專(zhuān)利名稱(chēng)：液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種自動(dòng)控制裝置，特別是用于液壓動(dòng)力油管鉗的扭矩自動(dòng)控制裝置。
用于油田中裝卸油井管柱螺紋的液壓動(dòng)力油管鉗，其主要由主鉗、背鉗、液壓馬達(dá)、液壓油缸和支柱導(dǎo)桿組成，其采用液壓馬達(dá)提供的動(dòng)力通過(guò)主鉗及背鉗將多根油管的螺紋逐根擰緊或折卸。液壓動(dòng)力油管鉗擰扣動(dòng)力大、效率高，但其扭矩的控制一般采用溢流閥、由人工操作來(lái)間接實(shí)現(xiàn)的，在工作過(guò)程中，特別是在擰緊螺紋時(shí)易產(chǎn)生過(guò)緊、過(guò)松及錯(cuò)扣(即俗稱(chēng)的卻絲)現(xiàn)象，而導(dǎo)致油管在井下脫落，造成人力、物力和經(jīng)濟(jì)損失。為此，有人發(fā)明了申請(qǐng)?zhí)枮?7235655.x名稱(chēng)為液壓動(dòng)力鉗扭矩控制閥。雖然它能對(duì)工作扭矩加以控制，供油壓力與扭矩的對(duì)應(yīng)關(guān)系呈非線(xiàn)性變化，而不能準(zhǔn)確控制其扭矩的大小，且額定的工作扭矩值需經(jīng)常調(diào)整，因而在使用時(shí)十分不便。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種可對(duì)液壓動(dòng)力油管鉗的扭矩實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、自動(dòng)控制的液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是其主要由壓力傳感器、A/D變換器、單片機(jī)、控制電路和泄流閥所組成；壓力傳感器裝于液壓動(dòng)力油管鉗的液壓油缸上，且壓力傳感器與A/D變換器的輸入端相連，A/D變換器的輸出端接于單片機(jī)上；單片機(jī)接有與電磁閥相連的開(kāi)關(guān)電路，電磁閥與液壓動(dòng)力油管鉗液壓油路中的液壓馬達(dá)相并聯(lián)的泄流閥相連。
單片機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路接有顯示器。
液壓動(dòng)力油管鉗主鉗旋轉(zhuǎn)夾頭外側(cè)2-8mm處的鉗體上裝有位移傳感器，上述位移傳感器并與單片機(jī)相連；單片機(jī)上接有由音頻振蕩電路和放大電路組成的報(bào)警電路。
單片機(jī)經(jīng)高速寄存器接有打印機(jī)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，它可以對(duì)液壓動(dòng)力油管鉗的扭矩實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其工作準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，使用方便，克服了液壓動(dòng)力油管鉗在擰緊油管螺紋時(shí)出現(xiàn)過(guò)緊、過(guò)松等不足之處，并可及時(shí)判別錯(cuò)扣，避免了人力、物力和經(jīng)濟(jì)損失。


圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型及其實(shí)施例作進(jìn)一步詳述本實(shí)用新型主要由壓力傳感器Y1、位移傳感器Y2、A/D變換器、單片機(jī)、報(bào)警電路、控制電路、泄流閥4、驅(qū)動(dòng)電路、顯示器、寄存器和打印機(jī)所組成；壓力傳感器Y1(采用惠斯頓橋式壓力傳感器，如合肥天神電器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的HM型傳感器)裝于液壓動(dòng)力油管鉗的液壓油缸7上，且壓力傳感器Y1與A/D變換器(采用ADC0804GAJF)的輸入端相連，A/D變換器的輸出端接于單片機(jī)的I/O接口的P1腳；上述單片機(jī)采用TA89C51型；單片機(jī)的T1接口接有由二極管VD1、三極管BG1、電阻R1、繼電器J1組成的開(kāi)關(guān)電路，上述開(kāi)關(guān)電路中的繼電器J1的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K與電磁閥J2相連，且電磁閥J2與液壓油路中的液壓馬達(dá)M相并聯(lián)的泄流閥4相連。位移傳感Y2采用上海天瑞儀表電器公司生產(chǎn)的霍爾接近開(kāi)關(guān)，在液壓動(dòng)力油管鉗主鉗1的鉗口旋轉(zhuǎn)夾頭邊緣處對(duì)稱(chēng)地裝有兩塊釹鐵硼磁鋼5，霍爾接近開(kāi)關(guān)裝于距釹鐵鐵硼磁鋼5mm處的液動(dòng)動(dòng)力油管鉗主鉗1的鉗體上，霍爾接近開(kāi)關(guān)且與單片機(jī)的RXD接口相連；單片機(jī)的T1接口接有由音頻振蕩電路和放大電路組成的報(bào)警電路。上述音頻振蕩電路由電阻R2、R3、電容C1、C2、C3、HA17555音頻振蕩器所構(gòu)成；上述放大電路由電阻R4、電容C4、C5、C6、LM386音頻放大器和揚(yáng)聲器D所構(gòu)成。單片機(jī)經(jīng)高速寄存器SN74LS273接有TPUP-A型小型打印機(jī)。單片機(jī)經(jīng)TMP82C79編程擴(kuò)散口、由SN74LS224、SN7LS138、DS75451等組成驅(qū)動(dòng)電路接顯示器。
