閥門驅(qū)動(dòng)裝置的種類及特點(diǎn)
利用閥門驅(qū)動(dòng)裝置的輸出來測(cè)量力矩值，是既花錢又費(fèi)時(shí)且可能不準(zhǔn)確的辦法。因?yàn)樗Q于很多因素，例如受試驗(yàn)臺(tái)的調(diào)準(zhǔn)及幾何結(jié)構(gòu)、試驗(yàn)的材料和焊接及試驗(yàn)系統(tǒng)的未知摩擦力和有害的彎曲載荷等影響。此外，測(cè)量摩擦也必須在完全獨(dú)立的試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，而這樣既不經(jīng)濟(jì)又費(fèi)時(shí)。
許多閥門，特別是那些工業(yè)用的大型固定球閥，其驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生力矩值高達(dá)十的七次方磅.英寸。為了進(jìn)行試驗(yàn)和選擇專用的驅(qū)動(dòng)裝置，需要精確測(cè)定驅(qū)動(dòng)裝置輸出軸的力矩及摩擦力，這只有在輸出軸帶負(fù)荷即閥門輸出軸與驅(qū)動(dòng)裝置連接時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。
近年來，越來越多的注意力集中在驅(qū)動(dòng)裝置與閥門的輸出功率上。這就迫使閥門廠家和用戶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置與閥門的配用進(jìn)行相信分析和評(píng)價(jià)。就閥門所需力矩桂東其驅(qū)動(dòng)裝置的最小輸出力矩的安全系數(shù)為1.25這個(gè)范圍，也可不做任何規(guī)定。
近年來，力矩測(cè)量的不可靠性也成為令人煩惱的問題，但當(dāng)測(cè)量系數(shù)規(guī)定較保守時(shí)倒也沒多大關(guān)系。在今天市場(chǎng)上，驅(qū)動(dòng)裝置力矩測(cè)量的誤差系數(shù)不得超過+/-10-15%，閥門所需力矩的測(cè)量誤差也在這范圍內(nèi)，尤其當(dāng)安全系數(shù)修整到最小值時(shí)，更是如此。
慎遠(yuǎn)閥門公司已經(jīng)采取一個(gè)更準(zhǔn)確更獨(dú)特的方法來確定閥門驅(qū)動(dòng)裝置的輸出功率，提供一個(gè)測(cè)量力矩的新裝置，且該裝置可在帶負(fù)荷下測(cè)量摩擦力，其測(cè)量精度均在2%以內(nèi)。
該試驗(yàn)裝置機(jī)有下列特點(diǎn)：
閥門驅(qū)動(dòng)裝置的種類及特點(diǎn)減少該裝置和被試驗(yàn)設(shè)備的機(jī)械位移誤差；在同一試驗(yàn)裝置上完成力矩和摩擦力的測(cè)量；在該實(shí)驗(yàn)裝置上僅利用兩個(gè)普通應(yīng)變傳感元件便可在帶負(fù)荷下測(cè)量摩擦力；減少該裝置與應(yīng)變傳感元件聯(lián)接時(shí)所產(chǎn)生的誤差；可自動(dòng)補(bǔ)償該裝置和被試驗(yàn)設(shè)備位移誤差；在試驗(yàn)裝置上可測(cè)量被試驗(yàn)設(shè)備的破裂摩擦力和動(dòng)摩擦力；提供一個(gè)轉(zhuǎn)換元件，它能把應(yīng)變傳感元件上產(chǎn)生的電子信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)儀上的力矩和摩擦力讀數(shù)。
該試驗(yàn)裝置機(jī)結(jié)構(gòu)介紹：
閥門驅(qū)動(dòng)裝置力矩測(cè)量機(jī)構(gòu)包括一個(gè)高為15英尺，邊長(zhǎng)為10英尺的正方形面的工字鋼支承的固定框架�？蚣軆�(nèi)分三層。中間層牢固安裝在框架上，而上，下層則自用懸掛，且可在三維空間相應(yīng)于框架和中間層做自由移動(dòng)。
框架的中層和底層各有連接板，可用來安裝試驗(yàn)的幾種規(guī)格的閥門驅(qū)動(dòng)裝置。兩只相同規(guī)格的閥門驅(qū)動(dòng)裝置可同時(shí)牢固安裝一只在中層另一只在底層。帶鍵的兩根軸分別插入這些驅(qū)動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)自孔內(nèi)，反向伸出的軸端插入力矩傳感臂機(jī)構(gòu)內(nèi)。
