超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，具有一個力臂橫梁，力臂橫梁中間通過刀具豎立在刀承座上，力臂橫梁可繞刀具部件與刀承座形成的支點自由擺動，具有四個力臂橫梁支架，四個力臂橫梁支架分布于力臂橫梁兩側(cè)對稱分布，并且左右對稱，每個力臂橫梁支架下面裝有頂升立柱，頂升立柱下面連接力傳感器、高精度驅(qū)動電機組合成頂升部件，頂升部件與基座固定連接；力臂橫梁兩側(cè)下面各裝有一個固定于基座上的非接觸式高精度位移傳感器。本發(fā)明具有自定位功能，可有效限制力臂橫梁位置，能保證升降過程中刀具與刀承之間的相對位置可完全復(fù)位至力臂橫梁初始裝配位置。從而解決的刀刃式扭矩標準機中常見的力臂橫梁位置不確定，容易偏移的問題。
【專利說明】超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計量檢測、扭矩檢測校準、扭矩測試裝置，具體涉及一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]超大型刀口式扭矩標準機是一種高精度超大量程段扭矩計量設(shè)備，其結(jié)構(gòu)主要由砝碼組、力臂橫梁、力臂支撐部件、力臂平衡機構(gòu)、基座等組成。力臂支撐機構(gòu)是這種設(shè)備的核心部件，通?？刹捎酶呔鹊牡犊谑街螜C構(gòu)。刀口式支撐機構(gòu)主要是由高強度刀具和刀承座組成。在使用過程中，刀具豎立于刀承座上，可單自由度自由擺動，形成支點結(jié)構(gòu)。超大型刀口式扭矩標準機的力臂橫梁重量約5-6噸，與刀具固定連接，其重量將全部由刀具的刀刃支撐。為保護刀具刀刃，延長其使用壽命，在非工作狀態(tài)時必須抬升力臂橫梁，減小刀具刀刃受力。然而，超大型刀口式扭矩標準機的設(shè)計要求刀具位置的可移動距離必須小于0.1mm。也就是說，與刀具相連的力臂橫梁可抬升距離必須小于0.1mm。此外，在多次升降過程中，力臂橫梁和刀具相對于刀承座的位置不可避免的會發(fā)生偏移。標準力臂和刀具的位置偏移會嚴重地影響到整臺設(shè)備的精度，甚至于會損毀刀具刀刃，是一個相當嚴重的問題。如何在抬升力臂橫梁，減小刀具刀刃受力的同時，又能滿足設(shè)計要求，控制刀具偏移量在0.1mm以內(nèi)，同時又要保證力臂橫梁升降前后始終保持初始裝配位置，是相當困難的技術(shù)問題，目前還沒有相關(guān)技術(shù)可有效的解決上述問題。
[0003]因此，需要一種微頂升技術(shù)用于解決上述問題，在對力臂橫梁實現(xiàn)抬升的同時，可精確的控制抬升距離小于0.1mm，有效的實現(xiàn)對超大型刀口式扭矩標準機的核心部件一刀口式支撐機構(gòu)的保護。同時，該微頂升技術(shù)具有自定位功能，可有效限制力臂橫梁位置，能保證升降過程中刀具與刀承之間的相對位置可完全復(fù)位至力臂橫梁初始裝配位置。從而解決的刀刃式扭矩標準機中常見的力臂橫梁位置不確定，容易偏移的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的難題，提供一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，用于實現(xiàn)力臂橫梁實現(xiàn)抬升的同時，精確的控制抬升距離小于0.1mm，保護高精度的刀口式支撐機構(gòu)。并能保證升降過程中刀具與刀承之間的相對位置可完全復(fù)位至標準力臂初始裝配位置。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，具有一個力臂橫梁，一個用于安裝刀承座的基座，力臂橫梁中間通過刀具豎立在刀承座上，形成一個單自由度轉(zhuǎn)動副，力臂橫梁可繞刀具部件與刀承座形成的支點自由擺動，其特征在于:還具有四個力臂橫梁支架，四個力臂橫梁支架分布于力臂橫梁兩側(cè)對稱分布，并且左右對稱，每個力臂橫梁支架下面裝有頂升立柱，頂升立柱下面連接力傳感器、高精度驅(qū)動電機組合成頂升部件，頂升部件與基座固定連接；力臂橫梁兩側(cè)下面各裝有一個固定于基座上的非接觸式高精度位移傳感器。
[0006]力臂橫梁支架為懸臂支架，一端與力臂橫梁固定連接，不可轉(zhuǎn)動或移動，力臂橫梁支架底部中間位置開有與頂升立柱契合的槽口。
[0007]非接觸式高精度位移傳感器與力臂橫梁之間留有間隙。
[0008]頂升立柱底部為圓柱體，頂部為平面或圓弧面或錐面。
[0009]力傳感器位于頂升立柱和高精度驅(qū)動電機之間，用于測量監(jiān)控頂升部件受力情況。
[0010]高精度驅(qū)動電機為伺服電機或步進電機呀電動推桿，高精度驅(qū)動電機驅(qū)動頂升部件沿垂直方向上下微量移動。
