CN102156018B - 扭矩测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于一种扭矩检测仪。包括扭矩输入部件(6)、扭矩显示部件(21)、扭矩检测部件和固定前述部件的座架，所述扭矩检测部件包括：驱动力臂(5)，该驱动力臂(5)同扭矩输入部件(6)同轴套接，并应扭矩输入部件(6)旋转而一体旋转；和扭矩转换测试缸(8)，该扭矩转换测试缸(8)分别与驱动力臂(5)和扭矩显示部件(21)连接，驱动力臂(5)向扭矩转换测试缸(8)输入其角位移，通过扭矩转换测试缸(8)转换，输出一位移值至扭矩显示部件(21)以显示扭矩检测值。本发明扭矩检测仪解决了目前国内外普遍存在的检测3000Nm以上大扭矩无法精确检测的难题。

Description

扭矩测试仪

技术领域

本发明涉及用于一种100Nm到1000KNm的扭矩测试设备，特别是一种扭矩测试仪，适用于液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等可以设定输出扭矩的工具和设备的扭矩输出的检测和标定。

背景技术

在当今工业设备中，很多设备产品，尤其是大型装备、设备的关键零部件连接都使用螺栓螺母连接方式，以便日后的维修、保养。例如：火力发电设备、水力发电设备、核电设备、风力发电机组设备、冶金设备、矿山设备、造船设备、石油石化设备等等都有成千上万的大型螺栓用于其关键零部件的连接，这些螺栓都需要根据设计工艺要求，使用能够输出额度扭矩的液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手或扭矩倍增器来拧紧和拆松，以确保给个连接螺栓的预紧力尽量的相同，确保设备零部件被有效、安全、可靠的连接。但这些扭矩工具或设备的扭矩设定都是通过厂家出厂时理论计算出来的或通过国外的扭矩传感器标定出厂值，在中国使用了一段时间后没法在国内重新标定，造成国内很多关键设备的零部件螺栓连接的扭矩连接失效。严重时，会造成化工厂泄漏爆炸，油库泄漏污染，风力发电机倒塌等等事故。其扭矩工具或设备的真实扭矩的标定和检测在国内一直没有一种稳定可靠的扭矩测试仪器。本发明专利的扭矩测试仪有效地解决了目前国内工业行业中存在的一大难题。

目前国际上存在的的扭矩测试仪使用一个弹性体的弹性系数，再根据相应的变形量计算出作用在弹性体上的扭矩。这样弹性体在使用一定时间后，由于疲劳变形等因素，弹性系数会发生一定的变化，所以所测的扭矩在设备的不同寿命阶段，测出来的扭矩是不尽相同的，需要在一定时间段后进行重新标定。

目前中国乃至全球都在大力发展的重型装备用于各种重工业中，尤其是新能源领域的核电、风力发电等行业。在风机总装过程中，螺栓按工业要求的定扭矩拧紧螺栓的工作，如何确保正确的拧紧扭矩值一直是个难题。一当螺栓上的拧紧扭矩值不正确，就可能导致设备故障，甚至整体风机倒塌（国内已经发生多例风机倒塌）。其安装螺母数量多，扭矩精度要求高，已经成为风机总装工作的一个难以突破的瓶颈。

综上所述，现有技术主要存在的问题是：1、购买的扭矩工具设备的出厂值是否正确没法验证；2、扭矩工具设备使用一定时间后，设定的扭矩值是否依然正确没法标定，已经成为工业行业螺栓组装工作的一个难以突破的瓶颈。

发明内容

为克服上述已有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种扭矩测试仪。使用该仪器，可以检测和标定：液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等可以设定输出扭矩的工具和设备真正的扭矩输出值。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种扭矩测试仪，包括扭矩输入部件6、扭矩显示部件21、扭矩检测部件和固定前述部件的座架，所述扭矩检测部件包括：

驱动力臂5，该驱动力臂5同扭矩输入部件6同轴套接，并应扭矩输入部件6旋转而一体旋转；

和扭矩转换测试缸8，该扭矩转换测试缸8分别与驱动力臂5和扭矩显示部件21连接，驱动力臂5向扭矩转换测试缸8输入其角位移，通过扭矩转换测试缸8转换，输出一检测值至扭矩显示部件21以显示扭矩检测值。

进一步，所述驱动力臂5、扭矩输入部件6通过花键连接。

进一步，所述扭矩转换测试缸8包括一圆头，其同驱动力臂5内相应连接处为一凹球面，该圆头与所述驱动力臂5通过一个开口销22固定，该开口销应所述驱动力臂5旋转而一体旋转。

