大容积气瓶扭矩动态测试装置的制作方法

本发明实施例涉及扭矩测试技术，尤其涉及一种大容积气瓶扭矩动态测试装置。

背景技术：

气瓶属于一种可以反复充装利用的移动式压力容器，有着广泛的应用。近几年，随着我国工业的发展，利用气瓶运输工业压缩气体的长管拖车增长迅速，并且，绝大部分大容积气瓶长管拖车都用于输送压缩天然气和压缩氢气这两种易燃易爆的工业气体。

如果长管拖车制造时未按照气瓶的静平衡位置安装气瓶，或者在运行过程中因振动等原因使气瓶偏离安装设置的静平衡位置，那么气瓶将受到重力力矩这一扭转的作用，使得气瓶容易发生明显的转动，从而导致与气瓶固定连接的外部管道发生显著变形甚至断裂，进而引起气瓶内部介质泄漏，严重时可能发生燃烧、爆炸等重大事故。因此，为了避免因气瓶自身扭矩过大而可能引发的事故，有必要在出厂投入使用前及在服役定期检测中对气瓶的扭矩进行测试，以检测气瓶的扭矩是否符合标准。

现有技术中的大容积气瓶扭矩测试装置，将静态扭测试仪一端通过螺钉和螺帽固定在从动端挡板上，静态扭测试仪一端的另一端通过工装与气瓶连接，通过转动装置转动气瓶改变气瓶与固定挡板连接的位置，由静态测试仪测出气瓶在此刻位置时的扭矩，按照预先设定的角度重复多次改变气瓶与固定挡板连接位置，直到测完气瓶转动一周的扭矩，最终确定气瓶扭矩的最大值，通过测得的扭矩的最大值来判断气瓶是否符合标准。

采用现有技术的大容积气瓶扭矩测试装置，每改变一次气瓶与固定挡板的连接位置，都需要人工将连接静态扭矩测试仪和固定挡板的螺钉和螺帽进行拆卸和重新安装，并且，每次测出的扭矩值需要人工记录，再由人工将每次记录的扭矩进行比较最终确定扭矩的最大值，过程繁琐，测试效 率低，并且，测试过程误差较大，测试精度不高。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种大容积气瓶扭矩动态测试装置，测试气瓶扭矩过程中不需要拆卸部件，也不需要人工记录扭矩，过程简单，测试效率和测试精度高。

本发明实施例提供一种大容积气瓶扭矩动态测试装置，包括：转动装置、液压伸缩装置、联轴器、动态扭矩测试仪、工控机、连接轴、工装和支撑装置；其中，

所述联轴器包括第一联轴器和第二联轴器，所述第一联轴器的第一端与所述液压伸缩装置的伸缩轴连接，所述第一联轴器的第二端与所述动态扭矩测试仪的一端连接，所述第二联轴器的第二端与所述动态扭矩测试仪的另一端连接，所述第二联轴器的第一端与所述连接轴的第一端连接；

所述工装包括第一工装和第二工装，所述第一工装的第一端和所述连接轴的第二端连接，所述第一工装的第二端与气瓶的一端连接，所述第二工装的第二端与所述气瓶的另一端连接，所述第一工装和所述第二工装的下面分别设置有支撑装置；

所述转动装置的链条与远离所述液压伸缩装置的伸缩轴的一端连接，所述动态扭矩测试仪的信号输出端与所述工控机连接，所述转动装置用于通过所述链条带动所述液压转动装置的伸缩轴转动，所述伸缩轴转动带动所述第一联轴器、所述动态扭矩测试仪、所述第二联轴器、所述连接轴、所述第一工装、所述气瓶和所述第二工装转动，以使所述动态扭矩测试仪测量所述气瓶在不同位置的扭矩，并将所述扭矩传输给所述工控机，所述工控机用于将所述扭矩绘制成曲线以确定所述扭矩的最大值，并显示所述扭矩的最大值。

在本发明一实施例中，还包括：导轨装置和滑动装置；其中，

所述滑动装置包括第一滑动装置和第二滑动装置，所述第一滑动装置设置的所述导轨装置的一端，所述第二滑动装置设置在所述导轨装置的另一端；

所述支撑装置包括用于支撑所述第一工装的第一支撑装置和用于支撑所述第二工装的第二支撑装置；

所述第一支撑装置、所述液压伸缩装置、所述动态扭矩测试仪和所述工 控机设置在所述第一滑动装置上，且所述转动装置的主体部分设置在所述第一滑动装置的机架内；

所述第二支撑装置设置在所述第二滑动装置上。

在本发明一实施例中，所述导轨装置由合金钢材料制成，包括支撑架和双轨道，所述支撑架固定在地面上，所述双轨道固定在所述支撑架上。

在本发明一实施例中，还包括：升降装置，所述升降装置设置在所述气瓶的正下方，所述升降装置的顶端为凹形结构，用于在非扭矩测试时支撑所述气瓶。

在本发明一实施例中，所述支撑装置包括支撑槽和两个结构相同的滚轮，所述支撑槽的两端分别开设有两个直径相同、用于支撑所述滚轮的凹形孔，所述凹形孔的直径大于或等于所述滚轮的中心轴的直径。

