CN111843902A - 一种冲击扳手的校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冲击扳手的校准方法，在施工现场，冲击扳手对现场螺栓、现场螺母进行旋拧，冲击扳手对现场工件冲击旋拧前，设定冲击扳手的扭矩输出值T，直至冲击扳手最后一次即第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n‑1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n‑1次，标准扭矩传感器所测得的扭矩值与该次旋拧冲击扳手所设定的扭矩输出值T比较来对冲击扳手进行校准。本发明解决了现有技术中实验室对冲击扳手校准时，模拟螺栓、模拟螺母与真实工作环境中的螺栓、螺母之间的扭矩变化率不同而导致冲击扳手不能准确校准的技术问题。

Description

一种冲击扳手的校准方法

技术领域

本发明涉及旋拧工具校准领域中的冲击扳手的校准方法。

背景技术

在铁塔、桥梁、铁路、装备制造业等各领域，都面临着将螺母与螺栓拧紧，而且需要保证螺母与螺栓之间的扭矩要达到设定扭矩，因此定扭矩扳手的应用非常广泛，也非常必要。

传统的扳手有两种，一种为连续输出型扳手，一种为冲击扳手，连续输出型扳手的输出轴带着螺母连续转动，直到锁紧，螺母与输出轴一直保持联动关系，因此这类扳手的定扭矩较易实现，只需在输出轴上设置相应的扭矩传感器，直接读出螺母的扭矩即可，但是此类扳手由于连续输出，因此受到的反作用力较大，整体较为笨重。另外一种是冲击扳手，冲击扳手是通过原动机经减速器，带动冲击机构的主动部分，再经牙嵌的啮合带动从动部分，主动部分的旋转打击部件在超过扳手的静扭矩后，会从从动部分的输出轴产生间歇式旋转打击，周而复始的旋转打击运动使螺母最终旋拧，但是最终的旋紧扭矩是主动部分对从动部分输出轴的多次冲击力矩的叠加，还要考虑到工件与螺母间轴向压力产生的阻力矩的影响，它会随着旋紧而增长，其过程十分复杂，因此其自身的扭矩传感器读数需要经常进行校准。

传统的校准方式，是将冲击扳手送到实验室，通过扭矩试验装置对冲击扳手进行校准，扭矩试验装置包括模拟螺栓、模拟螺母和测量模拟螺栓和模拟螺母相对旋转扭矩的标准扭矩传感器，将冲击扳手设定一个输出扭矩值，该输出扭矩值决定冲击扳手什么时候停止工作即不再输出冲击扭矩，冲击扳手对模拟螺栓进行旋拧，冲击扳手停止工作时，通过标准扭矩传感器的读数与冲击扳手设定的输出扭矩值比较来对冲击扳手进行校准。这种校准方式存在很多问题，比如说，试验室校准时所使用的模拟螺栓、模拟螺母与冲击扳手真实工作时的螺栓、螺母及螺栓螺母之间夹持物的材质可能不同，即使材质相同，真实工作时的工作环境温度、湿度等工作参数也是与实验室不同的，这些参数的不同，会导致螺栓、螺母相对旋拧时的扭矩变化率不同，扭矩变化率是指对应一次冲击的冲击扭矩与旋转角位移的比值，简单点说，在试验室校准时，模拟螺栓、螺母之间的扭矩变化率与真实环境中的螺栓、螺母及被夹持物之间的扭矩变化率不同，因此即使在实验室对冲击扳手进行校准后，到真实工作场合中，冲击扳手仍不能准确的工作；还有就是，在施工现场，螺栓、螺母之间的旋拧扭矩基本都有一个理想扭矩值，即到该扭矩时，螺栓、螺母之间锁紧牢靠，也是施工现场螺栓、螺母所能承受的最大扭矩值，实验室中对冲击扳手校准时的校准扭矩值与现场施工时冲击扳手的工作扭矩值也是不同的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冲击扳手的校准方法，以解决现有技术中实验室对冲击扳手校准时，模拟螺栓、模拟螺母与真实工作环境中的螺栓、螺母之间的扭矩变化率不同而导致冲击扳手不能准确校准的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明中冲击扳手的校准方法的技术方案如下：

一种冲击扳手的校准方法，在施工现场，冲击扳手对现场工件进行冲击旋拧，现场工件包括现场螺栓、现场螺母和夹持于现场螺栓与现场螺母之间的现场夹持物，冲击扳手对现场工件冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，

