CN107782489A - 螺栓模拟器及使用该模拟器的扭矩板子检定装置 - Google Patents

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    • G01L25/00—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency
    • G01L25/003—Testing or calibrating of apparatus for measuring force, torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency for measuring torque

Abstract

本发明涉及一种螺栓模拟器及使用该模拟器的扭矩板子检定装置，扭矩扳子检定装置包括螺栓模拟器，螺栓模拟器包括旋转件和沿旋转件周向间隔布置的第一磨合件和第二磨合件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件的外周设有旋转件传力面，各磨合件的内壁上均设有与旋转件传力面适配且转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面为以旋转件的轴线为回转轴线的回转面，其中一个磨合件上设有用于被相应加载机构径向加载的加载端。本发明解决了现有检定过程中使用螺栓需要频繁退丝的问题。

Description

螺栓模拟器及使用该模拟器的扭矩板子检定装置
技术领域
本发明涉及扭矩扳子检定领域中的螺栓模拟器及使用该模拟器的扭矩板子检定装置。
背景技术
电动、气动扭矩扳子等受检设备在检测时，受检设备是在动态过程中进行的，这就需要一个动态负载，同时仍有不同扭矩角位移变化率（简称扭矩率）的要求，能够提供这个动态负载的部件叫做螺栓模拟器。如公开号为CN204286666U、申请名称为“便携式动力扭矩工具检测仪”中公开的那样，该动力扭矩工具检测仪包括扭矩传感器，扭矩传感器用于连接受检设备的输出轴，扭矩传感器的下端与螺栓模拟器相连，螺栓模拟器包括螺栓、蝶形弹簧套、蝶形弹簧等。检定时，受检设备通过扭矩传感器向螺栓模拟器中的螺栓施加扭矩，不难想象，这样子纯机械仅依靠螺栓的负载模拟方式，它的扭矩率是单一的，这是因为螺栓导程角、金属件摩擦副摩擦系数、弹性系数是一定的，在假设温度不变的情况下，它的力学性能也是一定的。因为需要测试多组不同螺栓导程角的数据，因此就需要多个螺栓模拟器，比如说如果需要六种螺栓导程角的数据，那么就需要提供六种螺栓模拟器，检测成本高，检测过程也较为复杂；此外，采用螺栓提供负载时，螺栓是需要在轴向上进行旋进的，在检测时，需要不停的拧退丝工序，这也增加了检测的复杂程度，不利于检测效率的提高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种扭矩扳子检定装置，以解决现有检定过程中使用螺栓需要频繁退丝的问题；本发明的目的还在于提供一种该扭矩扳子检定装置中使用的螺栓模拟器。
为了实现上述目的，本发明中螺栓模拟器的技术方案是：
螺栓模拟器，包括旋转件和沿旋转件周向间隔布置的第一磨合件和第二磨合件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件的外周设有旋转件传力面，各磨合件的内壁上均设有与旋转件传力面适配且转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面为以旋转件的轴线为回转轴线的回转面，其中一个磨合件上设有用于被相应加载机构径向加载的加载端。
旋转件传力面、磨合件传力面为圆锥面、圆柱面、球面或椭圆球面中的至少一种。
扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于磨合件上。
旋转件传力面包括圆柱面段和连接于圆柱面段上下两侧的圆锥面段，上侧的圆锥面段的小径端朝上，下侧的圆锥面段的小径端朝下，磨合件传力面与旋转件传力面的形状适配。
本发明中扭矩扳子检定装置的技术方案为：
扭矩扳子检定装置，包括螺栓模拟器，螺栓模拟器包括旋转件和沿旋转件周向间隔布置的第一磨合件和第二磨合件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件的外周设有旋转件传力面，各磨合件的内壁上均设有与旋转件传力面转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面、磨合件传力面为与旋转件同轴线设置的圆锥面和/或圆柱面，其中一个磨合件上设有加载端，扭矩扳子检定装置还包括向所述加载端施加径向加载力的加载机构。
扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于磨合件上。
旋转件传力面、磨合件传力面为圆锥面、圆柱面、球面或椭圆球面中的至少一种。
旋转件传力面包括圆柱面段和连接于圆柱面段上下两侧的圆锥面段，上侧的圆锥面段的小径端朝上，下侧的圆锥面段的小径端朝下，磨合件传力面与旋转件传力面的形状适配。
所述加载机构包括加载电机和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段和连接于大径端一端的小径段，大径段中设置大径段活塞，小径段中设置有小径段活塞，其中一个活塞与加载电机传动连接，另外一个活塞与加载端传动连接。
本发明的有益效果为：本发明的扭矩扳子检定装置在使用时，通过记载机构向磨合件径向加载，该径向加载力作用在磨合件传力面和旋转件传力面上形成模拟负载，旋转件在受检设备驱动下转动，由于磨合件传力面、旋转件传力面为圆柱面和/或与旋转件同轴线设置的圆锥面，因此旋转件不会有旋进动作，这样就不需要进行频繁的退丝，有助于提高检定效率。
使用圆柱面和/或圆锥面后的螺栓模拟器，也更有利于进行径向加载力的变化，这样可以减少螺栓模拟器的使用量，降低检定过程的成本。
附图说明
图1是本发明扭矩扳子检定装置的实施例1的结构示意图；
图2是图1中螺栓模拟器的分解图；
图3是本发明扭矩扳子检定装置的实施例2的结构示意图；
图4是本发明扭矩扳子检定装置的实施例3的结构示意图。
具体实施方式
扭矩扳子检定装置的实施例1如图1~2所示：包括机架、加载机构和螺栓模拟器，螺栓模拟器包括磨合件和旋转件32，磨合件包括两瓣沿周向分布于旋转件外围的第一磨合件31和第二磨合件33，第一磨合件固定于机架上，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，上柱的上端形成用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，扭矩输入结构为设置于上柱端部的内方孔。中心部分的外周面为旋转件传力面，本实施例中旋转件传力面包括与旋转件同轴线设置的圆柱面段40和连接于圆柱面段上下两侧的圆锥面段41，上侧的圆锥面段的小径端朝上，下侧的圆锥面段的小径端朝下。第一、第二磨合件上设置有与旋转件传力面适配的磨合件传力面42，该形状不仅可以实现径向传力，而且可以实现旋转件相对磨合件的轴向定位。第二磨合件上设置有用于被加载机构径向加载的加载端，加载机构包括加载电机38和加载力转换缸，加载电机和加载力转换缸均设置于机架上，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，其中位置靠右（图1视角方向）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，位置靠右的活塞即大径段活塞43与第二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第二磨合件的作用力，需要改变作用力时，只需更换另外一个加载力转换缸即可，加载力转换缸的制作简单方便，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。加载机构的径向加载力会作用到旋转件传力面、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。
在本发明的其它实施例中：加载机构也可以是弹簧、驱动缸等其它能够提供径向作用力的机构形式；旋转件传力面还可以仅是锥面；加载力转换缸与第二磨合件的传力路径上还可以设置关节轴承，以避免对第二磨合件产生偏斜方向的作用力；扭矩输入结构可以根据受检设备的扭矩输出结构进行相应改变，比如说扭矩输入结构还可以是外方头等；旋转件配合面可以是球面或椭球面或球面与椭圆球面的组合。
扭矩扳子检定装置的实施例2如图3所示：实施例2与实施例1不同的是，旋转件传力面50由与旋转件32同轴线设置的圆柱面构成。
扭矩扳子检定装置的实施例3如图4所示：实施例3与实施例1不同的是，加载机构不包括加载力转换缸，加载电机38直接通过丝杠丝母机构37向第二磨合件的加载端施力。图4中项31表示第一磨合件。
螺栓模拟器的实施例如图1~4所示：螺栓模拟器的具体结构与上述各扭矩扳子检定装置实施例中所述的螺栓模拟器相同，在此不再详述。

