CN107290103B - 多功能参考式扭矩标准机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能参考式扭矩标准机，包括：支架，包括左支架、右支架和设于左、右支架之间的受力平台，受力平台上靠近左支架设有工作平台，左支架上部设有与工作平台相对且能够沿左支架上下移动的顶安装板；空气轴承，设在工作平台上；一对联轴器，分别设于顶安装板和空气轴承的转子轴输出端上；标准扭矩传感器，设于空气轴承的转子轴输入端上；蜗轮蜗杆组件，包括与空气轴承的转子轴输入端同轴连接的蜗轮和连接至蜗轮的蜗杆；齿轮减速组，与蜗杆传动连接；动力输入部件，连接至齿轮减速组的输入端。本发明优点在于：精度等级高，可以满足多种不同尺寸规格扭矩传感器、标准扭矩扳子计量校准需求，可以整机校准，灵活方便，适应性强。
Description
技术领域
本发明涉及扭矩计量领域，更具体地，涉及一种多功能参考式扭矩标准机。
背景技术
在扭矩计量领域，目前使用的大部分为静重式扭矩标准机，即使用力臂与砝码组合而成的扭矩计量标准，随着技术进步，国内也开始出现了参考式扭矩标准机，但现有的参考式扭矩标准机都是单纯为检测扭矩传感器进行设计的，立式参考式扭矩标准装置(即测量轴垂直布置)没有空气轴承进行支撑，在检测扭矩传感器时没有问题，在检测标准扭矩扳子时无法抵消侧向力影响，无法严格对标准扭矩扳子进行检测。而横向的参考式扭矩标准装置(测量轴水平布置)也是刚刚研制出来，这种类型的参考式扭矩标准装置具有空气轴承支撑，但是其在检测标准扭矩扳子时检测状态与标准扭矩扳子使用状态严重不符。
因此，有必要开发一种高精度、可以满足多种不同尺寸规格扭矩传感器、标准扭矩扳子计量校准需求、可以整机校准、灵活方便、适应性强的多功能扭矩标准机。
本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种多功能参考式扭矩标准机，其是一种高精度、能够满足多种不同尺寸规格扭矩传感器、标准扭矩扳子计量校准需求、可以整机校准、灵活方便、适应性强的扭矩标准机。
根据本发明提出了一种多功能参考式扭矩标准机，包括：
支架，所述支架包括左支架、右支架和设置于所述左支架与所述右支架之间的受力平台，所述受力平台上靠近所述左支架设置有工作平台，所述左支架上部设置有与所述工作平台相对且能够沿所述左支架上下移动的顶安装板；
空气轴承，所述空气轴承设置在所述工作平台上；
一对联轴器，所述一对联轴器分别设置于所述顶安装板和所述空气轴承的转子轴输出端上；
标准扭矩传感器，所述标准扭矩传感器设置于所述空气轴承的转子轴输入端上；
蜗轮蜗杆组件，包括与所述空气轴承的转子轴输入端同轴连接的蜗轮和连接至所述蜗轮的蜗杆；
齿轮减速组，所述齿轮减速组与所述蜗杆传动连接；
动力输入部件，所述动力输入部件连接至所述齿轮减速组的输入端。
优选地，所述多功能参考式扭矩标准机还包括：设置于所述受力平台下方的壳体，所述标准扭矩传感器、、蜗轮蜗杆组件、齿轮减速组、设置于所述壳体中。
优选地，所述多功能参考式扭矩标准机还包括：移动挡板，所述移动挡板设置于所述受力平台上，能够沿着所述受力平台水平移动。
优选地，所述移动挡板通过丝杠和导轨安装在所述受力平台上。
优选地，所述标准扭矩传感器通过第二联轴器设置于所述空气轴承的转轴输入端上。
优选地，所述空气轴承的转子轴输入端依次通过所述第二联轴器、用于固定所述标准扭矩传感器的连接轴、第三联轴器连接至所述蜗轮。
优选地，所述动力输入部件是手轮或电机输出轴。
优选地，所述空气轴承通过螺栓固定在所述工作平台上。
优选地，所述一对联轴器、所述空气轴承、所述标准扭矩传感器及所述蜗轮同轴线安装。
优选地，待测扭矩传感器放置于所述一对联轴器之间。
根据本发明的多功能参考式扭矩标准机，其优点在于：(1)可以选用高精度的标准扭矩传感器作为测量标准，提高测量精度；(2)通过空气轴承支撑联轴器，使摩擦扭矩的影响接近为零，大大降低了摩擦扭矩带来的误差；(3)测量轴上通过精密加工与装配实现非常高的同轴度，进一步保证测量精度；(4)可同时用于扭矩传感器和标准扭矩扳子的检测，并且在对标准扭矩扳子进行检测时，检测状态与标准扭矩扳子的使用状态一致，从而消除检测状态与使用状态不一致带来的不确定度。
经过实际测量，本发明的多功能参考式扭矩标准机精度等级高，示值相对误差及重复性均优于0.03％，可以满足多种不同尺寸规格扭矩传感器、标准扭矩扳子计量校准需求、可以整机校准、灵活方便、适应性强，装置加载稳定，功能更完善，可以广泛应用于各类扭矩计量器具计量校准。