冲击扳手对现场工件冲击旋拧前，设定冲击扳手的扭矩输出值T，

有以下几种工况，1），角位移传感器记录现场螺母与现场螺栓之间的旋转角位移为零时，冲击扳手还未停止工作，则调小T值，

2），冲击扳手最后一次冲击结束时，角位移传感器仍检测到现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则调大T值，

直至冲击扳手最后一次即第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次，标准扭矩传感器所测得的扭矩值与该次旋拧冲击扳手所设定的扭矩输出值T比较来对冲击扳手进行校准。

一种冲击扳手的校准方法，在施工现场，冲击扳手对现场工件进行冲击旋拧，现场工件包括现场螺栓、现场螺母和夹持于现场螺栓与现场螺母之间的现场夹持物，冲击扳手对现场工件冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，

冲击扳手不设定扭矩输出值，冲击扳手持续对现场工件进行冲击旋拧，角位移传感器记录到冲击扳手的第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次冲击，标准扭矩传感器所测得的扭矩值，与第n-1次冲击，冲击扳手自身扳手扭矩传感器的检测到的扭矩值比较来对冲击扳手进行校准。

本发明的有益效果为：本发明中，创新的不在试验室对冲击扳手进行校准，而是在施工现场，使用现场螺栓、现场螺母和现场夹持物，冲击扳手直接对现场工件进行冲击旋拧，冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，从而保证了校准环境下冲击扳手的作用对象的扭矩变化率和实际工况下冲击扳手的作用对象的扭矩变化率是完全一致的。此外通过角位移传感器可以找到现场螺母与现场螺栓之间的理想扭矩值，即，当对应次冲击，现场螺栓与现场螺母之间还有角位移产生时，说明现场螺母与现场螺母还未拧紧，直至现场螺栓与现场螺母之间不会有角位移产生的对应次冲击，之前的一次冲击就是现场螺栓与现场螺母之间允许的最大旋拧扭矩和最大扭矩变化率，只要在该扭矩值下对冲击扳手校准，整个校准过程才有意义。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

一种冲击扳手的校准方法的实施例1如图1所示：一种冲击扳手的校准方法，在施工现场，冲击扳手1对现场工件进行冲击旋拧，现场工件包括现场螺栓16、现场螺母17和夹持于现场螺栓与现场螺母之间的现场夹持物18，冲击扳手对现场工件冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母17相对现场螺栓16的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，具体旋拧时如图1所示，冲击扳手1包括冲击输出轴4，冲击输出轴4通过第一转接套6与标准扭矩传感器19相连，标准扭矩传感器19通过第二转接套2与现场螺母止转连接，标准扭矩传感器19的两端均为方榫头结构。本实施例中角位移传感器可以利用冲击扳手自身的角位移传感器，冲击扳手包括检测冲击输出轴每次冲击动作时的旋转角度的角度传感器及用于检测冲击输出轴输出扭矩的扳手扭矩传感器。此外，冲击扳手还包括冲击传感器，冲击传感器用于判断间歇冲击机构对输出轴冲击的开始与结束，当冲击输出轴开始向外冲击时，冲击传感器会给扭矩控制电路发出脉冲信号，使扭矩控制电路开始记录此次打击产生的旋紧方向的角度值，并在两次打击脉冲信号的间隔内记录逆旋紧方向的反振角度值，正方向的旋紧角度值-逆旋紧方向的反振角度值，就是该次冲击过程中，冲击扳手的输出轴的旋转角位移。冲击传感器及扭矩控制电路属于现有技术，在此不再详述，该现有技术中在公开号为CN110238787A公开的“冲击扳手旋拧角度、扭矩的检测、读取与控制方法”中有公开。

冲击扳手对现场工件冲击旋拧前，设定冲击扳手的扭矩输出值T，

有以下几种工况，1），角位移传感器记录现场螺母与现场螺栓之间的旋转角位移为零时，冲击扳手还未停止工作，则调小T值，

2），冲击扳手最后一次冲击结束时，角位移传感器仍检测到现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则调大T值，

击扳手最后一次即第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次，标准扭矩传感器所测得的扭矩值与该次旋拧冲击扳手所设定的扭矩输出值T比较来对冲击扳手进行校准。

举个例子，假设现场螺母与现场螺栓之间的理想扭矩为100Nm，也就是说冲击扳手的设定扭矩为100Nm时，可以将现场螺母拧紧，冲击扳手需要准确的输出100Nm扭矩，因此需要在100Nm这个扭矩值上对冲击扳手进行校准。

