CN211728951U - 带拧紧力测量的数显扭矩扳手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带拧紧力测量的数显扭矩扳手，包括扳手杆、套筒、数显仪和操作模式按键，信号处理系统以及电源模块设置在套筒内，所述扳手杆的前端安装有角度模块，信号处理系统中安装有ARM主控芯片,角度模块与ARM主控芯片电连接，信号处理系统中的模数转换器上设置有拧紧测量模式，按键上设置有拧紧测量功能按键。本实用新型有跟踪模式和拧紧测量功能，在跟踪模式下实现正常拧紧功能，在拧紧测量模式下，能对已达到设定扭矩值的螺纹连接件做拧紧力测量，操作简单，快捷，检测结果准确，工作效率高。

Description

带拧紧力测量的数显扭矩扳手

技术领域

本实用新型属于扭矩扳手技术领域，涉及一种数显扭矩扳手。

背景技术

目前，数显扭矩扳手已被广泛使用，通过数显扭矩扳手基本能够实现对每个螺纹连接件拧紧扭矩的控制。随着装备制造业的快速发展和提高，在一些行业和一些装备上，对螺纹连接件的紧固力矩有更为严格的要求，需要对已拧紧的螺纹连接件的拧紧扭矩进行再测量，以保证装配质量的要求。完成上述测量的方法是用现有的数显扭矩扳手，采用回程扭矩法，或标记法，或加拧扭矩法。以螺栓为例，回程扭矩法是先用扳手松动螺栓，读取螺母或螺钉开始转动时的扭矩值为检测值，再重新拧紧螺栓，这种方法的检测扭矩值小于真实值；标记法就是在紧固的螺栓上做好标记后松开螺母，读取再次拧紧螺母到标记位置时的扭矩值为检测值，该方法操作比较费时，检测值接近真实值；加拧扭矩法就是进一步拧紧螺栓，确定所施加的扭矩，读取螺母再次开始转动时的扭矩值为检测值，该方法检测值与真实值有偏差。这三种测量方法的测量过程需要缓慢进行，结果均有误差，而且误差大小因人而异，与操作者的经验有关，结果不可控。

发明内容

本实用新型的目的在于提出一种能够快速、准确，不受人为因素影响即可完成螺纹连接件拧紧力值测量的数显扭矩扳手。

实现上述目的的技术方案是：一种带拧紧力测量的数显扭矩扳手，包括扳手杆、套筒、数显仪和操作模式按键，扳手杆上安装有弯矩传感器，套筒套装在扳手杆上，数显仪和操作模式按键设置在套筒上表面，与数显仪、指示灯、操作模式按键连接的信号处理系统以及电源模块设置在套筒内，信号处理系统包括模数转换器和警示模块，其特征在于，所述扳手杆的前端安装有角度模块，所述信号处理系统中安装有ARM主控芯片 ,所述角度模块与ARM主控芯片电连接，所述模数转换器上设置有拧紧测量模式，所述操作模式按键上设置有拧紧测量功能按键。

进一步，所述模数转换器为24位精度芯片。

进一步，所述警示模块包括有震动模块。

本实用新型的优点在于：它有跟踪模式和拧紧测量功能。在跟踪模式下，扳手能够实时显示扭矩值，实现正常拧紧功能。在拧紧测量模式下，对已达到设定扭矩值的螺纹连接件继续加力拧紧，在报警提示下停止加力，2秒钟后就能在扳手上显示出测量的拧紧扭矩。本实用新型操作简单，快捷，检测结果准确，工作效率高。

附图说明

图1是本实用新型的构造示意图。

图2是本实用新型信号处理系统中的电信号元件连接示意图。

图3是本实用新型在拧紧和拧紧测量过程中的扭矩变化示意图。

图中：1.扳手头部件,2.扳手杆,3.套筒,4.LED指示灯, 5.数显仪,6.按键,7.把手,8.信号采集系统, 8-1.弯矩传感器，8-2.角度模块，9.信号处理系统, 9-1.控制电路板, 9-2.模数转换器, 9-3.ARM主控芯片,9-4.警示模块, 10.电源模块,10-1.稳压模块,10-2.电池。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的机械部分包括扳手头部件1、扳手杆2、套筒3和把手7，套筒3套装在扳手杆上，把手7位于套筒3的后端。套筒3上表面设置有数显仪5、LED指示灯4,和操作模式的按键6。

如图1和图2所示，扳手杆2上安装有弯矩传感器8-1，在靠近扳手头1的扳手杆2上还安装有角度模块8-1，弯矩传感器8-1和角度模块8-1构成本实用新型的信号采集系统8；套筒3内安装有信号处理系统9以及电源模块10。信号处理系统9包括控制电路板9-1、模数转换器9-2、ARM主控芯片9-3和警示模块9-4；电源模块10包括稳压模块10-1和电池10-2。

