CN103471768A - 一种多功能扭矩倍增器校准加载装置 - Google Patents

Abstract

一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，涉及扭矩倍增器的测试及校准技术。本发明为了解决背景技术中扭矩的加载装置存在测量范围小、功能少、测量精度低，无法实现不同结构的扭矩测量器具的检定的问题。所述校准加载装置包括纯扭矩加载子系统、升降机构子系统、丝杠加载子系统、非同轴倍增器加载安装调整子系统和加载平台系统。本发明能够采用同轴、非同轴或者双力臂等多种扭矩加载方式，本装置是扭矩倍增器校准装置的重要组成部分，可以根据扭矩倍增器的尺寸和加载形式调整加载装置的加载位置和加载方式，一套加载装置就实现了发动机装配生产线多种类扭矩装置校准时的扭矩加载问题，极大地提高了设备的实用性，节约了成本。

Description

一种多功能扭矩倍增器校准加载装置

技术领域

本发明涉及扭矩倍增器的校准装置，涉及扭矩倍增器的测试及校准技术。

背景技术

扭矩参数是发动机生产线设备安装调试的一个重要参数，也是力学计量中一个非常重要的一个参量，在发动机配装中，施加扭矩太小，则达不到装配强度，导致螺栓松动；施加扭矩过大，则超出范围，容易造成螺栓脱扣，扭矩失效等，这都是在发动机生产装配中绝对不允许的。随着公司新型机种的不断增加，装配扭矩不断增加，装配技术要求不断提高。公司分别引进美国、日本生产的先进的扭矩测量设备和各种专用扭力扳手，而且，公司结合发动机装配的特点，研制了一大批特殊结构的适合生产装配线的工装量具，均采用扭矩倍增器的结构，对发动机的关键零部件进行装配。

东安集团是发动机专业生产厂，对发动机装配生产线的扭矩测量设备的准确度和可靠性有着严格的要求，需要定期进行计量检定和校准，以保证扭矩测量仪器的使用精度，进而保证发动机的装配质量。目前东安集团发动机生产线上的扭矩装置需要定期外委检定，既要拆卸生产线上装配扭矩和测量装置，外委送检的周期比较长，严重影响正常生产和检验任务。对于标准检定装置覆盖不了的扭矩器具，就要研制适合的校准装置，随着发动机生产线扭矩装配和测量器具的增加，不断购买和研制新型的扭矩校准加载装置，浪费了大量资金，设备的使用效率很低，而且占用了大量有限的工作空间。

针对发动机生产线上不同型号、不同种类、不同结构和不同量程的专用扭矩测量器具，需要设计一种可升降调节大扭矩的加载装置。这样就可以满足测量范围广，测量精度高的要求，能够检定不同结构的扭矩测量器具的多功能扭矩检定装置，提高扭矩加载装置的多功能性和实用性，解决特殊结构的扭矩测量仪器和扭矩扳手的计量检定难题。

针对发动机生产线扭矩测量仪器，哈尔滨工业大学和东安计量所技术人员进行了现场技术调研，生产线上的装配扭矩测量器具，都是依照发动机零部件装配的特点而专门设计研制的，具有很强的实用性，而且种类很多，结构繁杂。经市场调研，没有满足这些装配扭矩测量器具的标准装置，只能根据发动机生产线装配扭矩测量器具的实际应用情况设计和研制合适的校准装置。