而在施工现场这个数值工作人员是不知道的，因此现场校准时，先设定冲击扳手的扭矩输出值，比如说设定冲击扳手的扭矩输出值为80Nm，由于该设定值小于现场螺母与现场螺栓的旋紧扭矩，所以会出现，冲击扳手最后一次冲击时，角位移传感器仍检测到现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则需调大设定的输出扭矩值进行再次的冲击；如果设定冲击扳手的扭矩输出值为120Nm，由于该设定值大于现场螺母与现场螺推力，拧扭矩，因此会出现，角位移传感器记录现场螺母与现场螺栓之间的旋转角位移为零时，冲击扳手还未停止工作，则需要调小设定的输出扭矩值进行再次的冲击。

直到出现，最后一次即第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，此时第n-1次冲击时，标准扭矩传感器的读数应该是100Nm，而冲击扳手此时设定的输出扭矩值则可能是95或108Nm等其它值，则可以对冲击扳手进行校准。对冲击扳手校准后，在这个设定的输出扭矩值上，冲击扳手可以完成对现场螺栓、现场螺母的旋紧操作。要想完成冲击扳手对现场螺栓、现场螺母准确的旋拧，在现场螺母、现场螺栓的理想旋拧扭矩位置对冲击扳手校准是非常必要的，就如上述例子，如果现场螺栓、现场螺母之间的理想旋紧扭矩为100Nm，在80Nm或120Nm位置对冲击扳手的输出扭矩进行校准是没有意义的，因为那只能保证冲击扳手准确的输出80Nm或120Nm，无法保证冲击扳手准确的输出100Nm，因此冲击扳手仍无法准确的旋紧现场螺栓和现场螺母。

在本发明的其它实施例中，角位移传感器和冲击传感器也可以不是冲击扳手自身的一部分，比如说在冲击扳手与现场工件之间的传动链上设置角位移传感器和冲击传感器；扭矩传感器的壳体也可以固定于一个底座上，此时冲击扳手与现场螺母止转连接，现场螺栓与扭矩传感器的扭矩输入端止转连接。

一种冲击扳手的校准方法的实施例2，实施例2与实施例1不同的是，冲击扳手不设定扭矩输出值，冲击扳手持续对现场工件进行冲击旋拧，角位移传感器记录到冲击扳手的第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次冲击，标准扭矩传感器所测得的扭矩值，与第n-1次冲击，冲击扳手自身扳手扭矩传感器的检测到的扭矩值比较来对冲击扳手进行校准。第n-1冲击时，现场螺母与现场螺栓最后一次产生旋转角位移，此次冲击，标准扭矩传感器的读数即为现场螺栓、现场螺母之间的理想旋拧扭矩。

Claims (2)

1.一种冲击扳手的校准方法，其特征在于：在施工现场，冲击扳手对现场工件进行冲击旋拧，现场工件包括现场螺栓、现场螺母和夹持于现场螺栓与现场螺母之间的现场夹持物，冲击扳手对现场工件冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，

冲击扳手对现场工件冲击旋拧前，设定冲击扳手的扭矩输出值T，

有以下几种工况，1），角位移传感器记录现场螺母与现场螺栓之间的旋转角位移为零时，冲击扳手还未停止工作，则调小T值，

2），冲击扳手最后一次冲击结束时，角位移传感器仍检测到现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则调大T值，

直至冲击扳手最后一次即第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次，标准扭矩传感器所测得的扭矩值与该次旋拧冲击扳手所设定的扭矩输出值T比较来对冲击扳手进行校准。

2.一种冲击扳手的校准方法，其特征在于：在施工现场，冲击扳手对现场工件进行冲击旋拧，现场工件包括现场螺栓、现场螺母和夹持于现场螺栓与现场螺母之间的现场夹持物，冲击扳手对现场工件冲击旋拧过程中，角位移传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转角位移，标准扭矩传感器记录冲击扳手每次冲击时现场螺母相对现场螺栓的旋转扭矩，

冲击扳手不设定扭矩输出值，冲击扳手持续对现场工件进行冲击旋拧，角位移传感器记录到冲击扳手的第n次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间无旋转角位移产生，冲击扳手第n-1次冲击时，现场螺母与现场螺栓之间有旋转角位移产生，则通过第n-1次冲击，标准扭矩传感器所测得的扭矩值，与第n-1次冲击，冲击扳手自身扳手扭矩传感器的检测到的扭矩值比较来对冲击扳手进行校准。

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