CN220454763U - 一种螺母力矩实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及测试装置技术领域，特别涉及一种螺母力矩实验装置。此装置包括底座、主体运行机构、检测件夹具机构以及升降机构，主体运行机构包括：力矩输出装置、力矩调节装置以及扭转驱动装置；扭转驱动装置包括校准装置和动态扭力转速传感器；螺母力矩实验装置还包括控制终端，控制终端与升降机构、力矩输出装置、校准装置、检测件夹具机构以及动态扭力转速传感器相连接。解决人工的劳动强度；精准读取力矩数值，杜绝人工误差；装置自动记录力矩值，杜绝人员在读值时力矩超差；装置实现接头通用化，满足截止阀、管接头、铜螺母通用实验。该装置具备自动效验功能，杜绝人为操作潜在的质量隐患和过程问题，提供产品的质量。

Description

一种螺母力矩实验装置

技术领域

本实用新型涉及测试装置技术领域，特别涉及一种螺母力矩实验装置。

背景技术

机械物料涉及截止阀、管接头、阀门铜螺母都需要开展力矩实验，目前都是人工作业；人力作业强度高对体力消耗较大，部分员工无法开展，同时人工作业速度和作用力不受控，有实际力矩超差情况。

作业强度高；作业存在误差：打力矩作用由人工完成，其作用力角度存在不确定性，同时作用速度差异，人员在读值时存在实际力矩超差情况，影响实验精度。

因此，有必要提供一种新的螺母力矩实验装置。

实用新型内容

针对上述人工作业强度高、精度差、力矩超差、作用速度存在差异的技术问题，本实用新型技术方案如下：

一种螺母力矩实验装置，包括底座、主体运行机构、检测件夹具机构以及升降机构，所述主体运行机构包括：力矩输出装置、力矩调节装置以及扭转驱动装置；所述扭转驱动装置包括校准装置和动态扭力转速传感器；所述螺母力矩实验装置还包括控制终端，所述控制终端与所述升降机构、力矩输出装置、所述校准装置、所述检测件夹具机构以及所述动态扭力转速传感器相连接。

进一步地，所述主体运行机构包括安装架，所述力矩输出装置包括设于所述安装架上方的伺服电机、所述伺服电机同轴连接的减速机以及与所述减速机同轴连接的主动轴；所述扭转驱动装置还包括设有所述动态扭力转速传感器的从动轴、上端与所述从动轴经联轴器联接的驱动连杆以及与所述驱动连杆下端连接的所述校准装置；所述主动轴与所述从动轴之间设有所述力矩调节装置；所述安装架上开设有驱动连杆穿设通孔，所述驱动连杆设于所述穿设通孔内；所述驱动连杆上设有连杆升降装置，所述安装架侧壁开设与所述穿设通孔相通的调节孔，所述连杆升降装置穿设与所述调节孔内。

再进一步地，所述驱动连杆包括上定位驱动连杆和下定位驱动连杆，所述上定位驱动连杆为阶梯轴包括第一阶梯的上定位部和第二阶梯的上滑动部，所述上定位部设有第一定位轴承，所述第一定位轴承与所述安装架的穿设通孔的上部固定连接，所述上滑动部下表面轴向开设棱柱滑槽；所述下定位驱动连杆包括下定位部和下滑动部，所述下滑动部设有与所述棱柱滑槽相适配的棱柱杆，所述下定位部设有第二定位轴承；所述连杆升降装置包括螺杆驱动步进电机、连轴传动机构以及上下滑动机构；所述螺杆驱动步进电机经所述连轴传动机构与所述上下滑动机构传动连接；所述上下滑动机构为套管，所述套管外壁包括滑动段和齿条段，所述齿条段轴向设有齿条，所述连轴传动机构输出端设有传动轴，所述传动轴上设有与所述齿条相适配的传动齿轮；所述第二定位轴承外侧壁与所述套管下方内壁固定连接；所述套管外壁的所述滑动段外径小于所述穿设通孔下部内径。

更进一步地，所述上定位驱动连杆的所述上定位部靠近所述安装架的所述穿设通孔处设有上限位固定装置。

更进一步地，所述力矩调节装置包括设于所述主动轴上的驱动齿轮和设于所述从动轴上与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮。

更进一步地，所述驱动齿轮与所述从动齿轮的力矩比为2：3至1：3。

再进一步地，所述校准装置包括设于所述下定位驱动连杆的下端的套筒转换接头以及套设于所述套筒转换接头上的套筒。

再进一步地，所述安装架包括第二通孔，所述第二通孔内壁设有引导键，所述升降机构包括平台支撑座、支撑滑动机构以及减速步进电机，所述平台支撑座设于所述底座上，所述支撑滑动机构为丝杆，所述丝杆一端与所述平台支撑座固定连接，另一端穿过所述第二通孔与所述减速步进电机传动连接，所述丝杆上开设与所述引导键相适配的键槽；所述减速步进电机与所述安装架靠近所述第二通孔上方位置设有支架限位固定圈。