本发明的多功能参考式扭矩标准机具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施例中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施例中进行详细陈述，这些附图和具体实施例共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一种多功能参考式扭矩标准机的结构示意图。
图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机检测扭矩传感器的状态图。
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机检测标准扭矩扳子的状态图。
附图标记说明：
1、左支架；2、顶安装板；3、联轴器；4、空气轴承；5、标准扭矩传感器；6、工作平台；7、蜗轮；8、蜗杆；9、连接轴；10、轴承；11、齿轮减速组；12、移动挡板；13、动力输入部件；14、壳体；15、受力平台；16、右支架；17、待测扭矩传感器；18、待测标准扭矩扳子。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
根据示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机，包括：
支架，支架包括左支架、右支架和设置于左支架与右支架之间的受力平台，受力平台上靠近左支架设置有工作平台，左支架上部设置有与工作平台相对且能够沿左支架上下移动的顶安装板；
空气轴承，空气轴承设置在工作平台上；
一对联轴器，一对联轴器分别设置于顶安装板和空气轴承的转子轴输出端上；
标准扭矩传感器，标准扭矩传感器设置于空气轴承的转子轴输入端上；
蜗轮蜗杆组件，包括与空气轴承的转子轴输入端同轴连接的蜗轮和连接至蜗轮的蜗杆；
齿轮减速组，齿轮减速组与蜗杆传动连接；
动力输入部件，动力输入部件连接至齿轮减速组的输入端。
其中，空气轴承包括定子和转子轴，定子即为空气轴承的外壳，固定设置在工作平台上，转子轴的输入端通过可通过联轴器、蜗轮蜗杆组件、齿轮减速组等部件连接至动力输入部件，从而获得动力输入，使得转子轴转动，转子轴的输出端连接至用于固定待测扭矩传感器或标准扭矩扳子的联轴器，输出扭矩。可以选用高精度的标准扭矩传感器作为测量标准，以便提高测量精度。
通过空气轴承支撑联轴器，使摩擦扭矩的影响接近为零，大大降低了摩擦扭矩带来的误差。
作为优选方案，该多功能参考式扭矩标准机还包括：设置于受力平台下方的壳体，标准扭矩传感器、蜗轮蜗杆组件、齿轮减速组设置于壳体中，壳体能够对这些部件起到保护和支撑作用。
作为优选方案，该多功能参考式扭矩标准机还包括：移动挡板，移动挡板设置于受力平台上，能够沿着受力平台水平移动。通过设置移动挡板，根据本发明实施例的参考式扭矩标准机可用于标准扭矩扳子的检测，检测过程将在下文中详述。
作为优选方案，移动挡板通过丝杠和导轨安装在受力平台上，使装置加载更稳定。
作为优选方案，标准扭矩传感器通过第二联轴器设置于空气轴承的转轴输入端上，另一端与蜗轮固定连接。
作为优选方案，蜗轮通过第三联轴器连接至空气轴承的转子轴输入端。更为优选地，空气轴承的转轴输入端依次通过第二联轴器、固定标准扭矩传感器的连接轴、第三联轴器连接至蜗轮，从而实现扭矩的精确传递。测量轴上通过精密加工与装配实现非常高的同轴度，进一步保证测量精度。
作为优选方案，动力输入部件是手轮或电机输出轴，通过手轮或电机输出轴可以将动力输入参考式扭矩标准机。
作为优选方案，空气轴承通过螺栓连接固定在所述工作平台上。
作为优选方案，一对联轴器、空气轴承、标准扭矩传感器及蜗轮同轴线安装，优选地，同轴度达到0.02mm/m。，以实现高精度检测
作为优选方案，待测扭矩传感器放置于一对联轴器之间。
实施例1
图1示出了根据本发明的一种多功能参考式扭矩标准机的结构示意图。
根据示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机包括左支架1、右支架16和设置于左支架1与右支架16之间的受力平台15，壳体14设置于受力平台15下方。左支架1、受力平台15、壳体14与右支架16的功能是将整体结构支撑起来。
受力平台15上靠近左支架1设置有工作平台6，左支架1上部设置有与工作平台6相对且能够沿左支架1上下移动的顶安装板2，顶安装板2的上下移动可以带动上方联轴器3上下移动，从而适应不同尺寸的待测器件。
空气轴承4包括外壳定子和内部转子两部分，空气轴承4外壳定子设置在工作平台6上，通过螺栓连接固定，内部转子固定连接转子轴。
一对联轴器3分别设置于顶安装板2和空气轴承4的转子轴输出端上，用于固定待测扭矩传感器或标准扭矩扳子。
