CN107748034B - 受检设备反力臂支撑及扭矩检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供受检设备反力臂支撑及扭矩检测装置，受检设备反力臂支撑，包括承力端、固定端及设置于承力端、固定端之间的传力件，传力件与承力端、固定端之间分别通过第一转动连接结构和第二转动连接结构相连，第一、第二转动连接结构均具有与相应扭矩传感器的轴线相平行的转动轴线。本发明解决了现有技术中因反力臂变形而影响测量精度的问题。
Description
技术领域
本发明涉及扭矩检测领域中受检设备反力臂支撑及扭矩检测装置。
背景技术
电动或气动扭矩扳子是一种能够输出设定扭矩的特殊扳手，因为其能够输出设定扭矩，因此就需要使用相应的扭矩扳子检测装置对其输出扭矩进行检测。而为了抵消施拧过程中螺栓的反作用力，一般这类扳手一般都配有反力臂，在对这类扳手检测时，相应的检测台上设置有用于对反力臂进行阻挡支撑的反力臂支撑，现有技术中反力臂支撑一般为一个固定块。实际检测时，扳手的扭矩输出端与检测台上的扭矩传感器相连，扳手的反力臂抵在反力臂支撑上，启动扳手，通过扭矩传感器来对扳手的输出扭矩进行检测。
现有的这种扭矩检测装置存在的问题在于：反力臂受力后至少引起两个力学效果：1、反力臂受力变形，拖拽反力臂及扭矩传感器产生径向作用力；2、大多数情况下，反力臂为单个，反力臂对扭矩传感器产生的力、力矩需要力偶、力偶钜去平衡。因为力和力矩是矢量，这些力、力矩以及力偶、力偶矩均会使一维扭矩传感器感测到杂散的力和力矩，影响正常的测量精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种受检设备反力臂支撑，以解决现有技术中因反力臂变形而影响测量精度的问题；本发明的目的还在于提供一种使用该反力臂支撑的扭矩检测装置。
为了实现上述目的，本发明中受检设备反力臂支撑的技术方案为：
受检设备反力臂支撑，包括承力端、固定端及设置于承力端、固定端之间的传力件，传力件与承力端、固定端之间分别通过第一转动连接结构和第二转动连接结构相连，第一、第二转动连接结构均具有与相应扭矩传感器的轴线相平行的转动轴线。
第一转动连接结构包括设置于传力件一端的第一球面和设置于承力端上的与第一球面接触配合的承力端平面或承力端球面。
第二转动连接结构包括设置于传力件另外一端的第二球面和设置于固定端上的与第二球面接触配合的固定端平面或固定端球面。
传力件为球形结构或截头球形结构，第一、第二球面分别由传力件的部分球面构成，承力端平面与第一球面支撑滚动配合，固定端球面与第二球面支撑滚动配合。
传力件包括中间杆及设置于中间杆两端的第一球头和第二球头，第一球头的球面构成所述第一球面，第二球头的球面构成所述第二球面，承力端球面与第一球面转动配合，固定端球面与第二球面转动配合。
本发明中扭矩检测装置的技术方案为：
扭矩检测装置，包括设置有扭矩传感器的检测台，检测台上还设置有反力臂支撑，反力臂支撑包括承力端、固定端及设置于承力端、固定端之间的传力件，承力端用于与受检设备的反力臂支撑配合，传力件与承力端、固定端之间分别通过第一转动连接结构和第二转动连接结构相连，第一、第二转动连接结构均具有与扭矩传感器的轴线相平行的转动轴线。
第一转动连接结构包括设置于传力件一端的第一球面和设置于承力端上的与第一球面接触配合的承力端平面或承力端球面。
第二转动连接结构包括设置于传力件另外一端的第二球面和设置于固定端上的与第二球面接触配合的固定端平面或固定端球面。
传力件为球形结构或截头球形结构，第一、第二球面分别由传力件的部分球面构成，承力端平面与第一球面支撑滚动配合，固定端球面与第二球面支撑滚动配合。
传力件包括中间杆及设置于中间杆两端的第一球头和第二球头，第一球头的球面构成所述第一球面，第二球头的球面构成所述第二球面，承力端球面与第一球面转动配合，固定端球面与第二球面转动配合。
