CN2800255Y - 气动/电动扭矩扳子动态检定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气动/电动扭矩扳子动态检定装置，由涡卷空气压缩机、储气罐、油水净化器和压缩空气过滤器以及精密压力表和稳压电源组成加载动力源，高精度压力气源或精密稳压电源驱动被检气动或电动扭矩扳子，被检扭矩扳子通过柔性缓冲器与应变式扭矩传感器联接，由动态应变仪、数据采集器以及计算机等构成测量输出***，测量被检扭矩扳子经过柔性缓冲器所模拟实际状态的工作扭矩。缓冲器采用的是碟形簧缓冲结构。本装置能模拟出气动或电动扭矩扳子实际使用状态，同时通过多功能测试仪高速采集出实际工作扭矩，实现扭矩动态测量，实现对气动及电动扭矩扳子的动态检定，解决JJG707－2003“扭矩扳子”计量检定规程中有关气动和电动扭矩扳子的检定问题。

Description

气动/电动扭矩扳子动态检定装置

                         技术领域

本实用新型涉及一种扭矩扳子动态检定装置，具体是一种气动/电动扭矩扳子动态检定装置。

                          背景技术

在国家计量检定规程JJG 707-2003《扭矩扳子》中明确规定气动和电动扭矩扳子作为扭矩计量器具，和常规扭矩扳子一样纳入本规程进行计量检定，但是由于目前国内还没有相应的专用检定装置，因此在该规程中没有明确气动和电动扭矩扳子的具体检定方法。

目前辽阳金帆仪器仪表有限公司和重庆和平自动化工程有限公司分别开发研制了JFD型智能动态扭矩测量仪和扭力测试台。前者特点为：适用于各种气动、电动扭矩扳子的检测，瞬态响应快，精度高，大屏幕高亮度数字显示，清晰直观、操作灵活简单、带有数字显示气压表作为辅助检测设施。其技术指标为：测量范围：(1～800)N·m(根据用户要求配置各种量程的传感器)；A/D转换：高速高精度A/D转换器，采样速度10k次/s，单次采样时间10μs；基本显示误差：±1％；显示方式：峰值保持与连续显示两种方式，通过按键进行切换；供电方式：AC220V，50Hz；功率损耗：7W；气压表为连续显示，精度±1％(见www.lyjfgs.com/cp3.htm)。后者功能为：测试简单方便；自动清零；数字显示扭矩；记录合格次数；合格范围可设置；记录最大扭矩值。技术指标：扭矩传感器精度5‰；智能仪表显示精度5‰；显示范围(0～100)N·m(见http://www.ccchp.com/htdocs)。

但由于气动扭矩扳子对动力气源品质要求较高，而上述设备在气源方面没有能很好解决；而且气动和电动扭矩扳子是动态加载，在扭矩测量上，必须配置缓冲装置才能准确测量气动和电动扭矩扳子的实际工作扭矩，上述设备在这方面没有相应的装置，原因是该缓冲装置在结构设计上要模拟气动和电动扭矩扳子拧紧螺母时的状态，具有相当的难度，因此国内制造厂家一直以来没有解决该问题。在采样速率上，辽阳金帆仪器仪表有限公司研制的智能动态扭矩测量仪最高采样频率仅为10k次/s。

                         发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种气动/电动扭矩扳子动态检定装置，解决JJG 707-2003《扭矩扳子》计量检定规程中有关气动和电动扭矩扳子的检定问题。

本实用新型涉及的动态检定装置由涡卷空气压缩机、储气罐、油水净化器和压缩空气过滤器以及精密压力表和直流稳压电源组成加载动力源，高精度压力气源或精密直流稳压电源驱动被检气动或电动扭矩扳子，被检扭矩扳子通过柔性缓冲器与应变式扭矩传感器联接，动态应变仪、数据采集器以及内置检定数据采集分析处理软件的计算机等构成测量输出***，测量被检扭矩扳子经过柔性缓冲器所模拟实际状态的工作扭矩，以此构成整个检定装置。

