CN203551191U - 一种扭矩倍增器校准装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种扭矩倍增器校准装置，涉及计量校准技术领域。为解决现有技术的校准装置不能够满足快捷、准确的现场校准需求而发明。所述扭矩倍增器校准装置包括支架；扭矩加载机构，所述扭矩加载机构设置于所述支架上，所述扭矩加载机构包括竖直设置的第一丝杠以及与所述第一丝杠配合连接的第一螺母；扭矩测量装置，所述扭矩测量装置包括第一扭矩传感器和第二扭矩传感器，所述第一扭矩传感器与所述第一丝杠同轴设置，所述第二扭矩传感器固定于所述支架上且与所述第一扭矩传感器同轴设置，所述第二扭矩传感器的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器的扭矩输出端相对设置。本实用新型扭矩倍增器校准装置用于扭矩倍增器的校准。
Description
技术领域
本实用新型涉及计量校准技术领域，尤其涉及一种扭矩倍增器校准装置。
背景技术
现代工业生产中，尤其在风力发电机组的生产装配和现场安装的过程中，扭矩倍增器被广泛应用，而扭矩倍增器的精度直接影响装配和安装的质量，保证扭矩倍增器的精度控制对控制高强度螺栓装配质量并预防安全风险至关重要。而由于扭矩倍增器的校准受输入、输出扭矩精度和径向偏载作用的影响，扭矩倍增器的校准一直是力学计量中量值溯源的一个难点。
目前，扭矩倍增器的校准方式主要有两种：一种是将手动扭矩扳子作为扭矩倍增器校准过程的扭矩输入方式，另一种是用液压、电机伺服***作为加载扭矩输入的方式。
在上述实现扭矩倍增器校准的方式中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：所述第一种方式中，输入扭矩精度低、输入操作不稳定、径向偏载难以避免，无法满足扭矩倍增器量值溯源的精度要求；第二种方式总体配置成本高昂，体积较大而不方便移动，对校准实验室场地设施要求较高；综上，现有的两种校准方式不能够满足快捷、准确的现场校准需求。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种扭矩倍增器校准装置，使得扭矩倍增器校准装置更加简单、实用、便携、配置成本更低。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
一种扭矩倍增器校准装置，包括：支架；扭矩加载机构，所述扭矩加载机构设置于所述支架上，所述扭矩加载机构包括竖直设置的第一丝杠以及与所述第一丝杠配合连接的第一螺母，所述第一螺母与所述支架连接，所述第一丝杠的一端设有操作件，另一端设有连接座；扭矩测量装置，所述扭矩测量装置包括第一扭矩传感器和第二扭矩传感器，所述第一扭矩传感器与所述第一丝杠同轴设置，所述第一扭矩传感器的输入端与所述连接座连接，所述第二扭矩传感器固定于所述支架上且与所述第一扭矩传感器同轴设置，所述第二扭矩传感器的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器的扭矩输出端相对设置。
进一步地，所述第一螺母通过架板与所述支架连接，所述第一螺母固定于所述架板上，所述架板与所述支架通过螺栓连接，所述架板上沿第一方向开设有长孔，所述螺栓穿过所述长孔后与所述支架连接。
进一步地，所述连接座沿第二方向设有卡槽，所述第一扭矩传感器的输入端卡设于所述卡槽内且可沿所述第二方向滑动，所述第二方向与所述第一方向在同一水平面内相互垂直。
进一步地，所述第一丝杠与所述连接座连接的端部为棱柱结构，所述连接座包括连接凸台，所述连接凸台端面开设有可容纳所述棱柱结构的安装孔，所述安装孔的直径与所述棱柱结构的外接圆的直径相适应，所述连接凸台的侧壁开设有至少一对销孔，所述销孔的轴线与所述安装孔的轴线垂直，所述销孔内穿设有销轴，所述销轴与所述第一丝杠端部的棱柱结构的侧壁贴合。
更进一步地，所述第一丝杠与所述连接座连接的端部沿周向设有环槽，所述连接凸台的侧壁对应所述环槽的位置开设有螺纹孔，螺纹孔内设置有限位螺钉。
进一步地，还包括反作用力臂挡块，所述反作用力臂挡块设置于所述支架上，所述反作用力臂挡块用于阻挡待测扭矩倍增器的反作用力臂。
优选地，所述支架的底部设有稳定块，所述稳定块内开设有定位孔，所述第二扭矩传感器设置于所述定位孔内。
进一步地，所述扭矩加载机构还包括大扭矩加载装置，所述大扭矩加载装置包括水平设置的第二丝杠，所述第二丝杠上配合设置有第二螺母，所述第二丝杠穿设于所述支架上，所述第二丝杠的一端设有操作件，还包括加力杠杆，所述加力杠杆的一端与所述第二螺母连接，另一端与所述第一丝杠端部的棱柱结构卡接。
