玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，是由三相異步電動機、擺線針輪減速器、主傳動軸、相位差扭矩傳感器、玻璃鋼管箍卡具構成，三相異步電動機通過擺線針輪減速器輸出軸的驅輪與主傳動軸上的傳動輪傳動連接，主傳動軸通過前聯軸器連接了相位差扭矩傳感器，相位扭矩傳感器的后端通過后聯軸器和外球面軸承軸連接了玻璃鋼管箍卡具；相位差扭矩傳感器和轉速傳感器的采集信號傳入相位差扭矩儀經定向扭矩控制器和矢量變頻器操控三相異步電動機。本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，可按由玻璃鋼管道剛性、管箍剛度螺紋強度及螺紋密封性等參數計算得到的最佳連接扭矩值進行玻璃鋼管道的連接，具有連接扭矩任意設定及連接扭矩準確可靠的特點。
【專利說明】玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種玻璃鋼管道和管箍連接的控制裝置，尤其涉及到一種玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置。
【背景技術】
[0002]由于高壓玻璃鋼管道具有耐腐蝕性能好、使用壽命長的特點，因而在石油、石化等領域獲得了廣泛應用，在高壓玻璃鋼管道的所有連接方式中，管箍連接方式由于可承受較高的管道內壓力等級因此是高壓玻璃鋼管道常用的一種連接方式，常用的連接作業(yè)方法是由人工采用柔性帶扳手進行手工連接，由于這種人工連接方式對管箍擰緊連接程度無扭矩計量故造成工人勞動強度高、生產效率低。同時由于管箍的手緊程度無計量也易造成管箍連接過扭矩、即管箍開裂，或管箍連接欠扭矩、即管箍滲漏現象，嚴重影響了高壓玻璃鋼管道制品的產品質量并增加了產品廢品率。
【發(fā)明內容】
[0003]本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置的目的就是為了克服上述問題，提供一種能夠適用于不同種類(環(huán)氧/酸酐、環(huán)氧/胺類)、不同規(guī)格(DN40-DN300)的對雙陽螺紋高壓玻璃鋼管道制品進行管箍定扭矩值自動連接的裝置。
[0004]本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，由三相異步電動機、擺線針輪減速器、主傳動軸、相位差扭矩傳感器、玻璃鋼管箍卡具構成，所述的三相異步電動機通過擺線針輪減速器輸出軸的驅動輪與主傳動軸上的傳動輪傳動連接，主傳動軸的一端裝有轉速傳感器、另一端通過前聯軸器連接了相位差扭矩傳感器，相位扭矩傳感器的后端通過后聯軸器和外球面軸承軸連接了玻璃鋼管箍卡具；相位差扭矩傳感器和轉速傳感器的采集信號傳入相位差扭矩儀，經定向扭矩控制器和矢量變頻器操控三相異步電動機。
[0005]作為本實用新型的進一步改進，玻璃鋼管箍卡具座于圓柱導軌的底座上。
[0006]本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，能夠適用于對不同種類(酸酐、胺類)、不同型號(DN40-DN300)的雙陽螺紋高壓玻璃鋼管道制品，進行管箍連接扭矩值設定和精確定扭矩值自動連接，可按由玻璃鋼管道剛性、管箍剛度螺紋強度及螺紋密封性等參數計算得到的最佳連接扭矩值進行玻璃鋼管道的連接，具有連接扭矩任意設定及連接扭矩準確可靠的特點，該裝置可大幅度提高高壓玻璃鋼管道產品連接的生產效率和產品連接緊密度的一致性，極大地滿足了高壓玻璃鋼管道生產制造企業(yè)對管線螺紋連接緊密度的要求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]附圖1為本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置的結構圖；
[0008]附圖2為本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置的控制部分連接圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖1和附圖2對本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，作進一步說明:
[0010]本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，包括機械部分和控制部分；
[0011]所述機械部分是由三相異步電動機1、擺線針輪減速器2、主傳動軸3、相位差扭矩傳感器4、玻璃鋼管箍卡具5、圓柱導軌的滑動底座、前聯軸器9、后聯軸器9、帶座外球面球軸承I 11及帶座外球面球軸承II 16構成。所述的三相異步電動機I通過擺線針輪減速器2輸出軸的驅動輪6與主傳動軸3上的傳動輪7傳動連接，傳動輪7兩側的主傳動軸3上有帶座外球面球軸承I 11 ;主傳動軸3的一端裝有轉速傳感器12、另一端通過前聯軸器8連接了相位差扭矩傳感器4，相位扭矩傳感器4的后端通過后聯軸器9和外球面軸承軸10連接了玻璃鋼管箍卡具5，玻璃鋼管箍卡具5座于圓柱導軌的滑動底座上。外球面軸承軸10上有帶座外球面球軸承II 16。
