一種帶開度傳感器的弧形閘門支鉸及裝配定位方法與流程

本發明涉及水利水電工程中弧形閘門支鉸安裝技術領域，具體涉及一種帶開度傳感器的弧形閘門支鉸及裝配定位方法。

背景技術：

在現代水利水電工程中弧形閘門不需要門槽，水道連續，水流流態良好。是眾多的閘門中最為經濟的一種門型，因而弧形閘門被廣泛采用。而弧形閘門后期服役中，孔口的泄洪大小就是通過調節閘門的開度，閘門開度調節，通過傳感器信號傳輸到控制室，從而有利于精確操作。

以前弧形閘門開度傳感器一般通過高度位置顯示，是裝在閘門的門體結構件上，因為裸露在外也不便于保護，與上游水位的檢測是分開控制，無法進行協同。本發明是開度傳感器安裝在支鉸內，通過對活動支鉸的位置變化來檢測到閘門的開度。這樣安全性和穩定性更有了保障，為閘門后期整個服役過程中，推動了智能大壩、信息化技術的發展。

例如：在cn105509629a中公開了一種弧形閘門開度檢測裝置及方法，此種開度檢測裝置采用角度檢測裝置，而且此角度檢測裝置采用傾角傳感器，直接安裝于弧形閘門的扇葉支臂上，這種結構的開度檢測裝置，無法適應惡劣的環境，長時間使用之后存在著精度不高，而且使用壽命無法得到保證。

在，cn202371006u中公開了一種采用球形軸承的弧形閘門支鉸，但是中支鉸無法實現閘門角度的檢測。

技術實現要素：

本發明主要是為常用的埋弧焊方法提供一種帶開度傳感器的弧形閘門支鉸及裝配定位方法，此種弧形閘門支鉸結構能夠實現閘門開度檢測，而且采用內置式的傳感器，延長了傳感器的使用壽命，而且提高了其檢測精度；有效防止軸承的串動影響傳感器開度檢測準確性，這樣保證弧形閘門安裝后，閘門在整個服役期間開啟過程中，中央控制的統一調度和控制，促進了智能大壩技術的發展。

為了解決上述技術問題，本發明提出以下技術方案：一種帶開度傳感器的弧形閘門支鉸，它包括固定鉸座，所述固定鉸座通過支鉸軸與活動鉸座鉸接；所述支鉸軸與活動鉸座相配合的位置安裝有軸承裝置，所述軸承裝置包括軸承內圈和軸承外圈，所述軸承內圈固定套裝在支鉸軸的外部，并采用內圈徑向限位裝置使其與支鉸軸始終保持固定，所述軸承內圈的一端通過加工在支鉸軸上的軸肩進行軸線限位，另一端通過固定安裝有內圈軸承端蓋。

所述軸承外圈套裝在軸承內圈的外部并形成可轉動的滑動軸承配合，所述軸承外圈的一端通過活動鉸座的內腔體進行端面定位，另一端通過外圈軸承端蓋進行端面定位，所述外圈軸承端蓋固定安裝在活動鉸座的外壁上，所述軸承外圈與外圈軸承端蓋之間安裝有外圈徑向限位裝置使其與活動鉸座同步轉動。

所述內圈軸承端蓋的外壁上固定安裝有開度傳感器探頭，所述開度傳感器探頭與安裝在軸承外圈外端面的弧形電阻絲相配合，并檢測電阻變化。

所述開度傳感器探頭與信號傳輸線相連，所述信號傳輸線與閘門主控制器相連。

所述內圈徑向限位裝置包括內圈固定銷孔，所述內圈固定銷孔加工在軸肩的端面，所述內圈固定銷孔上插裝有內圈固定銷，所述內圈固定銷的另一半配合插裝在軸承內圈側面的定位銷孔內。

所述內圈軸承端蓋通過軸套進行軸向限位，所述軸套的另一端與固定鉸座的內端面相貼合，所述軸套與支鉸軸相配合的內壁上加工有安裝槽，所述安裝槽內部安裝有密封圈。

所述外圈徑向限位裝置包括外圈固定銷孔，所述外圈固定銷孔加工在外圈軸承端蓋的內端面，所述外圈固定銷孔上插裝有外圈軸承固定銷，所述外圈軸承固定銷的另一半配合插裝在軸承外圈側面的定位銷孔內。

