本發(fā)明涉及水利水電工程中弧形閘門(mén)支鉸安裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)支鉸及裝配定位方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代水利水電工程中弧形閘門(mén)不需要門(mén)槽，水道連續(xù)，水流流態(tài)良好。是眾多的閘門(mén)中最為經(jīng)濟(jì)的一種門(mén)型，因而弧形閘門(mén)被廣泛采用。而弧形閘門(mén)后期服役中，孔口的泄洪大小就是通過(guò)調(diào)節(jié)閘門(mén)的開(kāi)度，閘門(mén)開(kāi)度調(diào)節(jié)，通過(guò)傳感器信號(hào)傳輸?shù)娇刂剖遥瑥亩欣诰_操作。

以前弧形閘門(mén)開(kāi)度傳感器一般通過(guò)高度位置顯示，是裝在閘門(mén)的門(mén)體結(jié)構(gòu)件上，因?yàn)槁懵对谕庖膊槐阌诒Ｗo(hù)，與上游水位的檢測(cè)是分開(kāi)控制，無(wú)法進(jìn)行協(xié)同。本發(fā)明是開(kāi)度傳感器安裝在支鉸內(nèi)，通過(guò)對(duì)活動(dòng)支鉸的位置變化來(lái)檢測(cè)到閘門(mén)的開(kāi)度。這樣安全性和穩(wěn)定性更有了保障，為閘門(mén)后期整個(gè)服役過(guò)程中，推動(dòng)了智能大壩、信息化技術(shù)的發(fā)展。

例如：在cn105509629a中公開(kāi)了一種弧形閘門(mén)開(kāi)度檢測(cè)裝置及方法，此種開(kāi)度檢測(cè)裝置采用角度檢測(cè)裝置，而且此角度檢測(cè)裝置采用傾角傳感器，直接安裝于弧形閘門(mén)的扇葉支臂上，這種結(jié)構(gòu)的開(kāi)度檢測(cè)裝置，無(wú)法適應(yīng)惡劣的環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間使用之后存在著精度不高，而且使用壽命無(wú)法得到保證。

在，cn202371006u中公開(kāi)了一種采用球形軸承的弧形閘門(mén)支鉸，但是中支鉸無(wú)法實(shí)現(xiàn)閘門(mén)角度的檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是為常用的埋弧焊方法提供一種帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)支鉸及裝配定位方法，此種弧形閘門(mén)支鉸結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)閘門(mén)開(kāi)度檢測(cè)，而且采用內(nèi)置式的傳感器，延長(zhǎng)了傳感器的使用壽命，而且提高了其檢測(cè)精度；有效防止軸承的串動(dòng)影響傳感器開(kāi)度檢測(cè)準(zhǔn)確性，這樣保證弧形閘門(mén)安裝后，閘門(mén)在整個(gè)服役期間開(kāi)啟過(guò)程中，中央控制的統(tǒng)一調(diào)度和控制，促進(jìn)了智能大壩技術(shù)的發(fā)展。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：一種帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)支鉸，它包括固定鉸座，所述固定鉸座通過(guò)支鉸軸與活動(dòng)鉸座鉸接；所述支鉸軸與活動(dòng)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(nèi)圈和軸承外圈，所述軸承內(nèi)圈固定套裝在支鉸軸的外部，并采用內(nèi)圈徑向限位裝置使其與支鉸軸始終保持固定，所述軸承內(nèi)圈的一端通過(guò)加工在支鉸軸上的軸肩進(jìn)行軸線限位，另一端通過(guò)固定安裝有內(nèi)圈軸承端蓋。

所述軸承外圈套裝在軸承內(nèi)圈的外部并形成可轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸承配合，所述軸承外圈的一端通過(guò)活動(dòng)鉸座的內(nèi)腔體進(jìn)行端面定位，另一端通過(guò)外圈軸承端蓋進(jìn)行端面定位，所述外圈軸承端蓋固定安裝在活動(dòng)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(dòng)鉸座同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述內(nèi)圈軸承端蓋的外壁上固定安裝有開(kāi)度傳感器探頭，所述開(kāi)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(cè)電阻變化。

