CN111044215B - 一种对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，包括基座平台、导轨、滑动支架、标准扭矩传感器、调平主轴、待测扭矩传感器、对中机构、中间支撑、加载装置。本试验台采用高精度标准扭矩传感器作为系统的基准信号，将标准扭矩传感器与待测扭矩传感器进行串接，静态标定时通过人工放置砝码进行加载、施加扭矩，动态测试时则通过电动推杆的往复直线运动加载或卸载，并对静态和动态标定过程中标准扭矩传感器和待测扭矩传感器的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，从而达到对扭矩传感器静态标定和动态测试的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种静态标定试验台，尤其涉及一种对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台。
背景技术
扭矩传感器作为传感器中的一种，它将扭力的物理变化转换成精确的电信号，其扭矩用于评估机械和动力设备的工作能力、寿命、效率和安全等性能。依靠扭矩提供作业信号的自动化生产工具和装置经过长期使用误差也会逐渐地增大，只有通过校验和调整才能消除误差；扭矩工具生产的厂家在扭矩工具生产过程中以及出厂之前要对相应的产品进行检测和标定，并为该产品建立相应的档案。
中国专利201910164760.9所述的一种转速转矩传感器的扭矩标定系统及其标定方法，通过增减砝码的方式来进行扭矩标定，标定操作简单，但其转速转矩传感器两端是通过两四爪卡盘进行装卡的，其中心很难与主轴回转中心同轴，对中也较困难；
中国专利201610837546.1所述的一种参考式扭矩标定机，通过加载机施加扭矩，拉压力传感器输出拉压力数据，经过程序换算输出轴所受的扭矩值，实现对扭矩传感器的静态标定，不足的是，该参考式扭矩标定机不能够对扭矩传感器进行动态测试。
发明内容
本发明的目的是提供一种对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，包括基座平台、两导轨、滑动支架、标准扭矩传感器、调平主轴、待测扭矩传感器、对中机构、中间支撑、加载装置；
所述两导轨横置于所述基座平台靠近一端的上面，并通过螺栓与基座平台连接；
所述滑动支架设置于两导轨之上，且能沿两导轨作往复直线滑动，用以调节待测扭矩传感器的轴向安装距离，并便于待测扭矩传感器的拆卸；
所述调平主轴的两端设计成锥柄，所述对中机构包括锥套、紧固螺钉、平键，所述滑动支架上设有滑台，所述锥套和滑台分别设有与所述锥柄对应的莫氏锥孔；
安装时，把所述调平主轴的两端的锥柄分别放入对应的莫氏锥孔中，并通过平键和紧固螺钉锁紧；
所述中间支撑支撑于所述对中机构上，用于防止由扭矩传感器与连接件的自重引起的下垂；
所述基座平台的另一端紧固有加载支撑，所述加载装置支承于所述加载支撑上；
所述加载装置包括圆饼砝码和竖直电动推杆。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，扭矩传感器对中方式主要采用锥柄的结构，利用锥度配合，定位精度高、连接刚性好、传递扭矩大、装卸方便；同时该扭矩传感器标定及测试试验台通过电动推杆的往复直线运动加载或卸载，并对两扭矩传感器的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，从而达到对扭矩传感器动态测试的目的。
附图说明
图1是本发明的对中的参考式扭矩传感器标定试验台的主视图；
图2是本发明的对中的参考式扭矩传感器标定试验台的俯视图以及对中机构的局部剖视图；
图3是本发明的对中的参考式扭矩传感器标定试验台的加载装置的结构图。
图中：
