RU2620207C1 - Torque wrench - Google Patents

Torque wrench Download PDF

Info

Publication number
RU2620207C1
RU2620207C1 RU2016108311A RU2016108311A RU2620207C1 RU 2620207 C1 RU2620207 C1 RU 2620207C1 RU 2016108311 A RU2016108311 A RU 2016108311A RU 2016108311 A RU2016108311 A RU 2016108311A RU 2620207 C1 RU2620207 C1 RU 2620207C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pair
strain gauges
diagonal
strain
bridge
Prior art date
Application number
RU2016108311A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вадим Николаевич Сорокин
Сергей Викторович Жаров
Виталий Валентинович Устинов
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" filed Critical Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД"
Priority to RU2016108311A priority Critical patent/RU2620207C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620207C1 publication Critical patent/RU2620207C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B23/00—Details of, or accessories for, spanners, wrenches, screwdrivers
    • B25B23/14—Arrangement of torque limiters or torque indicators in wrenches or screwdrivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/26—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining the characteristic of torque in relation to revolutions per unit of time

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: wrench contains a rod with an elastic section having strain gauges installed thereon, a wrench head located on the ends of the rod, a housing with a measuring device and a handle with a power cell. The strain gauges are included in the bridge circuit, the first diagonal of the strain gauge bridge is connected to the input of the measuring device and the second diagonal - to the power cell. The strain gauges are installed in pairs, and each of the strain gauges in the pair is mounted on opposite surfaces of the elastic section and sensitive to deformation of different signs. The first outputs of the first pair of strain gauges are connected to each other and are the first output of the first diagonal of the bridge. The first outputs of the second pair of strain gauges are connected to each other and are the second output of the first diagonal of the bridge. The second outputs of the strain gauges located on one surface of the elastic section are connected to each other and are corresponding outputs of the second diagonal of the bridge. In this case, the strain gauges of the second pair have a resistance two times less that the one of the strain gauges of the first pair. The second pair of strain gauges is installed coaxially with the first pair of strain gauges at a distance from the axis of the wrench head. The distance is two times larger than the distance from the axis of the wrench head to the first pair of strain gauges.
EFFECT: increased accuracy of torque control.
4 dwg

Description

Изобретение относится к ручному инструменту, а именно к динамометрическим ключам для затяжки с тарированным крутящим моментом резьбовых соединений, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.The invention relates to a hand tool, namely to torque wrenches for tightening with calibrated torque of threaded joints, and can be used in various engineering industries.

Известен динамометрический ключ, содержащий стержень с упругим участком с установленными на последнем тензорезисторами, расположенные на концах стержня ключевую головку, корпус с контрольно-измерительным устройством и рукоятку с элементом питания, тензорезисторы включены в мостовую схему, первая диагональ тензометрического моста подключена к входу контрольно-измерительного устройства, а вторая диагональ - к источнику питания (см. АС №1458196 кл. В25в 23/14 от 02.07.87).A known torque wrench containing a rod with an elastic section with strain gauges installed on the last, a key head located at the ends of the rod, a housing with a control and measuring device and a handle with a battery element, strain gauges are included in the bridge circuit, the first diagonal of the strain gauge bridge is connected to the input of the control devices, and the second diagonal - to the power source (see AC No. 1458196 class. B25v 23/14 from 02.07.87).