进一步，所述扭矩转换测试缸8为一液压活塞机构。

进一步，所述扭矩转换测试缸8和扭矩显示部件21通过一个连接管连接。

进一步，所述座架还包括支撑轴承3和驱动力臂上下滑动轴承7，所述驱动力臂5通过前述驱动力臂上下滑动轴承7同支撑轴承3连接。

进一步，所述扭矩转换测试缸8内部设有产生压力的液体和活塞8-5，活塞8-5上通过驱动力臂5同扭矩输入部件6相连，及同扭矩显示部件21相连的压力显示转换装置。

进一步，所述扭矩测试仪还包括一校正部件，所述校正部件包括力臂角度指示指针17和显示所述力臂角度指示指针17偏转角度的指针护板刻度盘18，力臂角度指示指针17通过螺纹轴与驱动力臂5连接，以显示力臂偏移角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明扭矩测试仪，通过机械、液压的结构实现了方便正确的测和标定液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等可以设定输出扭矩的工具和设备真正的扭矩输出值；

本发明驱动力臂和扭矩输入部件通过花键连接，能够在没有偏载的情况下输入扭矩。

本发明扭矩转换测试缸圆头与驱动力臂通过一个开口销固定，使扭矩转换测试缸的圆头与驱动力臂内凹球面完全配合，平稳的输入被检测的扭矩。

本发明驱动力臂通过驱动力臂上下滑动轴承同支撑轴承连接，能够在极小的摩擦力的情况下确保输入的扭矩精确性。

本发明包括一扭矩校正部件，使力臂偏移角度能够直接读出，并修正直接从扭矩显示器21检测的扭矩值。

使用本发明扭矩测试仪不会由于材料的弹性系数的变化而变化；使用本发明扭矩测试仪不需要在使用一段时间后重新检测和标定；本发明扭矩测试仪解决了目前扭矩工具和设备的扭矩检测和标定工作中的难题。

附图说明

图1是本发明扭矩测试仪的分解示意图；

图2是本发明扭矩转换测试缸俯视剖面图。

附图中标号说明：

1、下半本体

3、扭矩输入轴上下支撑轴承

4、上下本体连接定位销

5、驱动力臂

6、扭矩输入轴

7、驱动力臂上下滑动轴承

8、扭矩转换测试缸

9、上下本体连接密封板

10、上半本体

13、上下本体连接螺栓

14、反作用支撑块

17、力臂角度指示指针

18、指针护板刻度盘

20、扭矩显示器安装面板

21、扭矩显示器

22、开口销

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅付图是本发明扭矩测试仪的分解示意图。本发明扭矩测试仪包括扭矩输入部件6、扭矩显示部件21、扭矩检测部件和固定前述部件的座架。

本实施例中扭矩输入部件6为一截面为六角形的纵轴，以套入待测扭矩工具或设备。但该扭矩输入部件也可以为其他几何截面轴，以适配待测扭矩工具或设备。

本实施例中扭矩检测部件包括驱动力臂5和一扭矩转换测试缸8。该驱动力臂5同前述六角形扭矩输入轴6通过花键同轴套接，并应六角形扭矩输入轴6旋转而一体旋转产生一角位移；该扭矩转换测试缸8包括一圆头8-2，其同驱动力臂内相应连接处为一凹球面（图中未标识），该圆头与所述驱动力臂5通过一个开口销22固定，该开口销应所述驱动力臂5旋转而一体旋转，并带动扭矩转换测试缸8旋转产生角位移，从而完成对扭矩转换测试缸8的角位移输入。扭矩转换测试缸8内部液压活塞结构因该位移而实现力矩力臂转换，产生一对应新位移，以带动扭矩转换测试缸8同扭矩显示部件21连接的连接管进行移动以达到显示部件21上相应的扭矩显示刻度，即在显示部件21显示所检测到的扭矩。

扭矩转换测试缸8内部结构如图2所示：扭矩转换测试缸8内部侧壁设有密封环8-3以防止内部油压泄露，并设有一定向环8-4以定向8-5活塞运动方向。活塞8-5上的活塞球头杆8-2通过驱动力臂5同扭矩输入部件6相连。扭矩转换测试时，扭矩输入部件6输入扭矩传递到驱动力臂5，驱动力臂5会产生一作用力到扭矩转换测试缸8的圆头8-2上，这个力就会作用在扭矩转换测试缸8的本体8-1腔体的液压油上，液压油所产生压力，通过电子测量设备换算显示在扭矩显示部件21上。该液压换算及数字显示预先设置。

