氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置的製作方法

2023-12-11 05:27:12 1

專利名稱：氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種扭矩扳子動態檢定裝置，具體是一種氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置。
背景技術：
在國家計量檢定規程JJG 707-2003《扭矩扳子》中明確規定氣動和電動扭矩扳子作為扭矩計量器具，和常規扭矩扳子一樣納入本規程進行計量檢定，但是由於目前國內還沒有相應的專用檢定裝置，因此在該規程中沒有明確氣動和電動扭矩扳子的具體檢定方法。
目前遼陽金帆儀器儀表有限公司和重慶和平自動化工程有限公司分別開發研製了JFD型智能動態扭矩測量儀和扭力測試臺。前者特點為適用於各種氣動、電動扭矩扳子的檢測，瞬態響應快，精度高，大屏幕高亮度數字顯示，清晰直觀、操作靈活簡單、帶有數字顯示氣壓表作為輔助檢測設施。其技術指標為測量範圍(1～800)N·m(根據用戶要求配置各種量程的傳感器)；A/D轉換高速高精度A/D轉換器，採樣速度10k次/s，單次採樣時間10μs；基本顯示誤差±1％；顯示方式峰值保持與連續顯示兩種方式，通過按鍵進行切換；供電方式AC220V，50Hz；功率損耗7W；氣壓表為連續顯示，精度±1％(見www.lyjfgs.com/cp3.htm)。後者功能為測試簡單方便；自動清零；數字顯示扭矩；記錄合格次數；合格範圍可設置；記錄最大扭矩值。技術指標扭矩傳感器精度5‰；智能儀表顯示精度5‰；顯示範圍(0～100)N·m(見http://www.ccchp.com/htdocs)。
但由於氣動扭矩扳子對動力氣源品質要求較高，而上述設備在氣源方面沒有能很好解決；而且氣動和電動扭矩扳子是動態加載，在扭矩測量上，必須配置緩衝裝置才能準確測量氣動和電動扭矩扳子的實際工作扭矩，上述設備在這方面沒有相應的裝置，原因是該緩衝裝置在結構設計上要模擬氣動和電動扭矩扳子擰緊螺母時的狀態，具有相當的難度，因此國內製造廠家一直以來沒有解決該問題。在採樣速率上，遼陽金帆儀器儀表有限公司研製的智能動態扭矩測量儀最高採樣頻率僅為10k次/s。

發明內容
本實用新型的目的在於針對現有技術存在的不足，提供一種氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置，解決JJG 707-2003《扭矩扳子》計量檢定規程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定問題。
本實用新型涉及的動態檢定裝置由渦卷空氣壓縮機、儲氣罐、油水淨化器和壓縮空氣過濾器以及精密壓力表和直流穩壓電源組成加載動力源，高精度壓力氣源或精密直流穩壓電源驅動被檢氣動或電動扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩衝器與應變式扭矩傳感器聯接，動態應變儀、數據採集器以及內置檢定數據採集分析處理軟體的計算機等構成測量輸出系統，測量被檢扭矩扳子經過柔性緩衝器所模擬實際狀態的工作扭矩，以此構成整個檢定裝置。
本檢定裝置所使用柔性緩衝器採用碟形簧緩衝結構，由傳感器方接頭、止退套、封裝外殼、扳子聯結方接頭、緩衝碟簧和傳動螺杆組成。傳感器方接頭實現與傳感器的連接，上退套為傳感器方接頭限位。扳子聯結方接頭與傳動螺杆一端通過方頭聯結，傳動螺杆的另一端與傳感器方接頭通過螺紋連接，緩衝碟簧安裝在傳動螺杆中部，傳動螺杆上有一凸環，緩衝碟簧一端靠近傳動螺杆凸環的端面，另一端抵在傳感器方接頭的端面上。實際工作時，緩衝碟簧中心傳動螺杆在氣動或電動扭矩扳子驅動下旋轉，當螺杆端面接觸到緩衝碟簧後，對緩衝碟簧施加壓力，緩衝碟簧吸收氣動或電動扭矩扳子能量，使螺杆前進速度降低直至擰緊，模擬出氣動或電動扭矩扳子實際使用狀態，同時通過多功能測試儀高速採集出實際工作扭矩，實現扭矩測量檢定。
