扭矩扳子檢定裝置的設(shè)計與研究

扭矩扳子檢定裝置的設(shè)計與研究

摘要：扭矩扳子是一種能夠輸出設(shè)定扭矩的特殊扳手，因為其能夠輸出設(shè)定扭矩，因此就需要使用相應(yīng)的檢定裝置對其輸出扭矩進行檢定。傳統(tǒng)的扭矩扳子檢定裝置大多是檢定人員手工施加扭矩值，手工來記錄檢定示值，然后再計算數(shù)據(jù)，出具檢定證書或檢定結(jié)果通知書，這個過程的勞動量非常巨大。本文介紹了一種新型的扭矩扳子檢定裝置，該檢定裝置基于機電一體化的設(shè)計思想，利用電動機施加扭矩代替了人力施加扭矩，減輕了檢定操作人員的勞動強度，提高了工作效率，也提高了扭矩扳子檢定裝置的安全性和穩(wěn)定性。同時，扭矩扳子檢定裝置保留了原有的手動加載功能，以防止電動方面出現(xiàn)問題時，也不影響正常的檢定工作，考慮得比較全面，具有一定的實用性和推廣價值。關(guān)鍵詞：扭矩扳子；檢定裝置；設(shè)計；研究1概述隨著科技的不斷進步及工業(yè)現(xiàn)代化的高速進展，扭矩扳子在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，其主要表現(xiàn)在機械、建筑、汽車、模具、交通運輸?shù)雀鱾€行業(yè)，扭矩扳子的準(zhǔn)確可靠程度直接影響到相關(guān)的生產(chǎn)生活。因此，對扭矩扳子的計量檢定具有非常重要的意義，同時，扭矩扳子也是力學(xué)計量領(lǐng)域常見的計量器具，其送檢量巨大，對其進行自動化檢定也是將來的發(fā)展趨勢。2現(xiàn)有扭矩扳子檢定裝置存在的缺陷或不足傳統(tǒng)的扭矩扳子檢定裝置大多是檢定人員手工施加扭矩值，手工來記錄檢定示值，然后再計算數(shù)據(jù)，出具檢定證書或檢定結(jié)果通知書，這個過程的勞動量非常巨大，按照《JJG707-2014扭矩扳子檢定規(guī)程》的要求：每個扭矩值在一個扭轉(zhuǎn)方向需要檢定4-6個示值，檢定每個示值需要給出3個標(biāo)準(zhǔn)值，按照實際情況，檢定每個示值出具每個標(biāo)準(zhǔn)值時扭矩計量人員大約需要手動轉(zhuǎn)動設(shè)備8到10圈來施加扭矩，再手動轉(zhuǎn)動設(shè)備8到10圈來卸載扭矩，這還僅僅是單向的扭矩扳子，如果是雙向的扭矩扳子，則工作量更大。每次加載必須由人力轉(zhuǎn)動手輪來完成，當(dāng)檢定大量程扭矩扳子，比如3000Nm時，手輪非常沉重，需檢定人員具備很大的臂力和很強的耐力。因此需要研制一款自動化水平高的扭矩扳子檢定裝置來解決傳統(tǒng)檢定手段存在的問題，以提高檢定效率。3扭矩扳子檢定裝置的設(shè)計與研究圖1是本文設(shè)計的扭矩扳子檢定裝置設(shè)計圖。圖中各個標(biāo)號為：1-扭矩扳子檢定支座；2-扭矩傳感器；3-滑塊；4-下限位開關(guān)；5-手柄；6-手輪；7-滑槽槽道；8-傳動滑片；9-絲杠；10-上限位開關(guān)；11-減速機；12-電動機；13-滑槽槽體；14-PC機。圖1扭矩扳子檢定裝置設(shè)計圖本文設(shè)計的扭矩扳子檢定裝置包括扭矩扳子檢定座1，扭矩扳子檢定座1的左端設(shè)置有扭矩傳感器2，扭矩傳感器2連接傳動滑片8的左端，傳動滑片8的右端連接推拉機構(gòu)，推拉機構(gòu)可連接于電動機12。其中：推拉機構(gòu)包括一維直線單元，一維直線單元包括兩個滑塊3，兩個滑塊3通過絲杠9在滑槽槽道7內(nèi)上下運動，絲杠9的一端通過減速機11連接電動機12；扭矩傳感器2的一端通過數(shù)顯表連接PC機14，PC機14通過PLC來控制電動機12，電動機的一維直線單元實現(xiàn)了對扭矩傳感器2的控制，PC機14對電動機的控制采用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)機模型，以使電動機在不同的控制狀態(tài)下跳轉(zhuǎn)，并且各個狀態(tài)相互獨立，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)機模型包括以下狀態(tài)選擇：初始化狀態(tài)，電動機正轉(zhuǎn)啟停狀態(tài)，電動機反轉(zhuǎn)啟停狀態(tài)，退出電動機控制狀態(tài)。同時，PC機具有扭矩檢定原始記錄和證書模塊，可自動生成原始記錄和證書。為了提高扭矩扳子檢定裝置的安全性和穩(wěn)定性，本文設(shè)計的扭矩扳子檢定裝置在滑槽槽道7一側(cè)的滑槽槽體13上設(shè)置有上限位開關(guān)10和下限位開關(guān)4，上限位開關(guān)10位于滑槽槽體13的上端，下限位開關(guān)4位于滑槽槽體13的下端。同時在本文設(shè)計的扭矩扳子檢定裝置中，絲杠9的另一端連接手輪6，手輪6上設(shè)置有手柄5，本方案保留了原有的手動加載，以防止電動方面出現(xiàn)問題時，也不影響正常的檢定工作，考慮得比較全面。4結(jié)論隨著我國工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)水準(zhǔn)越來越高，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高，這使得生產(chǎn)裝配過程中對裝配工藝的要求也越來越嚴苛；因此，近年來，扭矩扳子在模具加工、汽車制造、交通運輸和重裝制造等行業(yè)中的運用越來越廣泛，其數(shù)量也逐年上漲。扭矩扳子在工業(yè)生產(chǎn)中使用越來越多，其準(zhǔn)確性直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量性能，必須定期對其進行檢定和校準(zhǔn)。本扭矩扳子檢定裝置利用電動機施加扭矩代替了人力施加扭矩，并且實現(xiàn)了原始記錄和檢定、校準(zhǔn)證書的自動出具，大大提高了工作效率，降低了原始記錄和證書的出錯率，同時保留了原有的手動加載，以防止電動方面出現(xiàn)問題時，也不影響正常的檢定工作，考慮得比較全面；也提高了扭矩扳子檢定裝置的安全性和穩(wěn)定性，可在計量行業(yè)廣泛推廣使用。5參考文獻[1]義婷.電動扭矩扳子檢定裝置研究[J].計量與測試技術(shù)，2018：98-100.[2]劉鵬.扭矩扳子檢定儀期間核查的方法分析及實例[J].中國測試，2015，41(S1):167-169.[3]趙印明、陳柯行.現(xiàn)場用扭矩扳子校準(zhǔn)裝置設(shè)計[J].計測技術(shù)，2009：21-23.[4]陳寶琴.用于扭矩標(biāo)準(zhǔn)機上的扭矩扳子檢定裝置[J].機電一體化，2016：33-34.[5]紀(jì)紹偉.扭矩扳子檢定儀及其應(yīng)用[J].上海計量測試，2010：50-52.[6]