Наиболее близким техническим решением является динамометрический ключ, содержащий стержень с упругим участком с установленными на последнем тензорезисторами, расположенные на концах стержня ключевую головку, корпус с контрольно-измерительным устройством и рукоятку с элементом питания, тензорезисторы включены в мостовую схему, первая диагональ тензометрического моста подключена ко входу контрольно-измерительного устройства, а вторая диагональ - к элементу питания, тензорезисторы установлены парами, и каждый из тензорезисторов в паре установлен на противоположных поверхностях упругого участка и воспринимает деформацию разного знака, первые выводы первой пары тензорезисторов соединены между собой и являются первым выводом первой диагонали моста, первые выводы второй пары тензорезисторов также соединены между собой и являются вторым выводом первой диагонали моста, вторые выводы тензорезисторов, расположенных на одной поверхности упругого участка, соединены между собой и являются соответствующими выводами второй диагонали моста (см. патент RU №2519363, кл. В25В 23/14 от 7 мая 2013 г).The closest technical solution is a torque wrench containing a rod with an elastic section with strain gauges installed on the last, a key head located at the ends of the rod, a housing with a control and measuring device and a handle with a battery element, strain gauges are included in the bridge circuit, the first diagonal of the strain gauge bridge is connected to the input of the control and measuring device, and the second diagonal is to the battery element, the strain gages are installed in pairs, and each of the strain gages in pairs e is installed on opposite surfaces of the elastic section and perceives deformation of a different sign, the first leads of the first pair of strain gages are connected to each other and are the first output of the first diagonal of the bridge, the first leads of the second pair of strain gages are also connected to each other and are the second lead of the first diagonal of the bridge, the second leads of the strain gages, located on one surface of the elastic section, are interconnected and are the corresponding conclusions of the second diagonal of the bridge (see RU patent No. 2519363, cl. B25B 23/14 of May 7, 2013).

Недостатком указанного динамометрического ключа является недостаточно высокая точность измерения крутящего момента.The disadvantage of this torque wrench is the insufficiently high accuracy of torque measurement.

Технический результат изобретения - повышение точности измерения динамометрического ключа.The technical result of the invention is improving the accuracy of measuring the torque wrench.

Поставленный технический результат достигается тем, что в динамометрическом ключе, содержащем стержень с упругим участком с установленными на последнем тензорезисторами, расположенные на концах стержня ключевую головку корпус с контрольно-измерительным устройством и рукоятку с элементом питания, тензорезисторы включены в мостовую схему, первая диагональ тензометрического моста подключена ко входу контрольно-измерительного устройства, а вторая диагональ - к элементу питания, тензорезисторы установлены парами, и каждый из тензорезисторов в паре установлен на противоположных поверхностях упругого участка и воспринимает деформацию разного знака, первые выводы первой пары тензорезисторов соединены между собой и являются первым выводом первой диагонали моста, первые выводы второй пары тензорезисторов также соединены между собой и являются вторым выводом первой диагонали моста, вторые выводы тензорезисторов, расположенных на одной поверхности упругого участка, соединены между собой и являются соответствующими выводами второй диагонали моста, тензорезисторы второй пары имеют сопротивление в два раза меньше, чем тензорезисторы первой пары, вторая пара тензорезисторов установлена соосно первой паре тензорезисторов на расстоянии от оси головки ключа, в два раза большем, чем расстояния от оси головки ключа до первой пары тензорезисторов.The technical result is achieved by the fact that in a torque wrench containing a rod with an elastic section with strain gauges installed on the last one, a key head housing with a control and measuring device and a handle with a battery element located on the ends of the rod, strain gauges are included in the bridge circuit, the first diagonal of the strain gauge bridge connected to the input of the control and measuring device, and the second diagonal is connected to the battery, strain gages are installed in pairs, and each of the strain gages tori in a pair mounted on opposite surfaces of the elastic section and perceives deformation of a different sign, the first conclusions of the first pair of strain gages are connected to each other and are the first output of the first diagonal of the bridge, the first conclusions of the second pair of strain gages are also connected to each other and are the second output of the first diagonal of the bridge, the second conclusions strain gages located on one surface of the elastic section are interconnected and are the corresponding conclusions of the second diagonal of the bridge, the strain gages are second pair have a resistance two times less than the gage of the first pair, the second pair of strain gauges mounted coaxially with the first pair of strain gauges in the region of the axis of the head key twice greater than the distance from the axis of the head key to the first pair of strain gages.