本发明还包括一校正部件，以校正当扭矩过大，驱动力臂5产生位移以使测量值发生偏差的状况。力臂角度指示指针17通过螺纹轴与驱动力臂5连接，力臂角度指示指针17对应的指针护板刻度盘18。驱动力臂5偏转角度同力臂角度指示指针17对应的指针护板刻度盘18刻度关系，预先调节设置。通过该刻度盘可以读出针旋转角度，得出力臂减少的长度，从而得出扭矩值的减少值，来修正扭矩显示器上显示的值，从而得到更精确的实际被检测扭矩。

本实施例座架包括下半本体1、上半本体10、扭矩输入轴上下支撑轴承3、驱动力臂上下滑动轴承7、上本体连接支撑1，下本体连接支撑2、上下本体连接密封板9、上下本体连接螺栓13、反作用支撑块14。座架按图示依次由上至下通过螺栓精密连接，并通过预留开口固定扭矩转换测试缸8等前述部件。其中，驱动力臂通过驱动力臂上下滑动轴承同支撑轴承连接，能够在极小的摩擦力的情况下确保输入的扭矩精确性。

本发明使用方法如下：

扭矩测试仪在使用时，当待测扭矩工具或设备通过一个与扭矩输入轴六角尺寸相同的六角套筒输入一个定值扭矩，这个扭矩会通过扭矩输入轴传递到驱动力臂，然后传递到扭矩转换测试缸，这是扭矩显示器就会显示相对应输入的被测试扭矩数值。

具体包括以下步骤：

1、被检测或标定的液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等通过一个与扭矩输入轴六角相配套的套筒与扭矩输入轴配合。

2、被检测或标定的液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等输入设定的扭矩。

3、通过本发明扭矩测试仪的一系列转换，可以从扭矩显示器读出扭矩值。

4、通过力臂偏差表上读出扭矩偏差系数。

5、用扭矩显示器读出扭矩值乘以扭矩偏差系数就得到被检测或标定的液压扭矩扳手、气动扭矩扳手、电动扭矩扳手、手动扭矩扳手和扭矩倍增器等的真实输出扭矩值。

该发明扭矩测试仪可以通过改变扭矩转换测试缸和驱动力臂的规格大小可以生产出规格大小不一样型号的发明扭矩测试仪。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的边动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定范围为准。

Claims (8)

1.一种扭矩检测仪，包括扭矩输入部件(6)、扭矩显示部件(21)、扭矩检测部件和固定前述部件的座架，其特征在于，

所述扭矩检测部件包括：

驱动力臂(5)，该驱动力臂(5)同扭矩输入部件(6)同轴套接，并应扭矩输入部件(6)旋转而一体旋转；

和扭矩转换测试缸(8)，该扭矩转换测试缸(8)分别与驱动力臂(5)和扭矩显示部件(21)连接，驱动力臂(5)向扭矩转换测试缸(8)输入其角位移，通过扭矩转换测试缸(8)转换，输出一检测值至扭矩显示部件(21)以显示扭矩检测值。

2.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述驱动力臂(5)、扭矩输入部件(6)通过花键连接。

3.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述扭矩转换测试缸(8)包括一圆头，其同驱动力臂(5)内相应连接处为一凹球面，该圆头与所述驱动力臂(5)通过一个开口销(22)固定，该开口销应所述驱动力臂(5)旋转而一体旋转。

4.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述扭矩转换测试缸(8)为一液压活塞机构。

5.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述扭矩转换测试缸(8)和扭矩显示部件(21)通过一个连接管连接。

6.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述座架还包括支撑轴承(3)和驱动力臂上下滑动轴承(7)，所述驱动力臂(5)通过前述驱动力臂上下滑动轴承(7)同支撑轴承(3)连接。

7.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述扭矩转换测试缸(8)内部设有产生压力的液体和活塞(8-5)，活塞(8-5)上通过驱动力臂(5)同扭矩输入部件(6)相连，及同扭矩显示部件(21)相连的压力显示转换装置。

8.如权利要求1所述的扭矩检测仪，其特征在于，所述扭矩检测仪还包括一校正部件，所述校正部件包括力臂角度指示指针(17)和显示所述力臂角度指示指针(17)偏转角度的指针护板刻度盘(18)，力臂角度指示指针(17)通过螺纹轴与驱动力臂(5)连接，以显示力臂偏移角度。

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