CN103105253B - 一种扭力棒扭矩测量装置 - Google Patents

Abstract

一种扭力棒扭矩测量装置，用于解决机械设备大修时对扭力棒扭转角度和扭转力矩对应关系的校核问题。它包括扭力棒固定端支架总成、扭力棒测量端支架总成、扭转角控制机构支架总成、扭矩扳手、角度传感器、底板和电子显示屏，所述扭力棒固定端支架总成安装在底板的左端，所述扭转角控制机构支架总成与扭矩扳手匹配，所述扭矩扳手与扭力棒测量端支架总成配装，所述扭力棒测量端支架总成安装在底板的右端，所述角度传感器安装在扭力棒测量端支架总成右侧，它通过导线与电子显示屏连接。本发明具有性能可靠、操作方便的特点，大大降低了设备检修维护费用，减少了资源浪费。

Description

一种扭力棒扭矩测量装置

技术领域

本发明涉及一种扭力棒性能测试装置，尤其是一种对扭力棒弹性扭转角度与扭转力矩对应关系的测量装置，属于测试技术领域。

背景技术

扭力棒是应用于精密机械设备操控系统中的一个重要部件，它由特殊金属材料制造，价格十分昂贵。其工作过程为：当操作人员对扭力棒施加扭转力矩时，扭力棒发生弹性扭转变形，控制系统中的感应元件将接收的扭力棒弹性扭转角度信号传送给控制器，再由控制器传输指令控制执行元件完成相应动作。由此可见，扭力棒扭转角度与扭转力矩对应关系是执行元件准确执行操控指令的关键因素，在该机械设备大修时必须对扭力棒进行无损探伤及角度和扭转力矩对应关系的测试试验。

现有的杆件扭矩测量装置一般是针对杆件材料的弹性极限、屈服极限进行强度校核，由于缺少适用于扭力棒弹性扭转角度和扭转力矩对应关系的检测装置，在上述机械设备大修时采取了直接更换扭力棒的保守解决方案，存在着设备检修维护费用高、资源浪费的现象。

发明内容

本发明的目的在于针对现有检测技术的局限性，提供一种性能可靠、操作方便、能降低设备检修维护费用、减少资源浪费的扭力棒扭矩测量装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种扭力棒扭矩测量装置，它包括扭力棒固定端支架总成、扭力棒测量端支架总成、扭转角控制机构支架总成、扭矩扳手、角度传感器、底板和电子显示屏，所述扭力棒固定端支架总成安装在底板的左端，所述扭转角控制机构支架总成与扭矩扳手匹配，所述扭矩扳手与扭力棒测量端支架总成配装，所述扭力棒测量端支架总成安装在底板的右端，所述角度传感器安装在扭力棒测量端支架总成右侧，它通过导线与电子显示屏连接。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭力棒固定端支架总成包括上支架和下支架，扭力棒被固定在上支架和下支架之间，所述上支架和下支架通过两侧对称设置的耳环钉连接，所述耳环钉下端与固定在下支架上的轴销配装，在耳环钉上端装配锁紧螺帽。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭力棒测量端支架总成包括左支架、右支架、固套、转接套、支撑块和连接轴，所述左支架和右支架均固定在底板上，所述固套通过套装在其左右两端外侧的轴承与左支架和右支架上的轴承座配装，在固套内腔中沿轴向安装两个转接套，其中右侧转接套右端与连接轴紧固装配，在其左端配装支撑块，左侧转接套左端与扭力棒通过花键齿配合装配，右端与扭矩扳手匹配。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭矩扳手上端设有操作手柄，中部设有扭矩值显示屏，下端设有扭转扳手套头，所述扭转扳手套头与转接套匹配，所述操作手柄与扭转角控制机构支架总成配装。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭转角控制机构支架总成包括固定支板、扭转角微调机构和扭矩扳手固定机构，所述固定支板安装在底板上，在固定支板两侧设置斜支撑，在固定支板上部设置滑槽，所述扭转角微调机构和扭矩扳手固定机构与固定支板的滑槽配装。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭转角微调机构包括支承体和微调螺钉，所述支承体与固定支板滑槽配装，在支承体一端设置支承体锁止螺钉，所述微调螺钉与支承体配装，微调螺钉的尾端与扭矩扳手固定机构连接。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述扭矩扳手固定机构包括扭矩扳手固定套、扭矩扳手固定套锁紧螺钉和扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定套与扭矩扳手操作柄匹配，在扭矩扳手固定套上设置扭矩扳手固定套锁紧螺钉，在扭矩扳手固定套上还设置扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定座通过扭矩扳手固定螺钉与固定支板滑槽装配。

