专利名称：扭矩加载装置的利记博彩app
专利说明
一.技术领域本实用新型涉及一种检定或校准扭矩扳手的专用检定设备，具体是涉及该专用检定设备中的扭矩加载装置，其属于测量技术领域和机械工程领域。
二.
背景技术：
扭矩扳手是控制产品质量的重要计量器具。为确保扭矩扳手的准确度，各企业需将扭矩扳手定时送交经国家认可的计量单位或计量部门进行检定或校准。检定或校准扭矩扳手要使用专用设备即扭矩扳手检定系统。国内外的扭矩扳手检定系统按加载装置的不同可分为丝杆驱动式和旋转传感器式。
丝杆驱动式传感器固定不动，由直线运动的丝杆驱动力臂，力臂带动扭矩扳手旋转从而产生扭矩，或者直接由丝杆驱动扭矩扳手。这种设备的缺点是力臂档杆总是不可避免地与扭矩扳手发生滑动摩擦，由此产生的系统误差较大而且无法消除。采用丝杆驱动式的检定系统若为整体结构，其不能更换传感器，使得量程不能扩大、扭矩检定仪用途狭窄、仪器和传感器的校准很困难。我国目前一直沿袭此落后的日本技术，主要生产和使用这种系统误差大的丝杆驱动式扭矩扳手检定系统。
旋转传感器式较先进的技术是将扭矩扳手检定系统拆分成三大部件扭矩检定仪、扭矩传感器、扭矩加载装置，这三大部件均独立制造，可以任意组合，传感器可以被更换，也就是说量程可以改变。它的力臂固定不动，通过减速机构使传感器旋转，再由传感器带动扭矩扳手旋转，但扭矩扳手的另一端被力臂上的挡杆阻挡，从而产生扭矩。欧美国家的实验室均使用这样构成的测量设备。
鉴于我国不少计量机构和生产企业出现的使用不同扭矩检定系统对同一扭矩扳手进行检定或校准得到不同的测量误差，以及使用相同的扭矩检定仪和扭矩传感器但使用不同的扭矩加载装置对同一扭矩扳手进行检定或校准也会得到不同的测量结果的现象，本专利申请人进行了深入研究，发现扭矩加载装置是扭矩扳手检定系统最大的测量误差源，由于扭矩加载装置的结构和刚度不同造成对同一扭矩扳手的测量结果不一样。对于旋转传感器式扭矩扳手检定系统来说，扭矩加载装置的结构和刚度决定了该系统的测量误差。加载装置刚度越差则系统测量误差越大。而世界各国的生产商都只是在仪器和传感器上面深入研究，努力提高仪器和传感器的准确度，却忽视了扭矩加载装置所产生的系统误差。
按照量值传递的要求，检定或校准准确度为±1％示值的扭矩扳手的检定系统的准确度必须在±0.3％示值以上。有些扭矩检定仪的示值相对误差达到±0.05％，扭矩传感器的示值相对误差优于±0.25％，完全能满足这一要求。但是结构和刚度不良的加载装置所引起的系统误差常常超过±1％，有的甚至达到±8％以上。在此情况下选用高准确度的检定仪和扭矩传感器失去了实际意义。
例如，一把1500Nm的扭矩扳手的测量长度为1.4m，满载时的扳手手柄受到的作用力是1071N，在不同的有效长度的传感器上测量手柄结构不同的扭矩扳手，由滑动摩擦产生的系统误差η如下
注表中L-传感器有效长度；η1-扭矩扳手手柄为光杆或滚花的系统误差，滑动摩擦系数μ1＝0.15；η2-扭矩扳手手柄裹覆橡塑层的系统误差，滑动摩擦系数μ2＝0.8。
丝杆驱动式扭矩加载装置在加载过程中力臂档杆总是不可避免地与扭矩扳手发生滑动摩擦，由此产生的系统误差较大而且无法消除。
英国NORBAR公司和美国CDI公司的加载装置为旋转传感器式，代表了国际先进水平，故将其产品进行剖析并与本实用新型进行比较。
NORBAR公司的加载装置的力臂为完全悬臂梁结构，材料是60×60mm厚5mm的铝合金方形管，承载能力2000Nm的加载装置的力臂长达2200mm。这样的力臂在载荷作用下容易产生较大挠度，载荷(扭矩)越大，力臂越长，挠度越大。载荷为1500Nm、扭矩扳手测量长度为1400mm时加载装置力臂的水平挠度达到25mm，若扭矩扳手接上延长杆(测量长度变为1900mm)来测量，此挠度可超过40mm。加载装置力臂的挠曲使力臂上的挡杆与扭矩扳手的力的作用点发生位移，扭矩扳手承受轴向摩擦力，导致扭矩传感器承受额外的弯矩，从而产生测量误差。
美国CDI公司加载装置的双轴式固定力臂刚度比较好，但延长力臂则是一块宽90mm厚15mm长约1000mm的钢板，也是悬臂梁结构。这样的力臂在载荷作用下产生的挠度更大。在该力臂的末端用手施以3N的力轻轻拍打，即可引起力臂上下挠动。由于延长力臂刚度远远不够，容易发生扭矩扳手弹脱事故。
三.