液壓動(dòng)力油管鉗在擰扣工作時(shí)，兩根油管3、8分別被液壓動(dòng)力油管鉗的主鉗1、背鉗2中的夾頭所夾持，主鉗1的旋轉(zhuǎn)夾頭由液壓油路中的液壓馬達(dá)M提供的動(dòng)力帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，油管3亦隨之旋轉(zhuǎn)并逐步與油管8相擰緊，兩油管3、8的螺紋之間產(chǎn)生扭矩，背鉗2的尾部扭動(dòng)，衍接主鉗1與背鉗2的支柱導(dǎo)桿6對(duì)裝于背鉗2尾部的液壓油缸7產(chǎn)生壓力，使得裝于液壓油缸7上的壓力傳感器Y1得到一個(gè)壓力信號(hào)，該壓力信號(hào)并由壓力傳感器Y1變成隨工作扭矩變化的1-5V的變送信號(hào)，變送信號(hào)經(jīng)A/D變換器變換成模數(shù)信號(hào)送入單片機(jī)中；單片機(jī)的編程器設(shè)定額定扭矩值。當(dāng)實(shí)時(shí)工作扭矩達(dá)到額定扭矩值時(shí)，單機(jī)輸出控制信號(hào)送至報(bào)警電路中，控制信號(hào)由音頻振蕩電路中的HA17555音頻振蕩器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并經(jīng)電容C1耦合到音頻放大電路中的LM386音頻放大器進(jìn)行音頻放大，再經(jīng)電容C4耦合到揚(yáng)聲器D上，實(shí)現(xiàn)聲音報(bào)警。單片機(jī)同時(shí)將控制信號(hào)輸出到開(kāi)關(guān)電路中，該控制信號(hào)經(jīng)電阻R1分壓后使三極管BG1導(dǎo)通，繼電器J1吸合，觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)K閉合，使電磁閥J2吸合，與電磁閥J2相連的單向泄流閥4打開(kāi)。從進(jìn)油口P進(jìn)入液壓馬達(dá)M的高壓油從泄流閥4進(jìn)入回油口0，液壓馬達(dá)4失去動(dòng)力，主鉗1上的旋轉(zhuǎn)夾頭停止轉(zhuǎn)動(dòng)，從而達(dá)到自動(dòng)控制扭矩的目的。同時(shí)，單片機(jī)將扭矩信號(hào)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路輸送到顯示器，顯示出實(shí)際工作扭矩值。當(dāng)兩油管3、8出現(xiàn)錯(cuò)扣時(shí)，其工作扭矩雖達(dá)到額定扭矩值，液壓馬達(dá)M停止工作，但油管3的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)沒(méi)有達(dá)到額定的值，其判別依據(jù)是當(dāng)旋轉(zhuǎn)夾頭帶動(dòng)油管3旋轉(zhuǎn)時(shí)，裝于旋轉(zhuǎn)夾頭邊緣處的兩塊釹鐵硼磁鋼亦隨之旋轉(zhuǎn)，釹鐵硼磁鋼每旋轉(zhuǎn)180度，裝于主鉗1鉗體上距釹鐵硼磁鋼5mm處的霍爾開(kāi)關(guān)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)經(jīng)單片機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)顯示器，顯示出旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)，即兩油管上扣的圈數(shù)，供操作者識(shí)別，是否達(dá)到額定的上扣圈數(shù)，而判別出是否出現(xiàn)錯(cuò)扣現(xiàn)象。并且，單片機(jī)將所有的運(yùn)行技術(shù)數(shù)據(jù)經(jīng)SN74LS273高速寄存器輸送到TPUP-A打印機(jī)中，進(jìn)行打印記錄，供工程技術(shù)人員鑒定工程質(zhì)量，并可作技術(shù)檔案保存。
液壓動(dòng)力油管鉗在卸扣工作時(shí)，支柱導(dǎo)桿6對(duì)液壓油缸7不產(chǎn)生壓力，因而卸扣時(shí)對(duì)扭矩不予控制。
權(quán)利要求1. 液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀，其特征在于主要由壓力傳感器、A/D變換器、單片機(jī)、控制電路和泄流閥所組成；壓力傳感器裝于液壓動(dòng)力油管鉗的液壓油缸上，且壓力傳感器與A/D變換器的輸入端相連，A/D變換器的輸出端接于單片機(jī)上；單片機(jī)接有與電磁閥相連的開(kāi)關(guān)電路，電磁閥與液壓油路中的液壓馬達(dá)相并聯(lián)的泄流閥相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀，其特征在于單片機(jī)經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路接有顯示器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀，其特征在于液動(dòng)動(dòng)力油管鉗主鉗旋轉(zhuǎn)夾頭外側(cè)2-8mm處的鉗體上裝有位移傳感器，上述位移傳感器并與單片機(jī)相連；
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀，其特征在于單片機(jī)上還接有由音頻振蕩電路和放大電路組成的報(bào)警電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的液壓動(dòng)力油管鉗自動(dòng)控制扭矩儀，其特征在于單片機(jī)經(jīng)高速寄存器接有打印機(jī)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種液壓動(dòng)力鉗自動(dòng)控制扭矩儀。液壓動(dòng)力油管鉗的液壓油缸上裝有A/D變換器的輸入端相連的壓力傳感器，A/D變換器的輸出端接于單片機(jī)上；單片機(jī)接有開(kāi)關(guān)電路，開(kāi)關(guān)電路中的觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)與液壓油路中的液壓馬達(dá)相并聯(lián)的泄流閥相連。單片機(jī)上還接有顯示器、位移傳感器、報(bào)警電路和打印機(jī)。本實(shí)用新型可對(duì)液壓動(dòng)力油管鉗的扭矩實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，其工作準(zhǔn)確、穩(wěn)定、可靠，避免了在擰緊油管螺紋時(shí)出現(xiàn)過(guò)緊、過(guò)松及錯(cuò)扣等不足之處。
文檔編號(hào)G01L3/00GK2356336SQ9824256
公開(kāi)日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1998年10月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月30日
發(fā)明者仇宏展 申請(qǐng)人:仇宏展