CN111649075B - 一种用于扭矩校准的隔热联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，属于扭矩计量校准技术领域。本发明主要由凸传扭轴、隔热槽、结合盘、凹传扭轴、隔热套、隔热螺栓组组成。在传递扭矩时，扭矩在凸传扭轴的凹槽内转化为对隔热槽的压力传递至结合板，而后经结合板传递至另一隔热槽再传递至凹传扭轴，隔热槽不受剪切力和扭力，通过正压力传递扭矩的隔热槽相比于通过隔热材料受剪切力和扭力传递扭矩的方式，获得更大扭矩传递的范围。通过以上扭矩传递方式，连接用的螺栓组不受剪应力，根据实际负载和温度范围选择隔热效果好尼龙、玻璃钢等树脂类等隔热材料，使得隔热达到最佳效果。本发明在克服传统结构缺点的同时，能够实现扭矩值传递大小不受限，隔热效果突出等目标。

Description

一种用于扭矩校准的隔热联轴器

技术领域

本发明涉及一种用于扭矩校准的隔热联轴器，属于扭矩计量校准技术领域。

背景技术

目前，我国的高低温扭矩校准装置大多在传统的静重式扭矩校准装置的基础上进行改进得到，即在静重式扭矩校准装置上增设温箱，从而给被检标准扭矩仪或扭矩传感器在一定温度条件下提供标准扭矩值，从而达到在高低温条件下进行扭矩计量校准目的。现有的绝大多数高低温扭矩校准装置的典型特征之一，就是温箱设置在静重式扭矩校准装置的主动轴和从动轴之间。这种温箱安装位置，必然会存在以下三方面的问题：第一，温箱中的热量沿主动轴及从动轴传递，造成热量的损耗，影响被测仪器内部的热平衡程度，从而影响实验温度数据的准确度。第二，温箱中的热量沿主动轴及从动轴传递至静重式扭矩校准装置主机，由于金属材料的热膨胀特性，温箱中泄露的高温或低温会影响扭矩杠杆的支撑轴直径和总体臂长，同时影响标准装置的适用环境温度条件。第三，温箱中的热量沿主动轴及从动轴传递至温箱外部，会延长被测仪器热平衡时间和温箱内温度达到给定温度的时间，造成资源的损耗与浪费。

为了减小温箱中温度沿主动轴及从动轴的损耗，提高高低温扭矩计量校准试验中温度的控制精度，减小由于温度变化引起的金属材料热膨胀，减小资源的损耗与浪费，降低标准扭矩发生装置复现扭矩量值的测量不确定度，其最可行有效的方法就是在原有的主动轴与从动轴上即温箱与轴的连接处串联隔热联轴器。

隔热联轴器是利用热的不良导体材料开发出来的核心产品，它是利用隔热材料在进行扭矩的传递的同时实现高低温的隔断。与传统的联轴器相比，高低温联轴器具有扭矩传递损耗小，隔热性好等优点。

用于隔热功能的隔热联轴器，其传统的结构是基于带颈法兰结构，在两片法兰盘之间插入隔热材料，在各螺栓与法兰盘连接处插入隔热片，在各螺母与法兰盘之间插入隔热片，这种结构存在受隔热材料性能的限制传递扭矩值大小受限、温箱内部的温度会通过隔热联轴器法兰盘上的螺栓传递至温箱外部、为保证隔热效果对各隔热片加工精度要求高等问题。

中国发明专利(CN110031148A)，提出了一种高低温环境扭矩传感器校准方法及装置，该校准方法利用激光对中仪测出待检扭矩传感器与传动轴初始位置的同轴度，通过仿真研究得到的同轴度与温度之间的函数多项式，从而预测得到±100℃范围内任意温度下同轴度，从而计算出因同轴度变化对扭矩测量的影响，并对最终测量误进行修正。但是，该装置没有在主动轴与从动轴上串联高低温联轴器，存在相应局限性。中国发明专利(CN106321673A)，提出了一种隔热减震型滑杆式万向联轴器，采用隔热材料进行隔热，采用滑杆结构进行扭矩的万向传递，在扭矩的传递中可以实现隔热的同时降低同轴度误差的影响。但是，滑杆结构在扭矩的传递中会因为组件间的摩擦产生扭矩传递的损耗，不适用于量值传递中准确要求很高的扭矩校准装置。同时，滑竿结构的复杂性也会增加扭矩校准装置的测量不确定度。中国实用新型专利(CN202867606U)，提出了一种隔热式球笼联轴器，采用在传统带颈法兰的基础上在法兰盘之间连接隔热垫片进行隔热。但是该结构具有可传递的扭矩值小，热量会从螺栓间传递的问题。

