扭矩扳子检定装置的设计与研究

扭矩扳子检定装置的设计与研究

摘要：扭矩扳子是一种能够输出设定扭矩的特殊扳手，因为其能够输出设定扭矩，因此就需要使用相应的检定装置对其输出扭矩进行检定。传统的扭矩扳子检定装置大多是检定人员手工施加扭矩值，手工来记录检定示值，然后再计算数据，出具检定证书或检定结果通知书，这个过程的劳动量非常巨大。本文介绍了一种新型的扭矩扳子检定装置，该检定装置基于机电一体化的设计思想，利用电动机施加扭矩代替了人力施加扭矩，减轻了检定操作人员的劳动强度，提高了工作效率，也提高了扭矩扳子检定装置的安全性和稳定性。同时，扭矩扳子检定装置保留了原有的手动加载功能，以防止电动方面出现问题时，也不影响正常的检定工作，考虑得比较全面，具有一定的实用性和推广价值。关键词：扭矩扳子；检定装置；设计；研究1概述随着科技的不断进步及工业现代化的高速进展，扭矩扳子在生产生活中的应用越来越广泛，其主要表现在机械、建筑、汽车、模具、交通运输等各个行业，扭矩扳子的准确可靠程度直接影响到相关的生产生活。因此，对扭矩扳子的计量检定具有非常重要的意义，同时，扭矩扳子也是力学计量领域常见的计量器具，其送检量巨大，对其进行自动化检定也是将来的发展趋势。2现有扭矩扳子检定装置存在的缺陷或不足传统的扭矩扳子检定装置大多是检定人员手工施加扭矩值，手工来记录检定示值，然后再计算数据，出具检定证书或检定结果通知书，这个过程的劳动量非常巨大，按照《JJG707-2014扭矩扳子检定规程》的要求：每个扭矩值在一个扭转方向需要检定4-6个示值，检定每个示值需要给出3个标准值，按照实际情况，检定每个示值出具每个标准值时扭矩计量人员大约需要手动转动设备8到10圈来施加扭矩，再手动转动设备8到10圈来卸载扭矩，这还仅仅是单向的扭矩扳子，如果是双向的扭矩扳子，则工作量更大。每次加载必须由人力转动手轮来完成，当检定大量程扭矩扳子，比如3000Nm时，手轮非常沉重，需检定人员具备很大的臂力和很强的耐力。因此需要研制一款自动化水平高的扭矩扳子检定装置来解决传统检定手段存在的问题，以提高检定效率。3扭矩扳子检定装置的设计与研究图1是本文设计的扭矩扳子检定装置设计图。图中各个标号为：1-扭矩扳子检定支座；2-扭矩传感器；3-滑块；4-下限位开关；5-手柄；6-手轮；7-滑槽槽道；8-传动滑片；9-丝杠；10-上限位开关；11-减速机；12-电动机；13-滑槽槽体；14-PC机。图1扭矩扳子检定装置设计图本文设计的扭矩扳子检定装置包括扭矩扳子检定座1，扭矩扳子检定座1的左端设置有扭矩传感器2，扭矩传感器2连接传动滑片8的左端，传动滑片8的右端连接推拉机构，推拉机构可连接于电动机12。其中：推拉机构包括一维直线单元，一维直线单元包括两个滑块3，两个滑块3通过丝杠9在滑槽槽道7内上下运动，丝杠9的一端通过减速机11连接电动机12；扭矩传感器2的一端通过数显表连接PC机14，PC机14通过PLC来控制电动机12，电动机的一维直线单元实现了对扭矩传感器2的控制，PC机14对电动机的控制采用标准状态机模型，以使电动机在不同的控制状态下跳转，并且各个状态相互独立，标准状态机模型包括以下状态选择：初始化状态，电动机正转启停状态，电动机反转启停状态，退出电动机控制状态。同时，PC机具有扭矩检定原始记录和证书模块，可自动生成原始记录和证书。为了提高扭矩扳子检定装置的安全性和稳定性，本文设计的扭矩扳子检定装置在滑槽槽道7一侧的滑槽槽体13上设置有上限位开关10和下限位开关4，上限位开关10位于滑槽槽体13的上端，下限位开关4位于滑槽槽体13的下端。同时在本文设计的扭矩扳子检定装置中，丝杠9的另一端连接手轮6，手轮6上设置有手柄5，本方案保留了原有的手动加载，以防止电动方面出现问题时，也不影响正常的检定工作，考虑得比较全面。4结论随着我国工业的发展，工业生产的技术水准越来越高，对产品质量的要求也越来越高，这使得生产装配过程中对装配工艺的要求也越来越严苛；因此，近年来，扭矩扳子在模具加工、汽车制造、交通运输和重装制造等行业中的运用越来越广泛，其数量也逐年上涨。扭矩扳子在工业生产中使用越来越多，其准确性直接关系到产品的质量性能，必须定期对其进行检定和校准。本扭矩扳子检定装置利用电动机施加扭矩代替了人力施加扭矩，并且实现了原始记录和检定、校准证书的自动出具，大大提高了工作效率，降低了原始记录和证书的出错率，同时保留了原有的手动加载，以防止电动方面出现问题时，也不影响正常的检定工作，考虑得比较全面；也提高了扭矩扳子检定装置的安全性和稳定性，可在计量行业广泛推广使用。5参考文献[1]义婷.电动扭矩扳子检定装置研究[J].计量与测试技术，2018：98-100.[2]刘鹏.扭矩扳子检定仪期间核查的方法分析及实例[J].中国测试，2015，41(S1):167-169.[3]赵印明、陈柯行.现场用扭矩扳子校准装置设计[J].计测技术，2009：21-23.[4]陈宝琴.用于扭矩标准机上的扭矩扳子检定装置[J].机电一体化，2016：33-34.[5]纪绍伟.扭矩扳子检定仪及其应用[J].上海计量测试，2010：50-52.[6]