所述開(kāi)度傳感器探頭與信號(hào)傳輸線相連，所述信號(hào)傳輸線與閘門(mén)主控制器相連。

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

所述內(nèi)圈軸承端蓋通過(guò)軸套進(jìn)行軸向限位，所述軸套的另一端與固定鉸座的內(nèi)端面相貼合，所述軸套與支鉸軸相配合的內(nèi)壁上加工有安裝槽，所述安裝槽內(nèi)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(nèi)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(cè)面的定位銷孔內(nèi)。

所述活動(dòng)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(guò)固定環(huán)板限位，所述固定環(huán)板通過(guò)螺釘固定安裝在活動(dòng)鉸座的外壁上。

所述信號(hào)傳輸線通過(guò)穿過(guò)出線裝置，所述出線裝置通過(guò)固定螺栓固定在活動(dòng)鉸座的外壁上，所述出線裝置上還安裝有二通接頭。

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

所述弧形電阻絲通過(guò)固定座固定安裝在軸承外圈的外端面，并跟隨活動(dòng)鉸座一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述支鉸軸的兩外端面都通過(guò)軸端蓋固定安裝在固定鉸座上；所述開(kāi)度傳感器探頭采用碳刷結(jié)構(gòu)。

帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)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(nèi)圈的，并在支鉸軸的軸肩端面加工內(nèi)圈固定銷孔，在軸承內(nèi)圈的相應(yīng)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(nèi)圈裝配之后壓裝到支鉸軸上，并保證內(nèi)圈固定銷孔和軸承內(nèi)圈端面的定位銷孔之間通過(guò)內(nèi)圈固定銷配合限位，再裝配內(nèi)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(dòng)鉸座上，并對(duì)軸承外圈進(jìn)行端面定位，在軸承外圈和外圈軸承端蓋上同時(shí)加工外圈固定銷孔和定位銷孔，再將外圈固定銷孔同時(shí)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(guò)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(gè)支鉸的裝配。

本發(fā)明有如下有益效果：

1、通過(guò)將所述開(kāi)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(dòng)鉸座轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中改變了開(kāi)度傳感器探頭與弧形電阻絲的接觸位置，進(jìn)而改變了電阻值，最終將電阻值的變化轉(zhuǎn)化為角度值的變化，實(shí)現(xiàn)了弧形閘門(mén)開(kāi)度角度的檢測(cè)。

2、上述的開(kāi)度傳感器探頭和弧形電阻絲構(gòu)成的開(kāi)度檢測(cè)裝置安裝在弧形閘門(mén)支鉸的內(nèi)部，替代傳統(tǒng)的安裝在弧形閘門(mén)扇葉支臂上的角度傳感器，其檢測(cè)精度會(huì)更加的準(zhǔn)確，而且通過(guò)活動(dòng)鉸座能夠?qū)ζ溥M(jìn)行很好的保護(hù)，防止戶外環(huán)境對(duì)其產(chǎn)生損害，延長(zhǎng)了其使用壽命。

3、才開(kāi)度檢測(cè)裝置的檢測(cè)原理，是通過(guò)將電阻值的變化，轉(zhuǎn)化為開(kāi)度的變化，替代傳統(tǒng)的將位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為開(kāi)度信號(hào)的檢測(cè)方式，大大的提高了檢測(cè)精度，為整個(gè)閘門(mén)的控制提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，方便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

4、通過(guò)所述的內(nèi)圈徑向限位裝置能夠保證軸承內(nèi)圈始終與支鉸軸處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，有效的防止了軸承工作過(guò)程中軸承內(nèi)圈的攢動(dòng)，進(jìn)而保證了開(kāi)度傳感器探頭在工作過(guò)程中，其位置不會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而使其檢測(cè)到的角度變化始終是活動(dòng)鉸座轉(zhuǎn)動(dòng)的絕對(duì)角度，不會(huì)因?yàn)?，其自身角度的微變，而帶?lái)的相對(duì)誤差。

5、通過(guò)所述的外圈徑向限位裝置能夠保證軸承外圈始終與活動(dòng)鉸座固定，保證其始終跟隨活動(dòng)鉸座轉(zhuǎn)動(dòng)，而且他們之間不會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)也保證了弧形電阻絲也始終跟隨活動(dòng)鉸座轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將活動(dòng)鉸座的轉(zhuǎn)動(dòng)角度轉(zhuǎn)化為電阻值的變化，準(zhǔn)確的將電阻值轉(zhuǎn)化為角度值，而且提高了檢測(cè)精度。