发明内容
1、发明目的本实用新型的目的是克服现有技术的不足，通过优化设计提高扭矩加载装置的整体刚度，使得力臂与被测扭矩扳手之间不会发生滑动摩擦。
2、技术方案本实用新型所述的一种扭矩加载装置，它包括工作柜、减速机构、传感器快速联接器、力臂和挡杆总成，所述减速机构与装有扭矩传感器的传感器快速联接器相连，用于支承被测扭矩扳手的挡杆总成设置在力臂的面板上，其特征是所述设置在工作柜面上的力臂由面板、方管和支座焊接而成，面板设置在方管的上部，支座设置在方管端面和面板的下部并固定在工作柜面上。
力臂以面板为滑动面，方管为加强件，通过提高力臂横截面的惯性矩来提高力臂的刚度。由于该结构的力臂的刚度较高，受力状态下力臂不会发生明显的变形，挡杆作用于扭矩扳手手柄上的反作用力的方向始终与扭矩扳手的轴向方向垂直，挡杆对扭矩扳手的作用力点也就没有发生位移，即不发生滑动摩擦，扭矩传感器没有受到由此滑动摩擦引起的额外弯矩作用，从而减少了测量系统误差，增加测量系统的稳定性，可使各台扭矩扳手检定系统的测量结果趋向一致。
上述的方管可以是型钢、槽钢或折边钢板焊接而成的方形结构钢管。
传感器快速联接器通过花键将输入的动力传递给扭矩传感器。花键由外花键轴和内花键套组成，外花键轴与减速机构的输出轴联接，内花键套与扭矩传感器联接成整体，每次安放传感器都不需要以螺栓紧固。通过合理设计，内花键套与外花键轴的联接可靠，不会松脱。花键的压力角为45°，这是不常应用的花键结构，其自动对中性能好。
此外，可以将减速机构设置在工作柜中，减速机构被工作柜的面板、四周壁板和抽屉所遮盖，而力臂设置在工作柜的上部表面，在工作柜的底部还设置有万向轮，从而使整个加载装置与工作柜融合为一体，使得将其移动非常方便。而现在市场上的加载装置或被制造成独立的设备，使用时必须放置到台面或柜面上，或将减速机构安装在台面上。
3、有益效果本实用新型相对现有技术的优点是(1)力臂以面板为滑动面，方管为加强件，从而提高了力臂横截面惯性矩，相应提高了力臂的刚度。力臂上的挡杆与扭矩扳手之间不发生滑动摩擦，扭矩传感器没有受到由此滑动摩擦引起的额外弯矩作用，大大降低了测量系统的误差，增加测量系统的稳定性，可使各台扭矩扳手检定系统的测量结果趋向一致。(2)花键的压力角为45°的传感器快速联接器，内花键套与传感器联接成整体，每次安放传感器都不需要以螺栓紧固，达到快速更换扭矩传感器的目的。通过合理设计，内花键套与外花键轴的联接可靠，不会松脱。(3)减速机构隐蔽于工作柜中，加载装置与工作柜融合为一体，达到美观效果。
四.
图1是扭矩加载装置(400Nm-1000Nm)的结构示意图，其中1-工作柜、2-减速机构、3-传感器快速联接器、4-扭矩传感器、5-扭矩扳手、6-扭矩检定仪、7-挡杆总成、8-方管、9-支座、10-面板、11-手轮；图2是图1和图3的左视图；
图3是扭矩加载装置(1500Nm-3000Nm)的结构示意图。
图4是图3A-A剖面图。
五.具体实施方式
如图1、图2及图4所示，是本实用新型柜式扭矩加载装置的一个实施例，它包括工作柜1、减速机构2、传感器快速联接器3、力臂、挡杆总成7和手轮11；减速机构2设置在底部装有万向轮的工作柜1中，工作柜1的上部表面为台面。减速机构2通过传感器快速联接器3与扭矩传感器4相连，力臂设置在台面上，用于支撑被测扭矩扳手5的挡杆总成7设置在力臂上，力臂包括面板10、方管8和支座9，用于加强刚度的方管8通过支座9设置在台面上，面板10设置在方管8的上表面，可滑动的挡杆总成7设在面板10上。
位于工作柜顶部的力臂承受从档杆总成7传来的正面弯矩和横截面扭矩，由方形钢管8、面板10、支座9焊接而成。挡杆总成7可以在与方管8焊接的面板10上左右滑动并被锁定。这种力臂的横截面形状得到的惯性矩较大，加上工作柜1和减速机构2的整体合理设计，使得载荷为1500Nm、扭矩扳手5测量长度为1400mm时加载装置力臂力作用点位置的水平最大挠度为0.04mm，加载装置的挡杆总成7与扭矩扳手5之间没有发生滑动摩擦。该力臂的横截面通过形心的惯性矩是英国NORBAR公司纯方管(60×60mm厚5mm)结构的力臂的13倍，是美国CDI公司板状(横截面90×15mm)结构的力臂的8倍(水平方向)和269倍(垂直方向)。