本检定装置所使用柔性缓冲器采用碟形簧缓冲结构，由传感器方接头、止退套、封装外壳、扳子联结方接头、缓冲碟簧和传动螺杆组成。传感器方接头实现与传感器的连接，上退套为传感器方接头限位。扳子联结方接头与传动螺杆一端通过方头联结，传动螺杆的另一端与传感器方接头通过螺纹连接，缓冲碟簧安装在传动螺杆中部，传动螺杆上有一凸环，缓冲碟簧一端靠近传动螺杆凸环的端面，另一端抵在传感器方接头的端面上。实际工作时，缓冲碟簧中心传动螺杆在气动或电动扭矩扳子驱动下旋转，当螺杆端面接触到缓冲碟簧后，对缓冲碟簧施加压力，缓冲碟簧吸收气动或电动扭矩扳子能量，使螺杆前进速度降低直至拧紧，模拟出气动或电动扭矩扳子实际使用状态，同时通过多功能测试仪高速采集出实际工作扭矩，实现扭矩测量检定。

本实用新型与现有技术相比具有的优点和积极效果如下：

(1)由于目前现有技术在动态类扭矩扳子检定方面还不具有相应的手段，因此本实用新型解决了JJG 707-2003《扭矩扳子》计量检定规程中有关气动和电动扭矩扳子的检定手段问题。

(2)由于本装置使用的柔性缓冲器采用碟形簧缓冲结构，完全能模拟出气动或电动扭矩扳子实际使用状态，同时通过多功能测试仪高速采集出实际工作扭矩，实现扭矩动态测量，实现了对气动及电动扭矩扳子的动态检定，效果较好。

(3)在检定气动扭矩扳子时，气源是关键。气源是驱动气动扭矩扳子的工作动力，与气动扭矩扳子的扭矩直接相关，如果工作气源不稳定，检定数据的重复性就无法得到保证。本实用新型采用了高精度气源，解决了气动扭矩扳子的驱动以及检定准确度问题。

(4)气动和电动扭矩扳子检定在同一检定装置中实现，增强了装置功能。

本检定装置不但可应用在气动及电动扭矩扳子的扭矩示值检定上，还可应用于其它气动或电动扭矩工具的扭矩示值检定，实现对气动及电动扭矩工具扭矩量值传递准确度的控制。

                        附图说明

图1为气动/电动扭矩扳子动态检定装置结构示意图；

图2为检定装置的柔性缓冲器结构示意图。

                       具体实施方式

参见图1，气动/电动扭矩扳子动态检定装置由加载动力源、柔性缓冲器、应变式扭矩传感器和测量输出***几部分构成。加载动力源由涡卷空气压缩机14、储气罐13、油水净化器11和压缩空气过滤器10、精密压力表9及稳压电源5组成。其中涡卷空气压缩机14、储气罐13、油水净化器11和压缩空气过滤器10由气管依次相连成为一体，管路上安装有精密压力表9，冷凝器12位于储气罐13之后，内装冷凝液，气管由其中穿过。被检扭矩扳子(气动)8连接在管路末端，若是测量电动扭矩扳子，储气罐13稳压电源则直接连接被检电动扭矩扳子。柔性缓冲器7一端连接被检扭矩扳子8，另一端连接C3S2U型应变式扭矩传感器6。测量输出***由YE6600动态应变仪4、YE6230A数据采集器3以及计算机2和打印机1组成，C3S2U型应变式扭矩传感器6的输出与测量输出***的YE6600动态应变仪4的输入连接。

本动态检定装置的工作原理：在检定气动扭矩扳子时，气源由涡卷空气压缩机14提供，提供的气源经储气罐13稳压，冷凝器12冷却以及油水净化器11和压缩空气过滤器10过滤净化后驱动被检扭矩扳子8工作，气源的压力可以通过精密压力表9进行实时观测。被检扭矩扳子8在气源的驱动下产生扭矩；在检定电动扭矩扳子时，由稳压电源5为被检扭矩扳子8提供精密电源驱动其产生扭矩。扭矩经过柔性缓冲器7缓冲后模拟被检扭矩扳子的实际工作状态，然后通过C3S2U型应变式扭矩传感器6以及动态应变仪4和数据采集器3对实际扭矩进行采集测量，最后由计算机2和打印机1输出检定结果。

