閥門(mén)氣動(dòng)裝置啟閉轉矩連續測試裝置的試驗與研究

　　介紹了閥門(mén)氣動(dòng)裝置啟閉轉矩連續測試裝置的性能特點(diǎn)、技術(shù)參數及其控制方法。給出了裝置通過(guò)扭矩傳感器測試閥門(mén)氣動(dòng)裝置的力矩變化并將模擬數據轉換成數字信號由計算機控制輸出的工作過(guò)程( 該裝置專(zhuān)利申請號: 201120019397. 0) 。

1、概述

　　閥門(mén)氣動(dòng)裝置在線(xiàn)使用過(guò)程中，需要隨時(shí)了解和掌握其綜合性能參數，以保證設備運行的正�？煽�。根據國內行業(yè)調查和科技查新表明，對于閥門(mén)氣動(dòng)裝置啟閉轉矩試驗、測試與研究，國內尚屬空白領(lǐng)域，既無(wú)顯示閥門(mén)氣動(dòng)裝置開(kāi)度位置與轉矩值對應關(guān)系的測試設備，也沒(méi)有在使用現場(chǎng)檢測閥門(mén)氣動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)轉矩的設備。由于無(wú)法了解閥門(mén)氣動(dòng)裝置在實(shí)際工況下啟閉轉矩值與閥門(mén)開(kāi)度的對應關(guān)系，給氣動(dòng)裝置的設計、制造工藝及其使用帶來(lái)了盲目性，真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為這樣嚴重制約了氣動(dòng)裝置的技術(shù)進(jìn)步和質(zhì)量提升。同時(shí)，由于缺乏轉矩實(shí)際數據，導致在氣動(dòng)裝置選型配套方面也經(jīng)常出現問(wèn)題，不是裝置轉矩選擇過(guò)剩造成浪費，就是選擇不足。

2、性能特點(diǎn)

　　閥門(mén)氣動(dòng)裝置主要由機械驅動(dòng)、數據采集、數據處理和控制等部分組成( 圖1) 。

圖1 氣動(dòng)裝置啟閉扭矩連續測試裝置

　　機械部分由液壓驅動(dòng)機構( 即加載部件) 和連接( 裝夾) 機構等組成( 圖2) 。

圖2 氣動(dòng)裝置試驗臺液壓加載系統

　　選用液壓缸式裝置作為加載部件，其結構可以與試驗產(chǎn)品一致，有助于在整個(gè)行程范圍內液壓壓力的平穩和數據的測量精度。由于液體的不可壓縮性，有助于控制試驗產(chǎn)品的啟閉速度，最大優(yōu)點(diǎn)是加載轉矩可自動(dòng)與試驗產(chǎn)品的輸出最大轉矩一致。

　　數據采集由P8R8DIO 驅動(dòng)控制模塊、ISO -LD為AD 轉化模塊和ENCONER300 脈沖編碼器計數模塊3 種模塊組成。處理和控制部分由計算機和控制器組成( 圖3) 。被測閥門(mén)氣動(dòng)裝置在開(kāi)啟( 或關(guān)閉) 過(guò)程中承受的轉矩，由轉矩傳感器采集，經(jīng)ISO-LD 模塊A /D 轉換成數字信號輸入計算機。同時(shí)，閥門(mén)氣動(dòng)裝置的開(kāi)度即轉角由編碼器經(jīng)ENCODER300模塊計數，也轉換成數字信號輸入計算機，由軟件處理后，顯示和保存。整個(gè)過(guò)程通過(guò)P8R8DIO 控制模塊，由人機界面控制。

圖3 氣動(dòng)裝置試驗臺控制系統

　　程序軟件由VISUAL BASIC 語(yǔ)言編寫(xiě)，由工作過(guò)程控制模塊和輸出打印模塊組成。

　　采用工控機的I /O 接口控制繼電器，再進(jìn)一步控制被測氣動(dòng)裝置的進(jìn)出口氣動(dòng)換向閥，從而控制被測氣動(dòng)裝置的動(dòng)作，也可通過(guò)控制箱上的按鈕直接控制被測氣動(dòng)裝置的進(jìn)出口氣動(dòng)換向閥。系統的工作狀態(tài)可在控制箱面板上反映，也可在工控機的顯示屏上反映。

