专利名称：扭矩标准装置异型支承结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量转矩仪表的测试及标准，特别是一种该测试及校准设备的组件。
背景技术：
在工业、交通运输及国防装备等领域，扭矩测量仪表及各种类形传感器有着广泛的应用，其中较高精度的扭矩传感器测量精度已普遍达到0. 0. 3%，甚至更高，因此， 对扭矩计量部门的标准装置提出相应的更严格要求，即这些扭矩标准装置的测量不确定反应达到或优于0. 05 %，否则对上述高精度扭矩传感器是无法进行量值传递，而且高精度扭矩传感器是行业必然的发展趋势；现有的扭矩标准装置，其结构特点是，在主机上一端安装有主梁支承组件，另一端设有平衡减速机，所述的主梁支承组件上设置有主梁，在主梁的两端分别吊挂有一砝码组件，主梁中部设有扭矩输出轴，上述装置中的关键技术之一是主梁支承组件的结构，该结构特点是，在主梁摆动平面的两侧分别突伸有一 V形支承刀，二 V形支承刀分别支承在二具有V形主刀座的座体上，该二座体是用螺栓固定在主机架的一端， 构成主梁支承组件，该组件二 V形支承刀的V形角度比二 V形主刀座的V形角度略小，当主梁受不平衡力矩摆动时，二 V形支承刀能在二 V形主刀座上转动，上述现有结构存在下列问题1.摩擦扭矩大——严重影响装置的测量精度和灵敏度，其主要原因是，支承刀穿设主梁的结构形状精度和位置精度没有保证，组装式的二座体分设在主机架位置精度也难保证，再加上支承刀和二座体的刚度也较低，其综合结果使V形支承刀和二座体上的V形主刀座之间接触条件恶化，二者的摆动摩擦扭矩大增；2.力臂长度准确性难以保证——也会严重影响装置的测量精度，其主要原因是，V 形支承刀穿设固定在主梁，该V形孔(或其他固定结构)在大形构件主梁上定位精度极难保证，致使支承刀刃相对主梁两端的砝码吊挂支承刀刃间的长度可能形成较大误差，显然这些误差会直接造成装置的测量误差；3.承载能力差——现有结构的V形刀口支承长度较小，上述工艺性差弓I起的附加承载应力，以及刚性不足等因素，致使构件难以支承较大载荷；4.安装调整不便，分装的二 V形主刀座，显然其座体在主机架上可以定位销保证位置精度，但二座体上的V形主刀座对中找正无均无可靠的定位基准，在技术上然需要采用附加的措施和花费更多的人力和时间；在主梁两侧的支承刀更需要人工调整才能保证其和二 V形主刀座的配合，又是现有结构保证各构件位置精度另一大难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的扭矩标准装置异型支承结构，它能减少支承摩擦扭矩，确保主梁力臂长度的准确性，且承载能力强，安装调整方便。本发明解决上述技术问题采用的技术方案是
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扭矩标准装置异型支承结构包括有支承组件、支承刀组件、主机架、主梁、砝码吊挂支承刀组件和砝码组件，所述的主机架上设置有支承组件，主梁上设置有支承刀组件， 该支承组件的V形槽上支承有支承刀组件的V形刀口，V形槽的V角大于V形刀口的V形角，支承刀组件能在支承组件上摆动，主梁的两端连接有砝码吊挂支承刀组件，该砝码吊挂支承刀组件上吊挂有砝码组件，其特点是所述的扭矩标准装置异型支承结构具有一固设于主机架的整体式的支承组件，该结构还具有一固设于主梁的整体式的支承刀组件，所述的支承组件V形刀座的承刀线为一连续直线，所述的支承刀组件主刀的刀刃线为一连续直线，承刀线、刀刃线和主梁中心线共线。本发明的整体式支承组件，其V形刀座承刀线可由机械加工一次装夹形成一连续直线，配以整体式座架，加工装配方便，可确保支承组件的承刀线的位置精度，本发明的整体式支承刀组件，其V形主刀的刀刃线同样可一次装夹加工形成一连续直线，同时V形主刀和相关组件的安装定位可通过尺寸链传递，使不在同一空间且测量较难的刀刃线定位在支承刀组件的定位轴轴线，而该定位轴安装在主梁的主刀轴孔，形成刀刃线和主梁中心线共线。