專利名稱：氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置，具體是一種氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置。
背景技術(shù)：
在國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG 707-2003《扭矩扳子》中明確規(guī)定氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子作為扭矩計(jì)量器具，和常規(guī)扭矩扳子一樣納入本規(guī)程進(jìn)行計(jì)量檢定，但是由于目前國(guó)內(nèi)還沒有相應(yīng)的專用檢定裝置，因此在該規(guī)程中沒有明確氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子的具體檢定方法。
目前遼陽(yáng)金帆儀器儀表有限公司和重慶和平自動(dòng)化工程有限公司分別開發(fā)研制了JFD型智能動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量?jī)x和扭力測(cè)試臺(tái)。前者特點(diǎn)為適用于各種氣動(dòng)、電動(dòng)扭矩扳子的檢測(cè)，瞬態(tài)響應(yīng)快，精度高，大屏幕高亮度數(shù)字顯示，清晰直觀、操作靈活簡(jiǎn)單、帶有數(shù)字顯示氣壓表作為輔助檢測(cè)設(shè)施。其技術(shù)指標(biāo)為測(cè)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(shí)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(jìn)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(cè)試簡(jiǎn)單方便；自動(dòng)清零；數(shù)字顯示扭矩；記錄合格次數(shù)；合格范圍可設(shè)置；記錄最大扭矩值。技術(shù)指標(biāo)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(dòng)扭矩扳子對(duì)動(dòng)力氣源品質(zhì)要求較高，而上述設(shè)備在氣源方面沒有能很好解決；而且氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子是動(dòng)態(tài)加載，在扭矩測(cè)量上，必須配置緩沖裝置才能準(zhǔn)確測(cè)量氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子的實(shí)際工作扭矩，上述設(shè)備在這方面沒有相應(yīng)的裝置，原因是該緩沖裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要模擬氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子擰緊螺母時(shí)的狀態(tài)，具有相當(dāng)?shù)碾y度，因此國(guó)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(yáng)金帆儀器儀表有限公司研制的智能動(dòng)態(tài)扭矩測(cè)量?jī)x最高采樣頻率僅為10k次/s。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置，解決JJG 707-2003《扭矩扳子》計(jì)量檢定規(guī)程中有關(guān)氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子的檢定問題。
本實(shí)用新型涉及的動(dòng)態(tài)檢定裝置由渦卷空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)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(dòng)力源，高精度壓力氣源或精密直流穩(wěn)壓電源驅(qū)動(dòng)被檢氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩沖器與應(yīng)變式扭矩傳感器聯(lián)接，動(dòng)態(tài)應(yīng)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(jì)算機(jī)等構(gòu)成測(cè)量輸出系統(tǒng)，測(cè)量被檢扭矩扳子經(jīng)過柔性緩沖器所模擬實(shí)際狀態(tài)的工作扭矩，以此構(gòu)成整個(gè)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(dòng)螺桿組成。傳感器方接頭實(shí)現(xiàn)與傳感器的連接，上退套為傳感器方接頭限位。扳子聯(lián)結(jié)方接頭與傳動(dòng)螺桿一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)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(dòng)螺桿中部，傳動(dòng)螺桿上有一凸環(huán)，緩沖碟簧一端靠近傳動(dòng)螺桿凸環(huán)的端面，另一端抵在傳感器方接頭的端面上。實(shí)際工作時(shí)，緩沖碟簧中心傳動(dòng)螺桿在氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，當(dāng)螺桿端面接觸到緩沖碟簧后，對(duì)緩沖碟簧施加壓力，緩沖碟簧吸收氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子能量，使螺桿前進(jìn)速度降低直至擰緊，模擬出氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子實(shí)際使用狀態(tài)，同時(shí)通過多功能測(cè)試儀高速采集出實(shí)際工作扭矩，實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量檢定。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下(1)由于目前現(xiàn)有技術(shù)在動(dòng)態(tài)類扭矩扳子檢定方面還不具有相應(yīng)的手段，因此本實(shí)用新型解決了JJG 707-2003《扭矩扳子》計(jì)量檢定規(guī)程中有關(guān)氣動(dòng)和電動(dòng)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(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子實(shí)際使用狀態(tài)，同時(shí)通過多功能測(cè)試儀高速采集出實(shí)際工作扭矩，實(shí)現(xiàn)扭矩動(dòng)態(tài)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣動(dòng)及電動(dòng)扭矩扳子的動(dòng)態(tài)檢定，效果較好。
(3)在檢定氣動(dòng)扭矩扳子時(shí)，氣源是關(guān)鍵。氣源是驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)扭矩扳子的工作動(dòng)力，與氣動(dòng)扭矩扳子的扭矩直接相關(guān)，如果工作氣源不穩(wěn)定，檢定數(shù)據(jù)的重復(fù)性就無法得到保證。本實(shí)用新型采用了高精度氣源，解決了氣動(dòng)扭矩扳子的驅(qū)動(dòng)以及檢定準(zhǔn)確度問題。
(4)氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子檢定在同一檢定裝置中實(shí)現(xiàn)，增強(qiáng)了裝置功能。
本檢定裝置不但可應(yīng)用在氣動(dòng)及電動(dòng)扭矩扳子的扭矩示值檢定上，還可應(yīng)用于其它氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩工具的扭矩示值檢定，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)及電動(dòng)扭矩工具扭矩量值傳遞準(zhǔn)確度的控制。


圖1為氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)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(shí)施方式