本實用新型與現有技術相比具有的優點和積極效果如下(1)由於目前現有技術在動態類扭矩扳子檢定方面還不具有相應的手段，因此本實用新型解決了JJG 707-2003《扭矩扳子》計量檢定規程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定手段問題。
(2)由於本裝置使用的柔性緩衝器採用碟形簧緩衝結構，完全能模擬出氣動或電動扭矩扳子實際使用狀態，同時通過多功能測試儀高速採集出實際工作扭矩，實現扭矩動態測量，實現了對氣動及電動扭矩扳子的動態檢定，效果較好。
(3)在檢定氣動扭矩扳子時，氣源是關鍵。氣源是驅動氣動扭矩扳子的工作動力，與氣動扭矩扳子的扭矩直接相關，如果工作氣源不穩定，檢定數據的重複性就無法得到保證。本實用新型採用了高精度氣源，解決了氣動扭矩扳子的驅動以及檢定準確度問題。
(4)氣動和電動扭矩扳子檢定在同一檢定裝置中實現，增強了裝置功能。
本檢定裝置不但可應用在氣動及電動扭矩扳子的扭矩示值檢定上，還可應用於其它氣動或電動扭矩工具的扭矩示值檢定，實現對氣動及電動扭矩工具扭矩量值傳遞準確度的控制。


圖1為氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置結構示意圖；圖2為檢定裝置的柔性緩衝器結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置由加載動力源、柔性緩衝器、應變式扭矩傳感器和測量輸出系統幾部分構成。加載動力源由渦卷空氣壓縮機14、儲氣罐13、油水淨化器11和壓縮空氣過濾器10、精密壓力表9及穩壓電源5組成。其中渦卷空氣壓縮機14、儲氣罐13、油水淨化器11和壓縮空氣過濾器10由氣管依次相連成為一體，管路上安裝有精密壓力表9，冷凝器12位於儲氣罐13之後，內裝冷凝液，氣管由其中穿過。被檢扭矩扳子(氣動)8連接在管路末端，若是測量電動扭矩扳子，儲氣罐13穩壓電源則直接連接被檢電動扭矩扳子。柔性緩衝器7一端連接被檢扭矩扳子8，另一端連接C3S2U型應變式扭矩傳感器6。測量輸出系統由YE6600動態應變儀4、YE6230A數據採集器3以及計算機2和印表機1組成，C3S2U型應變式扭矩傳感器6的輸出與測量輸出系統的YE6600動態應變儀4的輸入連接。
本動態檢定裝置的工作原理在檢定氣動扭矩扳子時，氣源由渦卷空氣壓縮機14提供，提供的氣源經儲氣罐13穩壓，冷凝器12冷卻以及油水淨化器11和壓縮空氣過濾器10過濾淨化後驅動被檢扭矩扳子8工作，氣源的壓力可以通過精密壓力表9進行實時觀測。被檢扭矩扳子8在氣源的驅動下產生扭矩；在檢定電動扭矩扳子時，由穩壓電源5為被檢扭矩扳子8提供精密電源驅動其產生扭矩。扭矩經過柔性緩衝器7緩衝後模擬被檢扭矩扳子的實際工作狀態，然後通過C3S2U型應變式扭矩傳感器6以及動態應變儀4和數據採集器3對實際扭矩進行採集測量，最後由計算機2和印表機1輸出檢定結果。
本裝置的柔性緩衝器的結構參見圖2，它由傳感器方接頭71、止退套72、封裝外殼73、扳子聯結方接頭74、緩衝碟簧75和傳動螺杆76組成。傳感器方接頭71實現與傳感器的連接，止退套72為傳感器方接頭71限位。扳子聯結方接頭74與傳動螺杆76一端通過方頭聯結，傳動螺杆76的另一端與傳感器方接頭71通過螺紋連接，緩衝碟簧75安裝在傳動螺杆76中部，傳動螺杆76上有一凸環77，緩衝碟簧75一端靠近傳動螺杆的凸環77的端面，另一端抵在傳感器方接頭71的端面上；在傳感器方接頭71和扳子聯結方接頭74之外套有封裝外殼73，並在傳感器方接頭71與封裝外殼73之間套有止退套72。本柔性緩衝器在實際工作時，被檢扭矩扳子產生的扭矩驅動聯結方接頭74旋轉，扳子聯結方接頭74帶動傳動螺杆76做相應的旋轉，而緩衝碟簧75會對聯結方接頭74和傳動螺杆76的前進產生緩衝作用，直到最後將扭矩完全施加裝置中的C3S2U型應變式扭矩傳感器6上，從而實現了模擬被檢扭矩扳子實際工作狀態的功能。