在本发明一实施例中，所述滚轮包括所述中心轴和外轮，所述中心轴和所述外轮之间设置有轴承。

在本发明一实施例中，所述连接轴为圆柱状，所述连接轴的第一端设置有凹槽，所述凹槽用于和所述第二联轴器的第一端连接；所述连接轴的第二端设置有螺孔，所述螺孔用于通过螺钉和螺帽与所述第一工装的第一端连接。

在本发明一实施例中，所述工装为圆柱状，所述工装的第一端设置有六棱孔，所述六棱孔周围设置有螺孔；所述工装的第二端设置螺纹，所述螺纹用于连接所述气瓶。

在本发明一实施例中，所述第一工装和所述第二工装与所述气瓶之间分别设置有垫圈。

在本发明一实施例中，所述液压伸缩装置的伸缩轴上设置有凹槽，所述凹槽用于和所述第一联轴器的第一端连接。

本实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置包括转动装置、液压伸缩装置、联轴器、动态扭矩测试仪、工控机、连接轴、工装和支撑装置，联轴器包括第一联轴器和第二联轴器，工装包括第一工装和第二工装，通过第一联轴器和第二联轴器将动态扭矩测试仪，通过联轴器、连接轴和工装将转动装置、液压伸缩装置、动态扭矩测试仪以及气瓶连接起来，将气瓶放置在支撑装置上，控制转动装置，带动气瓶缓慢转动一周，由动态扭矩测试仪实时 的测量气瓶的扭矩，并将扭矩实时的传输给工控机，由工控机对气瓶转动一周的所测量的所有扭矩进行分析，并绘制曲线图，获得扭矩的最大值并显示，通过测得的矩值的最大扭来判断气瓶是否符合标准，有效的防止了大容积气瓶在使用过程中因自身扭矩过大而导致气瓶内气体泄漏发生危险的情况，整个过程也不需要人为的拆卸任何部件和人工记录扭矩，过程简单，测试效率高，而且，动态扭矩测试仪可以实时的测量气瓶的扭矩，测量结果的精确度和准确度比较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置的结构示意图；

图2为本发明的联轴器的结构示意图；

图3为本发明的连接轴的结构示意图；

图4为本发明的工装的结构示意图；

图5为本发明的导轨装置的结构示意图；

图6为本发明的升降装置的结构示意图；

图7为本发明的支撑槽的结构示意图。

附图标记说明：

1：导轨装置；

2：转动装置；

3：第一滑动装置；

4：液压伸缩装置；

5：第一联轴器；

6：动态扭矩测试仪；

7：工控机；

8：连接轴；

9：第二支撑装置；

10：第二工装；

11：升降装置；

12：气瓶；

13：第一工装；

14：第二滑动装置；

15：第一支撑装置；

16：第二联轴器；

17：联轴器的第一端；

18：联轴器的第二端；

19：连接轴的第一端；

20：连接轴的第二端；

21、25：螺孔；

22：工装的第一端；

23：工装的第二端；

24：六棱孔；

26：支撑架；

27：双轨道；

28：支撑槽；

29：外轮；

30：中心轴；

31：伸缩轴。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置的结构示意图。如图1所述，该大容积气瓶扭矩动态测试装置包括转动装置2、液压伸缩装置4、联轴器、动态扭矩测试仪6、工控机7、连接轴8、工装和支撑装置。其中，联轴器包括第一联轴器5和第二联轴器16，第一联轴器5的第一端与液压伸缩装置4的伸缩轴连接，第一联轴器5的第二端与动态扭矩测试仪6的一端连接，第二联轴器16的第二端与动态扭矩测试仪6的另一端连接，第二联轴器16的第一端与连接轴8的第一端连接；工装包括第一工装13和第二工装10，第一工装13的第一端和连接轴8的第二端连接，第一工装13的第二端与气瓶12的一端连接，第二工装10的第二端与气瓶12的另一端连接，第一工装13和第二工装10的下面分别设置有支撑装置；转动装置2的链条与远离液压伸缩装置4的伸缩轴的一端连接，动态扭矩测试仪6的信号输出端与工控机7连接，转动装置2用于通过链条带动液压转动装置2的伸缩轴转动，伸缩轴转动带动第一联轴器5、动态扭矩测试仪6、第二联轴器16、连接轴8、气瓶12和第二工装10转动，以使动态扭矩测试仪6测量气瓶12在不同位置的扭矩，并将扭矩传输给工控机7，工控机7用于将扭矩绘制成曲线以确定扭矩的最大值，并显示扭矩的最大值。