发明内容

本发明公开的一种用于扭矩校准的隔热联轴器的目的是：改进传统高低温扭矩校准装置中的隔热部分，在克服高低温扭矩校准装置传统结构缺点的同时还具有扭矩值传递大小不受限、隔热效果好等优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，主要由凸传扭轴、隔热槽、结合盘、凹传扭轴、隔热套、隔热螺栓组组成。

所述凸传扭轴为圆柱形结构，在轴的一端有外凸连接端，根据传递扭矩大小，外凸连接端选用合适尺寸的多方轴，用于将一种用于扭矩校准的隔热联轴器与高低温扭矩校准装置相连接，沿轴的一周有螺栓孔，轴的另外一端有凹槽，用于将凸传扭轴与隔热槽相连，传递扭矩。

作为优选，根据传递扭矩大小，所述凸传扭轴的外凸连接端选用多方轴，所述多方轴包括四方轴、六方轴。

所述隔热槽为槽型结构或板状结构，材料为树脂类材料，根据扭矩大小和温度高低选用。用于隔热、传递扭矩值。

作为优选，槽型结构的隔热槽由槽型结构件组成，在槽的各表面有螺栓孔，用于将隔热槽与结合盘进行固紧安装。板状结构的隔热槽由三块板材组成，在各板材表面有螺栓孔，用于将组成隔热槽的各板材与结合盘进行固紧安装。隔热槽的尺寸根据多方轴的尺寸调整，隔热槽穿在凸传扭轴的凹槽内与凸传扭轴相连，隔热槽穿在凹传扭轴的凹槽内与凹传扭轴相连。

所述结合盘用于传递扭矩，为盘状对称结构，在盘的两面对称的各有一条凸楞，结合盘通过凸楞与隔热槽相连，隔热槽套在结合盘的凸楞上，凸楞上有螺栓孔用于固紧结合盘与隔热槽，盘面设有用于与凸传扭轴、凹传扭轴连接并固定的螺栓孔。

所述凹传扭轴为圆柱型结构，用于传递扭矩，凹传扭轴的一端有凹槽用于与隔热槽相连，隔热槽安装在凹传扭轴的凹槽内，凹传扭轴的另外一端设有用于与高低温扭矩校准装置相连传扭凹槽。

作为优选，传扭凹槽包括四方凹槽、六方凹槽。

所述隔热套为环形结构，用于隔热，隔热材料根据实际负载和温度范围选择。隔热套套在隔热螺栓组的螺栓的螺柱外，隔绝隔热螺栓与凸传扭轴、结合盘、凹传扭轴的连接，提高用于扭矩校准的隔热联轴器整体的隔热效果。

