专利名称：螺栓机动扳手扭矩控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及铁路轨枕螺栓机动扳手控制领域，尤其涉及一种精确控制螺栓机动扳手扭矩的控制系统及其控制方法。
背景技术：
根据中华人民共和国铁道标准TB/T3099-2004于2004年10月23日发布的《轨枕螺栓机动扳手通用技术条件》标准内容4. 18要求在设定的工作范围内，机械传动扳手拧紧扭矩误差不大于拧紧扭矩的±10% ;液压传动扳手拧紧扭矩误差不大于拧紧扭矩的±5%。传统的机械传动扳手主要是通过弹簧来控制扭矩，误差比较大，而且弹簧长时间的工作负荷容易产生变形，从而更加大误差。 传统的液压传动扳手主要通过控制液压油的流量来控制扭矩，液压油的粘稠度和流速都会对最终的控制能力产生影响，从而也很难做到精确控制。以上现行技术条件所规定的扭矩误差较大，没有实际解决精确控制扭矩。造成现用铁路轨枕螺栓机动扳手针对扭矩控制这一领域比较薄弱，从而造成现场铁路轨枕由于扭矩不均匀所产生形变。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种精确控制铁路轨枕螺栓机动扳手扭矩并能够进行扭矩0-1000N · m无级设定的扭矩控制系统及其控制方法。本发明的技术方案为螺栓机动扳手扭矩控制系统，包括数字显示控制仪表，用于设定扭矩值，接收扭矩传感器的信号并显示，对输入的用户设定扭矩值或接收的扭矩传感器信号进行处理，并输出控制信号；电动机，通过继电器的动作，接收数字显示控制仪表的输出信号，并根据接收的指令进行开启和关闭；定量分配阀，跟随电动机的开启而开启，电动机的关闭而关闭，将液压油定量分配给液压系统；液压系统，液压系统工作，产生扭矩，到达用户设定扭矩值时，液压系统自动回路，不产生扭矩；扭距传感器，将液压系统产生的扭力的物理变化转换成电信号，并反馈给数字显示控制仪表。所述数字显示控制仪表的能够进行扭矩0-1000N · m无级设定。所述数字显示控制仪表，当显示的扭矩值到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机关闭；当显示的扭矩未到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机保持开启状态。螺栓机动扳手扭矩控制系统的控制方法，步骤如下，
设置扭矩值，用户输入需要设定的扭矩值，数字显示控制仪表进行分析处理并输出控制信号；电动机开启，数字显示控制仪表的输出信号控制相应继电器动作，电动机开启；定量分配阀开启，电动机开启带动定量分配阀开启，定量分配阀允许定量液压油进入液压系统；液压系统工作，定量液压油进入液压系统，液压系统工作，产生扭矩；扭距传感器监测，扭距传感器对液压系统的扭矩进行实时监测，并将监测的结果转换成电信号，传送给数字显示控制仪表；数字显示控制仪表显示扭矩，数字显示控制仪表接收扭距传感器的电信号并显示扭矩值； 电动机关闭，显示的扭矩值到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机关闭；定量分配阀关闭，电动机关闭，定量分配阀关闭；液压系统自动回路，定量分配阀关闭，液压油回流，不产生扭矩，工作流程结束。所述数字显示控制仪表的显示扭矩值未到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机保持开启状态。所述数字显示控制仪表可对电动机的关闭或开启保持状态进行设定。本发明的有益效果为1)扭矩可实现0-1000N ·πι无级设定；2)电子控制技术和传统液压系统相结合，稳定性以及精确性高；3)扭矩误差小于《轨枕螺栓机动扳手通用技术条件》4. 18要求所规定的拧紧扭矩误差不大于拧紧扭矩的±5%。
图I为本发明系统结构框图；图2为本发明系统原理图。
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。如图I所示，螺栓机动扳手扭矩控制系统，包括数字显示控制仪表100、电动机200、定量分配阀300、液压系统400和扭距传感器500，数字显示控制仪表100能够进行扭矩0-1000Ν ·πι无级设定，用户可根据需要设定扭矩，以满足螺栓螺母的松紧度，通过扭矩值的设定亦可大大提高铁路轨枕螺栓螺母松紧的整齐度，避免了由于扭矩不均而产生的轨枕形变，消除了铁路安全隐患。此外，数字显示仪表100接收扭矩传感器500的信号并显示，对输入的用户设定扭矩值或接收的扭矩传感器500信号进行处理，并输出控制信号，进而通过继电器动作，控制电动机200的开启或关闭。定量分配阀300跟随电动机200的开启而开启，关闭而关闭，其作用是在电动机200开启时将液压油定量分配给液压系统400，从而使液压系统400工作，由于对进入液压系统400的液压油进行了定量分配，降低了传统的液压传动系统因液压油的粘稠度和流速对最终的控制产生的不利影响，提高了控制系统的稳定性和精确度。