在具体实现检测气瓶扭矩的过程中，转动装置2的电机转动，即可通过链条带动液压伸缩装置4的伸缩轴转动，从而带动与伸缩轴连接的第一联轴器5转动，第一连轴器5依次带动动态扭矩测试仪6、第二联轴器16、连接轴8、第一工装13、气瓶12和第二工装10转动，从而使得动态扭矩测试仪6可以实时的测量气瓶的扭矩，并将扭矩实时的传输给工控机7，由工控机7对气瓶转动一周的所测量的所有扭矩进行分析，并绘制曲线图，获得扭矩的最大值并显示，通过测得的矩值的最大扭来判断气瓶是否符合标准，整个过程不需要人为的拆卸任何部件，也不需要人工记录扭矩，过程简单，测试效率高，而且，动态扭矩测试仪可以实时的测量气瓶的扭矩，测量结果的精确度和准确度比较高。

需要说明的是，在本实施例中，工控机7具有运算处理功能，并带有显示屏，可以为测量所得的气瓶的扭矩进行计算分析，绘制曲线获得扭矩的最大值，并且，将扭矩的最大值通过显示屏显示。另外，动态扭矩测试仪6通过螺丝固定在滑动装置上，且与连接轴8第一端距离小于2cm，动态扭矩测 试仪6的轴线和连接轴8轴线、液压伸缩装置4的轴线同轴度小于φ0.03mm。

本实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置包括转动装置、液压伸缩装置、联轴器、动态扭矩测试仪、工控机、连接轴、工装和支撑装置，联轴器包括第一联轴器和第二联轴器，工装包括第一工装和第二工装，通过联轴器、连接轴和工装将转动装置、液压伸缩装置、动态扭矩测试仪以及气瓶连接起来，将气瓶放置在支撑装置上，控制转动装置，带动气瓶缓慢转动一周，由动态扭矩测试仪实时的测量气瓶的扭矩，并将扭矩实时的传输给工控机，由工控机对气瓶转动一周的所测量的所有扭矩进行分析，并绘制曲线图，获得扭矩的最大值并显示，通过测得的矩值的最大扭来判断气瓶是否符合标准，有效的防止了大容积气瓶在使用过程中因自身扭矩过大而导致气瓶内气体泄漏发生危险的情况，整个过程也不需要人为的拆卸任何部件和人工记录扭矩，过程简单，测试效率高，而且，动态扭矩测试仪可以实时的测量气瓶的扭矩，测量结果的精确度和准确度比较高。

图2为本发明的联轴器的结构示意图。在本实施例中，第一联轴器和第二联轴器可采用相同型号的联轴器，则第一联轴和第二联轴器的第一端均为图2所示联轴器的第一端17，第一联轴和第二联轴器的第二端均为图2所示联轴器的第二端18。

图3为本发明的连接轴的结构示意图。如图3所示，连接轴8为圆柱状，连接轴的第一端19设置有凹槽，凹槽用于和第二联轴器16的第一端连接，连接轴的第二端20设置有螺孔21，螺孔21用于通过螺钉和螺帽与第一工装13的第一端连接。

图4为本发明的工装的结构示意图。如图4所示，工装为圆柱状，工装的第一端22设置有六棱孔24，六棱孔周围设置有螺孔25，工装的第二端23设置螺纹，螺纹用于连接气瓶12。需要说明的是，在本实施例中，第一工装13和第二工装10的结构相同，第一工装13的第二端和第二工装10的第二端分别与气瓶12连接，可以通过扳手等工具将螺纹部分拧到气瓶的两端，第一工装的第一端的螺孔25与连接轴的第二端20上面的螺孔21对应，通过螺钉和螺帽连接在一起。

图5为本发明的导轨装置的结构示意图。参照图1和图5，本发明实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置还包括导轨装置1和滑动装置；其中， 滑动装置包括第一滑动装置3和第二滑动装置14，第一滑动装置3设置的导轨装置1的一端，第二滑动装置14设置在导轨装置1的另一端。支撑装置包括用于支撑第一工装13的第一支撑装置15和用于支撑第二工装10的第二支撑装置9；第一支撑装置15、液压伸缩装置4、动态扭矩测试仪6和工控机7设置在第一滑动装置3上，且转动装置2的主体部分设置在第一滑动装置3的机架内；第二支撑装置9设置在第二滑动装置14上。