所述活動鉸座和支鉸軸相配合的位置安裝有唇形密封圈，所述唇形密封圈的外端面通過固定環板限位，所述固定環板通過螺釘固定安裝在活動鉸座的外壁上。

所述信號傳輸線通過穿過出線裝置，所述出線裝置通過固定螺栓固定在活動鉸座的外壁上，所述出線裝置上還安裝有二通接頭。

所述開度傳感器探頭固定安裝在支架的頂部，所述支架通過固定座固定安裝在內圈軸承端蓋的外壁上。

所述弧形電阻絲通過固定座固定安裝在軸承外圈的外端面，并跟隨活動鉸座一起轉動。

所述支鉸軸的兩外端面都通過軸端蓋固定安裝在固定鉸座上；所述開度傳感器探頭采用碳刷結構。

帶開度傳感器的弧形閘門支鉸的裝配定位方法，它包括以下步驟：

step1：裝配前，檢查支鉸軸、軸承外圈和軸承內圈的，并在支鉸軸的軸肩端面加工內圈固定銷孔，在軸承內圈的相應位置加工與之相配合的定位銷孔；

step2：軸承外圈的限位裝配，將軸承外圈和軸承內圈裝配之后壓裝到支鉸軸上，并保證內圈固定銷孔和軸承內圈端面的定位銷孔之間通過內圈固定銷配合限位，再裝配內圈軸承端蓋和軸套；

step3：軸承外圈的限位裝配，將外圈軸承端蓋裝配到活動鉸座上，并對軸承外圈進行端面定位，在軸承外圈和外圈軸承端蓋上同時加工外圈固定銷孔和定位銷孔，再將外圈固定銷孔同時插入到外圈固定銷孔和定位銷孔，并保證軸承外圈和外圈軸承端蓋固定；

step4：再通過焊接的方式將外圈軸承端蓋上的外圈固定銷孔焊接封堵；

step5：再完成其它零部件的裝配，最終完成整個支鉸的裝配。

本發明有如下有益效果：

1、通過將所述開度傳感器探頭與安裝在軸承外圈外端面的弧形電阻絲相配合，保證了活動鉸座轉動過程中改變了開度傳感器探頭與弧形電阻絲的接觸位置，進而改變了電阻值，最終將電阻值的變化轉化為角度值的變化，實現了弧形閘門開度角度的檢測。

2、上述的開度傳感器探頭和弧形電阻絲構成的開度檢測裝置安裝在弧形閘門支鉸的內部，替代傳統的安裝在弧形閘門扇葉支臂上的角度傳感器，其檢測精度會更加的準確，而且通過活動鉸座能夠對其進行很好的保護，防止戶外環境對其產生損害，延長了其使用壽命。

3、才開度檢測裝置的檢測原理，是通過將電阻值的變化，轉化為開度的變化，替代傳統的將位移信號轉化為開度信號的檢測方式，大大的提高了檢測精度，為整個閘門的控制提供了數據基礎，方便實現自動化控制。

4、通過所述的內圈徑向限位裝置能夠保證軸承內圈始終與支鉸軸處于相對靜止狀態，有效的防止了軸承工作過程中軸承內圈的攢動，進而保證了開度傳感器探頭在工作過程中，其位置不會發生改變，進而使其檢測到的角度變化始終是活動鉸座轉動的絕對角度，不會因為，其自身角度的微變，而帶來的相對誤差。

5、通過所述的外圈徑向限位裝置能夠保證軸承外圈始終與活動鉸座固定，保證其始終跟隨活動鉸座轉動，而且他們之間不會發生相對轉動，同時也保證了弧形電阻絲也始終跟隨活動鉸座轉動，最終將活動鉸座的轉動角度轉化為電阻值的變化，準確的將電阻值轉化為角度值，而且提高了檢測精度。

6、通過軸承內圈與固定鉸座保持相對靜止，而將軸承外圈與活動鉸座保持相對靜止，這樣在閘門啟閉運行中，只有軸承內外圈之間的相對轉動，而不會因為軸承內外圈自身角度變化而帶來檢測誤差，有利于開度傳感器探頭的正常工作，后期運行中也不會對開度傳感器探頭有影響，利于開度傳感器探頭正常檢測，對大壩設備監控信息化提供了保障。