本发明的有益效果为：在对电动扳手、气动扳手等受检设备检测时，受检设备的反力臂支撑于反力臂支撑的受力端上，受检设备相扭矩传感器输出扭矩，受反向作用力，反力臂会有变形趋势，该变形则通过第一、第二转动连接结构的随之转动来得到释放，从而避免对扭矩传感器产生径向作用力而影响测量精度。
附图说明
图1是本发明中扭矩检测装置的实施例1的结构示意图；
图2是图1中反力臂支撑与受检设备的配合示意图；
图3是本发明中扭矩检测装置的实施例1中的螺栓模拟器的结构示意图；
图4是本发明中扭矩检测装置的实施例2的结构示意图；
图5是本发明中扭矩检测装置的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
扭矩检测装置的实施例1如图1~3所示：包括设置有扭矩传感器1的检测台8，扭矩传感器1具有用于与受检设备6的扭矩输出端止转相连的止转连接结构，本实施例中受检设备的扭矩输出端为方榫结构2，因此与之配合的止转连接结构为方孔结构3。检测台8上还设置有用于与支撑受检设备的与扭矩传感器同轴线设置的推力轴承7，通过推力轴承7对受检设备承载，避免受检设备产生的杂散作用力作用到扭矩传感器1上。检测台上于扭矩传感器1旁设置有反力臂支撑4，反力臂支撑4包括承力端43、固定端41及设置于承力端43、固定端41之间的传力件42，承力端43用于与反力臂5接触传力，固定端41固定于检测台8上，传力件42与承力端43、固定端41之间分别通过第一转动连接结构和第二转动连接结构相连，第一转动连接结构、第二转动连接结构均具有与扭矩传感器的轴线相平行的转动轴线，本实施例中传力件42为截头球形结构，第一转动连接结构包括由传力件42临近承力端的外周面形成的第一球面46，第一转动连接结构还包括设置于承力端上的与第一球面支撑滚动配合的承力端平面47；第二转动连接结构包括由传力件临近固定端的外周面形成的第二球面45，第二转动连接结构还包括设置于固定端上的与第二球面支撑滚动配合的固定端平面44。
扭矩检测装置还包括加载机构和螺栓模拟器，螺栓模拟器连接于扭传感器的下端，螺栓模拟器包括磨合件和旋转件32，磨合件包括上磨合件31和下磨合件33，旋转件32包括中心部分和设置于中心部分上下端的上柱和下柱，上柱的上端由上磨合件的中心位置穿出而形成用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，下柱穿过下旋转件的中心位置。中心部分的上端设置有旋转件上传力面40，中心部分的下端设置有旋转件下传力面41，上磨合件31上设有与旋转件上传力面40转动接触配合并形状适配的上磨合件传力面39，下磨合件33上设有与旋转件下传力面41转动接触配合并形状适配的下磨合件传力面42，上磨合件传力面为大口端朝下的锥面，下磨合件传力面为大口端朝上的锥面。下磨合件上还设置有用于被加载机构轴向加载的加载端，加载机构包括加载电机38和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段34和连接于大径端一端的小径段35，大径段中设置大径段活塞43，小径段中设置有小径段活塞44，其中位置靠下的活塞即小径段活塞44通过丝杠丝母机构37与加载电机38传动连接，位置靠上的活塞即大径段活塞43与下磨合件上的加载端传动连接。加载电机可以通过丝杠丝母机构将旋转动作转化为直线动作，直线动作的丝母36推动小径段活塞动作，小径段活塞与大径段活塞之间有压力油（或气体），通过小径段活塞、大径段活塞的端面积比值来确定向下磨合件的作用力，需要改变作用力时，只需更换另外一个加载力转换缸即可，加载力转化缸的制作简单方便，相比直接去购买不同加载力的加载电机而言，成本大大降低。加载机构的轴向加载力会作用到旋转件下传力面、下磨合件传力面之间及旋转件上传力面、上磨合件传力面之间，从而实现螺栓负载模拟，旋转件没有旋进动作，因此可以避免频繁退丝而影响工作效率的问题。