更进一步地，所述加力杠杆的端部设有长槽，所述第二螺母上设有定位轴，所述定位轴穿设于所述长槽内，所述第二螺母上穿设有导向杆，所述导向杆两端固定于所述支架上且与所述第二丝杠平行。
可选地，所述操作件为手轮。
本实用新型实施例提供的扭矩倍增器校准装置，在对扭矩倍增器进行校准时，扭矩倍增器的输入端与所述第一扭矩传感器的输出端固定连接，扭矩倍增器的输出端与所述第二扭矩传感器的输入端固定连接，当第一丝杠受到加载扭矩的作用时，作用到第一丝杠上的扭矩就会通过连接座传递给第一扭矩传感器，所以扭矩的输入值会通过第一扭矩传感器准确测量得出，而第二扭矩传感器置于扭矩倍增器的输出端，所以扭矩倍增器的输出扭矩值可以准确的通过第二扭矩传感器测量得出。由于第一扭矩传感器、第一丝杠和第二扭矩传感器同轴设置，且第二扭矩传感器的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器的扭矩输出端相对设置，这样可以避免在校准操作过程中，由于径向偏载的作用导致测量结果存在误差，校准不可信的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例扭矩倍增器校准装置的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的右视图；
图4为本实用新型实施例扭矩倍增器校准装置的连接座的零件图；
图5为图4的A-A剖视图；
图6为本实用新型实施例扭矩倍增器校准装置的第一丝杠的零件图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型实施例扭矩倍增器校准装置进行详细描述。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
参照图1，图1为本实用新型实施例中扭矩倍增器校准装置的一个具体实施例，本实施例中扭矩倍增器校准装置，包括：支架1、设置于所述支架1上的扭矩加载机构2，扭矩加载机构2包括竖直设置的第一丝杠21以及与所述第一丝杠21配合连接的第一螺母22，所述第一螺母22与所述支架1连接，所述第一丝杠21的一端设有操作件23，另一端设有连接座24；扭矩测量装置3，所述扭矩测量装置3包括第一扭矩传感器31和第二扭矩传感器32，所述第一扭矩传感器31与所述第一丝杠21同轴设置，所述第一扭矩传感器31的输入端与所述连接座24连接，所述第二扭矩传感器32固定于所述支架1上且与所述第一扭矩传感器31同轴设置，所述第二扭矩传感器32的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器31的扭矩输出端相对设置。
本实用新型实施例提供的扭矩倍增器校准装置，在对扭矩倍增器5进行校准时，将扭矩倍增器5的输入端与所述第一扭矩传感器31的输出端通过第一联轴器6连接，将扭矩倍增器5的输出端与所述第二扭矩传感器32的输入端通过第二联轴器7连接，测量时，通过操作件23加载扭矩，当第一丝杠21受到加载扭矩的作用时，作用到第一丝杠21上的扭矩就会通过连接座24传递给第一扭矩传感器31，因此扭矩的输入值会通过第一扭矩传感器31准确测量得出；由于第二扭矩传感器32置于扭矩倍增器5的输出端，因此扭矩倍增器5的输出扭矩值可以准确的通过第二扭矩传感器32测量得出。由于第一扭矩传感器31、第一丝杠21和第二扭矩传感器32同轴设置，且第二扭矩传感器32的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器31的扭矩输出端相对设置，这样可以避免在校准操作过程中，由于径向偏载的作用导致测量结果存在误差，校准不可信的问题。
参照图2，为了方便对第一丝杠21、第一扭矩传感器31以及扭矩倍增器5进行同轴调整，可优选将第一螺母22通过架板25与所述支架1连接，第一螺母22固定于架板25上，架板25与支架1通过螺栓252连接，所述架板25上沿第一方向开设有长孔251，螺栓252穿过所述长孔251后与所述支架连接。架板25可以给第一螺母22提供一个空间载体，使第一螺母22可以置于所述支架1的中央部位；架板25与支架1通过螺栓252连接，架板25上沿第一方向开设有长孔251，螺栓252穿过所述长孔251后与所述支架1连接，由此使得架板25的位置可以相对于支架1进行调整，当松开所述螺栓252后，所述架板25可以沿着所述第一方向移动，当将架板25移动到合适的位置时再将所述螺栓252锁紧。由于第一丝杠21穿设于第一螺母22内，因此第一丝杠21沿所述第一方向的位置可通过调整架板25的位置来实现，方便对第一丝杠21、第一扭矩传感器31以及扭矩倍增器5进行同轴调整。