本申請人實際設計的動態檢定裝置主要技術指標如下(1)扭矩測量範圍(3～100)N·m；
(2)扭矩示值最大允許誤差≤±1.0％；(3)加載方式壓力1.0Mpa容積流量0.6m3/min氣動加載以及(0～50)V、(0～60)A電動加載；(4)精密壓力表精度0.4級，量程(0.1～1.0)Mpa；(5)多功能測試儀數據採集器最高採樣頻率瞬態採集方式1MHz/CH，最大採樣長度瞬態採集方式126k/CH。
權利要求1.一種氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置，包括有加載動力源、應變式扭矩傳感器(6)和測量輸出系統，測量輸出系統由動態應變儀(4)、數據採集器(3)以及計算機(2)組成，應變式扭矩傳感器(6)的輸出與測量輸出系統的動態應變儀(4)的輸入連接；其特徵在於所述加載動力源由渦卷空氣壓縮機(14)、儲氣罐(13)、油水淨化器(11)和壓縮空氣過濾器(10)、精密壓力表(9)及穩壓電源(5)組成，其中渦卷空氣壓縮機(14)、儲氣罐(13)、油水淨化器(11)和壓縮空氣過濾器(10)、精密壓力表(9)由氣管依次相連，其管路末端連接被檢氣動扭矩扳子(8)，穩壓電源(5)則直接連接被檢電動扭矩扳子；另設計有柔性緩衝器(7)，一端連接被檢扭矩扳子(8)，另一端連接應變式扭矩傳感器(6)。
2.根據權利要求1所述的氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置，其特徵在於傳感器方接頭(71)、止退套(72)、封裝外殼(73)、扳子聯結方接頭(74)、緩衝碟簧(75)和傳動螺杆(76)組成，傳感器方接頭(71)與傳感器的連接，止退套(72)為傳感器方接頭(71)限位；扳子聯結方接頭(74)與傳動螺杆(76)一端通過方頭聯結，傳動螺杆(76)的另一端與傳感器方接頭(71)通過螺紋連接，緩衝碟簧(75)安裝在傳動螺杆(76)中部，傳動螺杆(76)上有一凸環(77)，緩衝碟簧(75)一端靠近傳動螺杆的凸環(77)的端面，另一端抵在傳感器方接頭(71)的端面上；在傳感器方接頭(71)和扳子聯結方接頭(74)之外套有封裝外殼(73)，並在傳感器方接頭(71)與封裝外殼(73)之間套有止退套(72)。
專利摘要本實用新型涉及一種氣動/電動扭矩扳子動態檢定裝置，由渦卷空氣壓縮機、儲氣罐、油水淨化器和壓縮空氣過濾器以及精密壓力表和穩壓電源組成加載動力源，高精度壓力氣源或精密穩壓電源驅動被檢氣動或電動扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩衝器與應變式扭矩傳感器聯接，由動態應變儀、數據採集器以及計算機等構成測量輸出系統，測量被檢扭矩扳子經過柔性緩衝器所模擬實際狀態的工作扭矩。緩衝器採用的是碟形簧緩衝結構。本裝置能模擬出氣動或電動扭矩扳子實際使用狀態，同時通過多功能測試儀高速採集出實際工作扭矩，實現扭矩動態測量，實現對氣動及電動扭矩扳子的動態檢定，解決JJG707－2003「扭矩扳子」計量檢定規程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定問題。
文檔編號G01L25/00GK2800255SQ20052000950
公開日2006年7月26日 申請日期2005年6月18日 優先權日2005年6月18日
發明者李正華, 陳建華, 劉興智, 孔小林, 劉攀 申請人:長安汽車(集團)有限責任公司