Динамометрический ключ (фиг 1, 2, 3, 4) содержит стержень 1 с упругим участком 2, на котором расположены две пары тензорезисторов 3 и 4, расположенные на конце стержня ключевую головку 5, корпус 6 с контрольно-измерительным устройством 7 и рукоятку 8 с элементом 9 питания, тензорезисторы 3 и 4 включены в мостовую схему, первая диагональ 10, 11 тензометрического моста подключена к входу контрольно-измерительного устройства 7, а вторая диагональ 12, 13 - к элементу 9 питания, первые выводы первой пары тензорезисторов 3 соединены между собой и являются первым выводом 10 первой диагонали моста, первые выводы второй пары тензорезисторов 4 также соединены между собой и являются вторым выводом 11 первой диагонали моста, вторые выводы тензорезисторов 3 и 4, расположенных на одной поверхности упругого участка 2, соединены между собой и являются соответствующими выходами 12, 13 второй диагонали моста, тензорезисторы 4 второй пары имеют сопротивление в два раза меньше, чем тензорезисторы 3 первой пары, вторая пара тензорезисторов 4 установлена соосно первой паре тензорезисторов 3 на расстоянии от оси головки 5 ключа, в два раза большем, чем расстояния от оси головки 5 ключа до первой пары тензорезисторов 3The torque wrench (Figs. 1, 2, 3, 4) contains a rod 1 with an elastic section 2, on which there are two pairs of strain gauges 3 and 4, a key head 5 located at the end of the rod, a housing 6 with a measuring device 7 and a handle 8 s the power element 9, the strain gauges 3 and 4 are included in the bridge circuit, the first diagonal 10, 11 of the strain gauge bridge is connected to the input of the control and measuring device 7, and the second diagonal 12, 13 is connected to the power element 9, the first leads of the first pair of strain gauges 3 are interconnected and are first in output 10 of the first diagonal of the bridge, the first conclusions of the second pair of strain gauges 4 are also interconnected and are the second output 11 of the first diagonal of the bridge, the second conclusions of strain gauges 3 and 4 located on one surface of the elastic section 2 are interconnected and are the corresponding outputs 12, 13 the second diagonal of the bridge, the strain gauges 4 of the second pair have a resistance half that of the first resistors 3, the second pair of resistors 4 is mounted coaxially with the first pair of resistors 3 at a distance from the axis of the head 5 keys, twice as large as the distance from the axis of the head 5 of the key to the first pair of strain gauges 3

b=2а,b = 2a

где а - расстояние от оси ключевой головки до первой пары тензорезисторов;where a is the distance from the axis of the key head to the first pair of strain gauges;

b - расстояние от оси ключевой головки до второй пары тензорезисторов.b is the distance from the axis of the key head to the second pair of strain gauges.

При указанной схеме расположения тензорезисторов показания контрольно-измерительного устройства 7 не зависят от точки приложения силы к рукоятке ключа, так как деформация упругого участка 2 стержня 1 ключа измеряется в двух точках, а сопротивление тензорезисторов второй пары тензорезисторов 4 в два раза меньше, чем сопротивление тензорезисторов первой пары тензорезисторов 3. При этом крутящий момент на головке ключа и деформация, измеряемая тензорезисторами, определяется следующим образом:With the indicated arrangement of strain gauges, the readings of the control and measuring device 7 are independent of the point of application of force to the handle of the key, since the deformation of the elastic section 2 of the key rod 1 is measured at two points, and the resistance of the strain gauges of the second pair of strain gauges 4 is two times less than the resistance of the strain gauges the first pair of strain gauges 3. In this case, the torque on the head of the wrench and the strain measured by the strain gauges is determined as follows:

Mкл=K(Da-l/2Dв),M cells = K (D a -l / 2D in ),

где Mкл - показания контрольно-измерительного устройства ключа;where M CL - testimony of the control device of the key;

Da - деформация измеряемая первой парой тензорезисторов;D a - strain measured by the first pair of strain gauges;

Dв - деформация измеряемая второй парой тензорезисторов;D in - the strain measured by the second pair of strain gauges;

К - коэффициент пропорциональности, который устанавливается при калибровке ключа.K is the proportionality coefficient, which is set when calibrating the key.

Динамометрический ключ работает следующим образом.The torque wrench works as follows.

