本发明属于流体机械领域，具体涉及一种直行程阀门执行器机械传动间隙检测装置及方法。
背景技术：
直行程阀门是一种重要的流体流量控制元件，它由直行程的阀体及配套的直行程执行器组成。执行器输出的为往复线性位移，相对于角行程执行器具有行程更长的特点，更便于实现精密的流量调节，因此在过程工业中得到了广泛的应用。
直行程调节阀由电动机驱动，经过齿轮减速机构及线性位移转换机构将电动机的旋转运动输出，中间经过了一系列机械传动环节。在每个相邻的传动元件之间，均存在着机械传动间隙。当执行器当前定位方向与上一次定位方向相同时，执行器齿轮、齿条、丝杠、螺母的相邻传动面已经紧密啮合，执行器的输出转角没有空程，驱动电机的旋转运动能够立即按照传动比的比例关系传递到执行器的输出轴；当执行器当前定位方向与上一次定位方向相反时，执行器传动部件相邻传动面要先从原来的啮合状态松开，先经过机械传动间隙对应的空程，直到执行器传动机构以相反的方向紧密啮合后，执行器的输出轴才会产生与输入轴成比例关系的旋转运动。可见，只有当执行器当前定位方向与上次定位方向相反时，机械传动间隙才对执行器的输出轴转角产生影响；当执行器当前定位方向与上次定位方向相同时，不会对执行器的输出轴转角产生影响，因此这一问题常常被忽略，导致了阀门精度不高、难以满足现代流程工业对高精度流量调节的要求。然而阀门从驱动电机到最终执行器的输出，经过了一系列传动环节，其中每两个相接触的传动部件均存在机械传动间隙，难以知晓执行器从驱动电机到输出轴的机械传动间隙具体数值，机械传动间隙数值越大，执行器的回程定位精度越差，而执行器回程定位精度是执行器定位精度的重要指标之一。因此需要针对这一问题进行研究，测量出执行器机械传动间隙的具体数值，为评定执行器回程定位精度等级提供技术参考。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种直行程阀门执行器机械传动间隙检测装置及方法，以克服现有技术中的问题，本发明能够测量出阀门的传动间隙的具体数值，以评价执行器机械传动间隙的大小。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种直行程阀门执行器机械传动间隙检测装置，包括驱动电机、阀体和百分表，驱动电机的输出端通过线性位移变换机构连接至执行器输出轴，执行器输出轴与阀体的阀杆相连，且执行器输出轴上安装有输出轴锁母，阀杆上安装有阀杆锁母，阀杆上还安装有与其垂直的延伸平板，且延伸平板通过输出轴锁母和阀杆锁母压紧固定，百分表的测头与延伸平板的上表面接触，且百分表的测头能够随延伸平板同步运动。
进一步地，所述百分表为检测线性位移类型的百分表。
进一步地，所述百分表通过百分表支架固定。
进一步地，所述百分表中设有能够使测头压在延伸平板上的压紧弹簧。
一种直行程阀门执行器机械传动间隙检测方法，包括以下步骤：
步骤一：使驱动电机连续向一个方向定位，直至到达行程中的位置ln，记录下此时百分表的读数sn1；
步骤二：使驱动电机继续向与步骤一相同的方向转动角度θ0；
步骤三：使驱动电机向与步骤二相反的方向转动角度θ0，记录下此时百分表的读数sn2，得到执行器在此行程位置ln处的机械传动件间隙bn数值大小为sn1-sn2。
进一步地，还包括步骤四：改变行程位置，遍历执行器从全关到全开状态的所有行程值，重复步骤二及步骤三，即测量出执行器在全行程范围内的机械传动间隙数值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明装置在使用时，通过使驱动电机连续向一个方向定位，直至到达行程中的位置，记录下此时百分表的读数；然后使驱动电机继续向相同的方向转动角度，再反转相同角度，记录百分表读数，两次读数的差即为直行程阀门执行器的机械传动间隙大小，本发明操作简便，能够快速准确地测量出阀门的传动间隙的具体数值，以评价执行器机械传动间隙的大小。
本发明方法根据执行器机械传动间隙反向出现的特征，能够快速而准确的测量出执行器的机械传动间隙数值，并能够评价执行器机械传动间隙带来的回程定位误差影响的大小。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
其中，1、驱动电机，2、线性位移变换机构，3、执行器输出轴，4、输出轴锁母，5、阀杆锁母，6、阀杆，7、阀体，8、百分表支架，9、延伸平板，10、百分表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
参见图1，一种直行程阀门执行器机械传动间隙检测装置，该装置是在直行程电动阀门执行器上改进而成。直行程电动阀门执行器由驱动电机1、线性位移变换机构2、执行器输出轴3、输出轴锁母4、阀杆锁母5、阀杆6、阀体7组成。执行器由驱动电机1驱动，经过线性位移变换机构2将驱动电机1的旋转运动变换成线性运动从执行器输出轴4输出，执行器输出轴4上安装有输出轴锁母4，阀体7的阀杆6上安装有阀杆锁母5，输出轴锁母4、阀杆6、阀杆锁母5通过螺纹连接固定，执行器输出轴3的线性运动传递到阀杆6的线性运动，实现阀体内通流流体的流量调节。可见执行器从驱动电机1经线性位移变换机构2到执行器输出轴3有较长的机械传动链，存在机械传动间隙。本发明是在执行器输出轴3、输出轴锁母4、阀杆6、阀杆锁母5的连接处安装一个延伸平板9，并通过输出轴锁母4、阀杆锁母5压紧固定，延伸平板9与执行器输出轴3同步运动。在百分表支架8上安装一个百分表10，百分表10的测头与延伸平板9接触，由于百分表内的弹簧作用，测头紧压在延伸平板9上，与延伸平板同步运动，通过百分表10可以测得执行器输出轴的线性位移。
由于机械传动间隙仅在执行器本次定位方向与上次定位方向相反时才会出现，而当执行器连续同向定位时不会出现，因此，本发明的检测方法如下：
步骤一：使执行器的驱动电机连续向一个方向定位，直至百分表10产生明显的位移，到达行程中的位置ln，表明执行器的机械传动机构已相互紧密啮合，记录下此时百分表10的读数sn1；
步骤二：使执行器的驱动电机1继续向与步骤一相同的方向转动θ0角度大小；
步骤三：使执行器的驱动电机1向与步骤二相反的方向转动θ0角度大小，记录下此时百分表10的读数sn2，得到执行器在此行程位置ln处的机械传动件间隙bn数值大小为sn1-sn2；
步骤四：改变执行器的行程位置，遍历执行器从全关到全开状态的所有行程值，重复步骤二及步骤三，使用本发明的直行程阀门执行器机械传动间隙测量实验装置，能够测量出执行器在全行程范围内的机械传动间隙数值大小。
根据上述测量方法，本发明可以进行直行程阀门执行器机械传动间隙精度等级评定：在测量出执行器从全关到全开全行程内各点的机械传动间隙后，将机械传动间隙取平均值，记做bn’，并用l表示执行器从全关状态到全开状态的行程数值；再将bn’与执行器的行程数值l做商，商的结果用百分率表示，记做d，则d为执行器机械传动间隙占执行器整个行程的百分比；根据d的数值大小评定执行器的回程定位精度等级，其中d的数值越大，表明机械传动间隙带来的回程定位误差率越高；d的数值越小，表明机械传动间隙带来的回程定位误差率越低。