6、通過(guò)軸承內(nèi)圈與固定鉸座保持相對(duì)靜止，而將軸承外圈與活動(dòng)鉸座保持相對(duì)靜止，這樣在閘門(mén)啟閉運(yùn)行中，只有軸承內(nèi)外圈之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而不會(huì)因?yàn)檩S承內(nèi)外圈自身角度變化而帶來(lái)檢測(cè)誤差，有利于開(kāi)度傳感器探頭的正常工作，后期運(yùn)行中也不會(huì)對(duì)開(kāi)度傳感器探頭有影響，利于開(kāi)度傳感器探頭正常檢測(cè)，對(duì)大壩設(shè)備監(jiān)控信息化提供了保障。

7、通過(guò)將開(kāi)度傳感器探頭與閘門(mén)控制器相連，能夠通過(guò)閘門(mén)控制器將電阻值的變化轉(zhuǎn)化為角度的變化，進(jìn)而方便了閘門(mén)控制器對(duì)閘門(mén)開(kāi)閉的控制。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的整體裝配結(jié)構(gòu)剖視圖。

圖2為本發(fā)明圖1中a局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明圖1中b局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明開(kāi)度傳感器探頭和弧形電阻絲之間的配合結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明開(kāi)度傳感器探頭安裝局部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：固定鉸座1、活動(dòng)鉸座2、內(nèi)圈固定銷3、內(nèi)圈固定銷孔4、支鉸軸5、軸承外圈6、軸承內(nèi)圈7、內(nèi)圈軸承端蓋8、軸套9、軸端蓋10、固定座11、支撐架12、開(kāi)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(hào)傳輸線18、二通接頭19、唇形密封圈20、固定環(huán)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(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1-6，一種帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)支鉸，它包括固定鉸座1，所述固定鉸座1通過(guò)支鉸軸5與活動(dòng)鉸座2鉸接；所述支鉸軸5與活動(dòng)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(nèi)圈7和軸承外圈6，所述軸承內(nèi)圈7固定套裝在支鉸軸5的外部，并采用內(nèi)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(nèi)圈7的一端通過(guò)加工在支鉸軸5上的軸肩進(jìn)行軸線限位，另一端通過(guò)固定安裝有內(nèi)圈軸承端蓋8。

進(jìn)一步的，所述軸承外圈6套裝在軸承內(nèi)圈7的外部并形成可轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸承配合，所述軸承外圈6的一端通過(guò)活動(dòng)鉸座2的內(nèi)腔體進(jìn)行端面定位，另一端通過(guò)外圈軸承端蓋15進(jìn)行端面定位，所述外圈軸承端蓋15固定安裝在活動(dòng)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(dòng)鉸座2同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)圈軸承端蓋8的外壁上固定安裝有開(kāi)度傳感器探頭13，所述開(kāi)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(cè)電阻變化。通過(guò)電阻變化能夠轉(zhuǎn)化為開(kāi)啟角度變化。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)度傳感器探頭13與信號(hào)傳輸線18相連，所述信號(hào)傳輸線18與閘門(mén)主控制器相連。能夠通過(guò)閘門(mén)控制器將電阻值的變化轉(zhuǎn)化為角度的變化，進(jìn)而方便了閘門(mén)控制器對(duì)閘門(mén)開(kāi)閉的控制。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)圈徑向限位裝置包括內(nèi)圈固定銷孔4，所述內(nèi)圈固定銷孔4加工在軸肩的端面，所述內(nèi)圈固定銷孔4上插裝有內(nèi)圈固定銷3，所述內(nèi)圈固定銷3的另一半配合插裝在軸承內(nèi)圈7側(cè)面的定位銷孔內(nèi)。在閘門(mén)工作過(guò)程中，通過(guò)內(nèi)圈固定銷孔4能夠使軸承內(nèi)圈7始終與支鉸軸5保持相對(duì)靜止，防止其發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，有效的避免了長(zhǎng)期作業(yè)過(guò)程中軸承內(nèi)圈7相對(duì)位置的變化，也就是保證了開(kāi)度傳感器探頭13的位置始終不會(huì)發(fā)生變化，使其處于固定狀態(tài)。