Ключ устанавливается на завинчиваемое резьбовое соединение (не показано), к рукоятке 8 прикладывают усилие. Стержень 1 передает крутящий момент на резьбовое соединение, а на его упругом участке 2 возникает деформация изгиба, величина которой измеряется тензорезисторным мостом, с измерительной диагонали которого сигнал, пропорциональный величине деформации упругого участка, поступается на вход контрольно-измерительного устройства 7, которое осуществляет процесс измерения и выдает информацию о величине крутящего момента на цифровой индикатор. При достижении требуемого значения крутящего момента затяжку прекращают и снимают ключ с затянутого резьбового соединения.The key is mounted on a screwed threaded connection (not shown), a force is applied to the handle 8. The rod 1 transmits torque to the threaded connection, and bending deformation occurs on its elastic section 2, the magnitude of which is measured by a strain gauge bridge, from the measuring diagonal of which a signal proportional to the deformation of the elastic section is fed to the input of the control and measuring device 7, which performs the measurement process and provides information on the magnitude of the torque on a digital indicator. When the required torque value is reached, the tightening is stopped and the key is removed from the tightened threaded connection.

Установка в динамометрическом ключе, содержащем стержень с упругим участком с установленными на последнем тензорезисторами, расположенные на концах стержня ключевую головку, корпус с контрольно-измерительным устройством и рукоятку с элементом питания, тензорезисторов в мостовую схему: первая диагональ тензометрического моста подключена ко входу контрольно-измерительного устройства, а вторая диагональ - к элементу питания, тензорезисторы установлены парами и каждый из тензорезисторов в паре установлен на противоположных поверхностях упругого участка и воспринимает деформацию разного знака, первые выводы первой пары тензорезисторов соединены между собой и являются первым выводом первой диагонали моста, первые выводы второй пары тензорезисторов также соединены между собой и являются вторым выводом первой диагонали моста, вторые выводы тензорезисторов, расположенных на одной поверхности упругого участка, соединены между собой и являются соответствующими выходами второй диагонали моста, тензорезисторы второй пары имеют сопротивление в два раза меньше, чем тензорезисторы первой пары, вторая пара тензорезисторов установлена соосно первой паре тензорезисторов на расстоянии от оси головки ключа, в два раза большем, чем расстояния от оси головки ключа до первой пары тензорезисторов второй пары, позволило повысить точность контроля крутящего момента.Installation in a torque wrench containing a rod with an elastic section with strain gauges installed on the last, a key head located at the ends of the rod, a housing with a control and measuring device, and a handle with a battery element, strain gauges in the bridge circuit: the first diagonal of the strain gauge bridge is connected to the input of the control and measurement devices, and the second diagonal - to the battery, strain gages are installed in pairs and each of the strain gages in a pair is installed on opposite surfaces x of the elastic section and perceives deformation of a different sign, the first leads of the first pair of strain gages are connected to each other and are the first output of the first diagonal of the bridge, the first leads of the second pair of strain gages are also connected to each other and are the second output of the first diagonal of the bridge, the second leads of the strain gages located on one surface elastic section, interconnected and are the corresponding outputs of the second diagonal of the bridge, the strain gauges of the second pair have a resistance half as much as the tensor the resistors of the first pair, the second pair of strain gages installed coaxially with the first pair of strain gages at a distance from the axis of the key head, two times greater than the distance from the axis of the head of the key to the first pair of strain gauges of the second pair, allowed to increase the accuracy of torque control.

Claims (1)

Динамометрический ключ, содержащий стержень с упругим участком с установленными на последнем тензорезисторами, расположенные на концах стержня ключевую головку, корпус с контрольно-измерительным устройством и рукоятку с элементом питания, тензорезисторы включены в мостовую схему, первая диагональ тензометрического моста подключена ко входу контрольно-измерительного устройства, а вторая диагональ - к элементу питания, тензорезисторы установлены парами, и каждый из тензорезисторов в паре установлен на противоположных поверхностях упругого участка с восприятием деформации разного знака, первые выводы первой пары тензорезисторов соединены между собой и являются первым выводом первой диагонали моста, первые выводы второй пары тензорезисторов соединены между собой и являются вторым выводом первой диагонали моста, вторые выводы тензорезисторов, расположенных на одной поверхности упругого участка, соединены между собой и являются соответствующими выходами второй диагонали моста, отличающийся тем, что тензорезисторы второй пары имеют сопротивление в два раза меньше, чем тензорезисторы первой пары, вторая пара тензорезисторов установлена соосно первой паре тензорезисторов на расстоянии от оси головки ключа, в два раза большем, чем расстояние от оси головки ключа до первой пары тензорезисторовA torque wrench containing a rod with an elastic section with strain gauges installed on the latter, a key head located at the ends of the rod, a housing with a control and measuring device and a handle with a battery element, strain gauges are included in the bridge circuit, the first diagonal of the strain gauge bridge is connected to the input of the control and measuring device and the second diagonal is to the battery element, the strain gages are installed in pairs, and each of the strain gages in a pair is installed on opposite surfaces of another section with the perception of deformation of a different sign, the first conclusions of the first pair of strain gages are connected to each other and are the first output of the first diagonal of the bridge, the first conclusions of the second pair of strain gages are connected to each other and are the second output of the first diagonal of the bridge, the second conclusions of the strain gages located on one surface of the elastic section are interconnected and are the corresponding outputs of the second diagonal of the bridge, characterized in that the strain gauges of the second pair have a resistance half that than the strain gages of the first pair, the second pair of strain gages is installed coaxially with the first pair of strain gages at a distance from the axis of the key head, two times greater than the distance from the axis of the key head to the first pair of strain gages
RU2016108311A 2016-03-09 2016-03-09 Torque wrench RU2620207C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108311A RU2620207C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Torque wrench

