一种电动执行器多功能测试机的制作方法

专利2022-05-09  1


本发明涉及产品测试技术领域,具体是涉及一种电动执行器多功能测试机。



背景技术:

电动执行器常用于各种控制阀门,通过内部电机带动其内部传动螺母进行周向旋转来进行动力输出。一般需要对电动执行器进行多项功能检测,主要包括转速、推压力大小、使用寿命等,此外传动螺母工作过程中还会受到反向的扭矩作用,也需要对此进行测试。现有设备往往仅能对其中一到两项进行测试,缺少一种可以满足多种不同测试需要的测试机。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,提供一种电动执行器多功能测试机。

为达到以上目的,本发明采用的技术方案为:

一种电动执行器多功能测试机,用于对电动执行器进行功能测试,包括机架、用以装载被测电动执行器的装载组件,和用以测试被测电动执行器性能的检测模块,

装载组件包括有与被测电动执行器输出端连接并仅沿被测电动执行器轴向运动的活动件,检测模块包括扭力检测组件、速度检测组件、阻尼控制组件、拉压力检测组件、延时装置和计数器;活动件端部与阻尼控制组件输出端同轴固定连接,扭力检测组件、速度检测组件、阻尼控制组件均相对机架固定设置,拉压力检测组件设置在活动件与阻尼控制组件的连接处;

其中,

扭力检测组件用以实现第一项功能测试,即对于被测电动执行器的扭力性能进行测试;

速度检测组件与阻尼控制组件配合用以实现第二项功能测试,即对被测电动执行器的速度性能进行测试;

拉压力检测组件与阻尼控制组件配合用以实现第三项功能测试,即被测电动执行器的拉压力性能进行测试;

阻尼控制组件、拉压力检测组件、延时装置和计数器配合用以实现第四项功能测试,即被测电动执行器的使用寿命性能进行测试。

优选的,活动件为周壁上沿轴线方向开设有滑槽的丝杆,丝杆与被测电动执行器的传动螺母螺纹链接,装载组件还包括有:

承载架,承载架的一端与阻尼控制组件紧固连接,承载架的另一端与被测电动执行器紧固连接,承载架用以承托被测电动执行器;

导向平键,导向平键至少具有一个,导向平键固定安装在机架内,导向平键与活动件周壁上的滑槽滑动配合。

优选的,速度检测组件包括有:

检测杆,检测杆相对于活动件固定设置;

拉绳位移传感器,拉绳位移传感器设置在机架上,拉绳位移传感器的输出端与检测杆的一端连接,拉绳位移传感器用以通过检测杆间接检测活动件的运动速度。

优选的,速度检测组件还包括有安装在检测杆另一端的挡片,以及沿竖直方向呈直线分布地固定在机架上的上接近开关、下接近开关,挡片随活动件运动过程中可对上接近开关、下接近开关进行触发。

优选的,阻尼控制组件包括有:

油缸,油缸与机架固定连接,油缸的输出端与活动件的端部固定连接,油缸的输出轴与活动件轴线共线,油缸用以向活动件施加与活动件运动方向相反的阻尼;

油箱;

油路,油路设有一对,油路的两端分别于油缸、油箱连通,油路连通至油缸、油箱的干路之间具有相互并联的第一支路和第二支路;

电磁阀,电磁阀设有一对且分别设置在一对油路的第一支路上,电磁阀用以控制第一支路的开闭;

调流阀,调流阀设有一对且分别设置在一对油路的第二支路上,调流阀用以调节第二支路的开度。

优选的,油缸和活动件连接处通过转换接头连接。

优选的,油路的干路和第一支路上均设有可手动调节开闭的球阀。

优选的,油路上设有至少一个内部压力控制组件。

优选的,机架包括有设置在底部以提供移动功能的移动式台架、固定安装在移动式台架上端的一级支架,以及固定安装在一级支架上端的二级支架,一级支架、二级支架均与被测电动执行器轴线共线设置,二级支架上端设有供扭力检测组件安装在的凹槽,移动式台架底部设有滚轮,移动式台架与阻尼控制组件固定连接,速度检测组件固定在一级支架上,一级支架、二级支架均为可供活动件穿过的空心结构。

优选的,移动式台架、一级支架、二级支架相互间法兰连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是:

1.本发明通过活动件作为检测标的,利用扭力检测组件、速度检测组件、阻尼控制组件、拉压力检测组件、延时装置和计数器的相互配合可对被测电动执行器进行扭力、速度、拉压力和寿命共计四项功能测试,满足多种不同的测试需要。

2.本发明通过阻尼控制组件可方便地对阻尼进行调节,具体的,油缸连通的一对油路通过与油箱的配合分别交替对油缸起到进油和出油的效果,相比常见具有油泵的油缸控制结构的区别点仅在与驱动力由活动件的运动来直接提供。当活动件运动时带动油缸的输出轴运动,继而使油液在一对油路内交替进出流动。当控制器开启一对电磁阀时,油液可通过干路和第一支路以最小阻力流动,从而使油缸的输出端对活动件施加的阻尼最小,以满足第四项功能测试中所述第一区间的测试条件;当活动件的位移落在第四功能测试中的所述第二区间内时,控制器关闭一对油路中处于出油状态下的那条上的电磁阀,流出油缸的油液因此仅能通过第二支路进行流动,受到调流阀的控制。控制器发送信号给调流阀来调节调流阀的开度,从而使油液的流速小于油液在第一支路内的正常流速,从而起到满负荷的效果。

3.本发明通过设置上接近开关、下接近开关等第二套速度检测结构,可有效地消除拉绳位移传感器工作故障带来的影响,提高工作的稳定性,具体的,通过增设上接近开关和下接近开关,并以检测杆另一端设置的挡片作为检测标的物来检测活动件的位移,结合预先设置好的上接近开关、下接近开关之间的距离,可以独立实现对被测电动执行器的第二项功能测试,即速度性能的检测,作为拉绳位移传感器的备用方案,继而提高工作的稳定性。

4.本发明通过设置内部压力控制组件可有效防止油缸的工作压力超出安全范围,提高了测试机整体的安全性。

附图说明

图1为本发明的立体图一;

图2为本发明的立体图二;

图3为本发明的正视图;

图4为本发明的图3中a-a截面剖视图;

图5为本发明的图4的立体示意图;

图6为本发明的图4中b处局部放大图;

图7为本发明的侧视图;

图8为本发明的图2中c处局部放大图;

图9为本发明的阻尼控制组件立体图;

图10为本发明的机架立体图。

图中标号为:

1-机架;1a-移动式台架;1b-一级支架;1c-二级支架;

2-装载组件;2a-活动件;2b-承载架;2c-导向平键;

3-扭力检测组件;

4-速度检测组件;4a-检测杆;4b-拉绳位移传感器;4c-上接近开关;4d-下接近开关;4e-挡片;

5-阻尼控制组件;5a-油缸;5b-油箱;5c-油路;5c1-第一支路;5c2-第二支路;5d-电磁阀;5e-调流阀;5f-转换接头;5g-球阀;5h-内部压力控制组件;

6-拉压力检测组件。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

为了解决对电动执行器进行多项功能测试的技术问题,如图1-10所示,提供以下技术方案:

一种电动执行器多功能测试机,用于对电动执行器进行功能测试,包括机架1、用以装载被测电动执行器的装载组件2,和用以测试被测电动执行器性能的检测模块,

装载组件2包括有与被测电动执行器输出端连接并仅沿被测电动执行器轴向运动的活动件2a,检测模块包括扭力检测组件3、速度检测组件4、阻尼控制组件5、拉压力检测组件6、延时装置和计数器;活动件2a端部与阻尼控制组件5输出端同轴固定连接,扭力检测组件3、速度检测组件4、阻尼控制组件5均相对机架1固定设置,拉压力检测组件6设置在活动件2a与阻尼控制组件5的连接处;

其中,

扭力检测组件3用以实现第一项功能测试,即对于被测电动执行器的扭力性能进行测试;

速度检测组件4与阻尼控制组件5配合用以实现第二项功能测试,即对被测电动执行器的速度性能进行测试;

拉压力检测组件6与阻尼控制组件5配合用以实现第三项功能测试,即被测电动执行器的拉压力性能进行测试;