力矩傳感臂機(jī)構(gòu)由一個(gè)帶活動(dòng)內(nèi)壁的空心盒組成�？招暮械牡撞垦刂怪敝行妮S方向焊有內(nèi)接頭。一個(gè)獨(dú)立的內(nèi)接頭也沿著垂直中心軸方向穿過空心框盒的頂部，牢固地與活動(dòng)內(nèi)臂焊接在一起。從中心孔等距離向外精確地鉆有若干孔以便于套筒配裝。這些孔是沿傳感機(jī)構(gòu)的水平中心軸方向排列，并穿過傳感臂機(jī)構(gòu)的上框盒，活動(dòng)內(nèi)臂及下框盒。兩組校準(zhǔn)的動(dòng)力傳感器分別插入這些中心軸兩側(cè)的孔內(nèi)。這樣，當(dāng)反向作用力世家在力矩傳感臂上時(shí)，動(dòng)力傳感器則受到剪應(yīng)力。
帶動(dòng)力傳感器的力矩傳感臂機(jī)構(gòu)就安裝在框架的中層和底層的驅(qū)動(dòng)裝置之間，這些驅(qū)動(dòng)裝置的帶鍵軸分別插入相應(yīng)的內(nèi)接頭上。
這些驅(qū)動(dòng)裝置與動(dòng)力源相連接，當(dāng)液壓施于這兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置時(shí)，它們則企圖相互反向轉(zhuǎn)動(dòng)，便對(duì)傳感臂產(chǎn)生力矩。
由于液動(dòng)力源是由負(fù)荷試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，其最后由動(dòng)力傳感器提供的電子信號(hào)則與驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生的實(shí)際力矩值成比例。
動(dòng)力傳感器電子輸出信號(hào)再反饋到“電子反饋箱”。這樣便提供電源使動(dòng)力傳感器放大反饋信號(hào)并轉(zhuǎn)換成儀表讀數(shù)，該讀數(shù)是把驅(qū)動(dòng)裝置的輸出力矩的值轉(zhuǎn)換計(jì)算成磅.英寸值。
采用同一規(guī)格的兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，其最后測(cè)量值除以2便得到驅(qū)動(dòng)裝置各自的額定力矩值。
在傳感臂上的多個(gè)動(dòng)力銷定位插孔使該機(jī)構(gòu)具有靈活性，故當(dāng)不同的動(dòng)力傳感器在它們的最佳范圍進(jìn)行工作時(shí)，其力矩范圍可以精確地測(cè)出。
由于下層的驅(qū)動(dòng)裝置相對(duì)于中層的驅(qū)裝置是自由懸掛的，故試驗(yàn)系統(tǒng)本身內(nèi)部的摩擦力以及由于安裝誤差引起的應(yīng)力和軸的彎曲載荷等實(shí)質(zhì)上是不存在的，故其試驗(yàn)結(jié)果便是純力矩測(cè)量值。
不用載荷和不同回轉(zhuǎn)角度時(shí)驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部摩擦力的測(cè)量也是以類似的方法完成的。
小負(fù)荷的驅(qū)動(dòng)裝置懸掛地安裝在第三層中，這樣它便能相對(duì)應(yīng)于中層驅(qū)動(dòng)裝置和該系統(tǒng)的中心架在三維空間內(nèi)自由移動(dòng)。帶鍵軸插入第三層驅(qū)動(dòng)裝置幾級(jí)中層驅(qū)動(dòng)裝置的頂部，而中層驅(qū)動(dòng)裝置帶有安裝在鍵軸之間的另一傳感臂機(jī)構(gòu)。當(dāng)下層和中層的驅(qū)動(dòng)裝置承受變化壓力產(chǎn)生反方向力矩時(shí)，第三層或上層驅(qū)動(dòng)裝置承受負(fù)荷致使較低層的兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的軸產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