上述扭力棒扭矩测量装置，所述底板固定在水平工作面上。

本发明通过扭力棒固定端支架总成将待测试扭力棒一端固定，扭力棒的另一端与转接套紧固装配，测试时，将扭矩扳手套头插入与扭力棒紧固装配的转接套内，并安装支撑块来限定扭矩扳手套头的轴向移动，再由限位螺钉对支撑块和扭矩扳手进行周向限位，然后，操作扭力扳手对扭力棒施加扭转力矩，参照与角度传感器连接的电子显示屏所显示的数据，利用扭转角微调机构精确调整扭力棒的扭转角度，使之与测试标准标定的数值一致，读取此时扭力扳手的扭矩值显示屏上的数据，并与测试标准进行比对，依此判定被测试扭力棒是否符合继续使用要求。本发明中采用了数字式扭矩扳手作为施力工具，与传统的指针式扭矩扳手比较，不仅读数更加准确，而且便于操作。总之，本发明具有性能可靠、操作方便的特点，解决了机械设备大修时对扭力棒扭转角度和扭转力矩对应关系的测试问题，大大降低了设备检修维护费用，减少了资源浪费。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明组成结构主视图；

图2是本发明组成结构俯视图；

图3是本发明组成结构左侧视图；

图4是本发明组成结构右侧局部视图；

图5是图4的K向视局部图；

图6是扭力棒固定端支架总成结构示意图；

图7是扭力棒测量端支架总成结构示意图；

图8是扭力扳手示意图。

图中各标号清单为：1、扭力棒固定端支架总成，1-1、上支架，1-2、下支架，1-3、锁紧螺帽，1-4、耳环钉，1-5、轴销，2、扭转角控制机构支架总成，2-1、固定支板，2-1-1、滑槽，2-2、斜支撑，2-3、扭转角微调机构，2-3-1、支撑体锁止螺钉，2-3-2、微调螺钉，2-4、扭矩扳手固定机构，2-4-1、扭矩扳手固定套，2-4-2、扭矩扳手固定套锁紧螺钉，2-4-3、扭矩扳手固定螺钉，3、扭矩扳手，3-1、扭矩值显示屏，3-2、扭矩扳手套头，3-3、操作手柄，4、扭力棒测量端支架总成，4-1、轴承，4-2、左支架，4-3、固套，4-4、支撑块，4-5、右支架，4-6、转接套，4-7、连接轴，4-8、限位螺钉，5、角度传感器， 6、底板，7、扭力棒，8、电子显示屏。

具体实施方式

参看图 1、图2，本发明包括扭力棒固定端支架总成1、扭力棒测量端支架总成4、扭转角控制机构支架总成2、扭矩扳手3、角度传感器5、底板6和电子显示屏8，所述底板6固定在水平工作面上，所述扭力棒固定端支架总成1安装在底板6的左端，所述扭转角控制机构支架总成2与扭矩扳手3匹配，所述扭矩扳手3与扭力棒测量端支架总成4配装，所述扭力棒测量端支架总成4安装在底板6的右端，所述角度传感器5安装在扭力棒测量端支架总成4的右侧，它通过导线与电子显示屏8连接。