空气轴承4的转子轴输入端依次通过第二联轴器、固定标准扭矩传感器5的连接轴、第三联轴器连接至蜗轮蜗杆组件的蜗轮7，蜗杆8连接至蜗轮7。蜗轮7还通过连接轴9和轴承10稳固地固定至壳体14的底面上。
一对联轴器3、空气轴承4、第二联轴器、标准扭矩传感器5、第三联轴器及蜗轮7是同轴线安装的，以提高检测精度。
齿轮减速组11与蜗杆8传动连接。
动力输入部件13(例如手轮或电机输出轴)连接至齿轮减速组11的输入端，用于输入动力。
该参考式扭矩标准机还包括：
移动挡板12，移动挡板12设置于受力平台15上，能够沿着受力平台15水平移动，移动挡板12通过丝杠和导轨安装在受力平台15上。
图2示出了根据本发明的一个示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机检测扭矩传感器的状态图。
如图2所示，检测扭矩传感器时，首先开通系统电源，将空气轴承4预先通气至少30分钟，随后将待测扭矩传感器17通过一对联轴器3安装在空气轴承4与顶安装板2之间，通过动力输入部件13进行手动或电动加载，通过齿轮减速组11及蜗轮7、蜗杆8将输入转动传递到标准扭矩传感器，再通过联轴器、空气轴承4等传递到待测扭矩传感器17，从而进行负荷加载。可以进行逐级负荷加载，然后根据相应技术规范对待测扭矩传感器进行检测。
实施例2
图3示出了根据本发明的一个示例性实施例的多功能参考式扭矩标准机检测标准扭矩扳子的状态图。
根据本发明的另一方面，如图3所示，该多功能参考式扭矩标准机还可以应用于标准扭矩扳子检测。
检测时，待测标准扭矩扳子18通过输出方隼连接到联轴器3，根据待测标准扭矩扳子18的力臂长度，调整移动挡板12，使移动挡板12作为力臂受力点，然后进行加载，加载后，待测标准扭矩扳子18的力臂接触移动挡板12，并在继续加载时，力臂被移动挡板12阻挡。在待测标准扭矩扳子18力臂长度的90％及60％位置处进行逐级加载，然后根据相应技术规范进行检测。根据不同的待测标准扭矩扳子18，其移动挡板12需要满足不同量程的标准扭矩扳子检测校准需要，所以其必须能够在受力平台15上水平移动，当调整到合适位置时通过锁紧机构，锁紧在受力平台15上，再进行加载试验。
本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (8)
1.一种多功能参考式扭矩标准机，包括：
支架，所述支架包括左支架(1)、右支架(16)和设置于所述左支架(1)与所述右支架(16)之间的受力平台(15)，所述受力平台(15)上靠近所述左支架(1)设置有工作平台(6)，所述左支架(1)上部设置有与所述工作平台(6)相对且能够沿所述左支架(1)上下移动的顶安装板(2)；
空气轴承(4)，所述空气轴承(4)设置在所述工作平台(6)上；
一对联轴器(3)，所述一对联轴器(3)分别设置于所述顶安装板(2)和所述空气轴承(4)的转子轴输出端上；
标准扭矩传感器(5)，所述标准扭矩传感器(5)设置于所述空气轴承(4)的转子轴输入端上；
蜗轮蜗杆组件，包括与所述空气轴承(4)的转子轴输入端同轴连接的蜗轮(7)和连接至所述蜗轮(7)的蜗杆(8)；
齿轮减速组(11)，所述齿轮减速组(11)与所述蜗杆(8)传动连接；
动力输入部件(13)，所述动力输入部件(13)连接至所述齿轮减速组(11)的输入端，
其中，所述一对联轴器(3)、所述空气轴承(4)、所述标准扭矩传感器(5)及所述蜗轮(7)同轴线安装，
其中，待测扭矩传感器放置于所述一对联轴器(3)之间。
2.根据权利要求1所述的多功能参考式扭矩标准机，还包括：
设置于所述受力平台(15)下方的壳体(14)，所述标准扭矩传感器(5)、蜗轮蜗杆组件、齿轮减速组(11)设置于所述壳体(14)中。
3.根据权利要求1所述的多功能参考式扭矩标准机，还包括：
移动挡板(12)，所述移动挡板(12)设置于所述受力平台(15)上，能够沿着所述受力平台(15)水平移动。
4.根据权利要求3所述的多功能参考式扭矩标准机，其中，所述移动挡板(12)通过丝杠和导轨安装在所述受力平台(15)上。
5.根据权利要求1所述的多功能参考式扭矩标准机，其中，所述标准扭矩传感器(5)通过第二联轴器设置于所述空气轴承(4)的转子轴输入端上。
6.根据权利要求5所述的多功能参考式扭矩标准机，其中，所述空气轴承(4)的转子轴输入端依次通过所述第二联轴器、用于固定所述标准扭矩传感器(5)的连接轴、第三联轴器连接至所述蜗轮(7)。
7.根据权利要求1所述的多功能参考式扭矩标准机，其中，所述动力输入部件(13)是手轮或电机输出轴。
8.根据权利要求1所述的多功能参考式扭矩标准机，其中，所述空气轴承(4)通过螺栓固定在所述工作平台(6)上。
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