阻尼控制组件5、拉压力检测组件6、延时装置和计数器配合用以实现第四项功能测试,即被测电动执行器的使用寿命性能进行测试。

具体的,扭力检测组件3、速度检测组件4、阻尼控制组件5、拉压力检测组件6、延时装置、计数器以及被测电动执行器均与控制器电连接。延时装置优选为时间继电器,扭力检测组件3优选为与机架1相对固定设置的静态扭力传感器,拉压力检测组件6优选为机架1相对固定设置的拉压力传感器。工作人员先将被测电动执行器装载到装载组件2上使装载组件2的活动件2a与作为被测电动执行器输出端的传动螺母连接。工作人员通过控制器发送信号给被测电动执行器,被测电动执行器收到信号后内部电机带动其内部传动螺母转动,继而驱动活动件2a沿着被测电动执行器的轴向发生运动。传动螺母对活动件2a施加的力产生的反作用力通过被测电动执行器的壳体传递给扭力检测组件3,扭力检测组件3检测到传动螺母产生的扭力并发送信号给控制器,即为第一项功能测试内容。

阻尼控制组件5对活动件2a施加轴线方向运动的阻尼,作为第二项、第三项和第四项功能测试的必要条件。

控制器发送信号给阻尼控制组件5,阻尼控制组件5收到信号后将对活动件2a施加的阻尼调节到预定值以配合测试。控制器发送信号给速度检测组件4,速度检测组件4收到信号后通过检测活动件2a沿轴线方向运动的速度间接判断在承受阻尼控制组件5施加的阻尼的情况下被测电动执行器的转速是否符合标准,即为第二项功能测试内容。

拉压力检测组件6检测活动件2a在承受阻尼控制组件5施加的阻尼的情况下沿轴向运动产生的拉压力,并发送信号给控制器,即为第三项功能测试内容。

第四项功能测试:

通过速度检测组件4将活动件2a上下活动行程分段,分为位于中央位置的第一区间和位于两端的第二区间。速度检测组件4将活动件2a位置发送信号给控制器从而判断活动件2a所在区间。控制器根据活动件2a所在区间位置的不同调节拉压力检测组件6对活动件2a施加的阻尼:第一区间内,拉压力检测组件6非全负荷工作以提供较小的阻尼效果;第二区间内,拉压力检测组件6全负荷工作以提供较大的阻尼效果。

当速度检测组件4检测出活动件2a上行或下行至行程末端时,控制器关闭被测电动执行器;控制器发送信号给延时装置,延时装置收到信号后根据预设值延时,延时结束后,控制器发送信号给被测电动执行器,从而控制活动件2a反向运动。

活动件2a上下往返一个来回记为一次,计数器计数并发送信号给控制器。

预先设定被测电动执行器的运行次数,开启速度检测组件4,速度检测组件4检测在上述属于第四项功能测试范围内的条件下,活动件2a的运动速度是否符合标准,间接体现被测电动执行器的工况,即为第四项功能测试的内容。

进一步的:

为了解决如何与被测电动执行器连接的技术问题,如图3和图6所示,提供以下技术方案:

活动件2a为周壁上沿轴线方向开设有滑槽的丝杆,丝杆与被测电动执行器的传动螺母螺纹链接,装载组件2还包括有:

承载架2b,承载架2b的一端与阻尼控制组件5紧固连接,承载架2b的另一端与被测电动执行器紧固连接,承载架2b用以承托被测电动执行器;

导向平键2c,导向平键2c至少具有一个,导向平键2c固定安装在机架1内,导向平键2c与活动件2a周壁上的滑槽滑动配合。

具体的,被测电动执行器的内部电机转动时,其内部的传动螺母高速旋转,在导向平键2c丝杆周壁上滑槽的配合,使其无法跟随传动螺母一同旋转,继而产生轴线方向的驱动力,从而控制丝杆仅做轴线方向的运动。由此使的活动件2a成为各项功能测试的标的物,间接体现被测电动执行器的各项性能。

进一步的:

为了解决如何检测活动件2a运动速度的技术问题,如图7所示,提供以下技术方案:

速度检测组件4包括有:

检测杆4a,检测杆4a相对于活动件2a固定设置;

拉绳位移传感器4b,拉绳位移传感器4b设置在机架1上,拉绳位移传感器4b的输出端与检测杆4a的一端连接,拉绳位移传感器4b用以通过检测杆4a间接检测活动件2a的运动速度。

