CN202562701U

CN202562701U - 扭矩基准装置

Info

Publication number: CN202562701U
Application number: CN2012202287572U
Authority: CN
Inventors: 王刚
Original assignee: Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection
Current assignee: Chongqing Academy of Metrology and Quality Inspection
Priority date: 2012-05-21
Filing date: 2012-05-21
Publication date: 2012-11-28
Anticipated expiration: 2022-05-21

Abstract

本实用新型公开了一种扭矩基准装置，包括杠杆力臂、刀承、刀口、拉力传递装置和用于拉动拉力传递装置的施力装置；刀承的顶部设有V形槽，杠杆力臂压在刀口的背面上，刀口的刀刃压在刀承的V形槽内；施力装置设置在刀口的正上方，杠杆力臂上、且正对刀口设置竖直通孔，施力装置通过拉力传递装置与刀口连接。通过施力装置和拉力传递装置增加额外的负载平衡来形成力偶，实现纯扭矩装置，达到提高装置准确度，增大量程的目的；同时在保证绝对精度不变的情况下，提升了测量中的相对精度。

Description

扭矩基准装置

技术领域

本实用新型涉及一种计量检测装置，尤其涉及一种扭矩基准装置。

背景技术

扭矩是一个导出量，扭矩计量属于力学计量的范畴，它的基本工作是统一扭矩单位制，建立复现扭矩量值的计量基准器具和计量标准器具，确定量值传递方法和传递程序，并监督实施，同时将计量基准器具和计量标准器具的准确量值传递到各行业使用的工作计量器具，以保证测量结果准确可靠。扭矩计量最终要落实到具体的扭矩计量器具上，因此，建立完善的扭矩计量器具检定系统，就成为各国扭矩计量的重点，而建立精确的扭矩基准装置则是整个扭矩计量工作的基础。

国内外扭矩基准装置大都为杠杆砝码式加荷原理，即在一定臂长的杠杆上，加挂一定数量的砝码形成标准扭矩值，从而实现扭矩量值的传递、校准及检测。一般它们都带有两套砝码加载装置，以实现两个方向加载。根据扭矩方向不同，选用其中一个加载。整个原理虽然十分简单，但各种影响因素带来的不确定度很多很复杂。

影响扭矩基准装置不确定度的因素主要由杠杆装置力臂长度的不确定度、砝码加载力值的不确定度、支承轴承摩擦扭矩的不确定度、同轴度变化引起的不确定度、应力带来的不确定度、力臂水平度引起的不确定度组成。如何保证扭矩基准装置工作符合扭矩力学模型，减小各个不确定度分量，保证整个装置的不确定度指标成为本项目研究的关键内容。

单边施加砝码的扭矩施加方式是目前扭矩基准装置普遍采用的方式，但这种扭矩施加方式并非纯扭矩施加方式，在刀口上除了扭矩还有大的压力，影响扭矩的灵敏度。

实用新型内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型提供了一种提高准确度，增大量程，在保证绝对精度不变的情况下提升测量中相对精度的扭矩基准装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案：

扭矩基准装置，包括杠杆力臂、刀承、刀口、拉力传递装置和用于拉动拉力传递装置的施力装置；所述刀承的顶部设有V形槽，所述杠杆力臂压在刀口的背面上，刀口的刀刃压在刀承的V形槽内；所述施力装置设置在刀口的正上方，所述杠杆力臂上、且正对刀口设置竖直通孔，所述施力装置通过拉力传递装置与刀口连接。

作为本实用新型的一种优选方案，所述施力装置包括电机和电机驱动的滑轮。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述拉力传递装置为拉绳或钢带；所述拉绳或钢带穿过竖直通孔，拉绳或钢带的一端固定在施力装置上，拉绳或钢带的另一端固定在刀口上。

作为本实用新型的又一种优选方案，所述刀口的顶部沿竖直方向设有凹孔，所述拉绳或钢带的另一端固定在凹孔中。

与现有技术相比，本实用新型的扭矩基准装置具有如下优点：

1、通过施力装置和拉力传递装置增加额外的负载平衡来形成力偶，实现纯扭矩装置，达到提高装置准确度，增大量程的目的；同时在保证绝对精度不变的情况下，提升了测量中的相对精度。