参看图1、图3、图6，本发明的扭力棒固定端支架总成1包括上支架1-1和下支架1-2，扭力棒7被固定在上支架1-1和下支架1-2之间，所述上支架1-1和下支架1-2通过两侧对称设置的耳环钉1-4连接，所述耳环钉1-4下端与固定在下支架1-2上的轴销1-5配装，在耳环钉1-4上端配装锁紧螺帽1-3。

参看图1、图2、图7，本发明的扭力棒测量端支架总成4包括左支架4-2、右支架4-5、固套4-3、转接套4-6、支撑块4-4和连接轴4-7，所述左支架4-2和右支架4-5均固定在底板6上，所述固套4-3通过套装在其左右两端外侧的轴承4-1与左支架和右支架上的轴承座配装，在固套内腔中沿轴向安装两个转接套4-6，其中右侧转接套右端与连接轴4-7紧固装配，在其左端配装支撑块4-4，左侧转接套左端与扭力棒7通过花键齿配合装配，右端与扭矩扳手3匹配。

参看图8，本发明的扭矩扳手3为数字式扭矩扳手，在其上端设有操作手柄3-3，中部设有扭矩值显示屏3-1，下端设有扭转扳手套头3-2，所述扭转扳手套头3-2与转接套4-6匹配，所述操作手柄3-3与扭转角控制机构支架总成2配装。

参看图1、图2、图7，本发明的扭转角控制机构支架总成2包括固定支板2-1、扭转角微调机构2-3和扭矩扳手固定机构2-4，所述固定支板2-1安装在底板6上，在固定支板2-1两侧设置斜支撑2-2，在固定支板2-1上部设置滑槽2-1-1，所述扭转角微调机构2-3和扭矩扳手固定机构2-4与固定支板的滑槽2-1-1配装；其中扭转角微调机构2-3包括支承体和微调螺钉2-3-2，所述支承体与固定支板上部的滑槽2-1-1配装，在支承体一端设置支承体锁止螺钉2-3-1，所述微调螺钉2-3-2与支承体配装，微调螺钉2-3-2的尾端与扭矩扳手固定机构2-4连接；所述扭矩扳手固定机构2-4包括扭矩扳手固定套2-4-1、扭矩扳手固定套锁紧螺钉2-4-2和扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定套2-4-1与扭矩扳手的操作柄3-3匹配，在扭矩扳手固定套2-4-1上设置扭矩扳手固定套锁紧螺钉2-4-2，在扭矩扳手固定套2-4-1上还设置扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定座通过扭矩扳手固定螺钉2-4-3与固定支板的滑槽2-1-1装配。

参看图 1、图2，配有扭力棒7的机械设备大修时，根据其扭力棒7的使用要求：首先进行无损检测，检测后还需要进行扭力测试试验来确定扭力棒能否继续使用。测试标准为：当扭力棒7扭转角为3.15度时，扭转力矩为8.2±0.5牛·米，当扭力棒7扭转角为17.65度时，扭转力矩为46.00±2.8牛·米。测试步骤为：首先通过扭力棒固定端支架总成1将待测试扭力棒7一端固定，扭力棒7的另一端与转接套4-6紧固装配；将扭矩扳手套头3-2插入与扭力棒配装的转接套内，并安装支撑块4-4来限定扭矩扳手套头3-2的轴向移动，再由限位螺钉4-8对支撑块4-4和扭矩扳手3周向限位；操作扭力扳手3对扭力棒7施加扭转力矩，参照与角度传感器5连接的电子显示屏8所显示的数据，利用扭转角微调机构2-3精确调整扭力棒7的扭转角度，使之与测试标准标定的数值一致；读取此时扭力扳手3上扭矩值显示屏3-1上扭矩值；将扭矩值与测试标准进行比对，依此判定被测试扭力棒是否符合使用要求。

参看图 4、图5，本发明结构中扭转角微调机构2-3的操作方法为：当电子显示屏8所显示的数据接近（大于或小于）测试标准标定值时，通过扭矩扳手固定机构2-4的扭矩扳手固定螺钉将扭矩扳手操作手柄3-3固定，然后调节相应一侧的微调螺栓2-3-2，推动扭矩扳手操作手柄3-3，同时观察电子显示屏8所显示的数值，当电子显示屏8所显示的数值与测试标准标定值一致时，读取此时扭力扳手3的扭矩值显示屏3-1上扭矩值。

