常規(guī)島閥門電動(dòng)裝置價(jià)格影響因素的分析

張湘君　翟亞偉

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

摘要 電動(dòng)裝置（電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）是驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置的性能參數(shù)有扭矩、行程、螺距、動(dòng)作時(shí)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(bào)價(jià)資料，建立數(shù)學(xué)模型，研究影響電動(dòng)裝置造價(jià)的主要因素。

關(guān)鍵詞 閥門電動(dòng)裝置 性能參數(shù) 數(shù)學(xué)模型 價(jià)格

一、電動(dòng)裝置功能

典型電動(dòng)裝置由電機(jī)、齒輪單元、手輪、開關(guān)和信號(hào)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(dòng)作信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，通過齒輪單元的兩級減速（齒輪及渦輪蝸桿）驅(qū)動(dòng)輸出軸上的閥桿螺母帶動(dòng)閥桿運(yùn)動(dòng)，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(dòng)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(dòng)裝置分類

電動(dòng)裝置基本類型，可以分為多回轉(zhuǎn)、部分回轉(zhuǎn)兩種驅(qū)動(dòng)方式。多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置主要用于驅(qū)動(dòng)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(dòng)裝置主要用于驅(qū)動(dòng)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(dòng)閥瓣做90°回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)閥門的啟閉。

三、影響電動(dòng)裝置價(jià)格的參數(shù)分析

（一）以往項(xiàng)目電動(dòng)裝置選型參數(shù)及價(jià)格

電動(dòng)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(dòng)作時(shí)間，轉(zhuǎn)速（閥門行程，螺距，動(dòng)作時(shí)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(dòng)裝置型號(hào)。對于部分回轉(zhuǎn)閥門輸入?yún)?shù)為：扭矩、動(dòng)作時(shí)間以及閥桿直徑。

（二）影響價(jià)格參數(shù)的數(shù)學(xué)分析

參照多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置的廠家報(bào)價(jià)選型表，采用線性回歸分析法分析各個(gè)參數(shù)對報(bào)價(jià)的影響。線性回歸廣泛用于數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(gè)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(gè)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(jià)格）的影響程度，選取數(shù)理統(tǒng)計(jì)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。可設(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(dòng)一個(gè)單位時(shí)引起的因變量y的變動(dòng)。

為了對比五個(gè)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(jià)格）的影響程度，可以利用線性回歸模型計(jì)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(jià)格的影響也就越大，從而可以得出分析結(jié)論。PASW Statistics軟件計(jì)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。可得出結(jié)論，在五個(gè)自變量中，輸出扭矩和輸出速度對因變量設(shè)備價(jià)格的影響最大。

對于部分回轉(zhuǎn)類電動(dòng)裝置，由于其只需要回轉(zhuǎn)90°即可實(shí)現(xiàn)閥門開關(guān)動(dòng)作，扭矩大，轉(zhuǎn)速低，可用閥門行程時(shí)間來代替轉(zhuǎn)速作為價(jià)格參數(shù)之一。與多回轉(zhuǎn)電動(dòng)裝置同理可證，扭矩和行程時(shí)間對設(shè)備價(jià)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(dòng)裝置造價(jià)的主要因素。電動(dòng)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(dòng)機(jī)和齒輪箱，導(dǎo)致電動(dòng)裝置價(jià)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(dòng)裝置與閥門接口，而接口型式對電動(dòng)裝置內(nèi)部選型影響較小，只要在確定閥門接口后，電動(dòng)裝置供應(yīng)商注意能夠?qū)崿F(xiàn)與閥門連接即可。