再进一步地，所述检测件夹具机构包括旋转托盘机构、旋转气缸以及待测件接头；所述待测件接头设有所述旋转托盘机构上，所述旋转气缸与所述底座相连接，所述旋转气缸与所述旋转托盘机构同轴固定。

再进一步地，所述待测件接头包括阀门支架夹具、阀体定位针夹具、力矩转速校准器以及管接头夹具。

再进一步地，控制终端包括单片机和与所述单片机了连接的第一步进电机驱动器、伺服电机驱动器、力矩校准器运算模块、第二步进电机驱动器电磁阀以及继电器；所述减速步进电机通过驱动线连接第一步进电机驱动器，所述伺服电机通过驱动线连接伺服电机驱动器，所述动态扭力转速传感器通过采集线连接力矩校准器运算模块，所述螺杆驱动步进电机通过驱动线连接第二步进电机驱动器，所述旋转气缸通过气管连接电磁阀，所述电磁阀通过连接线连接继电器。

本实用新型提出了一种螺母力矩实验装置及，装置自动对物料进行加紧，力矩测试，解决人工的劳动强度；精准读取力矩数值，杜绝人工操作时作业误差；装置自动记录力矩值，杜绝人员在读值时存在实际力矩超差情况，影响实验精度；装置实现接头通用化，满足截止阀、管接头、铜螺母通用实验。该装置具备自动效验功能，保证测试数据准确性。杜绝人为操作潜在的质量隐患和过程问题，提供产品的质量。

附图说明

图1为实施例1的立体结构示意图；

图2为安装架立体结构示意图；

图3为上定位驱动连杆立体结构示意图；

图4为下定位驱动连杆立体结构示意图；

图5为套管与驱动连杆立体装配图；

图6为旋转托盘机构立体图；

附图标记：从动齿轮1、动态扭力转速传感器2、联轴器3、上限位固定装置4、螺杆驱动步进电机5、连轴传动机构6、上下滑动机构7、套筒8、力矩转速校准器9、旋转托盘机构11、旋转气缸12、安装架18、驱动齿轮13、减速机14、伺服电机15、减速步进电机16、支架限位固定圈17、支撑滑动机构22、平台支撑座25、底座26、上定位驱动连杆34、第一定位轴承35、第二定位轴承36、PLC 31、下定位驱动连杆32、穿设通孔39、第二通孔40、调节孔41、引导键42上定位部43、上滑动部44、下定位部45、下滑动部46、滑动段47、齿条段48、传动齿轮49、套筒转换接头50、阀门支架夹具10、阀体定位针夹具33、管接头夹具24。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

下面将对本实用新型的实施方式进一步陈述：一种螺母力矩实验装置，包括底座26、主体运行机构、检测件夹具机构以及升降机构，主体运行机构包括：力矩输出装置、力矩调节装置以及扭转驱动装置；扭转驱动装置包括校准装置和动态扭力转速传感器2；螺母力矩实验装置还包括控制终端，控制终端与升降机构、力矩输出装置、校准装置、检测件夹具机构以及动态扭力转速传感器相连接。

参考图1、图2，主体运行机构包括安装架18，力矩输出装置包括设于安装架18上方的伺服电机15、伺服电机15同轴连接的减速机14以及与减速机14同轴连接的主动轴；扭转驱动装置还包括设有动态扭力转速传感器2的从动轴、上端与从动轴经联轴器3联接的驱动连杆以及与驱动连杆下端连接的校准装置；主动轴与从动轴之间设有力矩调节装置；安装架18上开设有驱动连杆的穿设通孔39，驱动连杆设于穿设通孔39内；驱动连杆上设有连杆升降装置，安装架18侧壁开设与穿设通孔39相通的调节孔41，连杆升降装置穿设与调节孔内41。