頂端傳感臂機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的總負(fù)荷，提供了對(duì)下面兩臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦力矩的測(cè)量。因?yàn)轵?qū)動(dòng)裝置規(guī)格相同，計(jì)算結(jié)果及讀書除以2便為每臺(tái)驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦力矩。從驅(qū)動(dòng)裝置最大理論力矩輸出值中減用來驗(yàn)證力矩測(cè)量讀數(shù)。此外，為了更精確和更實(shí)際地進(jìn)行測(cè)量，還要提供一項(xiàng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。
由于驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦特性按其負(fù)荷的變化而變化，故可確定，但不能采用過去靜態(tài)試驗(yàn)?zāi)菢拥淖龇āＳ捎谟辛诉@個(gè)新型的懸掛系統(tǒng)，第三層及下層的驅(qū)動(dòng)裝置能夠在三維空間內(nèi)相應(yīng)于中層驅(qū)動(dòng)裝置作橫向移動(dòng)。該系統(tǒng)本身的排外性效應(yīng)，提供了對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的摩擦精準(zhǔn)測(cè)量的結(jié)果。
由于驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部摩擦阻力可忽略不計(jì)，故最大理論力矩值可認(rèn)為100%有效。這樣，驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)際輸出力矩應(yīng)為最大理論力矩減去驅(qū)動(dòng)裝置本身存在的摩擦力矩值。
由于回轉(zhuǎn)葉片結(jié)構(gòu)提供了平衡力矩，故與采用非平衡的止轉(zhuǎn)棒軛結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置相比較，其摩擦系數(shù)大大減小。
總裝置的精度 該裝置時(shí)由零件組成的整體，每個(gè)零件則各有自己的百分誤差值。動(dòng)力傳感器的誤差要求為額定的+/-1%。但當(dāng)由于漂移和其他原因造成電子儀器誤差時(shí)，在放大器輸出端的誤差應(yīng)為+/-0.02伏。
所采用的動(dòng)力傳感器應(yīng)十分靈敏，以便能測(cè)量極小值的剪應(yīng)變。此外尤為重要的是：動(dòng)力傳感器在力矩傳感臂上安裝完畢后，儀表所示的剪應(yīng)變必須為零。這樣才能保證試驗(yàn)時(shí)儀表讀數(shù)值不受內(nèi)應(yīng)力和其他不利因素的影響。在試驗(yàn)數(shù)值顯示前和力矩試驗(yàn)完成后，應(yīng)保持“零位”偏差。這樣的校驗(yàn)也保證了在試驗(yàn)承載過程中，動(dòng)力傳感器不致過應(yīng)力。
裝置中存在其他誤差時(shí)，它們應(yīng)比這兩個(gè)誤差源小。假定系統(tǒng)的總誤差來自動(dòng)力傳感器的校驗(yàn)和電壓漂移的聯(lián)合作用，即系統(tǒng)總誤差為兩個(gè)誤差想加的近似值。
一個(gè)新型設(shè)計(jì)的懸掛式試驗(yàn)系統(tǒng)，排除了由于裝配誤差所引起的彎曲載荷，摩擦力和內(nèi)應(yīng)力等影響，但最終準(zhǔn)確測(cè)量的力矩額定值，仍并不完全代表驅(qū)動(dòng)裝置與閥門安裝的實(shí)際數(shù)值。
由于閥門和驅(qū)動(dòng)裝置連接法蘭的安裝誤差和制造公差所引起的摩擦力和內(nèi)應(yīng)力，以及閥桿本身的彎曲應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致力矩的損失。
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