空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及扭矩測(cè)試領(lǐng)域，特別涉及一種空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)工業(yè)水平的不斷發(fā)展，扭矩傳感器的檢定與校準(zhǔn)需求越來(lái)越大，尤其是大量程、高精度扭矩傳感器的檢定與校準(zhǔn)需求越來(lái)越高。近年來(lái)，許多科研單位和生產(chǎn)廠家都在使用進(jìn)口的扭矩傳感器，而國(guó)內(nèi)的常規(guī)扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)已經(jīng)無(wú)法為其檢定或校準(zhǔn)，導(dǎo)致這些扭矩傳感器無(wú)法溯源，為其進(jìn)一步的使用帶來(lái)了很多困難。
[0003]目前，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院保存著三臺(tái)扭矩基準(zhǔn)機(jī)，量程分別為50Nm、IkNm和5kNm，其擴(kuò)展測(cè)量不確定度都為0.01% (k = 3)，都采用刀口支承。另外，國(guó)家計(jì)量院研制了 10Nm扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，其擴(kuò)展測(cè)量不確定度小于5 X 10 5 (k = 2)，半自動(dòng)加載，采用了空氣軸承支承，減小了摩擦扭矩，提高了扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的精度等級(jí)。中船重工第七O四研究所研制的50kNm扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)采用刀口支承，全自動(dòng)加載，其擴(kuò)展測(cè)量不確定度為0.05% (k = 2)。不難發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)的扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)在量程或精度上受到了制約，對(duì)大量程、高精度的扭矩傳感器的檢定或校準(zhǔn)存在一定的困難，在一定程度上阻礙了國(guó)內(nèi)工業(yè)的發(fā)展，加大了與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種高精度、大量程的空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，其量程達(dá)到20kNm。
[0005]本實(shí)用新型采用的解決方案是:
[0006]一種空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，包括基座、標(biāo)準(zhǔn)力臂、空氣軸承、砝碼加載裝置、減速機(jī)、伺服電機(jī)、輸出主軸、位移傳感器和扭矩傳感器；其中所述標(biāo)準(zhǔn)力臂通過(guò)所述輸出主軸安裝在所述空氣軸承上，所述空氣軸承固定在所述基座上，所述標(biāo)準(zhǔn)力臂兩端設(shè)置有砝碼懸吊部件；所述減速機(jī)安裝在所述基座上，由所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述減速機(jī)的水平輸出軸中心線與所述輸出主軸的中心線在同一直線上；所述扭矩傳感器設(shè)置在所述減速機(jī)的水平輸出軸與所述輸出主軸之間；所述位移傳感器設(shè)置在所述基座上，用于檢測(cè)所述標(biāo)準(zhǔn)力臂的水平狀態(tài)；所述砝碼加載裝置設(shè)置在所述基座的兩側(cè)、所述標(biāo)準(zhǔn)力臂的砝碼懸吊部件下方，所述砝碼加載裝置包括至少一個(gè)砝碼，所述砝碼加載裝置能夠使所述至少一個(gè)砝碼懸掛在所述砝碼懸吊部件上，從而作用在所述標(biāo)準(zhǔn)力臂上。
[0007]優(yōu)選地，所述輸出主軸上設(shè)置有第一液壓抱閘，所述第一液壓抱閘固定至第一撓性聯(lián)軸器的一端，所述第一撓性聯(lián)軸器的另一端固定至第二液壓抱閘；所述減速機(jī)的輸出軸上設(shè)置有第三液壓抱閘，所述第三液壓抱閘固定至第二撓性聯(lián)軸器的一端，所述第二撓性聯(lián)軸器的另一端固定至第四液壓抱閘，所述扭矩傳感器設(shè)置在所述第二液壓抱閘與第四液壓抱閘之間。
[0008]優(yōu)選地，所述減速機(jī)通過(guò)直線導(dǎo)軌安裝在所述基座上。
[0009]優(yōu)選地，所述基座采用鑄造件。
[0010]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)力臂的有效長(zhǎng)度為1.6m，材料為合金鋼。
[0011]優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)力臂包括:前主梁、后主梁、邊刀固定件、邊刀；彼此平行設(shè)置的前主梁和后主梁位于所述空氣軸承兩側(cè)，且所述輸出主軸穿過(guò)前主梁的中心孔和后主梁的中心孔；前主梁和后主梁組成力臂杠桿，所述力臂杠桿以主軸所述輸出主軸為轉(zhuǎn)動(dòng)軸，前主梁和后主梁分別連接至連接件組件的兩側(cè)，以加固所述力臂杠桿；兩個(gè)邊刀固定件分別位于力臂杠桿的左右兩端，每個(gè)邊刀固定件的兩側(cè)分別固定至前主梁和后主梁，且邊刀固定件與前主梁和后主梁相垂直，邊刀以刀刃向上的方向固定在邊刀固定件上。
[0012]優(yōu)選地，所述連接件組件包括四個(gè)連接板，所述四個(gè)連接板分為位于所述輸出主軸兩側(cè)的兩組，每組包括兩個(gè)連接板，該兩組連接板相對(duì)于經(jīng)過(guò)所述輸出主軸軸線的豎直面對(duì)稱，且每組中的兩個(gè)連接板相對(duì)于經(jīng)過(guò)所述輸出主軸軸線的水平面對(duì)稱，所述四個(gè)連接板中位于對(duì)角位置的任意兩個(gè)連接板相對(duì)于所述輸出主軸軸線中心對(duì)稱。
[0013]優(yōu)選地，所述砝碼加載裝置包括:旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)能夠正反向旋轉(zhuǎn)以及沿豎直方向升降；承載部件，所述承載部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)上，能夠隨所述旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)旋轉(zhuǎn)和升降；以及砝碼組，所述砝碼組包括至少一個(gè)砝碼并由所述承載部件承載，所述砝碼組中的一個(gè)或多個(gè)砝碼能夠通過(guò)所述砝碼懸吊部件懸吊至所述標(biāo)準(zhǔn)力臂上。