液压系统400进入工作状态，产生扭矩，带动机动扳手工作，扭矩传感器500对液压系统400进行监测，将液压系统400扭力的物理变化转换成电信号，并反馈给数字显示控制仪表从而实现整个系统的闭环调节控制。如图2所示，螺栓机动扳手扭矩控制系统的控制方法，步骤如下步骤SlO中，用户输入需要设定的扭矩值，数字显示控制仪表100进行分析处理并输出控制信号；步骤S20中，数字显示控制仪表100的输出信号控制相应继电器动作，电动机200开启；步骤S30中，电动机200开启带动定量分配阀300开启，定量分配阀300允许定量液压油进入液压系统400 ;步骤S40中，定量的液压油驱动液压系统400工作，液压系统400产生扭矩，带动机动扳手工作；步骤S50中，扭距传感器500对液压系统400的扭矩进行实时监测，并将监测的结果转换成电信号，传送给数字显示控制仪表100 ;步骤S60中，数字显示控制仪表100接收扭距传感器500的电信号并显示扭矩值，数字显示控制仪表100显示的扭矩值未到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表100控制电动机保持开启状态，返回到步骤S20进入循环控制，数字显示控制仪表100显示的扭矩值到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机关闭，进入步骤S21 ;步骤S21中，电动机200关闭，步骤S31中，定量分配阀300 关闭，进入步骤S41，液压系统400自动回路，不产生扭矩，工作流程结束。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求
1.螺栓机动扳手扭矩控制系统，其特征在于包括 数字显示控制仪表，用于设定扭矩值，接收扭矩传感器的信号并显示，对输入的用户设定扭矩值或接收的扭矩传感器信号进行处理，并输出控制信号； 电动机，通过继电器的动作，接收数字显示控制仪表的输出信号，并根据接收的指令进行开启和关闭； 定量分配阀，跟随电动机的开启而开启，电动机的关闭而关闭，将液压油定量分配给液压系统； 液压系统，液压系统工作，产生扭矩，到达用户设定扭矩值时，液压系统自动回路，不产生扭矩； 扭距传感器，将液压系统产生的扭力的物理变化转换成电信号，并反馈给数字显示控制仪表。
2.根据权利要求I所述的扭矩控制系统，其特征在于所述数字显示控制仪表的能够进行扭矩O-IOOON · m无级设定。
3.根据权利要求I所述的扭矩控制系统，其特征在于所述数字显示控制仪表，当显示的扭矩值到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机关闭；当显示的扭矩未到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机保持开启状态。
4.螺栓机动扳手扭矩控制系统的控制方法，其特征在于步骤如下， 设置扭矩值，用户输入需要设定的扭矩值，数字显示控制仪表进行分析处理并输出控制信号； 电动机开启，数字显不控制仪表的输出信号控制相应继电器动作，电动机开启； 定量分配阀开启，电动机开启带动定量分配阀开启，定量分配阀允许定量液压油进入液压系统； 液压系统工作，定量液压油进入液压系统，液压系统工作，产生扭矩； 扭距传感器监测，扭距传感器对液压系统的扭矩进行实时监测，并将监测的结果转换成电信号，传送给数字显示控制仪表； 数字显示控制仪表显示扭矩，数字显示控制仪表接收扭距传感器的电信号并显示扭矩值； 电动机关闭，显示的扭矩值到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机关闭； 定量分配阀关闭，电动机关闭，定量分配阀关闭； 液压系统自动回路，定量分配阀关闭，液压油回流，不产生扭矩，工作流程结束。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于所述数字显示控制仪表的显示扭矩值未到达用户设定扭矩值时，数字显示控制仪表控制电动机保持开启状态。
6.根据权利要求4或5所述的控制方法，其特征在于所述数字显示控制仪表可对电动机的关闭或开启保持状态进行设定。
全文摘要
本发明公开了一种涉及铁路轨枕螺栓机动扳手控制领域的螺栓机动扳手扭矩控制系统及其控制方法，用户将扭矩设定值输入数字显示控制仪表，经分析处理后发出控制信号，进而控制电动机、定量分配阀、液压系统的工作，同时，扭距传感器将对液压系统的监测结果转换成电信号反馈给数字显示控制仪表，从而完成整个系统的控制。本发明中扭矩可实现0-1000N·m无级设定，控制的稳定性以及精确度高，大大降低了扭矩控制的误差。
文档编号B25B23/14GK102873661SQ20111019492
公开日2013年1月16日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者陆金元, 夏耀宗 申请人:上海源盛机械电气制造有限公司