一种现场扭矩校准装置的制作方法

本发明涉及一种现场扭矩校准装置，尤其适用于对各种扭矩传感器以及扭矩测量设备进行计量测试，属于旋转机械扭矩校准的技术领域。

背景技术：

扭矩是旋转机械中重要的力学特征参数，扭矩传感器作为扭矩测量设备广泛应用于动力机械扭矩测量。大型高速旋转机械同轴度要求高、调节难度大，为尽量减少扭矩仪拆装，同时为了保证使用状态的一致性，需要现场对扭矩传感器进行计量校准。

目前，扭矩传感器的计量校准多采用扭矩静态标定，比较成熟的方法是在固定的静校梁上加挂一定数量的砝码，通过力臂杠杆的作用产生标准扭矩值，扭矩传感器所受扭转力矩等于扭转力与扭转力臂的乘积。但该方法会影响校准结果的准确度，主要原因如下：承载大扭矩的扭矩传感器需要对应较大重量的砝码用于扭矩校准，扭矩传感器输出轴的支撑点与砝码重力不在同一平面内，造成静校梁和砝码重量形成的径向力对传感器输出轴产生弯曲作用，不能实现纯扭矩加载；校准时静校梁需要保持水平状态，水平位置判断较难，倾斜的静校梁会对有效力臂长度带来影响；杠杆需要回复平衡状态，配置调平装置用来调整杠杆平衡又会使校准装置的结构变得比较复杂。另外，力臂杠杆支撑部位的摩擦力矩会降低标定装置的精度。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，本发明提供了一种现场扭矩校准装置，通过采用双列滚动轴承作为定位轴的支撑，消除了由砝码自重引起的弯矩并减小了支撑部分的摩擦力矩，克服了无法对大扭矩传感器进行纯扭矩加载的难题；通过在静校梁一端安装平衡盘，在静校梁另一端设置圆弧形结构，解决了静校梁倾斜导致力臂长度发生变化的问题；通过采用薄钢带作为砝码吊带，确保砝码重力的作用力臂始终处在水平线上，减少了装置的系统误差，提高了装置的灵敏度。

本发明的技术解决方案是：

一种现场扭矩校准装置，包括支座、支撑套筒、轴承、定位轴、静校梁、平衡盘和砝码；支座上设有用于安装定位轴的支撑套筒，定位轴与轴承配合并安装在支撑套筒中，定位轴一端与待测件连接，定位轴另一端与静校梁固定连接，静校梁一端悬挂有砝码，静校梁另一端安装有用于调节平衡的平衡盘。

在上述的一种现场扭矩校准装置中，支座采用立方体结构，支座中部设有用于安装支撑套筒的孔。

静校梁通过薄钢带和托盘悬挂砝码，薄钢带一端与静校梁固定连接，薄钢带另一端与托盘固定连接，砝码叠放在托盘上。

平衡盘用于平衡定位轴和静校梁连接后的初始扭矩。

静校梁与薄钢带连接的一端设有圆弧形结构，所述圆弧形结构以定位轴的轴线为圆心，薄钢带与所述圆弧形结构的端部固定连接，并贴合在所述圆弧形结构的外缘上。

静校梁与平衡盘螺接。

定位轴上安装有轴套，定位轴与轴套采用间隙配合，定位轴与轴承采用过盈配合。

轴承采用双列滚动轴承。

轴承两端分别通过第一端盖和第二端盖固定在支撑套筒中。

第一端盖和第二端盖的内部均设有用于嵌装轴承的阶梯孔。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

1、本发明通过采用双列滚动轴承作为定位轴的支撑，消除了由砝码自重引起的弯矩并减小了支撑部分的摩擦力矩，克服了无法对大扭矩传感器进行纯扭矩加载的难题。

2、本发明通过在静校梁一端安装平衡盘，在静校梁另一端设置圆弧形结构，解决了静校梁倾斜导致力臂长度发生变化的问题。

3、本发明通过采用薄钢带作为砝码吊带，确保砝码重力的作用力臂始终处在水平线上，减少了装置的系统误差，提高了装置的灵敏度。

4、本发明的定位轴与静校梁能够灵活传输扭矩，简化了对待测件扭矩校准的过程。

5、本发明整体结构紧凑，适用于多种工作环境，在复杂工况下依然能够良好运转，具有通用性强、适用范围广的特点。

6、本发明的支撑套筒、轴承、平衡盘、砝码、薄钢带、托盘和轴套、均为标准件，无需特制，而且便于维修和更换，大幅降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明主视图

图2为本发明侧剖视图

图3为本发明俯视图

其中：1支座；2支撑套筒；3轴承；4定位轴；5静校梁；6平衡盘；7砝码；8薄钢带；9托盘；10轴套；11前端盖；12后端盖；

具体实施方式

为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图1-3所示，一种现场扭矩校准装置，包括支座1、支撑套筒2、轴承3、定位轴4、静校梁5、平衡盘6和砝码7；支座1上设有用于安装定位轴4的支撑套筒2，定位轴4与轴承3配合并安装在支撑套筒2中，定位轴4一端与待测件连接，定位轴4另一端与静校梁5固定连接，静校梁5一端悬挂有砝码7，静校梁5另一端安装有用于调节平衡的平衡盘6。

支座1采用立方体结构，支座1中部设有用于安装支撑套筒2的孔。

静校梁5通过薄钢带8和托盘9悬挂砝码7，薄钢带8一端与静校梁5固定连接，薄钢带8另一端与托盘9固定连接，砝码7叠放在托盘9上。

平衡盘6用于平衡定位轴4和静校梁5连接后的初始扭矩。

静校梁5与薄钢带8连接的一端设有圆弧形结构，所述圆弧形结构以定位轴4的轴线为圆心，薄钢带8与所述圆弧形结构的端部固定连接，并贴合在所述圆弧形结构的外缘上。

静校梁5与平衡盘6螺接。

定位轴4上安装有轴套10，定位轴4与轴套10采用间隙配合，定位轴4与轴承3采用过盈配合。

轴承3采用双列滚动轴承。

轴承3两端分别通过第一端盖11和第二端盖12固定在支撑套筒2中。

第一端盖11和第二端盖12的内部均设有用于嵌装轴承3的阶梯孔。

本发明的工作原理是：

在对待测件进行扭矩校准时，先调节支座1与待测件输出轴的同轴度，再将定位轴4与待测件输出轴相连，通过调节平衡盘6使静校梁5处于平衡状态，然后，将薄钢带8的一端固定在静校梁5圆弧形结构的端部，将薄钢带8的另一端固定在托盘9上，最后，通过增减砝码7调节静校梁5的受力情况。

因为所述静校梁5圆弧形结构是以定位轴4的轴线为圆心，所以通过薄钢带8施加在静校梁5上的力始终保持在圆弧的切线方向，其有效力臂的长度保持不变，即为圆弧形结构的半径长度；薄钢带8能够保证砝码7重力的作用力臂始终处于水平，确保静校梁5在受力时，力臂长度与力臂转角无关，在一定角度内无需调平，不必设置其余的调平机构，精简了结构。

本发明说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知技术。