一种大型矩形法兰自动锁紧装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于风洞试验装置技术领域，公开了一种大型矩形法兰自动锁紧装置。自动锁紧装置的自动锁紧机组通过联接螺栓安装在法兰座四个边上，通过同步控制四个边的双输出驱动电机实现四组自动锁紧机组的同步运行。双输出驱动电机通过中间传动轴和弹性联轴器将转动传递给螺旋升降机，螺旋升降机将转动转化为输出端的直线运动，通过万向关节联轴器将螺旋升降机输出端的直线运动传递给T型拉紧头，T型拉紧头在空间凸轮导向筒的约束下，在上下直线运动的同时，同步旋转90

【技术实现步骤摘要】
一种大型矩形法兰自动锁紧装置


[0001]本专利技术属于风洞试验装置
，具体涉及一种大型矩形法兰自动锁紧装置。

技术介绍

[0002]低温风洞的工作温度为
‑
196℃～常温，采用氮气作为试验气体介质，压力等级为真空至10个大气压，气流具有温度低、压力高、脉动冲击强等特点。与常规风洞不同，由于环境温度和气体介质的原因，试验人员不能进入低温风洞进行模型更换等操作，因此低温风洞采用自动运行的模型运输车，将模型移出风洞试验区域，回到常温的模型准备间进行模型更换。模型车进出通道位于风洞驻室，通道为10m
×
5m（长
×
宽）的矩形开口，在模型车移出后，需要用法兰盖将通道密封，由于低温风洞的特殊环境，矩形法兰盖的锁紧和松开必须实现自动化。传统的大型法兰自动锁紧装置，为了实现锁紧/拉紧动作，需要安装两套独立的机构分别实现拉紧头的上下移动和
±
90
°
的转动，机构复杂，同步性要求高，驱动电机的数量也较多，制造成本高。
[0003]当前，亟需发展一种大型矩形法兰自动锁紧装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型矩形法兰自动锁紧装置。
[0005]本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置，其特点是，所述的自动锁紧装置包括法兰盖、泛塞封、法兰座、自动锁紧机组和联接螺栓；法兰座处于压力容器的承压腔体的矩形开口位置，是自动锁紧装置的安装基础，法兰盖覆盖在法兰座上；自动锁紧机组有4套，分别通过联接螺栓固定在法兰座的矩形开口的四个边上，自动锁紧机组将法兰盖与法兰座之间锁紧或者松开；泛塞封安装在法兰座的端面密封槽内，在法兰盖与法兰座锁紧时，实现法兰盖与法兰座之间的密封；每套自动锁紧机组包括2N套拉杆组件，2N
‑
2件中间传动轴、4N
‑
2件弹性联轴器和1台双输出驱动电机，N≥2；双输出驱动电机布置在自动锁紧机组的中间，双输出驱动电机的输出轴通过弹性联轴器和中间传动轴与拉杆组件联接形成传动链，双输出驱动电机驱动左右两侧2N套拉杆组件向上或向下同步运动；同步驱动矩形开口的4个双输出驱动电机实现4套自动锁紧机组的同步运行；每套拉杆组件由1件T型拉紧头、1件力反馈传感器、1件空间凸轮导向筒、1件万向关节联轴器和1台螺旋升降机组成；T型拉紧头与螺旋升降机通过万向关节联轴器从上至下顺序连接；T型拉紧头顶端为T型头，法兰盖上开有与T型头匹配的长圆孔，T型头内通过螺纹安装竖直的力反馈传感器；T型拉紧头的主体为杆体，杆体上套装空间凸轮导向筒；每套拉杆组件的螺旋升降机将双输出驱动电机提供的旋转运动转化为直线运动，螺旋升降机输出轴通过万向关节联轴器推动T型拉紧头上下运动，在上下运动的过程中，T型拉紧头在空间凸轮导向筒的约束下，在上下运动的同时完成
±
90
°
的旋转运动，力反馈传感器反馈T型拉紧头与法兰盖接触面之间的拉紧力大小；T型拉紧头向上运动时，与法兰盖
分开，T型拉紧头转动﹢90
°
确保整个T型拉紧头可以穿过法兰盖的长圆孔，实现法兰盖和法兰座的脱离；T型拉紧头向下运动时，T型拉紧头转动
‑
90
°
，T型拉紧头与法兰盖长圆孔形成十字交叉位置，T型拉紧头继续向下运动与法兰盖接触，力反馈传感器反馈拉紧力，当达到拉紧力设定值时，判定法兰盖与法兰座锁紧，双输出驱动电机停止工作。
[0006]进一步地，所述的空间凸轮导向筒的内导向槽分为三段，上段为竖直向下的直线导向槽Ⅰ，下段为竖直向下的直线导向槽Ⅱ，中段为连接直线导向槽Ⅰ和直线导向槽Ⅱ的空间曲线导向槽，直线导向槽Ⅰ和直线导向槽Ⅱ之间的转角为90
°
。
[0007]进一步地，所述的T型拉紧头的T型头内安装有力反馈传感器，力反馈传感器为大量程面接触压力计，最大量程为100吨，在T型头与法兰面接触后或法兰负载变化时，力反馈传感器向控制系统实时传递T型头承受的拉力。
[0008]进一步地，所述的T型拉紧头的材质为35CrMoSi高强度合金钢。
[0009]进一步地，所述的空间凸轮导向筒的材质为35CrMoSi高强度合金钢。
[0010]本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置具有以下关键部件：（1）空间凸轮导向筒：通过精确设计的内导向槽，实现被导向件T型拉紧头的直线和转动复合运动；（2）T型拉紧头：通过内置的力反馈传感器与电机控制形成半闭环，实现自动控制；（3）自动锁紧机组：通过在矩形法兰的四条边上各布置一套自动锁紧机组，采用电机同步控制技术，实现四条边锁紧力的均匀输出和矩形法兰的有效锁紧。