本发明由于整体式支承刀组件的刀刃线和主梁中心线共线，而主梁中心线和其两端侧砝码支承刀组件的刀刃线之间的距离可由精密机械加工保证尺寸精度，从而保证扭矩标准装置力臂长度的准确性，本发明可确保装置测量精度，而本发明的整体式支承刀组件和整体式支承组件的结合，刀刃线和承刀线由于位置精度、形状精度和结构刚度的明显提高，二线的接触状态大大改善，既能减小摩擦扭矩，又能提高承载能力，本发明整体式结构的支承组件和支承刀组件，以整体结构和尺寸键传递方式确保承刀线和刀刃线的位置精度，克服了传统结构找正、调整费时费工和精度难保证等缺陷，本发明能力扭矩标准装置性能全面提升提供良好技术基础。
图1是本发明扭矩标准装置异型支承结构示意图。图2是图1中部分构件轴测分解示意图(一)。图3是图1中部分构件轴测分解示意图(二)。图4是图1中部分构件轴测分解示意图(三)。
具体实施例方式参照图1，扭矩标准装置异型支承结构包括有支承组件1、支承刀组件2、主机架3、 主梁4、砝码支承刀组件5和砝码组件6.支承组件1，如图1、2、3所示，支承组件1包括有U形座架11、刀座梁12、V形刀座 13、螺栓14、定位销15，其中U形座架11，如图2，包括有底板111、U形臂112、安装顶面113、下定位销孔114和螺孔115 ；底板111的底面和主机架3安装平面接触，并以螺栓将U形座架11固定在主机架3，U形壁112呈U字形和底板111 一体成型，使U形座架11具有良好的刚性，这种整体式U形座架11是改善装置支承性能的基础，该U形壁112的上端两侧分别形成有一安装顶面113，在该安装顶面113上分别设有下定位销孔114和螺孔115 ；一整体式的刀座梁12，如图2、3所示，该刀座梁12用螺栓14经通孔123旋入螺
4孔115，将刀座梁12固定在安装顶面113，此时支承组件1形成为一整体式的框架结构，和现有的分装的两个支承座比较，其刚度明显增加，且U形座架11和主机架3之间设定位销， U形座架11和刀座梁1之间也设定位销15，穿设在上、下定位销孔124、114，以保证各构件之间的位置精度；在刀座梁12纵向中部开设有一矩形截面的安装槽(如图3)，其制作的尺寸精度、形状粗度和位置精度均较高；V形刀座13，是支承组件1的关键构件之一，通常由高速工具钢制成，具有较高强度、硬度和耐磨性，如图2、3所示，V形刀座13具有一矩形截面的条状刀座体131，在刀座体 131上方开设有一 V形槽132，该V形槽132结构和功能和现有技术相似，即V形底端通常形成有一和V形主刀22接触的微小圆弧，该圆弧半径可为0. 4毫米，该微小圆弧的底线为一呈连续直线的承刀线133(如图3)，由于刀座体131是一整条形另件，所述的承刀线133 可制作成具有高精度的直线，同时刀座体131的两侧面和底面也可制作成尺寸精度、形状精度和位置精度均符合扭矩标准装置的要求，V形座13以紧配合安装在刀座梁12的安装槽122中，其承刀线133在支承组件1上述各构件的精确配合下，可形成水平直线；为使承刀线133和主刀22的刀刃线223有更良好接触，可在支承组件IV形刀座13的V形槽132 底部沿承刀线133长度向中部挖设有减荷槽134 ；上述支承组件1的U形座架11、刀座梁12和V形刀座13的整体式结构，只需支承组件1调整呈水平后，即可形成主梁4支承在确保装置测量精度的承刀线133上，支承组件 1是扭矩标准装置异型支承结构性能改善的基础。