在本实施例中，转动装置2的主体部分包括电机，设置在第一滑动装置3的机架内，电机为转动装置提供转动所需的动力。导轨装置1由合金钢材料制成，包括支撑架26和双轨道27，支撑架26固定在地面上，双轨道27固定在支撑架26上。由于导轨装置1可由合金钢材料制成，以保证导轨装置的稳固性，轨道具体可设置为双轨道，以使第一滑动装置3和第二滑动装置14在轨道上稳固滑行；导轨装置1可以设置为一体结构，也可以如图1所示的设置为两段，分别用来支撑第一滑动装置3和第二滑动装置14，从而能够节省一定的材料，降低成本，而且，还可以测量不同长度的气瓶。滑动装置可以为一个整体的机架框，即液压伸缩装置4、动态扭矩测试仪6、工控机7和支撑装置均设置在机架框上，也可以如图1所示，滑动装置包括机架和设置在机架一端的平板，该平板与机架一体成型，转动装置2的主体部分设置在机架内部，液压伸缩装置4、动态扭矩测试仪6和工控机7设置在机架上，支撑装置设置在平板上，该平板材料可以选用比较坚硬的金属材料，如铁、钢等材料，由于机架的一端采用了平板结构，和整体的机架框相比较可以节省滑动装置的材料，减少成本，且有利于测试不同长度的气瓶的扭矩。

图6为本发明的升降装置的结构示意图。参照图1和图6，本实施例提供的气瓶扭矩测试庄主还包括升降装置11，升降装置11设置在气瓶12的正下方，升降装置11的顶端为凹形结构，用于在非扭矩测试时支撑气瓶12。

在本实施例中，升降装置11可以升高到支撑装置上方一定高度处，例如13cm，也可根据需要设置为其他高度，使用时可以通过行车将所要测试的气瓶12移动到升降装置11上，然后再通过缓慢降低升降装置11将气瓶放置在支撑装置上，从而能够防止在放置气瓶时发生磕碰现象，提高装置的使用寿命。

如图5所示，支撑装置包括支撑槽28和两个结构相同的滚轮。图7为本 发明的支撑槽的结构示意图，如图7所示，支撑槽28的两端分别开设有两个直径相同、用于支撑滚轮的凹形孔，凹形孔的直径大于或等于滚轮的中心轴的直径。四个凹形孔的直径相同，以使两个滚轮的高度一致，从而保证工装放置在两个滚轮之间时，不会由于受力不均匀而转动。

如图5所示，滚轮包括中心轴30和外轮29，中心轴30和外轮29之间设置有轴承，使得外轮29转动时的摩擦力十分微小，从而可以忽略在检测过程中因摩擦力对气瓶扭矩产生的影响，使得装置具有较高的扭矩测试精度。

可选地，在本实施例中，第一工装13和第二工装10与气瓶12之间分别设置有垫圈，以防止气瓶在安装工装的过程中因外力对气瓶口造成破坏。

可选地，在本实施例中，如图5所示，液压伸缩装置4的伸缩轴31上设置有凹槽，该凹槽用于和第一联轴器5的第一端连接，使得伸缩轴和联轴器卡紧，避免在转动过程中滑动而影响扭矩。另外，在本实施例中，当由于所测气瓶的扭矩不同而需要使用不同型号的动态扭矩测试仪时，可以将液压伸缩装置4的伸缩轴31调整到能够与第一联轴器5固定的位置，通过凹槽将伸缩轴31与第一联轴器5固定。

利用本实施例提供的大容积气瓶扭矩动态测试装置在进行气瓶扭矩检测时，具体可包括以下步骤：

第一步：将第一工装13和第二工装10有螺纹的一端分别用六角扳手拧入待测试的气瓶12的两端，用螺钉和螺帽将连接轴8的第二端20和第一工装13的第一端固定。用行车将气瓶12放置在升到一定高度的升降装置11上。

第二步：调节第一滑动装置3使得第一支撑装置15位于第一工装13的正下方，调节第二滑动装置14使得第二支撑装置9位于第一工装10的正下方。

第三步：降低升降装置11使气瓶12重量完全由第一支撑装置15和第二支撑装置9支撑。

第四步：将动态扭矩测试仪6通过螺丝安装在第一滑动装置3上，通过第一联轴器5和第二联轴器16将动态扭矩测试仪6分别与液压伸缩轴4和连接轴8固定连接。

第五步：控制转动装置2带动气瓶12缓慢转动一周，动态扭矩测试仪6将所测气瓶12的扭矩实时传送给工控机7。

第六步：工控机7根据接收到的扭矩绘制成曲线，最终确定最大扭矩值，并显示出来。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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发明各实施例技术方案的范围。