发明内容

本发明为了解决背景技术中扭矩的加载装置存在测量范围小、功能少、测量精度低，无法实现不同结构的扭矩测量器具的检定的问题，进而提供了一种多功能扭矩倍增器校准加载装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，所述校准加载装置包括纯扭矩加载子系统、升降机构子系统、丝杠加载子系统、非同轴倍增器加载安装调整子系统和加载平台系统；加载平台系统包括加载平台、加载台面支架、两个T型槽、四根立柱及锁紧螺母，用于对加载装置提供刚性支撑；所述纯扭矩加载子系统包括扭矩加载手柄、减速器、减速器扭矩输出轴、标准扭矩传感器及法兰连接、同轴加载花键以及双力臂加载组件，以上部件都安装在动横梁上，动横梁通过四只铜导套沿加载平台上的四个立柱上下运动；手柄用于施加扭矩载荷，通过减速器将扭矩载荷放大20倍，由减速器扭矩输出轴传递输出扭矩，由同轴加载花键或者双力臂加载组件对扭矩倍增器施加输入扭矩，扭矩值的大小由标准扭矩传感器测量，扭矩加载范围最大为3000Nm；升降机构子系统包括升降机丝杠、升降机、升降台连接盘、顶板和升降手轮；通过转动升降手轮驱动升降机丝杠上下运动，带动纯扭矩加载子系统主体沿立柱上下移动；丝杠加载子系统包括扭矩加载手柄、加载丝杠、双导向光杠、推力球轴承、加载端侧支板、底座、加载导向滑块、加载推力杆、扭矩扳手固定托板和可旋转加载头；加载工作方式是通过手轮带动加载丝杠旋转，加载导向滑块安装在加载丝杠和双导向光杠上，并通过侧支板安装在底座上，加载丝杠旋转带动加载导向滑块运动，并通过安装在其上的加载推力杆和扭矩扳手固定托板以及可旋转加载头对安装在标准扭矩传感器上的扭矩器具施加扭矩，扭矩加载范围最大为8000Nm；非同轴倍增器加载安装调整子系统包括第二棘轮扳手和第一棘轮扳手、第一传动梯形丝杠和第二传动梯形丝杠、第二滑动套、第一滑动套、第一支架和第二支架；工作方式是第一滑动套安装在蜗轮蜗杆加载子系统底座上并与第一梯形丝杠配合，通过第一棘轮扳手带动第一梯形丝杠旋转、带动蜗轮蜗杆加载子系统沿加载平台轴线移动，以适应多种加载距离；第二滑动套与标准扭矩传感器底座连接并与第二梯形丝杠配合，通过第二棘轮扳手带动第二梯形丝杠旋转，带动标准扭矩传感器底座沿加载平台轴线移动以适应多种非同轴扭矩倍增器的校准加载。

本发明的有益效果是：本发明涉及扭矩倍增器校准装置，利用纯扭矩加载子系统，扭矩输入输出端均安装标准扭矩传感器，可以对3000Nm以下同轴和双力臂加载方式的扭矩倍增器加载；通过加载平台上的传动丝杠移动扭矩倍增器的安装位置，通过准直激光器指示加载扭矩轴心位置，可以对3000Nm以下多种非同轴扭矩倍增器加载；利用蜗轮蜗杆扭矩加载子系统，可以对8000Nm以下的扭矩倍增器施加扭矩载荷。扭矩加载装置采用四柱式加载结构，抗弯扭刚度大，可实现大扭矩的平稳输出，升降台调节机构的设计，可以轻松实现扭矩加载装置安装高度的变化。多功能扭矩倍增器加载装置扭矩施加载荷范围大，适用性强，完全可以满足针对发动机生产线上28种不同型号、不同种类、不同结构和不同量程的扭矩测量器具校准载荷。扭矩倍增器的扭矩输出比较大，扭矩接口连接复杂，一般是一类扭矩倍增器配备一套专用的校准加载装置，企业研制生产新产品，增加或研制了新型扭矩装配器具，就要相应的购买或者研制新型的校准加载装置，本发明多功能扭矩倍增器加载装置解决了企业发动机生产装配线为满足计量要求而反复采购和研制新型扭矩校准加载装置的问题，提高了设备的利用率，同时节约了成本。

本发明能够采用同轴、非同轴或者双力臂等多种扭矩加载方式，本装置是扭矩倍增器校准装置的重要组成部分，可以根据扭矩倍增器的尺寸和加载形式调整加载装置的加载位置和加载方式，一套加载装置就实现了发动机装配生产线多种类扭矩装置校准时的扭矩加载问题，及大地提高了设备的实用性，节约了成本。本发明实现了不同型号、不同种类、不同结构和不同量程的专用扭矩测量器具的检定。

附图说明

图1是本发明整体结构主视图，图2是本发明整体结构侧视图，图3是本发明整体结构俯视图；图4是图1的局部放大图，图5是图2的放大图，图6是图3的放大图；图7是本发明的原理结构示图（主视方向）。图8是本发明的实物照照片图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1至6，本实施方式所述的一种多功能扭矩倍增器校准加载装置包括纯扭矩加载子系统、升降机构子系统、丝杠加载子系统、非同轴倍增器加载安装调整子系统和加载平台系统；

所述纯扭矩加载子系统包括扭矩加载手柄5、减速器7、减速器扭矩输出轴6、标准扭矩传感器及法兰连接11、同轴加载花键10以及双力臂加载组件9，以上组件都安装在动横梁14上，动横梁14通过四只铜导套8沿加载平台25上的四个立柱3上下运动；手柄5用于施加扭矩载荷（加载工作方式是通过手柄5施加小的扭矩载荷），通过减速器7将扭矩载荷放大20倍，由减速器扭矩输出轴6传递输出扭矩，由同轴加载花键10或者双力臂加载组件9对扭矩倍增器施加输入扭矩，扭矩值的大小由标准扭矩传感器11测量，扭矩加载范围最大为3000Nm；

