一種用於球閥裝配的工作檯的製作方法

2023-05-29 12:52:31 1

本發明涉及一種用於球閥裝配的工作檯。

背景技術：

在我國，球閥在管道工程上應用廣泛，在石油煉製、長輸管線、化工、造紙、製藥、水利、電力、市政、鋼鐵等行業中球閥佔有舉足輕重的地位。球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質的流動，其密封性直接影響著整個管路的順利運行，因此密封性是球閥設計和生產過程中的關鍵質量點之一，而並帽安裝是影響球閥密封性的一個關鍵工序。

現有的球閥裝配過程是人工手動安裝，將閥體固定之後依次裝入密封圈、閥芯和旋鈕，然後用專用把手插入並帽頂端的定位孔進行並帽安裝，通過並帽和閥體上的螺紋連接將閥芯和密封圈壓緊以保證球閥的密封性。當並帽和閥體的旋合螺紋長度過少，閥芯和密封圈配合過松，導緻密封不嚴；當並帽和閥體的旋合螺紋長度過多，閥芯和密封圈配合過緊，使得球閥內部密封圈壓潰，導緻密封失效。在現有的裝配過程中，工人憑藉經驗進行裝配，依靠感覺判斷旋合螺紋長度的多少，這樣裝配出來的球閥質量差，在後續的球閥密封性實驗中不合格產品較多，另外工人勞動強度大，生產效率低。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種機電氣一體化的用於球閥裝配的工作檯，以解決現有技術中球閥裝配質量差，勞動強度大，生產效率低的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一種技術方案為：一種用於球閥裝配的工作檯，包括臺架，臺架上設有閥體夾緊裝置和並帽旋擰裝置，所述並帽旋擰裝置包括驅動部分、控制部分和輸出部分，所述驅動部分與控制部分形成閉環而使得並帽旋擰裝置構成定扭矩旋擰裝置。

本發明的第二種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一種技術方案的基礎上，所述驅動部分包括伺服電機。

本發明的第三種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第二種技術方案的基礎上，所述伺服電機與輸出部分之間設有減速器。

本發明的第四種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一、二、三種技術方案的基礎上，所述控制部分包括扭矩傳感器，扭矩傳感器設於所述驅動部分與輸出部分之間。

本發明的第五種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一、二、三種技術方案的基礎上，所述控制部分包括控制面板，所述控制面板為觸屏式面板。

本發明的第六種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一、二、三種技術方案的基礎上，所述控制部分包括用於控制輸出部分的點動開關，所述控制器為能夠控制輸出部分點動轉動角度或點動轉動結束時的扭矩的可編程控制器。

本發明的第七種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一、二、三種技術方案的基礎上，所述閥體夾緊裝置為氣動卡盤。

本發明的第八種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第一、二、三種技術方案的基礎上，所述輸出部分包括輸出夾具，所述輸出夾具包括夾具體和設置在夾具體上的定位裝置，所述夾具體上設置有用於調節定位裝置間距的調節結構。

本發明的第九種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第八種技術方案的基礎上，所述的調節結構為設置在夾具體上的腰型孔，所述定位裝置和夾具體通過腰型孔插裝連接。

本發明的第十種技術方案為：在本發明的用於球閥裝配的工作檯的第八種技術方案的基礎上，所述的定位裝置為帶有緊固螺母的定位銷。

本發明的有益效果在於：由於本發明的一種用於球閥裝配的工作檯包括臺架，臺架上設有閥體夾緊裝置和並帽旋擰裝置，並帽旋擰裝置包括驅動部分、控制部分和輸出部分，驅動部分與控制部分形成閉環而使得並帽旋擰裝置構成定扭矩旋擰裝置，在進行球閥裝配的過程中，對於並帽的旋緊安裝就可以實現機、電、氣一體化控制，保證了球閥裝配的質量，同時降低了工人的勞動強度，提高了生產效率。

進一步地，驅動部分包括伺服電機，驅動簡單，易於操作。

進一步地，減速器可以使得伺服電機不局限於高速電機，降低了生產成本。

進一步地，控制部分包括扭矩傳感器，扭矩傳感器設於所述驅動部分與輸出部分之間，可以使扭矩傳感器遠離工件，保護扭矩傳感器。

進一步地，控制部分包括控制面板，所述控制面板為觸屏式面板，結構美觀並且易於操作。

進一步地，控制部分包括用於控制輸出部分的點動開關，所述控制器為能夠控制輸出部分點動轉動角度或點動轉動結束時的扭矩的可編程控制器，在不知道並帽的目標旋緊力的情況下，可以利用點動功能測量目標旋緊力，同時也避免了一次性旋轉角度過大導緻密封圈損壞。

進一步地，閥體夾緊裝置為氣動卡盤，可用氣缸控制球閥的鬆緊，便於操作。

進一步地，輸出部分包括輸出夾具，所述輸出夾具包括夾具體和設置在夾具體上的定位裝置，所述夾具體上設置有用於調節定位裝置間距的調節結構，可以根據球閥規格的不同調整夾具的定位裝置的間距。

進一步地，調節結構為設置在夾具體上的腰型孔，所述定位裝置和夾具體通過腰型孔插裝連接，操作簡單。

附圖說明

圖1為本發明的用於球閥裝配的工作檯的實施例1的結構示意圖；

圖2為本發明的用於球閥裝配的工作檯的實施例1的旋緊夾具的結構示意圖；

圖3為plc程序主界面圖。

圖中各標記：1.底座；2.立柱；3.迴轉把手；4.第一鎖緊螺釘；5.支撐平臺；6.伺服電機；7.減速器；8.聯軸器；9.過渡法蘭；10.扭矩傳感器；11.套筒；12.第二鎖緊螺釘；13.主軸；14.旋緊夾具；15.球閥；16.氣動卡盤；17.夾具體；18.定位裝置；19.調節結構；20.氣壓馬達。