参照图4，为了方便在多个方向上对第一丝杠21、第一扭矩传感器31以及扭矩倍增器5进行同轴调整，优选在连接座24上沿第二方向设置卡槽241，第一扭矩传感器31的输入端卡设于所述卡槽241内且可沿所述第二方向滑动，所述第二方向与所述第一方向在同一水平面内相互垂直。由此所述第一扭矩传感器31可以沿着所述第二方向进行位置调整，所述第二方向与所述第一方向在同一水平面内相互垂直，在相互垂直的两个方向上进行位置调整，可以方便地将扭矩加载机构2和扭矩测量装置3调整到同一轴线上。
参照图4、图5、图6，所述第一丝杠21与所述连接座24连接的端部为棱柱结构211，所述连接座24包括连接凸台242，所述连接凸台242端面开设有可容纳所述棱柱结构211的安装孔245，所述安装孔245的直径与所述棱柱结构211的外接圆的直径相适应，所述连接凸台242的侧壁开设有至少一对销孔243，所述销孔243的轴线与安装孔245的轴线垂直，所述销孔243内穿设有销轴244，所述销轴244与所述第一丝杠21端部的棱柱结构211的侧壁贴合。
由于所述第一丝杠21与所述连接座24连接的端部为棱柱结构211，因此给扭矩的加载提供了很好受力点；并且由于销轴244对所述棱柱结构211的侧壁贴合作用，在所述第一丝杠21转动的时候，连接座24会跟着一起转动，实现了扭矩的传递。由于安装孔245的直径与棱柱结构211的外接圆的直径相适应，因此当将所述销轴244从销孔243内拔出后，第一丝杠21可以相对于所述连接座24周向转动，这样在位置调整过程中，当第一丝杠21旋转到合适位置时，连接座24的卡槽241可以朝向便于所述第一扭矩倍增器31推入的方向。
更进一步地，参照图4、图5、图6，所述第一丝杠21与所述连接座24连接的端部沿周向设有环槽212，所述连接凸台242的侧壁对应所述环槽212的位置开设有螺纹孔246，螺纹孔246内设置有限位螺钉245。由于限位螺钉245可直接深入到环槽212内，所以第一丝杠21相对于连接座24的轴向位移被限定，保证了在拔出销轴244后，第一丝杠21只能做相对于连接座24的转动，因此可有效防止连接座24脱落。
为了便于给被校准的扭矩倍增器5提供一个反作用支点，参照图1，还包括反作用力臂挡块4，所述反作用力臂挡块4设置于所述支架1上，所述反作用力臂挡块4用于阻挡待测扭矩倍增器的反作用力臂。反作用力臂挡块4的设计在于给被校准的扭矩倍增器5的反作用力臂51提供一个反作用支点。
优选地，参照图1，所述支架1的底部设有稳定块11，所述稳定块11内开设有定位孔，所述第二扭矩传感器32设置于所述定位孔内。支架1底部设置的稳定块11对整个装置起到稳固平衡的作用，所述稳定块11内开设有定位孔，所述第二扭矩传感器32设置于所述定位孔内，由于所述定位孔与所述第二扭矩传感器32的卡合作用，因此第二扭矩传感器32相对于整个支架1周向固定，同时第二扭矩传感器32也可以方便地从所述定位孔内取出，安装拆卸方便。
参照图1、图2、图3，为了实现更大扭矩的加载，所述扭矩加载机构2还包括大扭矩加载装置26，所述大扭矩加载装置26包括水平设置的第二丝杠261，所述第二丝杠261上配合设置有第二螺母262，所述第二丝杠261穿设于所述支架1上，所述第二丝杠261的一端设有操作件23，还包括加力杠杆264，所述加力杠杆264的一端与所述第二螺母262连接，另一端与所述第一丝杠21端部的棱柱结构211卡接。
大扭矩加载装置26给校准装置提供了另外一套扭矩加载机构，校准时，需要对扭矩倍增器5施加以不同大小的扭矩，测定其在不同加载扭矩的作用下的参数，这样，输入扭矩在一定范围内对扭矩倍增器5的校准更加准确、可信。另外对于较大规格型号的扭矩倍增器的校准，需要较大的扭矩输入，这样，大扭矩加载装置26的设计有利于对不同规格型号的扭矩倍增器进行校准。通过所述操作件23可以使所述第二丝杠261转动。加力杠杆264的一端与第二螺母262连接，另一端与所述第一丝杠261端部的棱柱结构211卡接，由此，第二螺母262沿着第二丝杠261的直线位移可以带动加力杠杆264绕着加力杠杆264与棱柱结构211的卡接点转动，加力杠杆264与棱柱结构211的卡接端相当于一个作用于棱柱结构211上的扭矩扳手，加力杠杆的长度为提供扭矩的力臂，因此加力杠杆的转动可以方便对所述第一丝杠施以较大的扭矩。
更进一步地，所述加力杠杆264的端部设有长槽2641，所述第二螺母262上设有定位轴2621，所述定位轴2621穿设于所述长槽2641内，所述第二螺母262上穿设有导向杆265，所述导向杆265两端固定于所述支架1上且与第二丝杠261平行。