本装置的柔性缓冲器的结构参见图2，它由传感器方接头71、止退套72、封装外壳73、扳子联结方接头74、缓冲碟簧75和传动螺杆76组成。传感器方接头71实现与传感器的连接，止退套72为传感器方接头71限位。扳子联结方接头74与传动螺杆76一端通过方头联结，传动螺杆76的另一端与传感器方接头71通过螺纹连接，缓冲碟簧75安装在传动螺杆76中部，传动螺杆76上有一凸环77，缓冲碟簧75一端靠近传动螺杆的凸环77的端面，另一端抵在传感器方接头71的端面上；在传感器方接头71和扳子联结方接头74之外套有封装外壳73，并在传感器方接头71与封装外壳73之间套有止退套72。本柔性缓冲器在实际工作时，被检扭矩扳子产生的扭矩驱动联结方接头74旋转，扳子联结方接头74带动传动螺杆76做相应的旋转，而缓冲碟簧75会对联结方接头74和传动螺杆76的前进产生缓冲作用，直到最后将扭矩完全施加装置中的C3S2U型应变式扭矩传感器6上，从而实现了模拟被检扭矩扳子实际工作状态的功能。

本申请人实际设计的动态检定装置主要技术指标如下：

(1)扭矩测量范围：(3～100)N·m；

(2)扭矩示值最大允许误差≤±1.0％；

(3)加载方式：压力1.0Mpa容积流量0.6m³/min气动加载以及(0～50)V、(0～60)A电动加载；

(4)精密压力表：精度0.4级，量程(0.1～1.0)Mpa；

(5)多功能测试仪数据采集器最高采样频率：瞬态采集方式1MHz/CH，最大采样长度：瞬态采集方式126k/CH。

Claims (2)

1、一种气动/电动扭矩扳子动态检定装置，包括有加载动力源、应变式扭矩传感器(6)和测量输出***，测量输出***由动态应变仪(4)、数据采集器(3)以及计算机(2)组成，应变式扭矩传感器(6)的输出与测量输出***的动态应变仪(4)的输入连接；其特征在于：所述加载动力源由涡卷空气压缩机(14)、储气罐(13)、油水净化器(11)和压缩空气过滤器(10)、精密压力表(9)及稳压电源(5)组成，其中涡卷空气压缩机(14)、储气罐(13)、油水净化器(11)和压缩空气过滤器(10)、精密压力表(9)由气管依次相连，其管路末端连接被检气动扭矩扳子(8)，稳压电源(5)则直接连接被检电动扭矩扳子；另设计有柔性缓冲器(7)，一端连接被检扭矩扳子(8)，另一端连接应变式扭矩传感器(6)。

2、根据权利要求1所述的气动/电动扭矩扳子动态检定装置，其特征在于：传感器方接头(71)、止退套(72)、封装外壳(73)、扳子联结方接头(74)、缓冲碟簧(75)和传动螺杆(76)组成，传感器方接头(71)与传感器的连接，止退套(72)为传感器方接头(71)限位；扳子联结方接头(74)与传动螺杆(76)一端通过方头联结，传动螺杆(76)的另一端与传感器方接头(71)通过螺纹连接，缓冲碟簧(75)安装在传动螺杆(76)中部，传动螺杆(76)上有一凸环(77)，缓冲碟簧(75)一端靠近传动螺杆的凸环(77)的端面，另一端抵在传感器方接头(71)的端面上；在传感器方接头(71)和扳子联结方接头(74)之外套有封装外壳(73)，并在传感器方接头(71)与封装外壳(73)之间套有止退套(72)。

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