具體實施方式

本發明的球閥裝配工作檯的實施例1如圖1~3所示，包括臺架，臺架上設有閥體夾緊裝置和並帽旋擰裝置，並帽旋擰裝置包括驅動部分、控制部分和輸出部分。臺架包括底座1和固定在底座1上的立柱2以及一端支撐驅動部分、另一端和立柱2配合連接的支撐平臺5，該支撐平臺5與立柱2的配合端開設有上下貫穿的配合孔，該配合孔內部固定有豎直的平鍵，立柱2的頂端開設有與所述平鍵配合的鍵槽以及被鍵槽隔斷的不連續的傳動螺紋，傳動螺紋上設置有迴轉把手3，支撐平臺5放置於迴轉把手3的上表面，支撐平臺5的配合孔端外表面設置有第一鎖緊螺釘4。

閥體夾緊裝置包括底座1和與底座1螺栓連接的用於安裝並夾緊球閥15的氣動卡盤16。

驅動部分從上至下依次包括伺服電機6、減速器7、聯軸器8、過渡法蘭9、扭矩傳感器10、套筒11、第二鎖緊螺釘12、主軸13。伺服電機6和減速器7通過螺栓連接，減速器7和支撐平臺的上表面通過螺栓連接；聯軸器8的一端和支撐平臺的下表面通過螺栓連接，另一端依次和過渡法蘭9、扭矩傳感器10以及套筒11通過螺栓連接；套筒外側筒壁設置有第二鎖緊螺釘12，主軸13的一端和套筒11花鍵配合、另一端通過螺栓和旋緊夾具14固定連接。

輸出部分如圖2所示，包括旋緊夾具14，旋緊夾具14包括夾具體17和設置在夾具體17上的定位裝置18，夾具體17上設置有用於調節定位裝置18間距的調節結構19，在該實施例中，定位裝置18為定位銷，調節結構19為設置在夾具體上的腰型孔。

控制部分如圖3所示，包括plc、觸控螢幕、信號放大器和電機控制器。觸控螢幕和plc連接，信號放大器的一端連接扭矩傳感器、另一端連接plc，電機控制器的一端連接電機、另一端連接plc。plc程序主界面中，「目標旋緊力」指球閥的額定旋緊扭矩，「最大保護力」指球閥的最大旋緊扭矩，「零點漂移」對扭矩傳感器的零漂現象進行差補。「點動力度」指在電動開關模式中，伺服電機旋轉一次的目標力矩值，「點動角度」指在電動開關模式中，伺服電機旋轉一次的轉動角度。「點動力度」和「點動角度」不能同時存在非零數值。「實時力矩」顯示當前扭矩傳感器採集到的實時力矩值，程序運行結束時，實時力矩後方框中存留運轉過程中的最大扭矩值。

本發明的球閥裝配工作檯在使用時，對程序主界面的各項參數進行設定，參數設定完成後，將球閥放進氣動卡盤中，轉動迴轉把手使支撐平臺沿鍵槽上下滑動，調整支撐平臺的高度使之配合球閥的尺寸型號，旋緊第一鎖緊螺釘固定支撐平臺，再通過調節結構腰型孔調節兩個定位銷之間的間距使之配合併帽上的定位孔以方便之後進行安裝工序；點擊程序主界面上的「卡盤夾緊」，此時「卡盤夾緊」上方顯示燈亮起，氣動卡盤將球閥夾緊，「卡緊力指示燈」表示卡盤夾緊工序完成，點擊「電機開關」其上方指示燈亮起，電機控制器控制伺服電機帶動主軸旋轉，通過旋緊夾具帶動並帽按照「目標旋緊力」設定的扭矩值對並帽進行旋緊，旋緊工序完成後伺服電機掉電停止同時「電機開關」上方指示燈熄滅，點擊「卡盤鬆開」，氣動卡盤鬆開，向上移動主軸用第二鎖緊螺釘固定主軸並取出球閥，球閥裝配工序完成。

更換不同型號的球閥時，除了利用升降結構調整支撐平臺的高度和利用調節結構調整定位裝置的間距之外，還需要重新測算「目標旋緊力」，此時有兩種測算方法，一種是「點動力度」，按照設定的點動力度扭矩值進行梯度旋緊，一種是「點動角度」，按照設定的點動角度值進行梯度旋緊，根據並帽旋緊的情況判斷並帽的鬆緊，取下球閥判斷球閥的氣密性是否合格，若球閥的氣密性不合格，調整設定的點動力度扭矩值或電動角度值（調整的電動力度扭矩值或電動角度值依次減小），然後繼續測試球閥的氣密性，待球閥氣密性合格時，此時根據扭矩傳感器反饋的數值即可得出該球閥的目標旋緊力。

本發明的球閥裝配工作檯的實施例2，與實施例1的區別僅在於：所述的旋緊夾具的定位裝置為傳動接頭。

本發明的球閥裝配工作檯的實施例3，與實施例1的區別僅在於：所述的旋緊夾具的調節結構為長度可調節的橫杆，所述定位裝置固定在橫杆的端部。