1、基座平台，2、圆螺母，3、平衡砣，4、加载装置，5、游标卡尺，6、标准扭矩传感器，7、中间支撑，8、对中机构，9、调平主轴，10、待测扭矩传感器，11、弹簧，12、套筒，13、滑动支架，14、滑块，15、锁紧螺钉，16、导轨，17、减速齿轮，18、驱动电机，19、横置电动推杆，20、小导轨，21、支撑板，22、连接螺栓，23、圆饼砝码，24、吊杆，25、扭轴，26、轴承，27、加载支撑，28、锥套，29、锥柄，30、连接螺栓，31、紧固螺钉，32、法兰盘，33、螺栓，34、连接螺栓，35、平键，36、滑台，37、螺栓，38、螺母，39、游码，40、刻度杆，41、推杆，42、螺杆，43、滑座，44、竖直电动推杆。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，其较佳的具体实施方式是：
包括基座平台、两导轨、滑动支架、标准扭矩传感器、调平主轴、待测扭矩传感器、对中机构、中间支撑、加载装置；
所述两导轨横置于所述基座平台靠近一端的上面，并通过螺栓与基座平台连接；
所述滑动支架设置于两导轨之上，且能沿两导轨作往复直线滑动，用以调节待测扭矩传感器的轴向安装距离，并便于待测扭矩传感器的拆卸；
所述调平主轴的两端设计成锥柄，所述对中机构包括锥套、紧固螺钉、平键，所述滑动支架上设有滑台，所述锥套和滑台分别设有与所述锥柄对应的莫氏锥孔；
安装时，把所述调平主轴的两端的锥柄分别放入对应的莫氏锥孔中，并通过平键和紧固螺钉锁紧；
所述中间支撑支撑于所述对中机构上，用于防止由扭矩传感器与连接件的自重引起的下垂；
所述基座平台的另一端紧固有加载支撑，所述加载装置支承于所述加载支撑上；
所述加载装置包括圆饼砝码和竖直电动推杆。
所述基座平台的一侧横置有横置电动推杆，用于切换试验台的工作状态；
所述竖直电动推杆竖直放置，嵌套在与之垂直的游标卡尺上，用于动态测试时的加载及卸载；
两电动推杆包括驱动电机、减速齿轮、螺杆、推杆、滑座、弹簧，将驱动电机的旋转运动变成推杆的直线运动；
所述游标卡尺与扭轴相连，用于精确地读取标准扭矩值和待测扭矩值。
动态测试时，横置电动推杆沿着小导轨向左直线运动，将试验台的工作状态切换到动态测试，接着竖直电动推杆开始作向上直线运动，弹簧被压紧，游标卡尺在竖直电动推杆的推力作用下开始绕着扭轴转动，从而产生扭矩；
竖直电动推杆作上下往复直线运动，实现加载和卸载，产生对应的扭矩，并对过程中标准扭矩传感器和待测扭矩传感器的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，达到对扭矩传感器动态测试的目的。
两套筒的端面中心开有内花键，一端面开有螺纹孔，通过花键副与所述调平主轴连接配合；
两法兰盘中心处开有沉头螺纹孔，四周均布开有光孔，两法兰盘用于安装所述待测扭矩传感器，且同时与所述套筒通过螺栓连接紧固。
所述基座平台采用高强度的浇铸基座。
本发明的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，采用高精度标准扭矩传感器作为系统的基准信号，将标准扭矩传感器与待测扭矩传感器进行串接。扭矩传感器对中方式主要采用锥柄的结构，利用锥度配合，定位精度高、连接刚性好、传递扭矩大、装卸方便；同时该扭矩传感器标定及测试试验台静态标定时通过人工放置砝码进行加载、施加扭矩，动态测试时则通过电动推杆的往复直线运动加载或卸载，并对静态和动态标定过程中标准扭矩传感器和待测扭矩传感器的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，从而达到对扭矩传感器静态标定和动态测试的目的。
具体实施例：