升降机构子系统包括升降机丝杠1、升降机2、升降台连接盘4、顶板12和升降手轮31；工作方式是通过转动升降手轮31驱动升降机丝杠1上下运动，带动纯扭矩加载子系统主体沿立柱3上下移动；

丝杠加载子系统包括扭矩加载手柄19、加载丝杠17、双导向光杠15、推力球轴承16、加载端侧支板29、底座24、加载导向滑块23、加载推力杆22、扭矩扳手固定托板20和可旋转加载头21；加载工作方式是通过手轮19带动加载丝杠17旋转，加载导向滑块23安装在加载丝杠17和双导向光杠15上，并通过侧支板29安装在底座24上，加载丝杠17旋转带动加载导向滑块23运动，并通过安装在其上的加载推力杆22和扭矩扳手固定托板20以及可旋转加载头21对安装在标准扭矩传感器34上的扭矩器具施加扭矩，扭矩加载范围最大为8000Nm；

非同轴倍增器加载安装调整子系统包括第二棘轮扳手32和第一棘轮扳手33、第一传动梯形丝杠27和第二传动梯形丝杠28、第二滑动套26、第一滑动套18、第一支架35和第二支架36；工作方式是第一滑动套18安装在蜗轮蜗杆加载子系统底座24上并与第一梯形丝杠27配合，通过第一棘轮扳手33带动第一梯形丝杠27旋转、带动蜗轮蜗杆加载子系统沿加载平台25轴线移动，以适应多种加载距离；第二滑动套26与标准扭矩传感器底座37连接并与第二梯形丝杠28配合，通过第二棘轮扳手32带动第二梯形丝杠28旋转，带动标准扭矩传感器底座37沿加载平台25轴线移动以适应多种非同轴扭矩倍增器的校准加载；

加载平台系统包括加载平台25、加载台面支架25-1、两个T型槽30、4根立柱3及锁紧螺母13，用于对加载装置提供刚性支撑。

具体实施方式二：结合图1至5，本实施方式所述校准加载装置还包括激光对中装置子系统32，激光对中装置子系统32安装在减速器传动轴6上，其目的在于精确安装非同轴扭矩倍增器的加载轴系位置。由激光器发射红色激光，在安装非同轴类扭矩倍增器具时指示扭矩载荷轴线的位置，提高对中精度，保证扭矩的校准精度。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式所述同轴加载花键10为带有外花键的中空轴。其他组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式中，非同轴倍增器加载安装调整子系统能够通过棘轮扳手和梯形丝杠带动标准扭矩传感器及底座在加载平台上移动，改变非同轴扭矩倍增器的加载安装位置。其他组成和连接关系与具体实施方式一、二或三相同。

针对本发明再进行如下阐述：所述校准加载装置包括纯扭矩加载子系统、升降机构子系统、蜗轮蜗杆加载子系统、非同轴倍增器加载安装调整子系统和加载平台。

所述纯扭矩加载子系统包括扭矩加载手柄、十字轴减速器、减速器扭矩输出轴、标准扭矩传感器及连接法兰，双力臂加载机构和同轴加载花键通过法兰连接在标准扭矩传感器上，双力臂加载装置的加载杆可以沿力臂上槽改变力臂长度，能适应多种长度的双力臂扭矩倍增器的加载。加载花键10主要是施加纯扭矩，一些与发动机配套的倍增器输入端有很长的伸出轴，加载花键10设计成中空轴，外花键，适合输入端有很长的伸出轴的扭矩倍增器的加载。

升降机构子系统带动纯扭矩加载子系统沿四个立柱上下移动，极大的增大了有效空间，适应大空间扭矩倍增器的校准加载。

非同轴倍增器加载安装调整子系统能够通过棘轮扳手和梯形丝杠带动标准扭矩传感器及底座在加载平台上移动，改变非同轴扭矩倍增器的加载安装位置，适应多种非同轴扭矩倍增器的校准加载。