　　氣動(dòng)裝置啟閉扭矩連續測試裝置能夠應用工控電腦控制試驗臺的操作過(guò)程，并能對輸出扭矩、空氣壓力、運行時(shí)間等參數自動(dòng)進(jìn)行連續采樣，存儲采樣信息，用曲線(xiàn)方式在屏幕上顯示或進(jìn)行打印。氣動(dòng)裝置啟閉扭矩連續測試裝置是測試氣動(dòng)裝置在各種氣壓條件下，各種啟閉速度時(shí)，在啟閉過(guò)程中各轉動(dòng)角度時(shí)的最大輸出扭矩。氣動(dòng)裝置啟閉扭矩連續測試裝置具有工作效率高及結果準確等特點(diǎn)。

3、結構分析

　　目前，國內閥門(mén)氣動(dòng)執行機構僅有部分回轉型閥門(mén)緩閉氣動(dòng)裝置和自動(dòng)復位閥門(mén)氣動(dòng)裝置，以及擺動(dòng)式螺旋槽雙活塞氣缸的閥門(mén)氣動(dòng)裝置等，尚無(wú)閥門(mén)氣動(dòng)裝置啟閉轉矩測試裝置。閥門(mén)檢測裝置大多數根據國內外的相關(guān)標準以壓力表顯示其試驗強度和密封性能，這一簡(jiǎn)單的試驗方法并不能完全反映出一種閥門(mén)在設計、加工和應用中存在的諸多問(wèn)題。為了力求降低閥門(mén)及其關(guān)閉力和關(guān)閉力矩，考核閥門(mén)綜合性能，只有對閥門(mén)啟閉全過(guò)程的扭矩檢測并得到相應的數據加以判斷，才能得出合理的結論，這對設計和制造閥門(mén)顯得尤為重要。

　　氣動(dòng)閥門(mén)轉矩連續測試裝置執行Q /HLY004-2012 企業(yè)標準。各項性能指標符合閥門(mén)氣動(dòng)裝置技術(shù)條件、轉矩轉速測量裝置、電氣控制設備、普通型閥門(mén)電動(dòng)裝置技術(shù)條件等相關(guān)標準的要求。其特點(diǎn)是人機界面，電腦控制，操作簡(jiǎn)單，測量精確，數據保存、顯示和打印。該裝置適用于氣動(dòng)閥門(mén)在各種氣壓條件下，開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)的動(dòng)態(tài)扭矩測試。測試裝置各種啟閉速度時(shí)，在啟閉過(guò)程中轉動(dòng)時(shí)的輸出扭矩。也適用于類(lèi)似閥門(mén)啟閉的其他設備的動(dòng)態(tài)扭矩測試，如風(fēng)門(mén)的調速扭矩的動(dòng)態(tài)測試。其精度值由計量檢測校準。該裝置能顯控閥門(mén)扭矩測試過(guò)程中任一開(kāi)度位置的扭矩值，并能輸出打印( 閥門(mén)開(kāi)度位置與扭矩值對應曲線(xiàn)圖) 。該裝置應用工控電腦控制試驗臺的操作過(guò)程，并能對輸出扭矩、運行時(shí)間等參數自動(dòng)進(jìn)行連續采樣，存儲采樣信息，用曲線(xiàn)方式在屏幕上顯示或進(jìn)行打印。

4、結語(yǔ)

　　氣動(dòng)閥門(mén)轉矩連續測試裝置顯示啟閉轉矩及連續測試開(kāi)啟至關(guān)閉過(guò)程中任意角度位置動(dòng)態(tài)轉矩值，反應靈敏，測值準確，適用范圍大，其工作過(guò)程運行正常，使用效果受到用戶(hù)的滿(mǎn)意和認可。該裝置不僅給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益，而且促進(jìn)了閥門(mén)制造行業(yè)及使用領(lǐng)域的質(zhì)量水平和技術(shù)進(jìn)步。