具体的,拉绳位移传感器4b与控制器电连接。活动件2a在被测电动执行器的驱动下轴向运动时带动与其相对固定的检测杆4a同步运动,检测杆4a与活动件2a直接或间接固定。检测杆4a将作用力施加在拉绳位移传感器4b的工作端上,从而检测出活动件2a的直线位移,可作为第二项功能测试和第四项功能测试即被测电动执行器速度性能测试和寿命性能测试的关键数据。通过控制器对被测电动执行器工作时间的设定,结合拉绳位移传感器4b检测出的位移量很容易得到活动件2a直线位移的速度,继而间接体现出被测电动执行器的传动螺母转速。此外,拉绳位移传感器4b在第四项功能测试即寿命性能测试中起到速度检测的作用外,还能通过拉绳位移传感器4b实现对寿命性能测试的移动进行区间划分,以配合控制器对阻尼控制组件5施加的阻尼大小进行调节。

进一步的:

为了解决如何防止测试过程中拉绳位移传感器4b故障造成检测失效的技术问题,如图7和图8所示,提供以下技术方案:

速度检测组件4还包括有安装在检测杆4a另一端的挡片4e,以及沿竖直方向呈直线分布地固定在机架1上的上接近开关4c、下接近开关4d,挡片4e随活动件2a运动过程中可对上接近开关4c、下接近开关4d进行触发。

具体的,上接近开关4c、下接近开关4d均与控制器电连接,上接近开关4c、下接近开关4d通过被挡片4e触发来间接检测活动件2a的位置。通过增设上接近开关4c和下接近开关4d,并以检测杆4a另一端设置的挡片4e作为检测标的物来检测活动件2a的位移,结合预先设置好的上接近开关4c、下接近开关4d之间的距离,可以独立实现对被测电动执行器的第二项功能测试,即速度性能的检测,作为拉绳位移传感器4b的备用方案,继而提高工作的稳定性。

进一步的:

为了解决如何通过阻尼控制组件5实现阻尼调节的技术问题,如图5和图9所示,提供以下技术方案:

阻尼控制组件5包括有:

油缸5a,油缸5a与机架1固定连接,油缸5a的输出端与活动件2a的端部固定连接,油缸5a的输出轴与活动件2a轴线共线,油缸5a用以向活动件2a施加与活动件2a运动方向相反的阻尼;

油箱5b;

油路5c,油路5c设有一对,油路5c的两端分别于油缸5a、油箱5b连通,油路5c连通至油缸5a、油箱5b的干路之间具有相互并联的第一支路5c1和第二支路5c2;

电磁阀5d,电磁阀5d设有一对且分别设置在一对油路5c的第一支路5c1上,电磁阀5d用以控制第一支路5c1的开闭;

调流阀5e,调流阀5e设有一对且分别设置在一对油路5c的第二支路5c2上,调流阀5e用以调节第二支路5c2的开度。

具体的,电磁阀5d、调流阀5e均与控制器电连接。油缸5a连通的一对油路5c通过与油箱5b的配合分别交替对油缸5a起到进油和出油的效果,相比常见具有油泵的油缸控制结构的区别点仅在与驱动力由活动件2a的运动来直接提供。当活动件2a运动时带动油缸5a的输出轴运动,继而使油液在一对油路5c内交替进出流动。当控制器开启一对电磁阀5d时,油液可通过干路和第一支路5c1以最小阻力流动,从而使油缸5a的输出端对活动件2a施加的阻尼最小,以满足第四项功能测试中所述第一区间的测试条件;当活动件2a的位移落在第四功能测试中的所述第二区间内时,控制器关闭一对油路5c中处于出油状态下的那条上的电磁阀5d,流出油缸5a的油液因此仅能通过第二支路5c2进行流动,受到调流阀5e的控制。控制器发送信号给调流阀5e来调节调流阀5e的开度,从而使油液的流速小于油液在第一支路5c1内的正常流速,从而起到满负荷的效果。

进一步的:

为了解决如何将油缸5a的输出轴与活动件2a同轴连接的技术问题,如图4和图5所示,提供以下技术方案:

油缸5a和活动件2a连接处通过转换接头5f连接。

具体的,通过设置转换接头5f可以消除油缸5a输出轴轴径和活动件2a轴径差异带来的影响,安装方便,结构稳定。

进一步的:

为了解决提高阻尼控制组件5维护便捷性的技术问题,如图9所示,提供以下技术方案:

油路5c的干路和第一支路5c1上均设有可手动调节开闭的球阀5g。

具体的,通过设置球阀5g在需要对阻尼控制组件5进行维护的时候起到断流的效果,从而提高设备的维护便捷度。

进一步的:

为了解决保证油缸5a工作安全性的技术问题,如图x所示,提供以下技术方案:

油路5c上设有至少一个内部压力控制组件5h。

具体的,内部压力控制组件5h为压力控制阀。油缸5a具有一个最大的安全压力,通过设置油缸5a对超过或临近极限压力使的油缸5a内压进行调节,从而保证油缸5a的安全性。

进一步的:

为了解决机架1如何实现支撑作用的技术问题,如图10所示,提供以下技术方案:

机架1包括有设置在底部以提供移动功能的移动式台架1a、固定安装在移动式台架1a上端的一级支架1b,以及固定安装在一级支架1b上端的二级支架1c,一级支架1b、二级支架1c均与被测电动执行器轴线共线设置,二级支架1c上端设有供扭力检测组件3安装在的凹槽,移动式台架1a底部设有滚轮,移动式台架1a与阻尼控制组件5固定连接,速度检测组件4固定在一级支架1b上,一级支架1b、二级支架1c均为可供活动件2a穿过的空心结构。

具体的,通过移动式台架1a底部的滑轮,可对测试机进行移动。

通过

进一步的:

为了解决如何便于对机架1进行安装和拆卸的技术问题,如图10所示,提供以下技术方案:

移动式台架1a、一级支架1b、二级支架1c相互间法兰连接。

具体的,通过法兰连接可以方便地对机架1进行拆解和安装,从而进一步降低了人力成本。

本发明的工作原理:

步骤一、预先准备:工作人员先将被测电动执行器装载到装载组件2上使装载组件2的活动件2a与作为被测电动执行器输出端的传动螺母连接。阻尼控制组件5对活动件2a施加轴线方向运动的阻尼,作为第二项、第三项和第四项功能测试的必要条件。

步骤二、多功能测试:

第一功能测试:

工作人员通过控制器发送信号给被测电动执行器,被测电动执行器收到信号后内部电机带动其内部传动螺母转动,继而驱动活动件2a沿着被测电动执行器的轴向发生运动。传动螺母对活动件2a施加的力产生的反作用力通过被测电动执行器的壳体传递给扭力检测组件3,扭力检测组件3检测到传动螺母产生的扭力并发送信号给控制器。

第二功能测试:

控制器发送信号给阻尼控制组件5,阻尼控制组件5收到信号后将对活动件2a施加的阻尼调节到预定值以配合测试。控制器发送信号给速度检测组件4,速度检测组件4收到信号后通过检测活动件2a沿轴线方向运动的速度间接判断在承受阻尼控制组件5施加的阻尼的情况下被测电动执行器的转速是否符合标准。

第三功能测试:拉压力检测组件6检测活动件2a在承受阻尼控制组件5施加的阻尼的情况下沿轴向运动产生的拉压力,并发送信号给控制器。

第四项功能测试:

通过速度检测组件4将活动件2a上下活动行程分段,分为位于中央位置的第一区间和位于两端的第二区间。速度检测组件4将活动件2a位置发送信号给控制器从而判断活动件2a所在区间。控制器根据活动件2a所在区间位置的不同调节拉压力检测组件6对活动件2a施加的阻尼:第一区间内,拉压力检测组件6非全负荷工作以提供较小的阻尼效果;第二区间内,拉压力检测组件6全负荷工作以提供较大的阻尼效果。

当速度检测组件4检测出活动件2a上行或下行至行程末端时,控制器关闭被测电动执行器;控制器发送信号给延时装置,延时装置收到信号后根据预设值延时,延时结束后,控制器发送信号给被测电动执行器,从而控制活动件2a反向运动。

活动件2a上下往返一个来回记为一次,计数器计数并发送信号给控制器。

预先设定被测电动执行器的运行次数,开启速度检测组件4,速度检测组件4检测在上述属于第四项功能测试范围内的条件下,活动件2a的运动速度是否符合标准,间接体现被测电动执行器的工况,即为第四项功能测试的内容。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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