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016108311A RU2620207C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Torque wrench

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620207C1 true RU2620207C1 (en) 2017-05-23

Family

ID=58882545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016108311A RU2620207C1 (en) 2016-03-09 2016-03-09 Torque wrench

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620207C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284260C1 (en) * 2005-01-25 2006-09-27 Зао "Инструм-Рэнд" Dynamometric wrench
RU2323079C2 (en) * 2006-05-12 2008-04-27 Зао "Инструм-Рэнд" Dynamometric wrench
RU2519363C1 (en) * 2013-05-07 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" Torque spanner
US8844381B2 (en) * 2009-04-03 2014-09-30 Apex Brands, Inc. Electronic torque wrench with dual tension beam
US9085072B2 (en) * 2010-01-04 2015-07-21 Apex Brands, Inc. Ratcheting device for an electronic torque wrench

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2284260C1 (en) * 2005-01-25 2006-09-27 Зао "Инструм-Рэнд" Dynamometric wrench
RU2323079C2 (en) * 2006-05-12 2008-04-27 Зао "Инструм-Рэнд" Dynamometric wrench
US8844381B2 (en) * 2009-04-03 2014-09-30 Apex Brands, Inc. Electronic torque wrench with dual tension beam
US9085072B2 (en) * 2010-01-04 2015-07-21 Apex Brands, Inc. Ratcheting device for an electronic torque wrench
RU2519363C1 (en) * 2013-05-07 2014-06-10 Закрытое акционерное общество "ИНСТРУМ-РЭНД" Torque spanner

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2002011953A1 (en) Torque wrench for further tightening inspection
TW201435221A (en) Screwing member capable of detecting tension
WO2011133063A1 (en) Tensometric transducer
RU2519363C1 (en) Torque spanner
RU2323079C2 (en) Dynamometric wrench
RU2620207C1 (en) Torque wrench
US10830271B2 (en) Sensor for measuring a tightening force applied on a screw-assembly member
RU2284260C1 (en) Dynamometric wrench
CN108759652A (en) A kind of curvature measurement method based on favour stone full-bridge principle
TWM495269U (en) Torque tool measurement device
CN202083500U (en) Resistance type double-flange torque sensor
CN104299483B (en) A kind of bridge type Young's modulus combination instrument
US7089807B2 (en) Low-cost high precision twisting measuring device
CN105091729B (en) A kind of extend Strain Extensometer of bar of invar steel that adopts
US7096747B1 (en) Hand tool with twisting force measuring functions
KR200336521Y1 (en) Digital Torque Wrench
TW202313266A (en) Torque Wrench with Strain Gauges
CN204155503U (en) A kind of bridge type Young modulus combination instrument
CN205226557U (en) Electric actuating mechanism
CN203396526U (en) High-precision torque wrench
RU2631016C1 (en) Pressure strain-gauge sensor
CN117629476B (en) Pressure sensor and method for detecting brake shoe pressure
RU2335776C1 (en) Resistance strain gauge signal converter
SU449261A1 (en) Torque screwdriver
RU2498242C1 (en) Resistive strain-gauge force transducer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180310