如图2所示，弯矩传感器8-1与模数转换器9-2电连接，角度模块8-1与ARM主控芯片9-3电连接；信号处理系统9中的控制电路板9-1、模数转换器9-2、ARM主控芯片9-3和警示模块9-4电连接；数显仪5、指示灯4、按键6分别与信号处理系统9上的对应插口连接。

本实用新型与现有数显扭矩扳手的区别在于：信号采集系统8中增加了角度模块8-1，信号处理系统9中安装有ARM主控芯片9-3。信号采集系统8向信号处理系统9不仅提供扭矩信号，而且提供角位移信号；信号处理系统9中的ARM主控芯片9-3能够根据扭矩信号和角位移信号，通过计算处理得出拧紧测量数据，即螺纹连接件在拧紧状态下的扭矩数值。因此，本实用新型是一种具有拧紧力测量功能的数显扭矩扳手。也因此，模数转换器9-2上设置有拧紧测量模式，按键6上设置有拧紧测量功能按键。

电源模块10中，电池10-2输出电压随着消耗会逐步减小，该输出电压经稳压模块10-1处理后输出3.3V和5V稳压电源，分别给信号采集系统8和信号处理系统9中各芯片供电，使整个系统稳定工作。

本实施例中，模数转换器9-2为24位精度芯片；警示模块9-4中包括有震动模块。

本实用新型在对螺纹连接件拧紧过程中和在拧紧状态下的拧紧扭矩测量过程中的扭矩变化情况如图3所示。

在拧紧过程中，先通过按键6设定扳手的工作模式为跟踪模式，然后以拧紧扭矩T拧紧螺纹连接件。在此过程中，拧紧扭矩T随着转角α的增大持续增加，当数显仪5显示拧紧扭矩T的大小为Tm，即设定扭矩值时，停止加力，取下扳手，此时扳手回复到初始状态，螺纹连接件的拧紧扭矩大小为Tm。后停止施加扭矩，然后将扳手取下, 此时螺纹连接件的拧紧扭矩大小为Tm。

下一步，用本实用新型测量螺纹连接件在拧紧状态下的扭矩数值Tm。

测量过程中，将扳手重新连接到已紧固的螺纹连接件上，通过按键6设定扳手的工作模式为拧紧测量模式，然后持续加力拧紧螺纹连接件。在加力拧紧过程中，扳手平稳用力逐渐增加扭矩，数显仪5上始终实时指示当前拧紧扭矩大小，当螺纹连接件刚开始产生微小转动时，由于要克服静摩擦力，扳手施加的瞬时扭矩值最大，此时的拧紧扭矩T随转角a增加而增加的变化趋势为图3中的直线L。接着，继续施加拧紧扭矩T，螺纹部分转动，静摩擦力转为动摩擦力，继而产生摩擦抖动，此时的施加拧紧扭矩T高低起伏，这一过程为图3中的不稳定区域。此后，摩擦抖动消失，拧紧扭矩T稳定增加，如图3中稳定区域，拧紧扭矩T随转角a增加而增加的变化趋势为图3中的直线L2。到此状态时，控制电路板9-1控制警示模块9-4使LED指示灯4闪亮，同时使扳手震动，到此停止加力，取下扳手，扳手回复到初始状态，数显仪5上显示为0，两秒后，数显仪5上就显示出测得的拧紧扭矩Tn。一般情况下，Tn值的大小约等于Tm。

测量值Tn通过ARM主控芯片9-3计算完成。计算时，主控芯片9-3构造出测量拧紧扭矩Tm时的拧紧扭矩T随转角a增加变化的直线L1和L2,直线L1和直线L2延长后的交点对应的拧紧扭矩即为计算扭矩值，也就是测量值Tn,计算过程不超过2秒。

Claims (3)

1. 一种带拧紧力测量的数显扭矩扳手，包括扳手杆、套筒、数显仪和操作模式按键，扳手杆上安装有弯矩传感器，套筒套装在扳手杆上，数显仪和操作模式按键设置在套筒上表面，与数显仪、指示灯、操作模式按键连接的信号处理系统以及电源模块设置在套筒内，信号处理系统包括模数转换器和警示模块，其特征在于：所述扳手杆的前端安装有角度模块，所述信号处理系统中安装有ARM主控芯片 ,所述角度模块与ARM主控芯片电连接，所述模数转换器上设置有拧紧测量模式，所述操作模式按键上设置有拧紧测量功能按键。

2.根据权利要求1所述的带拧紧力测量的数显扭矩扳手，其特征在于：所述模数转换器为24位精度芯片。

3.根据权利要求1所述的带拧紧力测量的数显扭矩扳手，其特征在于：所述警示模块包括有震动模块。

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