[0011]本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置，利用空间凸轮导向筒，实现在单一驱动输入情况下，同步实现直线运动和转动。通过空间凸轮导向筒对T型拉紧头的运动进行导向，当法兰盖需要松开时，T型拉紧头在驱动电机和螺旋升降机的作用下，向上（远离法兰盖）方向直行运动，在空间凸轮导向筒内导向槽同步转动，转动90
°
后，T型头长边与法兰盖长圆孔长边平行，T型拉紧头不再转动，驱动电机停止运动，完成法兰盖与法兰座的松开动作；当法兰盖需要锁紧时，驱动电机反向转动，螺旋升降机带动T型头向下（靠近法兰盖）方向直线运动，在空间凸轮导向筒的内导向槽同步转动，转动90
°
后，T型头长边与法兰盖长圆孔长边垂直，呈十字交叉状态，T型头继续向下运动，与法兰盖贴合，当力传感器反馈到T型头与法兰盖之间的作用力达到设定值时，说明法兰盖与法兰座已锁紧，驱动电机停止工作，完成法兰盖锁紧动作。
[0012]本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置是一种用于恶劣环境工况下、无人值守的大型矩形法兰的自动锁紧装置，能够在低温、大压力载荷下，通过远程控制驱动电机进行单一驱动完成转动和拉紧两个动作，实现大开口法兰的自动锁紧和松开。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置的结构示意图（单边）；图2为本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置中的自动锁紧机组（单套）；图3为本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置中的拉杆组件（单套）；图4为本专利技术的大型矩形法兰自动锁紧装置中的空间凸轮导向筒。
[0014]图中，1.法兰盖；2.泛塞封；3.法兰座；4.自动锁紧机组；5.联接螺栓；6.拉杆组件；7.中间传动轴；8.弹性联轴器；9.双输出驱动电机；10.T型拉紧头；11.力反馈传感器；12.空
间凸轮导向筒；13.万向关节联轴器；14.螺旋升降机。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术。
[0016]实施例1图1为单边动锁紧装置示意图，包括法兰盖1、泛塞封2、法兰座3、自动锁紧机组4、联接螺栓5；图2为单套自动锁紧机组示意图，包括拉杆组件6、中间传动轴7、弹性联轴器8、双输出驱动电机9；图3为单套拉杆组件示意图，包括T型拉杆10、力反馈传感器11、空间凸轮导向筒12、万向关节联轴器13、螺旋升降机1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型矩形法兰自动锁紧装置，其特征在于，所述的自动锁紧装置包括法兰盖（1）、泛塞封（2）、法兰座（3）、自动锁紧机组（4）和联接螺栓（5）；法兰座（3）处于压力容器的承压腔体的矩形开口位置，是自动锁紧装置的安装基础，法兰盖（1）覆盖在法兰座（3）上；自动锁紧机组（4）有4套，分别通过联接螺栓（5）固定在法兰座（3）的矩形开口的四个边上，自动锁紧机组（4）将法兰盖（1）与法兰座（3）之间锁紧或者松开；泛塞封（2）安装在法兰座（3）的端面密封槽内，在法兰盖（1）与法兰座（3）锁紧时，实现法兰盖（1）与法兰座（3）之间的密封；每套自动锁紧机组（4）包括2N套拉杆组件（6），2N
‑
2件中间传动轴（7）、4N
‑
2件弹性联轴器（8）和1台双输出驱动电机（9），N≥2；双输出驱动电机（9）布置在自动锁紧机组（4）的中间，双输出驱动电机（9）的输出轴通过弹性联轴器（8）和中间传动轴（7）与拉杆组件（6）联接形成传动链，双输出驱动电机（9）驱动左右两侧2N套拉杆组件（6）向上或向下同步运动；同步驱动矩形开口的4个双输出驱动电机（9）实现4套自动锁紧机组（4）的同步运行；每套拉杆组件（6）由1件T型拉紧头（10）、1件力反馈传感器（11）、1件空间凸轮导向筒（12）、1件万向关节联轴器（13）和1台螺旋升降机（14）组成；T型拉紧头（10）与螺旋升降机（14）通过万向关节联轴器（13）从上至下顺序连接；T型拉紧头（10）顶端为T型头，法兰盖（1）上开有与T型头匹配的长圆孔，T型头内通过螺纹安装竖直的力反馈传感器（11）；T型拉紧头（10）的主体为杆体，杆体上套装空间凸轮导向筒（12）；每套拉杆组件（6）的螺旋升降机（14）将双输出驱动电机（9）提供的旋转运动转化为直线运动，螺旋升降机（14）输出轴通过万向关节联轴器（13）推动T型拉紧头（10）上下运动，在上下运...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖欢，尉成果，聂旭涛，王元兴，陈万华，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所，
类型：发明
国别省市：