7、通過將開度傳感器探頭與閘門控制器相連，能夠通過閘門控制器將電阻值的變化轉化為角度的變化，進而方便了閘門控制器對閘門開閉的控制。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

圖1是本發明的整體裝配結構剖視圖。

圖2為本發明圖1中a局部結構示意圖。

圖3為本發明圖1中b局部結構示意圖。

圖4為本發明局部放大結構示意圖。

圖5為本發明開度傳感器探頭和弧形電阻絲之間的配合結構示意圖。

圖6為本發明開度傳感器探頭安裝局部結構示意圖。

圖中：固定鉸座1、活動鉸座2、內圈固定銷3、內圈固定銷孔4、支鉸軸5、軸承外圈6、軸承內圈7、內圈軸承端蓋8、軸套9、軸端蓋10、固定座11、支撐架12、開度傳感器探頭13、外圈軸承固定銷14、外圈軸承端蓋15、固定螺栓16、出線裝置17、信號傳輸線18、二通接頭19、唇形密封圈20、固定環板21、密封圈22、外圈固定銷孔23、弧形電阻絲24、固定座25。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式做進一步的說明。

如圖1-6，一種帶開度傳感器的弧形閘門支鉸，它包括固定鉸座1，所述固定鉸座1通過支鉸軸5與活動鉸座2鉸接；所述支鉸軸5與活動鉸座2相配合的位置安裝有軸承裝置，所述軸承裝置包括軸承內圈7和軸承外圈6，所述軸承內圈7固定套裝在支鉸軸5的外部，并采用內圈徑向限位裝置使其與支鉸軸5始終保持固定，所述軸承內圈7的一端通過加工在支鉸軸5上的軸肩進行軸線限位，另一端通過固定安裝有內圈軸承端蓋8。

進一步的，所述軸承外圈6套裝在軸承內圈7的外部并形成可轉動的滑動軸承配合，所述軸承外圈6的一端通過活動鉸座2的內腔體進行端面定位，另一端通過外圈軸承端蓋15進行端面定位，所述外圈軸承端蓋15固定安裝在活動鉸座2的外壁上，所述軸承外圈6與外圈軸承端蓋15之間安裝有外圈徑向限位裝置使其與活動鉸座2同步轉動。

進一步的，所述內圈軸承端蓋8的外壁上固定安裝有開度傳感器探頭13，所述開度傳感器探頭13與安裝在軸承外圈6外端面的弧形電阻絲24相配合，并檢測電阻變化。通過電阻變化能夠轉化為開啟角度變化。

進一步的，所述開度傳感器探頭13與信號傳輸線18相連，所述信號傳輸線18與閘門主控制器相連。能夠通過閘門控制器將電阻值的變化轉化為角度的變化，進而方便了閘門控制器對閘門開閉的控制。

進一步的，所述內圈徑向限位裝置包括內圈固定銷孔4，所述內圈固定銷孔4加工在軸肩的端面，所述內圈固定銷孔4上插裝有內圈固定銷3，所述內圈固定銷3的另一半配合插裝在軸承內圈7側面的定位銷孔內。在閘門工作過程中，通過內圈固定銷孔4能夠使軸承內圈7始終與支鉸軸5保持相對靜止，防止其發生相對轉動，有效的避免了長期作業過程中軸承內圈7相對位置的變化，也就是保證了開度傳感器探頭13的位置始終不會發生變化，使其處于固定狀態。

進一步的，所述內圈軸承端蓋8通過軸套9進行軸向限位，所述軸套9的另一端與固定鉸座1的內端面相貼合，所述軸套9與支鉸軸5相配合的內壁上加工有安裝槽，所述安裝槽內部安裝有密封圈22。通過密封圈22能夠起到很好的密封作用。