挡杆总成7承受扭矩扳手5的作用力并可在力臂上左右滑动，可根据扭矩扳手的长短高低来调节支承点。
传感器快速联接器3将人工输入的动力传递给扭矩传感器4，传感器快速联接器3由扭矩传感器和内花键套组成，外花键轴与减速机构的输出轴联接，内花键套与扭矩传感器联接。花键的压力角为45°，这是不常应用的花键结构，其自动对中性能好。内花键套与扭矩传感器4通过螺栓联接成一个整体以后，可以快速更换传感器。
其工作过程是将扭矩扳手5放置到柜式加载装置上，调节挡杆总成7使扭矩扳手5处于水平状态。用手摇转手轮11输入动力，通过减速机构2减速，减速机构2的输出轴将动力传给传感器快速联接器3上的扭矩传感器4，由扭矩传感器4带动扭矩扳手5旋转。由于扭矩扳手5的另一端(手柄)被力臂上的挡杆总成7阻挡，挡杆总成7对扭矩扳手5施加反作用力而产生扭矩。扭矩传感器4将信号传输给扭矩检定仪6，即可测量到扭矩扳手5所承受的扭矩值。
由于挡杆总成7上的档杆作用于扭矩扳手5手柄上的反作用力的方向始终与扭矩扳手5的轴向方向垂直，挡杆与力臂不发生明显变形，挡杆对扭矩扳手5的作用力点也就没有发生位移，即不发生滑动摩擦，扭矩传感器4没有受到由此滑动摩擦引起的额外弯矩作用，减少了测量系统误差。
每个扭矩传感器4都配置一个内花键套并以螺栓联接牢固。欲更换传感器，先将原来的传感器(连同内花键套)拔下，再将另一个传感器的内花键套与外花键轴对接到位即可。45°压力角的花键能自动对中，使扭矩传感器4与减速机构2输出轴的同轴度良好。这样的联接十分便捷可靠，每次更换传感器都不需要拧紧螺栓，故称这种结构为快速联接器。减速机构安装在工作柜的内部，手摇轮11装在人的右手垂手可及的高度位置，使操作时人体感觉舒适。通过大传动比，人工输入动力感到轻松、平稳，实现缓慢、准确地加载。
工作柜1的上部(台面)安装力臂，底部装有万向轮，中间抽屉可存放仪器、传感器和资料。如果要移动柜式加载装置，先松开万向轮的刹车就可以移动了。
按承载能力的不同，本实用新型分为400Nm-1000Nm(见图1)和1500Nm-3000Nm(见图3)两个系列，前者的力臂装置在工作柜上，后者的力臂有部分以悬臂梁结构伸出工作柜。
权利要求1.一种扭矩加载装置，它包括工作柜(1)、减速机构(2)、传感器快速联接器(3)、力臂和挡杆总成(7)，所述减速机构(2)与装有扭矩传感器(4)的传感器快速联接器(3)相连，用于支承被测扭矩扳手(5)的挡杆总成(7)设置在力臂的面板(10)上，其特征是所述设置在台面上的力臂由面板(10)、方管(8)和支座(9)焊接而成，面板(10)设置在方管(8)的上部，支座(9)设置在方管(8)的端面和面板(10)下部并固定在工作柜(1)面上。
2.如权利要求1所述的扭矩加载装置，其特征是所述方管(8)包括型钢、槽钢或折边钢板焊接而成的方形结构钢管。
3.如权利要求1或2所述的扭矩加载装置，其特征是所述传感器快速联接器(3)包括内花键套与扭矩传感器联接，外花键轴与减速机构(2)的输出轴联接，内花键套与扭矩传感器(4)以螺栓联接成一个可更换的整体。
4.如权利要求1或2所述的扭矩加载装置，其特征是所述减速机构(2)设在工作柜(1)里面，并被工作柜(1)的面板、四周壁板和抽屉所遮盖。
专利摘要本实用新型公开了一种扭矩加载装置，它包括工作柜、减速机构、传感器快速联接器、力臂和挡杆总成，所述减速机构通过传感器快速联接器与扭矩传感器相连，力臂设置在台面上，挡杆总成设置在力臂的面板上，所述力臂由面板、方管和支座焊接而成。力臂以面板为滑动面，方管为加强件，通过提高力臂横截面的惯性矩来提高力臂的刚度，挡杆对扭矩扳手的作用力点没有发生位移，即不发生滑动摩擦，扭矩传感器没有受到由此滑动摩擦引起的额外弯矩作用，从而减少了测量系统误差，增加了测量系统的稳定性，可使各台扭矩扳手检定系统的测量结果趋向一致。
文档编号G01L5/24GK2906576SQ200620070650
公开日2007年5月30日 申请日期2006年3月27日 优先权日2006年3月27日
发明者刘军 申请人:刘军