丝杠加载子系统通过T型丝杠传动的大推力，能够为扭矩器具施加大的扭矩，扭矩加载范围最大为8000Nm，扩展了扭矩加载装置的应用范围。

丝杠加载子系统加载扭矩时，加载光杠不进行运动的传导，只是在扭矩传递过程中，为了提高加载系统的抗弯扭刚度，防止加载丝杠的变形。加载导向滑块主要是传递扭矩，因此需要足够大的抗弯扭刚度。通过旋转平台底部梯形丝杠，就可以调整蜗轮蜗杆力加载系统的纵向位置。通过旋转加载手柄，就可以使加载端推力杆前后运动，推动扭矩扳手，进而对扭矩倍增器施加扭矩。

本发明设计了纯扭矩同轴加载方式和非同轴加载方式，还可以对双力臂倍增器进行加载，并设计通过一套加载装置实现，提高了加载装置的功能。在采用同轴加载和非同轴加载方式外，设计了丝杠加载子系统，对3000Nm以上8000Nm以下的扭矩器具加载。

Claims (4)

1.一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，所述校准加载装置包括纯扭矩加载子系统、升降机构子系统、丝杠加载子系统、非同轴倍增器加载安装调整子系统和加载平台系统；

加载平台系统包括加载平台（25）、加载台面支架（25-1）、两个T型槽（30）、四根立柱（3）及锁紧螺母（13），用于对加载装置提供刚性支撑；

其特征在于：所述纯扭矩加载子系统包括扭矩加载手柄（5）、减速器（7）、减速器扭矩输出轴（6）、标准扭矩传感器及法兰连接（11）、同轴加载花键（10）以及双力臂加载组件（9），以上部件都安装在动横梁（14）上，动横梁（14）通过四只铜导套（8）沿加载平台（25）上的四个立柱（3）上下运动；手柄（5）用于施加扭矩载荷，通过减速器（7）将扭矩载荷放大20倍，由减速器扭矩输出轴（6）传递输出扭矩，由同轴加载花键（10）或者双力臂加载组件（9）对扭矩倍增器施加输入扭矩，扭矩值的大小由标准扭矩传感器（11）测量，扭矩加载范围最大为3000Nm；

升降机构子系统包括升降机丝杠（1）、升降机（2）、升降台连接盘（4）、顶板（12）和升降手轮（31）；通过转动升降手轮（31）驱动升降机丝杠（1）上下运动，带动纯扭矩加载子系统主体沿立柱（3）上下移动；

丝杠加载子系统包括扭矩加载手柄（19）、加载丝杠（17）、双导向光杠（15）、推力球轴承（16）、加载端侧支板（29）、底座（24）、加载导向滑块（23）、加载推力杆（22）、扭矩扳手固定托板（20）和可旋转加载头（21）；加载工作方式是通过手轮（19）带动加载丝杠（17）旋转，加载导向滑块（23）安装在加载丝杠（17）和双导向光杠（15）上，并通过侧支板（29）安装在底座（24）上，加载丝杠（17）旋转带动加载导向滑块（23）运动，并通过安装在其上的加载推力杆（22）和扭矩扳手固定托板（20）以及可旋转加载头（21）对安装在标准扭矩传感器（34）上的扭矩器具施加扭矩，扭矩加载范围最大为8000Nm；

非同轴倍增器加载安装调整子系统包括第二棘轮扳手（32）和第一棘轮扳手（33）、第一传动梯形丝杠（27）和第二传动梯形丝杠（28）、第二滑动套（26）、第一滑动套（18）、第一支架（35）和第二支架（36）；工作方式是第一滑动套（18）安装在蜗轮蜗杆加载子系统底座（24）上并与第一梯形丝杠（27）配合，通过第一棘轮扳手（33）带动第一梯形丝杠（27）旋转、带动蜗轮蜗杆加载子系统沿加载平台（25）轴线移动，以适应多种加载距离；第二滑动套（26）与标准扭矩传感器底座（37）连接并与第二梯形丝杠（28）配合，通过第二棘轮扳手（32）带动第二梯形丝杠（28）旋转，带动标准扭矩传感器底座（37）沿加载平台（25）轴线移动以适应多种非同轴扭矩倍增器的校准加载。

2.根据权利要求1所述的一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，其特征在于，所述校准加载装置还包括激光对中装置子系统（32），激光对中装置子系统（32）安装在减速器传动轴（6）上。

3.根据权利要求1所述的一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，其特征在于，所述同轴加载花键（10）为带有外花键的中空轴。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种多功能扭矩倍增器校准加载装置，其特征在于，非同轴倍增器加载安装调整子系统通过棘轮扳手和梯形丝杠带动标准扭矩传感器及底座在加载平台上移动，改变非同轴扭矩倍增器的加载安装位置。

Images