由于第二螺母262沿着第二丝杠261作直线位移，而所述加力杠杆264围绕第一丝杠261作转动，加力杠杆264为不可伸长的刚性杠杆，长槽2641的设计可以使加力杠杆264在转动的过程中可以与第二螺母262有一定的相对位移。导向杆265的作用在于：一方面为第二螺母262的位移提供一个直线导向，另一方面可以防止第二螺母262随着所述第二丝杠261一起转动，从而使得第二螺母262只能沿着所述导向杆的方向平移。
优选地，操作件23可使用多种手动操作件，如手轮、手柄、把手等，为了便于施力，优选使用手轮，在对机构施加扭矩的过程中，手轮是较为常用的手段，其优点在于输入扭矩稳定、占用空间小，便于人手操作。
在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种扭矩倍增器校准装置，其特征在于，包括：
支架；
扭矩加载机构，所述扭矩加载机构设置于所述支架上，所述扭矩加载机构包括竖直设置的第一丝杠以及与所述第一丝杠配合连接的第一螺母，所述第一螺母与所述支架连接，所述第一丝杠的一端设有操作件，另一端设有连接座；
扭矩测量装置，所述扭矩测量装置包括第一扭矩传感器和第二扭矩传感器，所述第一扭矩传感器与所述第一丝杠同轴设置，所述第一扭矩传感器的输入端与所述连接座连接，所述第二扭矩传感器固定于所述支架上且与所述第一扭矩传感器同轴设置，所述第二扭矩传感器的扭矩输入端与所述第一扭矩传感器的扭矩输出端相对设置。
2.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述第一螺母通过架板与所述支架连接，所述第一螺母固定于所述架板上，所述架板与所述支架通过螺栓连接，所述架板上沿第一方向开设有长孔，所述螺栓穿过所述长孔后与所述支架连接。
3.根据权利要求2所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述连接座沿第二方向设有卡槽，所述第一扭矩传感器的输入端卡设于所述卡槽内且可沿所述第二方向滑动，所述第二方向与所述第一方向在同一水平面内相互垂直。
4.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述第一丝杠与所述连接座连接的端部为棱柱结构，所述连接座包括连接凸台，所述连接凸台端面开设有可容纳所述棱柱结构的安装孔，所述安装孔的直径与所述棱柱结构的外接圆的直径相适应，所述连接凸台的侧壁开设有至少一对销孔，所述销孔的轴线与所述安装孔的轴线垂直，所述销孔内穿设有销轴，所述销轴与所述第一丝杠端部的棱柱结构的侧壁贴合。
5.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述第一丝杠与所述连接座连接的端部沿周向设有环槽，所述连接凸台的侧壁对应所述环槽的位置开设有螺纹孔，螺纹孔内设置有限位螺钉。
6.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，还包括反作用力臂挡块，所述反作用力臂挡块设置于所述支架上，所述反作用力臂挡块用于阻挡待测扭矩倍增器的反作用力臂。
7.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述支架的底部设有稳定块，所述稳定块内开设有定位孔，所述第二扭矩传感器设置于所述定位孔内。
8.根据权利要求1所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，扭矩加载机构还包括大扭矩加载装置，所述大扭矩加载装置包括水平设置的第二丝杠，所述第二丝杠上配合设置有第二螺母，所述第二丝杠穿设于所述支架上，所述第二丝杠的一端设有操作件，还包括加力杠杆，所述加力杠杆的一端与所述第二螺母连接，另一端与所述第一丝杠端部的棱柱结构卡接。
9.根据权利要求8所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述加力杠杆的端部设有长槽，所述第二螺母上设有定位轴，所述定位轴穿设于所述长槽内，所述第二螺母上穿设有导向杆，所述导向杆两端固定于所述支架上且与所述第二丝杠平行。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的扭矩倍增器校准装置，其特征在于，所述操作件为手轮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140416 |