参考图3、图4驱动连杆包括上定位驱动连杆34和下定位驱动连杆32，上定位驱动连杆34为阶梯轴包括第一阶梯的上定位部43和第二阶梯的上滑动部44，上定位部43设有第一定位轴承35，第一定位轴承35与安装架18的穿设通孔39的上部固定连接，上滑动部44下表面轴向开设棱柱滑槽；下定位驱动连杆32包括下定位部45和下滑动部46，下滑动部46设有与棱柱滑槽相适配的棱柱杆，下定位部45设有第二定位轴承36。棱柱杆可在棱柱滑槽内轴向滑动，且可以传递来自上方的扭转力。参考图5，连杆升降装置包括螺杆驱动步进电机5、连轴传动机构6以及上下滑动机构7；螺杆驱动步进电机5经连轴传动机构6与上下滑动机构7传动连接；上下滑动机构7为套管，套管外壁包括滑动段47和齿条段48，齿条段48轴向设有齿条，连轴传动机构6输出端设有传动轴，传动轴上设有与齿条相适配的传动齿轮49；第二定位轴承36外侧壁与套管下方内壁固定连接；套管外壁的滑动段47外径小于穿设通孔39下部内径。由于穿设通孔39是上下贯通的，第一定位轴承35与穿设通孔39的上端相适配，而第二定位轴承36与上下滑动机构7套管内径相适配而，套管外径需小于穿设通孔39下端的内径。

上定位驱动连杆34的上定位部43靠近安装架18的穿设通孔39处设有上限位固定装置4。

参考图1，力矩调节装置包括设于主动轴上的驱动齿轮13和设于从动轴上与驱动齿轮13啮合的从动齿轮1。驱动齿轮13与从动齿轮1的力矩比为2：3至1：3。此处齿轮为放大力矩之效用。

参考图1和图5，校准装置包括设于下定位驱动连杆32的下端的套筒转换接头50以及套设于套筒转换接头50上的套筒8。

参考图2，安装架18包括第二通孔40，第二通孔40内壁设有引导键42，升降机构包括平台支撑座25、支撑滑动机构22以及减速步进电机16，平台支撑座25设于底座上，支撑滑动机构22为丝杆，丝杆一端与平台支撑座25固定连接，另一端穿过第二通孔40与减速步进电机16传动连接，丝杆上开设与引导键42相适配的键槽。所述减速步进电机16与所述安装架18靠近所述第二通孔40上方位置设有支架限位固定圈17。

检测件夹具机构包括旋转托盘机构11、旋转气缸12以及待测件接头；待测件接头设有旋转托盘机构11上，旋转气缸12与底座26相连接，旋转气缸12与旋转托盘机构11同轴固定。

待测件接头包括阀门支架夹具10、阀体定位针夹具33、力矩转速校准器9以及管接头夹具24。参考图6，阀门支架夹具10，将阀门螺母端直接放入夹具内即可完成定位安装。阀体定位针夹具33，将阀门本体两个定位孔插入装置定位针内即可完成定位安装。力矩转速校准器9，用于对装置力矩监控校准使用。管接头夹具24，将阀门本体窄边插入夹具中即完成定位安装。

其中可用步进电机代替旋转气缸进行旋转驱动。可采用气缸代替支撑滑动机构及减速步进电机。可使用手动压把代替螺杆驱动步进电机、联轴传动机构进行驱动下压。

控制终端以PLC 31为主体架构，该PLC 31连接有继电器、步进电机驱动器、步伺服电机驱动器、力矩校准器运算模块、第二步进电机驱动器及触摸屏19。减速步进电机16通过驱动线连接第一步进电机驱动器，伺服电机15通过驱动线连接伺服电机驱动器，动态扭力转速传感器2通过采集线连接力矩校准器运算模块，螺杆驱动步进电机5通过驱动线连接第二步进电机驱动器，旋转气缸12通过气管连接电磁阀，电磁阀通过连接线连接继电器。

实施例2

本实施例阐述一种螺母力矩实验方法，包括：

S1、设置检测模式；

S2、设备校准；

S3、放置样件；

S4、进行检测；

S5、输出检测结果。

其中第四步包括：旋转气缸运行旋转托盘机构至实验工具位；减速步进电机调节主体运行机构高度；伺服电机通过设定程序输出力矩、转速；螺杆驱动步进电控制套筒下压对接样件。参考图6和图1。

完成准备工作后启动装置，控制终端Plc设置运行程序，旋转托盘机构11将力矩转速校准器9自动旋转到测试位，动力驱动机构机构13启动运行，螺杆驱动步进电机5启动驱动上下滑动机构7齿条运行并根据设定距离下压，带动下定位驱动连接杆32同步下压，使套筒8自动对接力矩转速校准器9，进行校准，同步程序根据校准值同步对系统自动效正。通过触摸屏19设定测试模式及程序，将截止阀等作为测试物件的物料安装在阀支架夹具10、管接头夹具24、阀体定位针夹具33；通过按键进行启动；旋转气缸12通过需求模式自动旋转到对应夹具，减速步进电机16运行带动丝杆运行自动调整主体运行机构18所需求高度；伺服电机15根据设定力矩转速运行并通过减速机14放大力矩，将由齿轮传动机构1、上定位驱动连接杆34下定位驱动链接杆32、套筒8，动态扭力转速传感器2时时监控输出扭矩转速；通过监控值自动调整伺服电机15输出转速、力矩；螺杆驱动步进电机5运行驱动上下滑动机构7齿条运行调节高度，带动下定位驱动连接杆32同步下压，使套筒8自动对接测试物件；触摸屏19记录相关实验数值，并自动对比系统中的标准值，自动判实验测试品合格异常。以此循环。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种螺母力矩实验装置，其特征在于，包括底座、主体运行机构、检测件夹具机构以及升降机构，所述主体运行机构包括：力矩输出装置、力矩调节装置以及扭转驱动装置；所述扭转驱动装置包括校准装置和动态扭力转速传感器；所述螺母力矩实验装置还包括控制终端，所述控制终端与所述升降机构、力矩输出装置、所述校准装置、所述检测件夹具机构以及所述动态扭力转速传感器相连接。