[0012]控制部分結構如圖2所示，包括矢量變頻器15、相位差扭矩儀13、轉速傳感器12和定向扭矩控制器14構成。相位差扭矩傳感器4輸出的相位差扭矩信號和轉速傳感器12的采集信號傳入相位差扭矩儀13，經定向扭矩控制器14和操控三相異步電動機I。轉速傳感器12為光電編碼器轉速傳感器。
[0013]本實用新型的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，是通過檢測和控制管箍連接扭矩值而實現連接扭矩精確控制的，控制部分通過低壓電氣控制回路控制啟動高性能矢量變頻器并驅動三相異步電動機旋轉，經減速后通過主傳動軸帶動管箍旋轉，圓柱導軌滑動底座帶動管箍前移實現玻璃鋼管道和管箍的無拉應力旋入連接，相位差扭矩傳感器將采集的管道扭入扭矩送入相位差扭矩儀中，主傳動軸轉速也通過光電編碼器轉速傳感器采集后送入相位差扭矩儀中，相位差扭矩儀運算后得到的扭矩值通過RS-232串行通信接口傳送給定向扭矩控制器，定向扭矩控制器根據實際連接扭矩值和設定的連接扭矩值給出4-20mA控制電流信號，用于控制高性能矢量變頻器的輸出頻率，進而控制三相異步電動機的轉速，從而達到控制高壓玻璃鋼管箍擰入高壓玻璃鋼管道螺紋速度的目的，單片機定扭矩控制器給出的控制信號將隨著管箍擰入轉矩的增加而不斷的降低變頻器頻率信號，當連接扭矩達到設定扭矩值時給出電機停止運行指令，達到精確控制管箍連接扭矩值的目的，避免了主軸高速旋轉而造成的連接扭矩超程現象。
[0014]裝置為了在不同的管箍旋入速度下獲得相同的連接扭矩控制精度故對相位差扭矩傳感器采用了多零點調零技術，由于相位差傳感器的初始相位角會隨轉速變化而變化，即存在較大的轉速特性誤差，為減小轉速誤差，相位差式扭矩儀將管箍擰入轉速分為了 10個區(qū)間段，對每個區(qū)間段分別進行調零處理并將該零點值存入扭矩儀中，工作時將根據實際管箍擰入轉速，分別使用對應段的零點值即曲線擬合校正轉速特性誤差技術，達到了提高連接管箍扭矩控制精度的目的。
[0015]該玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置的工作過程如下:
[0016]1、進行高壓玻璃鋼管箍和管道連接操作前首先根據待加工管箍的工作速度將主傳動軸3轉速分為了 10個區(qū)間段，對每個區(qū)間段分別進行調零處理并將該零點值存入相位差扭矩儀13中；
[0017]2、再將根據玻璃鋼管道剛性、管箍剛度螺紋強度及螺紋密封性等參數計算得到的最佳連接扭矩值設定輸入到定向扭矩控制器14中；
[0018]3、進行高壓玻璃鋼管箍和管道連接操作時，將待加工玻璃鋼管箍放入玻璃鋼管箍卡具5中并鎖緊，將待連接玻璃鋼管道放置于支撐臺架上并旋入管箍，同時使用柔性帶鉗固定住待連接管道，啟動矢量變頻器15開始自動連接操作，圓柱導軌的滑動底座帶動管箍前移實現玻璃鋼管道和管箍的無拉應力旋入連接，定向扭矩控制器14根據從相位差扭矩儀13讀取的實際連接扭矩值和設定的連接扭矩值并根據其差值的大小遞減改變矢量變頻器15的轉速即管箍擰入管道螺紋速度，當連接扭矩達到設定扭矩值時三相異步電動機I停止運行，完成一個管箍定扭矩連接過程。
[0019]本裝置可通過更換不同規(guī)格的與聯軸器法蘭聯接的玻璃鋼管箍卡具5工裝，以滿足不同規(guī)格和型號的高壓玻璃鋼管箍連接要求。
【權利要求】
1.玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，由三相異步電動機(I)、擺線針輪減速器(2)、主傳動軸(3)、相位差扭矩傳感器(4)、玻璃鋼管箍卡具(5)構成，其特征在于三相異步電動機(I)通過擺線針輪減速器(2)輸出軸的驅動輪(6)與主傳動軸(3)上的傳動輪(7)傳動連接，主傳動軸(3)的一端裝有轉速傳感器(12)、另一端通過前聯軸器(8)連接了相位差扭矩傳感器(4)，相位扭矩傳感器(4)的后端通過后聯軸器(9)和外球面軸承軸(10)連接了玻璃鋼管箍卡具(5);相位差扭矩傳感器(4)和轉速傳感器(12)的采集信號傳入相位差扭矩儀(13)，經定向扭矩控制器(14)和矢量變頻器(15)操控三相異步電動機(I)。
2.如權利要求1所述的玻璃鋼管箍連接的定扭矩控制裝置，其特征在于玻璃鋼管箍卡具(5)座于圓柱導軌的底座上。
【文檔編號】G01L3/00GK204053435SQ201420480064
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權日:2014年8月25日
【發(fā)明者】孟臣, 寧瑞峰, 張彬, 許東俊, 張克祥, 劉瑋 申請人:大慶漢維長垣高壓玻璃鋼管道有限公司