参考图1和图2，本发明所提供的一种新型对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，包括：基座平台1、导轨16、滑动支架13、标准扭矩传感器6、调平主轴9、待测扭矩传感器10、对中机构8、中间支撑7、加载装置4。其中滑动支架包括滑台36、滑块14、连接螺栓34、锁紧螺钉15；对中机构包括锥柄29、锥套28、紧固螺钉31、平键35；加载装置包括加载支撑27、扭轴25、轴承26、圆螺母2、吊杆24、平衡砣3、圆饼砝码23、游标卡尺5、横置电动推杆19、竖直电动推杆44、支撑板21、连接螺栓22、小导轨20、弹簧11。
所述基座平台1用于支承和稳固，两导轨16横置于基座平台上，通过螺栓37与基座平台1连接，导轨平整光滑，安装时放置在基座平台的一端。
所述滑动支架13设置于两导轨16之上，且可以沿两导轨作往复直线滑动，用以调节待测扭矩传感器10的轴向安装距离，便于待测扭矩传感器10的拆卸。
所述套筒12，中心线开有通孔内花键，与调平主轴通过花键副连接。
所述法兰盘32，用于安装待测扭矩传感器，小端面与套筒的端面通过内六角沉头螺钉连接。
所述加载装置4，安装于加载支撑24之上，通过人工放置圆饼砝码23和竖直电动推杆44的往复直线运动进行加载、对待测扭矩传感器10施加扭矩，并对静态和动态标定过程中标准扭矩传感器6和待测扭矩传感器10的扭矩信号输出到上位机进行同步数据采集、分析和比对。
进一步地，导轨16为矩形长条状，开有沉头螺纹孔；滑动支架13包括滑台36、滑块14、连接螺栓34、锁紧螺钉15，滑台36与滑块14通过连接螺栓34连接紧固，滑台36放置于两导轨16之上，通过锁紧螺钉15实现滑动支架13的轴向锁紧固定；
进一步地，加载支撑27与基座平台1通过圆螺母2紧固；中间支撑7与基座平台1通过连接螺栓30固定。
进一步地，加载装置4包括加载装置4包括加载支撑27、扭轴25、轴承26、圆螺母2、吊杆24、平衡砣3、圆饼砝码23、游标卡尺5、横置电动推杆19、竖直电动推杆44、支撑板21、连接螺栓22、小导轨20、弹簧11；支撑板21与基座平台1通过连接螺栓22连接，用以支撑小导轨20；扭轴25与轴承26采用过渡配合，轴承26与加载支撑27开设的轴承孔采用间隙配合，圆螺母2与扭轴25采用螺纹副旋合。
放置待测扭矩传感器10的调平主轴9两端设计成锥柄29，对中机构8主要包括锥套28、紧固螺钉31、平键35，用于解决待测扭矩传感器10和标准扭矩传感器6连接轴之间的对中问题，便于装夹拆卸，实现精确定位。
安装时，把带锥柄29的调平主轴9两端分别放入对应的莫氏锥孔中，其端面中心开有平键35，调整带锥柄29的调平主轴9的位置，实现对调平主轴9的固定；接着用紧固螺钉31锁紧，可以防止调平主轴9转动。
此种对中结构利用锥度配合，定位精度高、连接刚性好、传递扭矩大、装卸方便。
参考图3，两电动推杆(19、44)，主要包括驱动电机18、减速齿轮17、螺杆42、推杆41、滑座43、弹簧11，将驱动电机18的旋转运动变成推杆41的直线运动。其中横置电动推杆19横着放置在基座平台1的一侧，用于切换试验台的工作状态(静态标定和动态测试)；竖直电动推杆44竖直放置，嵌套在与之垂直的游标卡尺5上，用于动态测试时的加载及卸载；游标卡尺5与扭轴23相连，包括平衡砣3、螺母38、游码39、刻度杆40，使施加的扭矩准确，以便更精确地读取标准扭矩值和待测扭矩值。
利用本发明的一种新型对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台对扭矩传感器进行静态标定和动态测试的过程如下：
标定测试前，首先确定待测扭矩传感器10的测量范围和安装空间，调节平衡砣3，使游标卡尺5和吊杆24在初始状态处于水平位置；滑动滑动支架13，使其沿导轨16直线滑动，预留出待测扭矩传感器10的安装空间。
两套筒12与两法兰盘32用沉头螺钉连接紧固，将其通过花键副与调平主轴9连接配合；对中两法兰盘的连接孔，使其保持好同轴度，待测扭矩传感器10两端与两法兰盘32用螺栓连接锁紧，安装固定好待测扭矩传感器10。