參見圖1，氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置由加載動(dòng)力源、柔性緩沖器、應(yīng)變式扭矩傳感器和測(cè)量輸出系統(tǒng)幾部分構(gòu)成。加載動(dòng)力源由渦卷空氣壓縮機(jī)14、儲(chǔ)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(jī)14、儲(chǔ)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(chǔ)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(dòng))8連接在管路末端，若是測(cè)量電動(dòng)扭矩扳子，儲(chǔ)氣罐13穩(wěn)壓電源則直接連接被檢電動(dòng)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(yīng)變式扭矩傳感器6。測(cè)量輸出系統(tǒng)由YE6600動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4、YE6230A數(shù)據(jù)采集器3以及計(jì)算機(jī)2和打印機(jī)1組成，C3S2U型應(yīng)變式扭矩傳感器6的輸出與測(cè)量輸出系統(tǒng)的YE6600動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4的輸入連接。
本動(dòng)態(tài)檢定裝置的工作原理在檢定氣動(dòng)扭矩扳子時(shí)，氣源由渦卷空氣壓縮機(jī)14提供，提供的氣源經(jīng)儲(chǔ)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(dòng)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(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)。被檢扭矩扳子8在氣源的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生扭矩；在檢定電動(dòng)扭矩扳子時(shí)，由穩(wěn)壓電源5為被檢扭矩扳子8提供精密電源驅(qū)動(dòng)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(shí)際工作狀態(tài)，然后通過C3S2U型應(yīng)變式扭矩傳感器6以及動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀4和數(shù)據(jù)采集器3對(duì)實(shí)際扭矩進(jìn)行采集測(cè)量，最后由計(jì)算機(jī)2和打印機(jī)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(dòng)螺桿76組成。傳感器方接頭71實(shí)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(dòng)螺桿76一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)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(dòng)螺桿76中部，傳動(dòng)螺桿76上有一凸環(huán)77，緩沖碟簧75一端靠近傳動(dòng)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(shí)際工作時(shí)，被檢扭矩扳子產(chǎn)生的扭矩驅(qū)動(dòng)聯(lián)結(jié)方接頭74旋轉(zhuǎn)，扳子聯(lián)結(jié)方接頭74帶動(dòng)傳動(dòng)螺桿76做相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)，而緩沖碟簧75會(huì)對(duì)聯(lián)結(jié)方接頭74和傳動(dòng)螺桿76的前進(jìn)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(yīng)變式扭矩傳感器6上，從而實(shí)現(xiàn)了模擬被檢扭矩扳子實(shí)際工作狀態(tài)的功能。
本申請(qǐng)人實(shí)際設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)檢定裝置主要技術(shù)指標(biāo)如下(1)扭矩測(cè)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(dòng)加載以及(0～50)V、(0～60)A電動(dòng)加載；(4)精密壓力表精度0.4級(jí)，量程(0.1～1.0)Mpa；(5)多功能測(cè)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(zhǎng)度瞬態(tài)采集方式126k/CH。
權(quán)利要求1.一種氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置，包括有加載動(dòng)力源、應(yīng)變式扭矩傳感器(6)和測(cè)量輸出系統(tǒng)，測(cè)量輸出系統(tǒng)由動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀(4)、數(shù)據(jù)采集器(3)以及計(jì)算機(jī)(2)組成，應(yīng)變式扭矩傳感器(6)的輸出與測(cè)量輸出系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀(4)的輸入連接；其特征在于所述加載動(dòng)力源由渦卷空氣壓縮機(jī)(14)、儲(chǔ)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(jī)(14)、儲(chǔ)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(dòng)扭矩扳子(8)，穩(wěn)壓電源(5)則直接連接被檢電動(dòng)扭矩扳子；另設(shè)計(jì)有柔性緩沖器(7)，一端連接被檢扭矩扳子(8)，另一端連接應(yīng)變式扭矩傳感器(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)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(dòng)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(dòng)螺桿(76)一端通過方頭聯(lián)結(jié)，傳動(dòng)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(dòng)螺桿(76)中部，傳動(dòng)螺桿(76)上有一凸環(huán)(77)，緩沖碟簧(75)一端靠近傳動(dòng)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)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種氣動(dòng)/電動(dòng)扭矩扳子動(dòng)態(tài)檢定裝置，由渦卷空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)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(dòng)力源，高精度壓力氣源或精密穩(wěn)壓電源驅(qū)動(dòng)被檢氣動(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子，被檢扭矩扳子通過柔性緩沖器與應(yīng)變式扭矩傳感器聯(lián)接，由動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀、數(shù)據(jù)采集器以及計(jì)算機(jī)等構(gòu)成測(cè)量輸出系統(tǒng)，測(cè)量被檢扭矩扳子經(jīng)過柔性緩沖器所模擬實(shí)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(dòng)或電動(dòng)扭矩扳子實(shí)際使用狀態(tài)，同時(shí)通過多功能測(cè)試儀高速采集出實(shí)際工作扭矩，實(shí)現(xiàn)扭矩動(dòng)態(tài)測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)及電動(dòng)扭矩扳子的動(dòng)態(tài)檢定，解決JJG707－2003“扭矩扳子”計(jì)量檢定規(guī)程中有關(guān)氣動(dòng)和電動(dòng)扭矩扳子的檢定問題。
文檔編號(hào)G01L25/00GK2800255SQ20052000950
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)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(qǐng)人:長(zhǎng)安汽車(集團(tuán))有限責(zé)任公司