專利名稱：氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種扭矩扳子動態(tài)檢定裝置，具體是一種氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置。
背景技術(shù)：
在國家計量檢定規(guī)程JJG 707-2003《扭矩扳子》中明確規(guī)定氣動和電動扭矩扳子作為扭矩計量器具，和常規(guī)扭矩扳子一樣納入本規(guī)程進行計量檢定，但是由于目前國內(nèi)還沒有相應的專用檢定裝置，因此在該規(guī)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(fā)研制了JFD型智能動態(tài)扭矩測量儀和扭力測試臺。前者特點為適用于各種氣動、電動扭矩扳子的檢測，瞬態(tài)響應快，精度高，大屏幕高亮度數(shù)字顯示，清晰直觀、操作靈活簡單、帶有數(shù)字顯示氣壓表作為輔助檢測設施。其技術(shù)指標為測量范圍(1～800)N·m(根據(jù)用戶要求配置各種量程的傳感器)；A/D轉(zhuǎn)換高速高精度A/D轉(zhuǎn)換器，采樣速度10k次/s，單次采樣時間10μs；基本顯示誤差±1％；顯示方式峰值保持與連續(xù)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(xù)顯示，精度±1％(見www.lyjfgs.com/cp3.htm)。后者功能為測試簡單方便；自動清零；數(shù)字顯示扭矩；記錄合格次數(shù)；合格范圍可設置；記錄最大扭矩值。技術(shù)指標扭矩傳感器精度5‰；智能儀表顯示精度5‰；顯示范圍(0～100)N·m(見http//www.ccchp.com/htdocs)。
但由于氣動扭矩扳子對動力氣源品質(zhì)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(tài)加載，在扭矩測量上，必須配置緩沖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，原因是該緩沖裝置在結(jié)構(gòu)設計上要模擬氣動和電動扭矩扳子擰緊螺母時的狀態(tài)，具有相當?shù)碾y度，因此國內(nèi)制造廠家一直以來沒有解決該問題。在采樣速率上，遼陽金帆儀器儀表有限公司研制的智能動態(tài)扭矩測量儀最高采樣頻率僅為10k次/s。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置，解決JJG 707-2003《扭矩扳子》計量檢定規(guī)程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定問題。
本發(fā)明涉及的動態(tài)檢定裝置由渦卷空氣壓縮機、儲氣罐、油水凈化器和壓縮空氣過濾器以及精密壓力表和直流穩(wěn)壓電源組成加載動力源，高精度壓力氣源或精密直流穩(wěn)壓電源驅(qū)動被檢氣動或電動扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩沖器與應變式扭矩傳感器聯(lián)接，動態(tài)應變儀、數(shù)據(jù)采集器以及內(nèi)置檢定數(shù)據(jù)采集分析處理軟件的計算機等構(gòu)成測量輸出系統(tǒng)，測量被檢扭矩扳子經(jīng)過柔性緩沖器所模擬實際狀態(tài)的工作扭矩，以此構(gòu)成整個檢定裝置。
本檢定裝置所使用柔性緩沖器采用碟形簧緩沖結(jié)構(gòu)，由傳感器方接頭、止退套、封裝外殼、扳子聯(lián)結(jié)方接頭、緩沖碟簧和傳動螺桿組成。傳感器方接頭實現(xiàn)與傳感器的連接，止退套為傳感器方接頭限位。扳子聯(lián)結(jié)方接頭與傳動螺桿一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動螺桿的另一端與傳感器方接頭通過螺紋連接，緩沖碟簧安裝在傳動螺桿中部，傳動螺桿上有一凸環(huán)，緩沖碟簧一端靠近傳動螺桿凸環(huán)的端面，另一端抵在傳感器方接頭的端面上。實際工作時，緩沖碟簧中心傳動螺桿在氣動或電動扭矩扳子驅(qū)動下旋轉(zhuǎn)，當螺桿端面接觸到緩沖碟簧后，對緩沖碟簧施加壓力，緩沖碟簧吸收氣動或電動扭矩扳子能量，使螺桿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(tài)，同時通過多功能測試儀高速采集出實際工作扭矩，實現(xiàn)扭矩測量檢定。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點和積極效果如下(1)由于目前現(xiàn)有技術(shù)在動態(tài)類扭矩扳子檢定方面還不具有相應的手段，因此本發(fā)明解決了JJG 707-2003《扭矩扳子》計量檢定規(guī)程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定手段問題。
(2)由于本裝置使用的柔性緩沖器采用碟形簧緩沖結(jié)構(gòu)，完全能模擬出氣動或電動扭矩扳子實際使用狀態(tài)，同時通過多功能測試儀高速采集出實際工作扭矩，實現(xiàn)扭矩動態(tài)測量，實現(xiàn)了對氣動及電動扭矩扳子的動態(tài)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(qū)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(wěn)定，檢定數(shù)據(jù)的重復性就無法得到保證。本發(fā)明采用了高精度氣源，解決了氣動扭矩扳子的驅(qū)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(xiàn)，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，還可應用于其它氣動或電動扭矩工具的扭矩示值檢定，實現(xiàn)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(tài)檢定裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為檢定裝置的柔性緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見圖1，氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置由加載動力源、柔性緩沖器、應變式扭矩傳感器和測量輸出系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。加載動力源由渦卷空氣壓縮機14、儲氣罐13、油水凈化器11和壓縮空氣過濾器10、精密壓力表9及穩(wěn)壓電源5組成。其中渦卷空氣壓縮機14、儲氣罐13、油水凈化器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位于儲氣罐13之后，內(nèi)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(wěn)壓電源則直接連接被檢電動扭矩扳子。柔性緩沖器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(tǒng)由YE6600動態(tài)應變儀4、YE6230A數(shù)據(jù)采集器3以及計算機2和打印機1組成，C3S2U型應變式扭矩傳感器6的輸出與測量輸出系統(tǒng)的YE6600動態(tài)應變儀4的輸入連接。