所述隔热螺栓组为螺栓结构，用于连接凸传扭轴、接合盘、凹传扭轴，在起连接作用的同时起隔热作用，隔热螺栓的材料根据实际负载和温度范围选择。

作为优选，采用结合盘的凸楞通过隔热槽与凸传扭轴、凹传扭轴相连传递扭矩，隔热槽所受力为压力，传递扭矩范围更大。

作为优选，采用结合盘的凸楞通过隔热槽与凸传扭轴、凹传扭轴相连传递扭矩，连接凸传扭轴、凹传扭轴的螺栓组仅受预紧力，采用隔热螺栓组，提高隔热效果。

作为优选，在隔热螺栓组外部布置隔热套，隔绝隔热螺栓组与结合盘的接触，提高隔热效果。

作为优选，通过正压力传递扭矩的隔热槽相比于通过隔热材料受剪切力和扭力传递扭矩的方式，获得更大扭矩传递的范围。

作为优选，所述隔热套、隔热螺栓组的隔热材料优选树脂类材料，包括尼龙、玻璃钢。

本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，在传递扭矩时，扭矩在凹传扭轴的凹槽内转化为对隔热槽的压力传递至结合盘，而后经结合盘传递至另一隔热槽再传递至凸传扭轴，在凸传扭轴上隔热槽的压力转化为扭矩，隔热槽不受剪切力和扭力，通过正压力传递扭矩的隔热槽相比于通过隔热材料受剪切力和扭力传递扭矩的方式，获得更大扭矩传递的范围。通过以上扭矩传递方式，连接凹传扭轴、结合盘、凸传扭轴用的螺栓组不受剪应力，选取隔热效果好的隔热螺栓，使得隔热达到最佳效果，具体隔热及扭矩传递方式如下：连接凸传扭轴、凹传扭轴的螺栓组仅受预紧力，采用隔热螺栓组，隔绝热量沿隔热螺栓组的传递。隔热槽隔绝凸传扭轴与结合盘之间的直接接触，隔绝热量沿凸传扭轴与结合盘之间的传递，隔热槽隔绝凹传扭轴与结合盘之间的直接接触，隔绝热量沿凹传扭轴与结合盘之间的传递。在隔热螺栓组外部布置隔热套，隔绝隔热螺栓组与结合盘的接触，隔绝热量沿隔热螺栓组与结合盘之间的传递。此时在传递较大扭矩的情况下，使所述一种用于扭矩校准的隔热联轴器传递的热量趋近于零，即使得隔热达到最佳效果，提高高低温扭矩计量校准中温度控制精度。

有益效果：

1、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，改进传统高低温扭矩校准装置中的隔热部分，能够隔绝高低温扭矩计量中温箱内热量向温箱外传递，提高高低温扭矩计量校准中温度控制精度。

2、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，能够隔绝高低温扭矩计量中温箱内热量向温箱外传递，防止因温度变化引起的金属材料热膨胀影响力臂杠杆的实际尺寸，提高标准扭矩值的准确度。

3、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，能够隔绝高低温扭矩计量中温箱内热量向温箱外传递，减小资源的浪费。

4、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，采取结合盘传扭设计，能够在隔绝温度传递的同时，获得较大的扭矩传递范围，能够根据不同的扭矩量程进行方便灵活的结构设计和能力扩展。

5、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，采取结合盘传扭设计，其中的隔热槽受压力，隔热槽的使用寿命得到延长。

6、本发明公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，采取结合盘传扭设计，凸传扭轴与凹传扭轴的连接螺栓组不受剪切力，能够将连接螺栓组的材料选用为隔热材料，提高装置的隔热效果。

附图说明

图1为用于扭矩计量的隔热联轴器的整体结构示意图。

图2为用于扭矩计量的隔热联轴器的隔热槽的整体结构示意图，其中图2a为槽型结构隔热槽主视图，图2b为槽型结构隔热槽左视图，其中图2c为板状结构隔热槽主视图，图2d为板状结构隔热槽左视图。

图3为用于扭矩计量的隔热联轴器的结合盘的整体结构示意图，其中图3a为主视图，图3b为左视图。

其中，1-凸传扭轴、2-隔热槽、3-结合盘、4-凹传扭轴、5-隔热套、6-隔热螺栓组。

具体实施方式

为了更好的说明本发明的目的和优点，下面结合附图和实例对发明内容做进一步说明。

实施例1：

如图1、2、3所示，本实施例公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器，由凸传扭轴1、隔热槽2、结合盘3、凹传扭轴4、隔热套5、隔热螺栓组6隔热螺栓组。

所述凸传扭轴1为圆柱形结构，在轴的一端有外凸连接端，根据传递扭矩大小等，外凸连接端选用六方轴，用于将一种用于扭矩校准的隔热联轴器与高低温扭矩校准装置相连接，沿轴的一周有螺栓孔，轴的另外一端有凹槽，用于将凸传扭轴1与隔热槽2相连，传递扭矩。

所述隔热槽2为槽型结构或板状结构，材料为树脂类材料，根据扭矩大小和温度高低选用。用于隔热、传递扭矩值。槽型结构的隔热槽2由一个槽型结构组成，在槽的各表面有螺栓孔，用于将隔热槽2与结合盘3进行固紧安装。板状结构的隔热槽2由三块板材组成，在各板材表面有螺栓孔，用于将组成隔热槽2的各板材与结合盘3进行固紧安装。隔热槽2的尺寸受凸传扭轴1的尺寸进行设计改变，隔热槽2穿在凸传扭轴1的凹槽内与凸传扭轴1相连，隔热槽2穿在凹传扭轴4的凹槽内与凹传扭轴4相连。

