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专利名称：一种自平衡大量程扭矩标定装置的制作方法
一种自平衡大量程扭矩标定装置技术领域
本发明属于扭矩标定技术领域，特别涉及一种自平衡的大于5KNm量程的扭矩标定装置。
背景技术：
扭矩标定装置是检验扭矩传感器精度的重要仪器，任何扭矩传感器只有经过标定才能正常使用。
现有的扭矩标定机主要采用砝码加载的形式，通常结构如附图1所示，主要由标定机机座、固定端、加载梁支座、加载梁及加载砝码组成。目前国内使用扭矩标定机最大只能标定5KNm的扭矩值。这是因为，根据扭矩的计算原理在力臂为Im的情况下，提供5KNm 扭矩需要加载约500kg的砝码。当需要标定IOKNm或者更大量程的扭矩值时，所需的砝码将会成倍增加，这将大大提高标定机的制造成本和地基的建筑成本，同时也带来运输上的不便。
近年来，随着我国石油、高铁、船舶等大型重工业的快速发展，在越来越多的领域需要对大扭矩进行准确的测量。近年来，先后设计制造了 12KNm，100KNm，80KNm，60KNm等大量程的扭矩传感器，但由于标定机的限制，仅能对5KNm以下的扭矩测量值进行了标定，也就是说在测量5KNm以上的扭矩时，使用者是通过5KNm以下的标定值推算得出的，且推算结果的误差将随着量程的增加越来越大，并具有不可测性。
此外，也有些行业由于实际使用的需要自行研制了简易的大量程扭矩标定装置， 但此类装置往往因地制宜，只能利用已有的设备或地基作为支撑，对地面产生与加载力相同的反作用力，其力值可能高达100KN，因此需要对地基进行加固。而且该类装置无法运输， 且只能对单一的扭矩传感器进行标定，不具有通用性。发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种高精度的、自平衡大量程扭矩标定装置。
本发明的技术解决方案是，一种自平衡的大量程扭矩标定装置，包括加载梁组件、 台面组件、固定梁组件、标准力加载系统和底座；所述加载梁组件包括加载梁、支撑杆、支撑杆架、锚具座和锚具座销钉；锚具座通过锚具座销钉固定于加载梁上，支撑杆和支撑杆架将加载梁支撑在台面组件上；台面组件包括台面、安装板、转接法兰、轴承座和支撑杆底座； 待测传感器嵌入轴承座后通过转接法兰固定于安装板上，安装板固定在台面上，支撑杆底座用于支撑加载梁组件；所述固定梁组件包括固定梁、固定梁底座和固定梁销钉；固定梁与固定梁底座通过固定梁销钉联接，固定梁底座用螺栓固定在台面上；待测传感器两端通过转接法兰分别与加载梁和固定梁联接；所述标准力加载系统由标准力传感器、显示仪表、 钢丝绳、锚具、油缸和手动油泵组成；标准力传感器固定在台面下方，钢丝绳的一端通过锚具及锚具座锁紧在加载梁上，另一端依次穿过台面、标准力传感器和油缸后用锚具锁紧。
所述底座由型材框架和地脚组成，型材框架通过地脚置于地面上，用于固定支撑标定装置整机。所述加载梁的加载端为以梁的中心为圆心的圆弧状。所述待测传感器通过轴套嵌入轴承座。所述台面的底部用型钢焊接成框形结构，保证其强度在加载时产生的变形小于 2mm O本发明与现有扭矩标定装置相比，有以下优点和有益效果1.本发明设计了一套全新的加载方式，利用具有一定柔性的钢丝绳作为力传递的媒介，使加载力及其反作用力均作用于台面上。扭矩标定装置整体所受的外力即地面所承受的压力仅为标定装置自身的自重，例如IOOKNm量程的扭矩标定装置所产生对地面的压力仅约8KN，不及现有的5000KNm扭矩标定机的一半。因此本发明不需要一般标定机所必须的重型机身及复杂的地基工程，可大大节省制造、安装及运输成本。2.加载时由于螺栓的间隙以及受力后的变形，加载梁会发生小角度的旋转，本发明加载梁的加载端采用圆弧设计，并选用同时具有柔性及刚性的钢丝绳作为传递力的器件，可有效避免因加载时旋转变形产生的误差，保证对被测传感器施加的标准扭矩的准确性。