[0011]力臂橫梁支架為平底槽頂升支架或錐型槽頂升支架呀V型槽頂升支架；四個力臂橫梁支架中有二個平底槽頂升支架，二個平底槽頂升支架斜對角分布，一個錐面槽頂升支架，一個V型槽頂升支架。
[0012]頂升立柱為球形頂升立柱或微弧面頂升立柱，其中球形頂升立柱位于錐面槽頂升支架和V型槽頂升支架下面，微弧面頂升立柱位于平底槽頂升支架下面。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，實現(xiàn)力臂橫梁抬升的同時，保證刀具部件偏移量在允許范圍之內(nèi)。實現(xiàn)對高精度的刀口式支撐機構(gòu)的保護。本發(fā)明的微頂升裝置具有自定位功能，可有效限制力臂橫梁位置，能保證升降過程中刀具與刀承之間的相對位置可完全復(fù)位至力臂橫梁初始裝配位置。從而解決的刀刃式扭矩標準機中常見的力臂橫梁位置不確定，容易偏移的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0016]本發(fā)明的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置可實現(xiàn)對力臂橫梁
0.03mm?0.08mm的抬升量。
[0017]本發(fā)明的具體實施方法如下:
裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，包括力臂橫梁1、力臂橫梁支架2、基座3、刀承座4、刀具5、力傳感器6、高精度驅(qū)動電機7，頂升立柱8、高精度非接觸式位移傳感器9。通過四根受壓力傳感器與激光位移傳感器共同控制的頂升立柱的微量位移頂升，可使力臂橫梁I微微抬起0.03mnT0.08mm。
[0018]其中，力臂橫梁支架2為懸臂結(jié)構(gòu)，一端與力臂橫梁I固定連接，不可轉(zhuǎn)動或移動。力臂橫梁支架2共有4只，其位置分布關(guān)于力臂橫梁I前后對稱分布，關(guān)于刀具5左右對稱分布。力臂橫梁支架2底部中間位置開有槽口，可與頂升立柱8契合。
[0019]力臂橫梁I與刀具部件5固定連接。刀具5豎立在刀承座4上，形成一個單自由度轉(zhuǎn)動副。刀承座4與基座3固定連接。力臂橫梁I可繞刀具部件5與刀承座4形成的支點自由擺動。
[0020]非接觸式高精度位移傳感器9共有2只，與基座3固定，位于力臂橫梁I兩側(cè)下面，與力臂橫梁I之間留有間隙。當力臂橫梁I處于水平位置時，左右兩側(cè)與激光位移傳感器9間距相同。當力臂橫梁I失去平衡時，左右間隙距離發(fā)生變化，通過測量比對兩側(cè)間隙大小來判定力臂橫梁是否處于水平位置。
[0021 ] 頂升立柱8，力傳感器6，高精度驅(qū)動電機7組合成一套頂升部件，頂升部件與基座3固定連接。頂升部件共有4套，分別位于4只頂升支架2下方。
[0022]頂升立柱8底部為圓柱體，頂部可以是平面、圓弧面或錐面。
[0023]力傳感器6位于頂升立柱8和高精度驅(qū)動電機7之間，用于測量監(jiān)控頂升部件受力情況。通過4組傳感器數(shù)據(jù)比較，確認力臂橫梁是否處于平衡狀態(tài)。
[0024]高精度驅(qū)動電機7驅(qū)動頂升部件沿垂直方向上下微量移動。高精度驅(qū)動電機可以是伺服電機、步進電機，也可以是電動推桿。
[0025]所述頂升支架2有三種結(jié)構(gòu)形式，一種是平底槽頂升支架，一種是錐型槽頂升支架，另一種是V型槽頂升支架。其中平底槽頂升支架共2只，斜對角分布。錐面槽頂升支架I只，V型槽頂升支架I只。
[0026]所述頂升立柱8有二種結(jié)構(gòu)形式，分別為球形頂升立柱和微弧面頂升立柱。其中球形頂升立柱位于錐面槽頂升支架和V型槽頂升支架下面。微弧面頂升立柱位于平底槽頂升支架下面。
[0027]該機構(gòu)的作用是可以保護整套裝置的關(guān)鍵部件一刀口支承部件。因為在安裝大型被校扭矩傳感器時需要使用行車起吊、大扭矩螺釘緊固等等操作，這些操作無疑是帶有較大的風(fēng)險性的，例如操作不當傳感器在起吊安裝過程中撞到力臂橫梁部件會產(chǎn)生很大的沖擊力，這無疑會可能損壞刀刃部件，而現(xiàn)在安裝過程中使用微頂升機構(gòu)將主刀刃與主刀承脫離不接觸，即使有一定的沖擊也可有效的保護刀刃部件不會沖擊碰撞，發(fā)生破壞。
[0028]微頂升機構(gòu)在電氣控制系統(tǒng)的控制下，能夠微量的位移頂升，使力臂橫梁梁微微抬起約0.03mnT0.08mm。必須采用微頂升機構(gòu)是因為力臂橫梁被頂升的位移量不能太大，否則會影響被校傳感器連接的同軸度。超大型刀口式扭矩標準機的設(shè)計要求刀具可調(diào)位移小于0.1mm,為滿足設(shè)計要求，同時又能使刀具部件與刀承座部件互相脫離，從而達到在安裝被校傳感器的過程中保護刀口支承的作用，力臂橫梁梁允許抬升距離必須小于0.1mm。