本動態(tài)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(jīng)儲氣罐13穩(wěn)壓，冷凝器12冷卻以及油水凈化器11和壓縮空氣過濾器10過濾凈化后驅(qū)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(qū)動下產(chǎn)生扭矩；在檢定電動扭矩扳子時，由穩(wěn)壓電源5為被檢扭矩扳子8提供精密電源驅(qū)動其產(chǎn)生扭矩。扭矩經(jīng)過柔性緩沖器7緩沖后模擬被檢扭矩扳子的實際工作狀態(tài)，然后通過C3S2U型應變式扭矩傳感器6以及動態(tài)應變儀4和數(shù)據(jù)采集器3對實際扭矩進行采集測量，最后由計算機2和打印機1輸出檢定結(jié)果。
本裝置的柔性緩沖器的結(jié)構(gòu)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(lián)結(jié)方接頭74、緩沖碟簧75和傳動螺桿76組成。傳感器方接頭71實現(xiàn)與傳感器的連接，止退套72為傳感器方接頭71限位。扳子聯(lián)結(jié)方接頭74與傳動螺桿76一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動螺桿76的另一端與傳感器方接頭71通過螺紋連接，緩沖碟簧75安裝在傳動螺桿76中部，傳動螺桿76上有一凸環(huán)77，緩沖碟簧75一端靠近傳動螺桿的凸環(huán)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(lián)結(jié)方接頭74之外套有封裝外殼73，并在傳感器方接頭71與封裝外殼73之間套有止退套72。本柔性緩沖器在實際工作時，被檢扭矩扳子產(chǎn)生的扭矩驅(qū)動聯(lián)結(jié)方接頭74旋轉(zhuǎn)，扳子聯(lián)結(jié)方接頭74帶動傳動螺桿76做相應的旋轉(zhuǎn)，而緩沖碟簧75會對聯(lián)結(jié)方接頭74和傳動螺桿76的前進產(chǎn)生緩沖作用，直到最后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(xiàn)了模擬被檢扭矩扳子實際工作狀態(tài)的功能。
本申請人實際設計的動態(tài)檢定裝置主要技術(shù)指標如下(1)扭矩測量范圍(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(shù)據(jù)采集器最高采樣頻率瞬態(tài)采集方式1MHz/CH，最大采樣長度瞬態(tài)采集方式126k/CH。
權(quán)利要求
1.一種氣動/電動扭矩扳子動態(tài)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(tǒng)，測量輸出系統(tǒng)由動態(tài)應變儀(4)、數(shù)據(jù)采集器(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(tǒng)的動態(tài)應變儀(4)的輸入連接；其特征在于所述加載動力源由渦卷空氣壓縮機(14)、儲氣罐(13)、油水凈化器(11)和壓縮空氣過濾器(10)、精密壓力表(9)及穩(wěn)壓電源(5)組成，其中渦卷空氣壓縮機(14)、儲氣罐(13)、油水凈化器(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(wěn)壓電源(5)則直接連接被檢電動扭矩扳子；另設計有柔性緩沖器(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(jù)權(quán)利要求1所述的氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置，其特征在于傳感器方接頭(71)、止退套(72)、封裝外殼(73)、扳子聯(lián)結(jié)方接頭(74)、緩沖碟簧(75)和傳動螺桿(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(lián)結(jié)方接頭(74)與傳動螺桿(76)一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動螺桿(76)的另一端與傳感器方接頭(71)通過螺紋連接，緩沖碟簧(75)安裝在傳動螺桿(76)中部，傳動螺桿(76)上有一凸環(huán)(77)，緩沖碟簧(75)一端靠近傳動螺桿的凸環(huán)(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(lián)結(jié)方接頭(74)之外套有封裝外殼(73)，并在傳感器方接頭(71)與封裝外殼(73)之間套有止退套(72)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氣動/電動扭矩扳子動態(tài)檢定裝置，由渦卷空氣壓縮機、儲氣罐、油水凈化器和壓縮空氣過濾器以及精密壓力表和穩(wěn)壓電源組成加載動力源，高精度壓力氣源或精密穩(wěn)壓電源驅(qū)動被檢氣動或電動扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩沖器與應變式扭矩傳感器聯(lián)接，由動態(tài)應變儀、數(shù)據(jù)采集器以及計算機等構(gòu)成測量輸出系統(tǒng)，測量被檢扭矩扳子經(jīng)過柔性緩沖器所模擬實際狀態(tài)的工作扭矩。緩沖器采用的是碟形簧緩沖結(jié)構(gòu)。本裝置能模擬出氣動或電動扭矩扳子實際使用狀態(tài)，同時通過多功能測試儀高速采集出實際工作扭矩，實現(xiàn)扭矩動態(tài)測量，實現(xiàn)對氣動及電動扭矩扳子的動態(tài)檢定，解決JJG 707－2003《扭矩扳子》計量檢定規(guī)程中有關氣動和電動扭矩扳子的檢定問題。
文檔編號B25B23/14GK1709647SQ20051005712
公開日2005年12月21日 申請日期2005年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月18日
發(fā)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