[0014]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)包括:底座；升降機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述底座上，所述升降機(jī)構(gòu)包括升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)、能夠上下移動(dòng)的第一承載部件、連接至所述升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述第一承載部件的升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將所述升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為所述第一承載部件的上下移動(dòng)；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)、能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的第二承載部件、連接至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述第二承載部件的旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞至所述第二承載部件；以及支撐機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)將所述第二承載部件支撐于所述第一承載部件上方并允許所述第二承載部件轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，所述升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接至所述升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)的蝸桿、與所述蝸桿嚙合的蝸輪和固定連接至所述蝸輪的絲杠，所述第一承載部件固定連接至所述絲杠；所述旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括連接至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的外齒輪，所述外齒輪與所述第二承載部件底部設(shè)置的內(nèi)齒輪相嚙合；所述支撐機(jī)構(gòu)是大軸承，所述大軸承的外側(cè)固定于所述第一承載部件上，內(nèi)側(cè)與所述第二承載部件固定，從而支撐所述第二承載部件并允許所述第二承載部件轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0016]本實(shí)用新型的空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是精度高，量程大，能進(jìn)行全自動(dòng)測(cè)量，適用于大量程、高精度的扭矩傳感器。
【附圖說(shuō)明】
[0017]通過(guò)結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型示例性實(shí)施方式進(jìn)行更詳細(xì)的描述，本實(shí)用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將變得更加明顯，其中，在本實(shí)用新型示例性實(shí)施方式中，相同的參考標(biāo)號(hào)通常代表相同部件。
[0018]圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的主視圖；
[0019]圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的側(cè)視圖；
[0020]圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)力臂的主視圖；
[0021]圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的標(biāo)準(zhǔn)力臂的側(cè)視圖；
[0022]圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的砝碼加載裝置的主視圖；
[0023]圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例的砝碼加載裝置的側(cè)視圖；
[0024]圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的砝碼自動(dòng)加載裝置的砝碼示意圖；
[0025]圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的砝碼自動(dòng)加載裝置的砝碼吊鉤與懸吊部件示意圖；
[0026]圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的砝碼自動(dòng)加載裝置的旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)示意圖。
[0027]主要附圖標(biāo)記如下:
[0028]1-基座，2-標(biāo)準(zhǔn)力臂，3-空氣軸承，4-砝碼加載裝置，7-砝碼懸吊部件，9-減速機(jī)，10-伺服電機(jī)，11-輸出主軸，12-激光位移傳感器，13-直線導(dǎo)軌，14-扭矩傳感器，15-液壓抱閘，16-燒性聯(lián)軸器，17-液壓抱閘，18-液壓抱閘，19-燒性聯(lián)軸器，20-液壓抱閘；
[0029]331-懸掛件，332-邊刀，333-刀承，335-邊刀固定件，336-前主梁，337-后主梁，338-連接板，3311-前配重部件，3312-右配重部件，3313-螺桿，3315-左配重部件，3316-螺桿；
[0030]552-砝碼組，553-旋轉(zhuǎn)升降臺(tái)，554-托盤(pán)，555-臺(tái)階，556-萬(wàn)向節(jié)，557-吊鉤，558-吊耳，559-銷(xiāo)軸，5510-凹槽，5511-凸起；
[0031]991-底座，992-導(dǎo)向桿，993-直線軸承，994-止推軸承，995-滾動(dòng)軸承，996-蝸輪，997-蝸桿，998-升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)，999-絲杠，9910-信號(hào)接收器，9911-信號(hào)發(fā)生器，9912-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，9913-外齒輪，9914-旋轉(zhuǎn)托盤(pán)，9915-大軸承，9916-升降托盤(pán)，9917-支架，9918-信號(hào)接收器，9919-支架，9920-信號(hào)發(fā)生器。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。雖然附圖中顯示了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施方式所限制。相反，提供這些實(shí)施方式是為了使本實(shí)用新型更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈緦?shí)用新型的范圍完整地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0033]本公開(kāi)的空氣軸承式扭矩標(biāo)準(zhǔn)機(jī)包括基座