[0029]頂升立柱8與力傳感器6串接安裝，頂升立柱8的上升與下降動作由高精度驅(qū)動電機7控制機械機構(gòu)執(zhí)行運動。高精度非接觸式位移傳感器9可監(jiān)控力臂橫梁I水平狀態(tài)和位移量。力傳感器6監(jiān)控根頂升立柱8受力狀態(tài)是否均衡。通過對高精度非接觸式位移傳感器9和力傳感器6的監(jiān)控數(shù)據(jù)反饋信息分析，電控系統(tǒng)控制四組高精度驅(qū)動電機7分別控制驅(qū)動四根頂升立柱8微量移動。高精度驅(qū)動電機7不斷調(diào)整立柱頂升8狀態(tài)，直至四根立柱所受力相等，且總和等于力臂橫梁I重量，同時非接觸式位移傳感器9未發(fā)生超量程警報，則表示力臂橫梁I完成頂升過程，且滿足位移量小于0.1mm的要求。
[0030]球形頂升立柱頂部為球體，球體中心與力臂橫梁支架錐型槽中心垂直方向重合。當電機驅(qū)動球形頂升立柱向上移動時，球面可同時與力臂橫梁支架錐型槽槽壁和V型槽槽壁靠緊，從而在重力輔助作用下，對六個自由度進行定位。
[0031]微弧面頂升立柱頂部為微微凸起的圓弧面。微弧面頂升立柱中心與力臂橫梁支架平底槽中心垂直方向重合。當電機驅(qū)動微弧面頂升立柱向上移動時，微弧面頂升立柱頂部圓弧面中心點可與力臂橫梁支架平面槽平面靠緊，形成輔助定位，確保力臂橫梁升降平穩(wěn)。
[0032]四根立柱受控于電控系統(tǒng)，可同時與四根力臂橫梁支架接觸。力臂橫梁I每次頂升后即可完全復(fù)位至力臂橫梁I裝配初調(diào)所確定的位置，從而解決的刀刃式扭矩標準機中常見的力臂橫梁位置不確定，容易偏移的問題。
【權(quán)利要求】
1.一種超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，具有一個力臂橫梁(1)，一個用于安裝刀承座⑷的基座(3)，力臂橫梁⑴中間通過刀具(5)豎立在刀承座⑷上，形成一個單自由度轉(zhuǎn)動副，力臂橫梁⑴可繞刀具部件(5)與刀承座⑷形成的支點自由擺動，其特征在于:還具有四個力臂橫梁支架(2)，四個力臂橫梁支架(2)分布于力臂橫梁(I)兩側(cè)對稱分布，并且左右對稱，每個力臂橫梁支架(2)下面裝有頂升立柱(8)，頂升立柱(8)下面連接力傳感器(6)、高精度驅(qū)動電機(7)組合成頂升部件，頂升部件與基座(3)固定連接；力臂橫梁(I)兩側(cè)下面各裝有一個固定于基座(3)上的非接觸式高精度位移傳感器(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述力臂橫梁支架(2)為懸臂支架，一端與力臂橫梁(I)固定連接，不可轉(zhuǎn)動或移動，力臂橫梁支架(2)底部中間位置開有與頂升立柱(8)契合的槽口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述非接觸式高精度位移傳感器(9)與力臂橫梁(I)之間留有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述頂升立柱(8)底部為圓柱體，頂部為平面或圓弧面或錐面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述力傳感器(6)位于頂升立柱(8)和高精度驅(qū)動電機(7)之間，用于測量監(jiān)控頂升部件受力情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述高精度驅(qū)動電機(7)為伺服電機或步進電機或電動推桿，高精度驅(qū)動電機(7)驅(qū)動頂升部件沿垂直方向上下微量移動。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述力臂橫梁支架(2)為平底槽頂升支架或錐型槽頂升支架或V型槽頂升支架；四個力臂橫梁支架(2)中有二個平底槽頂升支架，二個平底槽頂升支架斜對角分布，一個錐面槽頂升支架，一個V型槽頂升支架。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的超大型刀口式扭矩標準機力臂橫梁微頂升裝置，其特征在于:所述頂升立柱(8)為球形頂升立柱或微弧面頂升立柱，其中球形頂升立柱位于錐面槽頂升支架和V型槽頂升支架下面，微弧面頂升立柱位于平底槽頂升支架下面。
【文檔編號】G01L25/00GK104359612SQ201410662453
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月19日
【發(fā)明者】童小川, 李濤, 林靜, 戚培蕓, 陳曦, 林杰俊 申請人:中國船舶重工集團公司第七0四研究所