2、该扭矩基准装置使物体完全不呈现任何平移运动，只呈现纯旋转运动，它将成为扭矩基准装置研究的重点和进一步减小不确定度的突破口。同时，采用力偶方式施加扭矩也将减少因使用支承轴承带来的不易评定的附加摩擦扭矩，减少此附加摩擦扭矩将大大提高扭矩基准装置的准确度，减小不确定度。

3、该扭矩基准装置实现纯扭矩施加方式，减少扭矩基准装置的不确定度分量，提高其准确度，增加稳定性。

4、该扭矩基准装置在最终施力方向上并没有引入新的扭矩，绝对测量精度不变；施力在刀口竖直方向上存在向上分量，减小刀口承受应力，降低了摩擦等不确定度；刀口承力相对范围增大，负载测量范围增大，相对测量精度上升。

附图说明

图1为扭矩基准装置的结构示意图。

附图中：1—杠杆力臂； 2—刀承； 3—刀口； 4—施力砝码； 5—V形槽； 6—拉力传递装置； 7—施力装置； 8—竖直通孔； 9—凹孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地描述。

如图1所示，扭矩基准装置，包括杠杆力臂1、刀承2、刀口3、拉力传递装置6和用于拉动拉力传递装置6的施力装置7。本实施例中，拉力传递装置6采用拉绳。刀承2的顶部设有V形槽5，杠杆力臂1压在刀口3的背面上，刀口3的刀刃压在刀承2的V形槽5内。施力装置7设置在刀口3的正上方，杠杆力臂1上、且正对刀口3设置竖直通孔8，拉绳穿过竖直通孔8，拉绳的顶端固定在施力装置7上，拉绳的底端固定在刀口3上。

本实施例中，施力装置7包括电机和电机驱动的滑轮，当然该施力装置7还可采用卷扬机等其他机构，只要能对刀口3施加一竖直向上的拉力便可达到本实用新型的目的。拉力传递装置6并不局限于拉绳，也可采用钢带等拉力传递结构。

刀口3的顶部沿竖直方向设有凹孔9，拉绳的底端固定在凹孔9中。拉绳的底端越接近刀口3与刀承2的接触点，在施加扭矩时，拉绳施加向上的力臂就越近似为零。

使用该扭矩基准装置进行施加扭矩时，将施力砝码4施加在杠杆力臂1的右端部（如图1所示），对于扭矩基准装置来说，采用力偶这种扭矩的施加方式是最符合扭矩力学模型的方式，这将大大减小因为单边施加砝码带来的不可预知的不确定度分量。同时若采用力偶施加方式，力臂和中心转轴之间采用特殊连接，将减小因采用支承轴承附加摩擦扭矩带来的不确定度分量。通过施力装置7和拉绳将竖直向上力的施力点放在刀口上方，这样相当于在标准扭矩施加端的另一端施加向上的力而力臂近似为零时的特殊情况。

本实用新型通过采用力偶施加方式，在力臂和中心转轴之间将采用特殊连接，构成了负载平衡系统，消除了因采用支承轴承附加摩擦扭矩带来的不确定度分量，同时通过对刀口承受应力的显著减小，保证了在测量绝对精度不变的情况下，测量范围的大幅度提高，相对的提高扭矩的标准精度。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.扭矩基准装置，包括杠杆力臂（1）、刀承（2）和刀口（3）；所述刀承（2）的顶部设有V形槽（5），所述杠杆力臂（1）压在刀口（3）的背面上，刀口（3）的刀刃压在刀承（2）的V形槽（5）内；其特征在于：还包括拉力传递装置（6）和用于拉动拉力传递装置（6）的施力装置（7）；所述施力装置（7）设置在刀口（3）的正上方，所述杠杆力臂（1）上、且正对刀口（3）设置竖直通孔（8），所述施力装置（7）通过拉力传递装置与刀口（3）连接。

2.根据权利要求1所述的扭矩基准装置，其特征在于：所述施力装置（7）包括电机和电机驱动的滑轮。

3.根据权利要求1或2所述的扭矩基准装置，其特征在于：所述拉力传递装置（6）为拉绳或钢带；所述拉绳或钢带穿过竖直通孔（8），拉绳或钢带的一端固定在施力装置（7）上，拉绳或钢带的另一端固定在刀口（3）上。

4.根据权利要求3所述的扭矩基准装置，其特征在于：所述刀口（3）的顶部沿竖直方向设有凹孔（9），所述拉绳或钢带的另一端固定在凹孔（9）中。