所述结合盘3为盘状对称结构，用于传递扭矩，在盘的两面对称的各有一条凸楞，结合盘3通过凸楞与隔热槽2相连，隔热槽2套在结合盘3的凸楞上，凸楞上有螺栓孔用于固紧结合盘3与隔热槽2，盘面有螺栓孔，用于与凸传扭轴1、凹传扭轴4连接并固定。

所述凹传扭轴4为圆柱型结构，用于传递扭矩，凹传扭轴4的一端有凹槽用于与隔热槽2相连，隔热槽2安装在凹传扭轴4的凹槽内，凹传扭轴4的另外一端有传扭凹槽，传扭凹槽可选用六方凹槽等，用于与高低温扭矩校准装置相连。

所述隔热套5为环形结构，用于隔热，材料根据实际负载和温度范围选择尼龙、玻璃钢等树脂类等隔热材料，隔热套5套在隔热螺栓组6的螺栓的螺柱外，隔绝隔热螺栓与凸传扭轴1、结合盘3、凹传扭轴4的连接，提高用于扭矩校准的隔热联轴器整体的隔热效果。

所述隔热螺栓组6为螺栓结构，用于连接凸传扭轴1、接合盘3、凹传扭轴4，螺栓组的材料根据实际负载和温度范围选择尼龙、玻璃钢等树脂类等隔热材料，在起连接作用的同时起隔热作用。

根据所需传递的扭矩值大小不同，可根据所需传递扭矩值大小的需要对各部件进行设计改变。

如图1、2、3所示，本实施例公开的一种用于扭矩计量的隔热联轴器的工作方法为：采用结合盘3的凸楞通过隔热槽2与凸传扭轴1、凹传扭轴4相连，隔热槽2所受力为压力，实现扭矩的传递，隔热槽2材料不受剪切力和扭力，因此能够传递较大扭矩。连接凸传扭轴1、凹传扭轴4的螺栓组仅受预紧力，采用隔热材料的隔热螺栓组6，隔绝热量沿隔热螺栓组6的传递。隔热槽2隔绝凸传扭轴1与结合盘3之间的直接接触，隔绝热量沿凸传扭轴1与结合盘3之间的传递，隔热槽2隔绝了凹传扭轴4与结合盘3之间的直接接触，隔绝热量沿凹传扭轴4与结合盘3之间的传递。在隔热螺栓组6外部布置隔热套5，隔绝隔热螺栓组6与结合盘3的接触，隔绝热量沿隔热螺栓组6与结合盘3之间的传递。此时在传递较大扭矩的情况下，实现一种用于扭矩校准的隔热联轴器传递的热量趋近于零。

以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：主要由凸传扭轴(1)、隔热槽(2)、结合盘(3)、凹传扭轴(4)、隔热套(5)、隔热螺栓组(6)组成；

所述凸传扭轴(1)为圆柱形结构，在轴的一端有外凸连接端，根据传递扭矩大小，外凸连接端选用合适尺寸的多方轴，用于将一种用于扭矩校准的隔热联轴器与高低温扭矩校准装置相连接，沿轴的一周有螺栓孔，轴的另外一端有凹槽，用于将凸传扭轴(1)与隔热槽(2)相连，传递扭矩；

所述隔热槽(2)用于隔热、传递扭矩值，为槽型结构或板状结构，材料为树脂类材料，根据扭矩大小和温度高低选用隔热槽(2)材料和尺寸；

所述结合盘(3)用于传递扭矩，为盘状对称结构，在盘的两面对称的各有一条凸楞，结合盘(3)通过凸楞与隔热槽(2)相连，隔热槽(2)套在结合盘(3)的凸楞上，凸楞上有螺栓孔用于固紧结合盘(3)与隔热槽(2)，盘面设有用于与凸传扭轴(1)、凹传扭轴(4)连接并固定的螺栓孔；

所述凹传扭轴(4)为圆柱型结构，用于传递扭矩，凹传扭轴(4)的一端有凹槽用于与隔热槽(2)相连，隔热槽(2)安装在凹传扭轴(4)的凹槽内，凹传扭轴(4)的另外一端设有用于与高低温扭矩校准装置相连的传扭凹槽；