進一步的，所述外圈徑向限位裝置包括外圈固定銷孔23，所述外圈固定銷孔23加工在外圈軸承端蓋15的內端面，所述外圈固定銷孔23上插裝有外圈軸承固定銷14，所述外圈軸承固定銷14的另一半配合插裝在軸承外圈6側面的定位銷孔內。在閘門工作過程中，通過外圈軸承固定銷14能夠保證軸承外圈6與活動鉸座2同步轉動，進而準確的將弧形閘門的轉動傳遞給軸承外圈6的轉動，最終將軸承外圈6的轉動傳遞給弧形電阻絲24的轉動，進而保證了弧形電阻絲24與開度傳感器探頭13之間的配合將角度的變化轉成電阻值的變化。

進一步的，所述活動鉸座2和支鉸軸5相配合的位置安裝有唇形密封圈20，所述唇形密封圈20的外端面通過固定環板21限位，所述固定環板21通過螺釘固定安裝在活動鉸座2的外壁上。通過唇形密封圈20保證了密封效果。

進一步的，所述信號傳輸線18通過穿過出線裝置17，所述出線裝置17通過固定螺栓16固定在活動鉸座2的外壁上，所述出線裝置17上還安裝有二通接頭19。通過出線裝置17能夠對信號線進行保護。

進一步的，所述開度傳感器探頭13固定安裝在支架12的頂部，所述支架12通過固定座11固定安裝在內圈軸承端蓋8的外壁上。

進一步的，所述弧形電阻絲24通過固定座25固定安裝在軸承外圈6的外端面，并跟隨活動鉸座2一起轉動。通過弧形電阻絲24和開度傳感器探頭13之間的配合檢測電阻值的變化。

進一步的，所述支鉸軸5的兩外端面都通過軸端蓋10固定安裝在固定鉸座1上；所述開度傳感器探頭13采用碳刷結構。

實施例2：

帶開度傳感器的弧形閘門支鉸的裝配定位方法，它包括以下步驟：

step1：裝配前，檢查支鉸軸5、軸承外圈6和軸承內圈7的，并在支鉸軸5的軸肩端面加工內圈固定銷孔4，在軸承內圈7的相應位置加工與之相配合的定位銷孔；

step2：軸承外圈6的限位裝配，將軸承外圈6和軸承內圈7裝配之后壓裝到支鉸軸5上，并保證內圈固定銷孔4和軸承內圈7端面的定位銷孔之間通過內圈固定銷3配合限位，再裝配內圈軸承端蓋8和軸套9；

step3：軸承外圈6的限位裝配，將外圈軸承端蓋15裝配到活動鉸座2上，并對軸承外圈6進行端面定位，在軸承外圈6和外圈軸承端蓋15上同時加工外圈固定銷孔23和定位銷孔，再將外圈固定銷孔23同時插入到外圈固定銷孔23和定位銷孔，并保證軸承外圈6和外圈軸承端蓋15固定；

step4：再通過焊接的方式將外圈軸承端蓋15上的外圈固定銷孔23焊接封堵；

step5：再完成其它零部件的裝配，最終完成整個支鉸的裝配。

本發明的工作過程和工作原理：

因為支鉸軸5與軸承內圈7之間是采用過渡配合，為防止支鉸軸5與軸承內圈在弧形閘門使用過程中產生相對轉動，從而影響弧形閘門開度傳感器的正常工作，因此在支鉸軸5與軸承內圈7上左右對稱設置兩個直徑10mm，長度30mm的定位銷，材質45#鋼，這樣實現了支鉸軸5與軸承內圈7的相對固定，而最終支鉸軸5是通過端蓋固定在固定鉸座上。

因為軸承外圈6與活動鉸座2軸承孔之間是采用間隙配合，為防止軸承外圈6與活動鉸座2在弧形閘門使用過程中產生相對轉動，從而影響弧形閘門開度傳感器的正常工作，因此在軸承外圈6與軸承端蓋上左右對稱設置兩個直徑10mm，長度30mm的定位銷，材質45#鋼，這樣保證軸承外圈6與活動鉸座2的相對固定。

最終閘門在啟閉運行中，只有軸承內外圈之間的一個相對轉動，有利于傳感器的正常工作，后期運行中也不會對傳感器有影響，利于傳感器正常檢測，對大壩設備監控信息化提供了保障。

通過上述的說明內容，本領域技術人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改都在本發明的保護范圍之內。本發明的未盡事宜，屬于本領域技術人員的公知常識。