静态标定时，在吊杆24上添加圆饼砝码23，待其稳定后，观察标定数据，若有微小偏差，再调节游标卡尺5，在达到稳定后，通过标准扭矩传感器6和待测扭矩传感器10，将对应数值输出到上位机上进行同步数据采集、记录、比对与分析；通过增减圆饼砝码23的数量来获得不同的标准扭矩值和待测扭矩值，实现对扭矩传感器的静态标定。
动态测试时，横置电动推杆19沿着小导轨20向左直线运动，将试验台的工作状态切换到动态测试，接着竖直电动推杆44开始作向上直线运动，弹簧11被压紧，游标卡尺5在电动推杆35的推力作用下开始绕着扭轴25转动，从而产生扭矩；依此竖直电动推杆44作上下往复直线运动，实现加载和卸载，产生对应的扭矩，并对过程中标准扭矩传感器6和待测扭矩传感器10的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，达到对扭矩传感器动态测试的目的。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，其特征在于，包括基座平台(1)、两导轨(16)、滑动支架(13)、标准扭矩传感器(6)、调平主轴(9)、待测扭矩传感器(10)、对中机构(8)、中间支撑(7)、加载装置(4)；
所述两导轨(16)横置于所述基座平台(1)靠近一端的上面，并通过螺栓(30)与基座平台(1)连接；
所述滑动支架(13)设置于两导轨(16)之上，且能沿两导轨作往复直线滑动，用以调节待测扭矩传感器(10)的轴向安装距离，并便于待测扭矩传感器(10)的拆卸；
所述调平主轴(9)的两端设计成锥柄(29)，所述对中机构(8)包括锥套(28)、紧固螺钉(31)、平键(35)，所述滑动支架(13)上设有滑台(36)，所述锥套(28)和滑台(36)分别设有与所述锥柄(29)对应的莫氏锥孔；
安装时，把所述调平主轴(9)的两端的锥柄(29)分别放入对应的莫氏锥孔中，并通过平键(35)和紧固螺钉(31)锁紧；
所述中间支撑(7)支撑于所述对中机构(8)上，用于防止由扭矩传感器与连接件的自重引起的下垂；
所述基座平台(1)的另一端紧固有加载支撑(27)，所述加载装置(4)支承于所述加载支撑(27)上；
所述加载装置(4)包括圆饼砝码(23)和竖直电动推杆(44)；
所述基座平台(1)的一侧横置有横置电动推杆(19)，用于切换试验台的工作状态；
所述竖直电动推杆(44)竖直放置，嵌套在与之垂直的游标卡尺(5)上，用于动态测试时的加载及卸载；
两电动推杆(19和44)包括驱动电机(18)、减速齿轮(17)、螺杆(42)、推杆(41)、滑座(43)、弹簧(11)，将驱动电机(18)的旋转运动变成推杆(41)的直线运动；
所述游标卡尺(5)与扭轴(25)相连，用于精确地读取标准扭矩值和待测扭矩值；
动态测试时，横置电动推杆(19)沿着小导轨(20)向左直线运动，将试验台的工作状态切换到动态测试，接着竖直电动推杆(44)开始作向上直线运动，弹簧(11)被压紧，游标卡尺(5)在竖直电动推杆(44)的推力作用下开始绕着扭轴(25)转动，从而产生扭矩；
竖直电动推杆(44)作上下往复直线运动，实现加载和卸载，产生对应的扭矩，并对过程中标准扭矩传感器(6)和待测扭矩传感器(10)的输出示值进行同步数据采集、分析和比对，达到对扭矩传感器动态测试的目的。
2.根据权利要求1所述的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，其特征在于，两套筒(12)的端面中心开有内花键，一端面开有螺纹孔，通过花键副与所述调平主轴(9)连接配合；
两法兰盘(32)中心处开有沉头螺纹孔，四周均布开有光孔，两法兰盘(32)用于安装所述待测扭矩传感器(10)，且同时与所述套筒(12)通过螺栓连接紧固。
3.根据权利要求2所述的对中的参考式扭矩传感器标定及测试试验台，其特征在于，所述基座平台(1)采用高强度的浇铸基座。
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