Claims (7)

1.一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，它包括扭力棒固定端支架总成（1）、扭力棒测量端支架总成（4）、扭转角控制机构支架总成（2）、扭矩扳手（3）、角度传感器（5）、底板（6）和电子显示屏（8），所述扭力棒固定端支架总成（1）安装在底板（6）的左端，所述扭转角控制机构支架总成（2）与扭矩扳手（3）匹配，所述扭矩扳手（3）与扭力棒测量端支架总成（4）配装，所述扭力棒测量端支架总成（4）安装在底板（6）的右端，所述角度传感器（5）安装在扭力棒测量端支架总成（4）右侧，它通过导线与电子显示屏（8）连接；

所述扭力棒固定端支架总成（1）包括上支架（1-1）和下支架（1-2），扭力棒（7）被固定在上支架（1-1）和下支架（1-2）之间，所述上支架（1-1）和下支架（1-2）通过两侧对称设置的耳环钉（1-4）连接，所述耳环钉（1-4）下端与固定在下支架（1-2）上的轴销（1-5）配装，在耳环钉（1-4）上端装配锁紧螺帽（1-3）。

2.根据权利要求1所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述扭力棒测量端支架总成（4）包括左支架（4-2）、右支架（4-5）、固套（4-3）、转接套（4-6）、支撑块（4-4）和连接轴（4-7），所述左支架（4-2）和右支架（4-5）均固定在底板（6）上，所述固套（4-3）通过套装在其左右两端外侧的轴承（4-1）与左支架和右支架上的轴承座配装，在固套内腔中沿轴向安装两个转接套（4-6），其中右侧转接套右端与连接轴（4-7）紧固装配，在其左端配装支撑块（4-4），左侧转接套左端与扭力棒（7）通过花键齿配合装配，右端与扭矩扳手（3）匹配。

3.根据权利要求2所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述扭矩扳手（3）上端设有操作手柄（3-3），中部设有扭矩值显示屏（3-1），下端设有扭转扳手套头（3-2），所述扭转扳手套头（3-2）与转接套（4-6）匹配，所述操作手柄（3-3）与扭转角控制机构支架总成（2）配装。

4.根据权利要求3所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述扭转角控制机构支架总成（2）包括固定支板（2-1）、扭转角微调机构（2-3）和扭矩扳手固定机构（2-4），所述固定支板（2-1）安装在底板（6）上，在固定支板（2-1）两侧设置斜支撑（2-2），在固定支板（2-1）上部设置滑槽（2-1-1），所述扭转角微调机构（2-3）和扭矩扳手固定机构（2-4）与固定支板的滑槽（2-1-1）配装。

5.根据权利要求4所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述扭转角微调机构（2-3）包括支承体和微调螺钉（2-3-2），所述支承体与固定支板的滑槽（2-1-1）配装，在支承体一端设置支承体锁止螺钉（2-3-1），所述微调螺钉（2-3-2）与支承体配装，微调螺钉（2-3-2）的尾端与扭矩扳手固定机构（2-4）连接。

6.根据权利要求5所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述扭矩扳手固定机构（2-4）包括扭矩扳手固定套（2-4-1）、扭矩扳手固定套锁紧螺钉（2-4-2）和扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定套（2-4-1）与扭矩扳手的操作柄（3-3）匹配，在扭矩扳手固定套（2-4-1）上设置扭矩扳手固定套锁紧螺钉（2-4-2），在扭矩扳手固定套（2-4-1）上还设置扭矩扳手固定座，所述扭矩扳手固定座通过扭矩扳手固定螺钉（2-4-3）与固定支板的滑槽（2-1-1）装配。

7.根据权利要求6所述的一种扭力棒扭矩测量装置，其特征是，所述底板（6）固定在水平工作面上。