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

進(jìn)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(nèi)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(cè)面的定位銷孔內(nèi)。在閘門(mén)工作過(guò)程中，通過(guò)外圈軸承固定銷14能夠保證軸承外圈6與活動(dòng)鉸座2同步轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而準(zhǔn)確的將弧形閘門(mén)的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給軸承外圈6的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終將軸承外圈6的轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給弧形電阻絲24的轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而保證了弧形電阻絲24與開(kāi)度傳感器探頭13之間的配合將角度的變化轉(zhuǎn)成電阻值的變化。

進(jìn)一步的，所述活動(dòng)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(guò)固定環(huán)板21限位，所述固定環(huán)板21通過(guò)螺釘固定安裝在活動(dòng)鉸座2的外壁上。通過(guò)唇形密封圈20保證了密封效果。

進(jìn)一步的，所述信號(hào)傳輸線18通過(guò)穿過(guò)出線裝置17，所述出線裝置17通過(guò)固定螺栓16固定在活動(dòng)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(guò)出線裝置17能夠?qū)π盘?hào)線進(jìn)行保護(hù)。

進(jìn)一步的，所述開(kāi)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(guò)固定座11固定安裝在內(nèi)圈軸承端蓋8的外壁上。

進(jìn)一步的，所述弧形電阻絲24通過(guò)固定座25固定安裝在軸承外圈6的外端面，并跟隨活動(dòng)鉸座2一起轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)弧形電阻絲24和開(kāi)度傳感器探頭13之間的配合檢測(cè)電阻值的變化。

進(jìn)一步的，所述支鉸軸5的兩外端面都通過(guò)軸端蓋10固定安裝在固定鉸座1上；所述開(kāi)度傳感器探頭13采用碳刷結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2：

帶開(kāi)度傳感器的弧形閘門(mén)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(nèi)圈7的，并在支鉸軸5的軸肩端面加工內(nèi)圈固定銷孔4，在軸承內(nèi)圈7的相應(yīng)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(nèi)圈7裝配之后壓裝到支鉸軸5上，并保證內(nèi)圈固定銷孔4和軸承內(nèi)圈7端面的定位銷孔之間通過(guò)內(nèi)圈固定銷3配合限位，再裝配內(nèi)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(dòng)鉸座2上，并對(duì)軸承外圈6進(jìn)行端面定位，在軸承外圈6和外圈軸承端蓋15上同時(shí)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(shí)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(guò)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(gè)支鉸的裝配。

本發(fā)明的工作過(guò)程和工作原理：

因?yàn)橹сq軸5與軸承內(nèi)圈7之間是采用過(guò)渡配合，為防止支鉸軸5與軸承內(nèi)圈在弧形閘門(mén)使用過(guò)程中產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而影響弧形閘門(mén)開(kāi)度傳感器的正常工作，因此在支鉸軸5與軸承內(nèi)圈7上左右對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)直徑10mm，長(zhǎng)度30mm的定位銷，材質(zhì)45#鋼，這樣實(shí)現(xiàn)了支鉸軸5與軸承內(nèi)圈7的相對(duì)固定，而最終支鉸軸5是通過(guò)端蓋固定在固定鉸座上。

因?yàn)檩S承外圈6與活動(dòng)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(dòng)鉸座2在弧形閘門(mén)使用過(guò)程中產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而影響弧形閘門(mén)開(kāi)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(duì)稱設(shè)置兩個(gè)直徑10mm，長(zhǎng)度30mm的定位銷，材質(zhì)45#鋼，這樣保證軸承外圈6與活動(dòng)鉸座2的相對(duì)固定。

最終閘門(mén)在啟閉運(yùn)行中，只有軸承內(nèi)外圈之間的一個(gè)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，有利于傳感器的正常工作，后期運(yùn)行中也不會(huì)對(duì)傳感器有影響，利于傳感器正常檢測(cè)，對(duì)大壩設(shè)備監(jiān)控信息化提供了保障。

通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的未盡事宜，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知常識(shí)。