張湘君　翟亞偉

中圖分類號：F275 文獻(xiàn)標(biāo)識：A 文章編號：1674-1145（2018）4-237-01

摘要 電動裝置（電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)）是驅(qū)動閥門開啟和關(guān)閉，用以實(shí)現(xiàn)閥門功能的機(jī)電一體化設(shè)備，對于閥門的可靠運(yùn)行具有關(guān)鍵作用。電動裝置的性能參數(shù)有扭矩、行程、螺距、動作時間、轉(zhuǎn)速、閥桿直徑等。本文通過分析以往采購項(xiàng)目中廠家的報價資料，建立數(shù)學(xué)模型，研究影響電動裝置造價的主要因素。

關(guān)鍵詞 閥門電動裝置 性能參數(shù) 數(shù)學(xué)模型 價格

一、電動裝置功能

典型電動裝置由電機(jī)、齒輪單元、手輪、開關(guān)和信號單元、插頭插座連接的電氣連接、輸出軸六大部分組成。當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)收到閥門動作信號時，電動機(jī)啟動，通過齒輪單元的兩級減速（齒輪及渦輪蝸桿）驅(qū)動輸出軸上的閥桿螺母帶動閥桿運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉功能。為了保證閥門正常啟閉功能實(shí)現(xiàn)，電動裝置主要通過力矩開關(guān)和限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)對閥門的力矩和開度的控制。

二、電動裝置分類

電動裝置基本類型，可以分為多回轉(zhuǎn)、部分回轉(zhuǎn)兩種驅(qū)動方式。多回轉(zhuǎn)電動裝置主要用于驅(qū)動需要運(yùn)行超過360°才能實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉，主要用于閘閥及截止閥設(shè)備；部分回轉(zhuǎn)電動裝置主要用于驅(qū)動運(yùn)轉(zhuǎn)0 90°行程的閥門，如蝶閥、球閥、旋塞閥等設(shè)備。

多回轉(zhuǎn)類閥門開關(guān)需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供輸出扭矩到閥桿，由帶螺紋的閥桿將扭矩轉(zhuǎn)化為閥門所需推力，實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。部分轉(zhuǎn)類閥門開關(guān)需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供輸出扭矩直接帶動閥瓣做90°回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。

三、影響電動裝置價格的參數(shù)分析

（一）以往項(xiàng)目電動裝置選型參數(shù)及價格

電動裝置的選型，對于多回轉(zhuǎn)閥門，由閥門廠家提供如下全部或部分輸入?yún)?shù)：扭矩（直接給出或由推力估算）、行程、螺距、動作時間，轉(zhuǎn)速（閥門行程，螺距，動作時間）、閥桿直徑，然后通過檢索所選品牌電裝的數(shù)據(jù)表，查找出在輸出扭矩（或推力），輸出轉(zhuǎn)速以及最大允許閥桿直徑都滿足要求的電動裝置型號。對于部分回轉(zhuǎn)閥門輸入?yún)?shù)為：扭矩、動作時間以及閥桿直徑。

（二）影響價格參數(shù)的數(shù)學(xué)分析

參照多回轉(zhuǎn)電動裝置的廠家報價選型表，采用線性回歸分析法分析各個參數(shù)對報價的影響。線性回歸廣泛用于數(shù)理統(tǒng)計分析領(lǐng)域，主要用來確定兩種或兩種以上變量間相互依賴的定量關(guān)系的分析，如給定一個變量Y和一些變量x1，…Xn，這些變量可能都與Y相關(guān)，線性回歸分析可以用來量化Y與xj之間相關(guān)性的強(qiáng)度，評估出哪些xj對Y的影響最大，數(shù)理分析軟件PASW Statistics進(jìn)行分析，其結(jié)論如下：

為研究五個自變量（閥門行程、螺距、輸出扭矩、最大允許閥桿直徑、輸出速度）對因變量（設(shè)備價格）的影響程度，選取數(shù)理統(tǒng)計中的回歸分析模型來分析變量間的依賴關(guān)系用數(shù)理分析軟件PASW Statistics進(jìn)行分析?？稍O(shè)因變量y與自變量x1，x2……xi的線性回歸模型為：y=β0+β1x1+β2x2+…+xiβi；其中β0稱為回歸常數(shù)，β1、β2…βi稱為回歸系數(shù)，表示自變量變動一個單位時引起的因變量y的變動。

為了對比五個自變量（行程、螺距、輸出扭矩、最大允許閥桿直徑、輸出速度）對因變量（設(shè)備價格）的影響程度，可以利用線性回歸模型計算出自變量的回歸系數(shù)，比較其絕對值的大小，絕對值越大對于價格的影響也就越大，從而可以得出分析結(jié)論。PASW Statistics軟件計算結(jié)果如下：

行程、螺距、輸出扭矩、最大允許閥桿直徑、輸出速度所對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)的絕對值分別為0.199、0.084、0.722、0.173、0.267。

對比易知，輸出扭矩標(biāo)準(zhǔn)化回歸系數(shù)為最大，其次為輸出速度?？傻贸鼋Y(jié)論，在五個自變量中，輸出扭矩和輸出速度對因變量設(shè)備價格的影響最大。

對于部分回轉(zhuǎn)類電動裝置，由于其只需要回轉(zhuǎn)90°即可實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)動作，扭矩大，轉(zhuǎn)速低，可用閥門行程時間來代替轉(zhuǎn)速作為價格參數(shù)之一。與多回轉(zhuǎn)電動裝置同理可證，扭矩和行程時間對設(shè)備價格的影響最大。

四、分析結(jié)論

通過線性回歸方法進(jìn)行分析可以得知輸出扭矩和輸出速度為影響電動裝置造價的主要因素。電動裝置扭矩越大，轉(zhuǎn)速越大其功率就越大，就需要選擇更大的電動機(jī)和齒輪箱，導(dǎo)致電動裝置價格上漲；其他參數(shù)，如行程、螺距、最大允許閥桿直徑只是影響電動裝置與閥門接口，而接口型式對電動裝置內(nèi)部選型影響較小，只要在確定閥門接口后，電動裝置供應(yīng)商注意能夠?qū)崿F(xiàn)與閥門連接即可。