（调整的电动力度扭矩值或电动角度值依次减小），然后继续测试球阀的气密性，待球阀气密性合格时，此时根据扭矩传感器反馈的数值即可得出该球阀的目标旋紧力。
本发明的球阀装配工作台的实施例2，与实施例1的区别仅在于：所述的旋紧夹具的定位装置为传动接头。
本发明的球阀装配工作台的实施例3，与实施例1的区别仅在于：所述的旋紧夹具的调节结构为长度可调节的横杆，所述定位装置固定在横杆的端部。
Claims (10)
1.一种用于球阀装配的工作台，其特征在于：包括台架，台架上设有阀体夹紧装置和并帽旋拧装置，所述并帽旋拧装置包括驱动部分、控制部分和输出部分，所述驱动部分与控制部分形成闭环而使得并帽旋拧装置构成定扭矩旋拧装置。
2.根据权利要求1所述的工作台，其特征在于：所述驱动部分包括伺服电机。
3.根据权利要求2所述的工作台，其特征在于：所述伺服电机与输出部分之间设有减速器。
4.根据权利要求1-3任一项所述的工作台，其特征在于：所述控制部分包括扭矩传感器，扭矩传感器设于所述驱动部分与输出部分之间。
5.根据权利要求1-3任一项所述的工作台，其特征在于：所述控制部分包括控制面板，所述控制面板为触屏式面板。
6.根据权利要求1-3任一项所述的工作台，其特征在于：所述控制部分包括用于控制输出部分的点动开关，所述控制器为能够控制输出部分点动转动角度或点动转动结束时的扭矩的可编程控制器。
7.根据权利要求1-3任一项所述的工作台，其特征在于：所述阀体夹紧装置为气动卡盘。
8.根据权利要求1-3任一项所述的工作台，其特征在于：所述输出部分包括输出夹具，所述输出夹具包括夹具体和设置在夹具体上的定位装置，所述夹具体上设置有用于调节定位装置间距的调节结构。
9.根据权利要求8所述的工作台，其特征在于：所述的调节结构为设置在夹具体上的腰型孔，所述定位装置和夹具体通过腰型孔插装连接。
10.根据权利要求8所述的工作台，其特征在于：所述的定位装置为带有紧固螺母的定位销。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20170804 |