2.根据权利要求1所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述主体运行机构包括安装架，所述力矩输出装置包括设于所述安装架上方的伺服电机、所述伺服电机同轴连接的减速机以及与所述减速机同轴连接的主动轴；所述扭转驱动装置还包括设有所述动态扭力转速传感器的从动轴、上端与所述从动轴经联轴器联接的驱动连杆以及与所述驱动连杆下端连接的所述校准装置；所述主动轴与所述从动轴之间设有所述力矩调节装置；所述安装架上开设有驱动连杆穿设通孔，所述驱动连杆设于所述穿设通孔内；所述驱动连杆上设有连杆升降装置，所述安装架侧壁开设与所述穿设通孔相通的调节孔，所述连杆升降装置穿设与所述调节孔内。

3.根据权利要求2所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述驱动连杆包括上定位驱动连杆和下定位驱动连杆，所述上定位驱动连杆为阶梯轴包括第一阶梯的上定位部和第二阶梯的上滑动部，所述上定位部设有第一定位轴承，所述第一定位轴承与所述安装架的穿设通孔的上部固定连接，所述上滑动部下表面轴向开设棱柱滑槽；所述下定位驱动连杆包括下定位部和下滑动部，所述下滑动部设有与所述棱柱滑槽相适配的棱柱杆，所述下定位部设有第二定位轴承；所述连杆升降装置包括螺杆驱动步进电机、连轴传动机构以及上下滑动机构；所述螺杆驱动步进电机经所述连轴传动机构与所述上下滑动机构传动连接；所述上下滑动机构为套管，所述套管外壁包括滑动段和齿条段，所述齿条段轴向设有齿条，所述连轴传动机构输出端设有传动轴，所述传动轴上设有与所述齿条相适配的传动齿轮；所述第二定位轴承外侧壁与所述套管下方内壁固定连接；所述套管外壁的所述滑动段外径小于所述穿设通孔下部内径。

4.根据权利要求3所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述上定位驱动连杆的所述上定位部靠近所述安装架的所述穿设通孔处设有上限位固定装置。

5.根据权利要求4所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述力矩调节装置包括设于所述主动轴上的驱动齿轮和设于所述从动轴上与所述驱动齿轮啮合的从动齿轮。

6.根据权利要求3或5所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述校准装置包括设于所述下定位驱动连杆的下端的套筒转换接头以及套设于所述套筒转换接头上的套筒。

7.根据权利要求6所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述安装架包括第二通孔，所述第二通孔内壁设有引导键，所述升降机构包括平台支撑座、支撑滑动机构以及减速步进电机，所述平台支撑座设于所述底座上，所述支撑滑动机构为丝杆，所述丝杆一端与所述平台支撑座固定连接，另一端穿过所述第二通孔与所述减速步进电机传动连接，所述丝杆上开设与所述引导键相适配的键槽，所述减速步进电机与所述安装架靠近所述第二通孔上方位置设有支架限位固定圈。

8.根据权利要求7所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述检测件夹具机构包括旋转托盘机构、旋转气缸以及待测件接头；所述待测件接头设有所述旋转托盘机构上，所述旋转气缸与所述底座相连接，所述旋转气缸与所述旋转托盘机构同轴固定。

9.根据权利要求8所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，所述待测件接头包括阀门支架夹具、阀体定位针夹具、力矩转速校准器以及管接头夹具。

10.根据权利要求9所述的螺母力矩实验装置，其特征在于，控制终端包括单片机和与所述单片机了连接的第一步进电机驱动器、伺服电机驱动器、力矩校准器运算模块、第二步进电机驱动器电磁阀以及继电器；所述减速步进电机通过驱动线连接第一步进电机驱动器，所述伺服电机通过驱动线连接伺服电机驱动器，所述动态扭力转速传感器通过采集线连接力矩校准器运算模块，所述螺杆驱动步进电机通过驱动线连接第二步进电机驱动器，所述旋转气缸通过气管连接电磁阀，所述电磁阀通过连接线连接继电器。