Claims (9)

1.螺栓模拟器，其特征在于:包括旋转件和沿旋转件周向间隔布置的第一磨合件和第二磨合件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件的外周设有旋转件传力面，各磨合件的内壁上均设有与旋转件传力面适配且转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面为以旋转件的轴线为回转轴线的回转面，其中一个磨合件上设有用于被相应加载机构径向加载的加载端。
2.根据权利要求1所述的螺栓模拟器，其特征在于：旋转件传力面、磨合件传力面为圆锥面、圆柱面、球面或椭圆球面中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的螺栓模拟器，其特征在于：扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于磨合件上。
4.根据权利要求2所述的螺栓模拟器，其特征在于：旋转件传力面包括圆柱面段和连接于圆柱面段上下两侧的圆锥面段，上侧的圆锥面段的小径端朝上，下侧的圆锥面段的小径端朝下，磨合件传力面与旋转件传力面的形状适配。
5.扭矩扳子检定装置，其特征在于：包括螺栓模拟器，螺栓模拟器包括旋转件和沿旋转件周向间隔布置的第一磨合件和第二磨合件，旋转件具有用于与受检设备传力配合的扭矩输入结构，旋转件的外周设有旋转件传力面，各磨合件的内壁上均设有与旋转件传力面转动接触配合的磨合件传力面，旋转件传力面、磨合件传力面为与旋转件同轴线设置的圆锥面和/或圆柱面，其中一个磨合件上设有加载端，扭矩扳子检定装置还包括向所述加载端施加径向加载力的加载机构。
6.根据权利要求5所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：扭矩输入结构设置于旋转件的上端，加载端设置于磨合件上。
7.根据权利要求5所述的扭矩板子检定装置，其特征在于：旋转件传力面、磨合件传力面为圆锥面、圆柱面、球面或椭圆球面中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：旋转件传力面包括圆柱面段和连接于圆柱面段上下两侧的圆锥面段，上侧的圆锥面段的小径端朝上，下侧的圆锥面段的小径端朝下，磨合件传力面与旋转件传力面的形状适配。
9.根据权利要求5~8任意一项所述的扭矩扳子检定装置，其特征在于：所述加载机构包括加载电机和加载力转换缸，加载力转换缸的活塞腔包括大径段和连接于大径端一端的小径段，大径段中设置大径段活塞，小径段中设置有小径段活塞，其中一个活塞与加载电机传动连接，另外一个活塞与加载端传动连接。
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