使用时，受检设备（电动扳手、气动扳手等）的扭矩输出端与扭矩传感器止转插接，受检设备的重力作用在推力轴承上，受检设备的反力臂则作用到反力臂支撑上，受检设备向扭矩传感器输出扭矩，受检设备的重力、振动等杂散力由推力轴承承传递到检测台上，避免该部分作用力影响扭矩传感器的测量精度；而反力臂也会因为反作用力具有变形趋势，该变形通过承力端相对传力件的转动和传力件相对固定端的转动得到释放，变形较大时，承力端与传力件之间、传力件与固定端之间还可以产生一定的滚动位移来进行形变释放，避免因形变产生的作用力作用到扭矩传感器上而影响测量精度。
扭矩检测装置的实施例2如图4所示：实施例2与实施例1不同的是，传力件42为完整的球形结构，第一球面46、第二球面45分别由传力件的部分球面形成。图中项43表示承力端，项41表示固定端。
扭矩检测装置的实施例3如图5所示：实施例3与实施例1不同的是，传力件42包括中间杆11及设置于中间杆两端的第一球头12和第二球头10，第一球头12的球面构成第一球面，第二球头10的球面构成第二球面，第一转动连接结构还包括设置于承力端43上的与第一球面转动配合的承力端球面14，第二转动连接结构还包括设置于固定端41上的与第二球面转动配合的固定端球面13。
在本扭矩检测装置的其它实施例中：第一转动连接结构、第二转动连接结构也可以不是球面连接结构，比如说，第一转动连接结构、第二转动连接结构均为铰接轴线沿上下方向延伸的铰接结构。
受检设备反力臂支撑的实施例如图1~4所示：受检设备反力臂支撑的具体结构与上述各扭矩检测装置实施例中所述的反力臂支撑相同，在此不再详述。
Claims (5)
1.扭矩检测装置，包括设置有扭矩传感器的检测台，检测台上还设置有反力臂支撑，其特征在于：反力臂支撑包括承力端、固定端及设置于承力端、固定端之间的传力件，承力端用于与受检设备的反力臂支撑配合，传力件与承力端、固定端之间分别通过第一转动连接结构和第二转动连接结构相连，第一、第二转动连接结构均具有与扭矩传感器的轴线相平行的转动轴线，扭矩检测装置还包括加载机构和螺栓模拟器，螺栓模拟器连接于扭矩传感器的下端，螺栓模拟器包括磨合件和旋转件，磨合件包括上磨合件和下磨合件，旋转件包括中心部分和设置于中心部分上下端的上柱和下柱，上柱的上端由上磨合件的中心位置穿出而形成用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，下柱穿过下旋转件的中心位置，中心部分的上端设置有旋转件上传力面，中心部分的下端设置有旋转件下传力面，上磨合件上设有与旋转件上传力面转动接触配合并形状适配的上磨合件传力面，下磨合件上设有与旋转件下传力面转动接触配合并形状适配的下磨合件传力面，上磨合件传力面为大口端朝下的锥面，下磨合件传力面为大口端朝上的锥面，下磨合件上还设置有用于被加载机构轴向加载的加载端。
2.根据权利要求1所述的扭矩检测装置，其特征在于：第一转动连接结构包括设置于传力件一端的第一球面和设置于承力端上的与第一球面接触配合的承力端平面或承力端球面。
3.根据权利要求2所述的扭矩检测装置，其特征在于：第二转动连接结构包括设置于传力件另外一端的第二球面和设置于固定端上的与第二球面接触配合的固定端平面或固定端球面。
4.根据权利要求3所述的扭矩检测装置，其特征在于：传力件为球形结构或截头球形结构，第一、第二球面分别由传力件的部分球面构成，承力端平面与第一球面支撑滚动配合，固定端球面与第二球面支撑滚动配合。
5.根据权利要求4所述的扭矩检测装置，其特征在于：传力件包括中间杆及设置于中间杆两端的第一球头和第二球头，第一球头的球面构成所述第一球面，第二球头的球面构成所述第二球面，承力端球面与第一球面转动配合，固定端球面与第二球面转动配合。
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