所述隔热套(5)为环形结构，用于隔热，隔热材料根据实际负载和温度范围选择；隔热套(5)套在隔热螺栓组(6)的螺栓的螺柱外，隔绝隔热螺栓与凸传扭轴(1)、结合盘(3)、凹传扭轴(4)的连接，提高用于扭矩校准的隔热联轴器整体的隔热效果；

所述隔热螺栓组(6)为螺栓结构，用于连接凸传扭轴(1)、接合盘(3)、凹传扭轴(4)，在起连接作用的同时起隔热作用，隔热螺栓的材料根据实际负载和温度范围选择。

2.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：槽型结构的隔热槽(2)由槽型结构件组成，在槽的各表面有螺栓孔，用于将隔热槽(2)与结合盘(3)进行固紧安装；板状结构的隔热槽(2)由三块板材组成，在各板材表面有螺栓孔，用于将组成隔热槽(2)的各板材与结合盘(3)进行固紧安装；隔热槽(2)的尺寸根据多方轴的尺寸调整，隔热槽(2)穿在凸传扭轴(1)的凹槽内与凸传扭轴(1)相连，隔热槽(2)穿在凹传扭轴(4)的凹槽内与凹传扭轴(4)相连。

3.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：采用结合盘(3)的凸楞通过隔热槽(2)与凸传扭轴(1)、凹传扭轴(4)相连传递扭矩，隔热槽(2)所受力为压力，传递扭矩范围更大。

4.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：采用结合盘(3)的凸楞通过隔热槽(2)与凸传扭轴(1)、凹传扭轴(4)相连传递扭矩，连接凸传扭轴(1)、凹传扭轴(4)的螺栓组仅受预紧力，采用隔热螺栓组(6)，提高隔热效果。

5.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：在隔热螺栓组(6)外部布置隔热套(5)，隔绝隔热螺栓组(6)与结合盘(3)的接触，提高隔热效果。

6.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：通过正压力传递扭矩的隔热槽(2)相比于通过隔热材料受剪切力和扭力传递扭矩的方式，获得更大扭矩传递的范围。

7.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：根据传递扭矩大小，所述凸传扭轴(1)的外凸连接端选用多方轴，所述多方轴包括四方轴、六方轴；传扭凹槽包括四方凹槽、六方凹槽。

8.如权利要求1所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：所述隔热套(5)、隔热螺栓组(6)的隔热材料为树脂类材料，包括尼龙、玻璃钢。

9.如权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：在传递扭矩时，扭矩在凹传扭轴(4)的凹槽内转化为对隔热槽(2)的压力传递至结合盘(3)，而后经结合盘(3)传递至另一隔热槽(2)再传递至凸传扭轴(1)，在凸传扭轴(1)上隔热槽(2)的压力转化为扭矩，隔热槽(2)不受剪切力和扭力，通过正压力传递扭矩的隔热槽(2)相比于通过隔热材料受剪切力和扭力传递扭矩的方式，获得更大扭矩传递的范围；通过以上扭矩传递方式，连接凹传扭轴(4)、结合盘(3)、凸传扭轴(1)用的螺栓组不受剪应力，通过隔热螺栓隔热，使得隔热达到最佳效果，提高高低温扭矩计量校准中温度控制精度。

10.如权利要求9所述的一种用于扭矩校准的隔热联轴器，其特征在于：具体隔热及扭矩传递方式如下：连接凸传扭轴(1)、凹传扭轴(4)的螺栓组仅受预紧力，采用隔热螺栓组(6)，隔绝热量沿隔热螺栓组(6)的传递；隔热槽(2)隔绝凸传扭轴(1)与结合盘(3)之间的直接接触，隔绝热量沿凸传扭轴(1)与结合盘(3)之间的传递，隔热槽(2)隔绝凹传扭轴(4)与结合盘(3)之间的直接接触，隔绝热量沿凹传扭轴(4)与结合盘(3)之间的传递；在隔热螺栓组(6)外部布置隔热套(5)，隔绝隔热螺栓组(6)与结合盘(3)的接触，隔绝热量沿隔热螺栓组(6)与结合盘(3)之间的传递；此时在传递较大扭矩的情况下，使所述一种用于扭矩校准的隔热联轴器传递的热量趋近于零，即使得隔热达到最佳效果，提高高低温扭矩计量校准中温度控制精度。

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