图1为现有扭矩标定机的结构示意图；图2本发明整体结构示意图；图3为本发明的仰视图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。如图2、3所示，本发明的一种自平衡的大量程扭矩标定装置，包括加载梁组件、台面组件、固定梁组件、标准力加载系统和底座。加载梁组件包括加载梁1、支撑杆2、支撑杆架3、锚具座4和锚具座销钉5 ；锚具座 4通过锚具座销钉5固定于加载梁1上，支撑杆2和支撑杆架3将加载梁1支撑在台面组件上。台面组件包括台面6、安装板7、转接法兰8、轴承座9和支撑杆底座10 ；待测传感器嵌入轴承座9后通过转接法兰8固定于安装板7上，安装板7固定在台面6上，支撑杆底座10用于支撑加载梁组件。固定梁组件包括固定梁11、固定梁底座12和固定梁销钉13组成；固定梁11与固定梁底座12通过固定梁销钉13联接，固定梁底座12用螺栓固定在台面6上；待测传感器两端通过转接法兰8分别与加载梁1和固定梁11联接。标准力加载系统由标准力传感器16、显示仪表17、钢丝绳18、锚具19、油缸20和手动油泵21组成。标准力传感器16固定在台面6下方，钢丝绳18的一端通过锚具19及锚具座4锁紧在加载梁1上，另一端依次穿过台面6、标准力传感器16和油缸20后用锚具 19锁紧。
加载梁1的加载端为以梁的中心为圆心的圆弧状。待测传感器通过轴套嵌入轴承座9。
本实施例中，台面6的底部用型钢焊接成框形结构，保证其强度在加载时产生的变形小于2mm。
本实施例中，底座由型材框架14和地脚15组成。型材框架14通过地脚15置于地面上，用于固定支撑标定装置整机。
标定时使用手动油泵21加载使油缸20向下顶起锚具19，通过钢丝绳18向加载梁1施加向下的拉力。因为油缸20的底部作用在标准力传感器16上，可通过与标准力传感器16配套的显示仪表17显示所加载的标准力值，该力值与力臂的乘积即为所施加的标准扭矩。
经测试，本实施例的现场静态扭矩标定到60KNm，扭矩递增标定的线性和重复性好，误差均小于0. 1%。
在实际使用中，可根据待测传感器的尺寸设计相应的轴套及转接法兰8的内套， 使本发明适用于不同长度，不同轴径及不同高度的待测传感器。
当然，对本发明的各组成部件、位置关系及连接方式在不改变其功能的情况下，进行的等效变换或替代，也落入本发明的保护范围。
本发明如图本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。
权利要求
1.一种自平衡大量程扭矩标定装置，其特征在于包括加载梁组件、台面组件、固定梁组件、标准力加载系统和底座；所述加载梁组件包括加载梁(1)、支撑杆O)、支撑杆架(3)、锚具座(4)和锚具座销钉 (5)；锚具座(4)通过锚具座销钉(5)固定于加载梁(1)上，支撑杆( 和支撑杆架(3)将加载梁(1)支撑在台面组件上；所述台面组件包括台面(6)、安装板(7)、转接法兰(8)、轴承座(9)和支撑杆底座 (10)；待测传感器嵌入轴承座(9)后通过转接法兰(8)固定于安装板(7)上，安装板(7)固定在台面(6)上，支撑杆底座(10)用于支撑加载梁组件；所述固定梁组件包括固定梁(11)、固定梁底座(12)和固定梁销钉(13)；固定梁(11) 与固定梁底座(1 通过固定梁销钉(1 联接，固定梁底座(1 固定在台面(6)上；待测传感器两端通过转接法兰⑶分别与加载梁⑴和固定梁(11)联接；所述标准力加载系统由标准力传感器(16)、显示仪表(17)、钢丝绳(18)、锚具(19)、油缸00)和手动油泵组成；标准力传感器(16)固定在台面(6)下方，钢丝绳(18)的一端通过锚具(19)及锚具座(4)锁紧在加载梁(1)上，另一端依次穿过台面(6)、标准力传感器(16)和油缸(20)后用锚具(19)锁紧。
2.根据权利要求1的一种自平衡大量程扭矩标定装置，其特征在于所述底座由型材框架(14)和地脚(1 组成，型材框架(14)通过地脚(1 置于地面上，用于固定支撑标定装置整机。
3.根据权利要求1或2的一种自平衡大量程扭矩标定装置，其特征在于所述加载梁 ⑴的加载端为以梁的中心为圆心的圆弧状。
4.根据权利要求1或2的一种自平衡大量程扭矩标定装置，其特征在于所述待测传感器通过轴套嵌入轴承座(9)。
5.根据权利要求1或2的一种自平衡大量程扭矩标定装置，其特征在于所述台面(6) 的底部用型钢焊接成框形结构，保证其强度在加载时产生的变形小于2mm。
全文摘要
本发明公开了一种自平衡大量程扭矩标定装置，包括加载梁组件、台面组件、固定梁组件、底座、标准力加载系统及转接法兰。本发明设计的加载方式，通过标准力加载系统使大量程扭矩的加载载荷及其反作用载荷均作用于台面上，从而完成对大量程扭矩传感器的标定工作。本发明避免了传统方法利用砝码进行加载，以及由于地面承受标定装置自重所导致的复杂地基工程的缺陷。本发明的现场静态扭矩标定到60KNm，扭矩递增标定的线性和重复性误差均小于0.1％。
文档编号G01L25/00GK102494839SQ20111041242
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者吴衡毅 申请人:中国航天空气动力技术研究院