支承刀组件2，如图2、3、4所示，支承刀组件2包括有主刀轴21、主刀22和输出轴 23，其中主刀轴21，如图4所示，包括有主刀轴体211、矩形槽212、定位槽213、前定位轴肩 214、法兰215和后定位轴肩216 ；主刀轴21的主刀轴体211是一异型结构的轴状体，在主刀轴体211的下部开设有一矩形槽212，该槽的尺寸和形状均和支承组件1的刀座梁12对应，即支承组件1和支承刀组件2安装后，矩形槽212可容置刀座梁2在其中，并能使主梁 4带着支承刀组件2能绕着支承组件1自由摆动；定位槽213位于矩形槽212的顶部正中， 用于安装主刀22，并能和主刀22精密配合固定，即定位槽212的两侧面和底面的尺寸精度和形位精度，均能确保安装后的主刀22的刀刃线223准确地位于主刀轴体211的轴线上； 前定位轴肩214是位于主刀轴体211前端，并和主梁4的主刀轴孔42精密配合的轴段，前定位轴肩214的轴线同样是主刀轴体211的轴线，因此前定位轴肩214组装在主梁4的主刀轴孔42后，位于定位槽213内的主刀22，其刀刃线也随之位于主梁4的主刀轴孔42的轴线(即主梁中心线40)；法兰215位于主刀轴体211的后端，用以固定连接输出轴23 ；后定位轴肩216位于主刀轴体211的末端，其轴线即为主刀轴体11的轴线，后定位轴肩216用以主刀轴21和输出轴21的连接定位；主刀22，是支承刀组件的关键构件之一，通常由高速工具钢或其他类似材质制成， 具有较高强度、硬度和耐磨性，如图2、3、4所示，主刀22是一具有矩形截面的条状刀体221， 在刀体221下方形成有一 V形斜面体222，该V形斜面体222结构和功能和现有技术相似， 即V形底端通常形成有一和V形刀座13的V形槽132底端的圆弧半径，如取值为0. 2毫米， V形斜面体222底端微小圆弧的顶端线为一呈连续直线的刀刃线223，由于主刀22是一整条形零件，所述的刀刃223可制作成具有高精度的直线；同时刀体221的两侧面和顶面也可
5制作尺寸精度、形状精度和位置精度均符合扭矩标准装置的要求，主刀22紧密配合安装在主刀轴21的定位槽213中，其刀刃线223在上述的尺寸链配合下，可形成和主梁4的主梁中心线40共线的异型支承结构的刀刃线223 ；输出轴23，为法兰状轴体，在输出轴体231挖设有主刀轴孔232，用以和主刀轴21 的后定位轴肩216定位配合，输出轴体231前端形成有法兰233，用以和主刀轴21的法兰 215连接固定，在输出轴体231后端延设有一扭矩输出轴234，输出轴23的结构在尺寸链的配合下，可保证主刀轴孔232和扭矩输出轴234共轴线；在输出轴23下部适当位置处挖设有一容置槽235，该容置槽235和主刀轴21矩形槽212以用以容置刀座梁12 ；上述支承刀组件2的主刀轴21、主刀22和输出轴23的整体式结构，以控制各构件定位处加工精度的方式，通过其相应尺寸链传递，使不在同一空间且测量较困难的刀刃线223、前定位轴肩214轴线、后定位轴肩216轴线、主刀轴孔232轴线和扭矩输出轴234轴线，均能准确地共同处在一直线上，既能保证装置测量精度，又能不必调整简化安装。主机架3，如图1所示，是扭矩标准装置的基础构件，用以装设相关的各种组件，其结构和功能与现有技术基本相同，包括有和安装基础连接的架体31、架体31上方设有机械支承32、操作台33和操作台导轨34等部件。主梁4，如图1、2、3、4所示，其结构和功能与现有技术基本相同，在主梁4的两端分别设置有砝码吊挂支承刀组件5，在砝码吊挂支承刀组件5上吊挂有砝码组件6 ；在本发明中主梁4的主要特点是在主梁体41上开设有可安装支承刀组件2的主刀轴21的刀轴孔42，该主刀轴孔42和主刀轴21的前定位轴肩214配合，并穿设有螺栓43 和定位销44，将主刀轴21的法兰215固定并定位在主梁4的主梁体41上，此时，该轴孔42 的轴线即和主梁4的主梁中心线40共线，主梁4可绕主梁中心线40摆动，同时以精密的机械加工方式，实现主梁中心线40和主梁4两端砝码吊挂支承刀组件5的刀口之间的长度相等，以保证扭矩标准装置的主梁4两侧加载力臂准确相等，从而保证测量的精度；本发明支承刀组件2和主梁4组合并架设在支承组件上，形成有下列特点刀刃线133和主梁4两端砝码吊挂支承刀组件5的刀口之间等距；刚性强的支承组件1的承刀线133和刀刃线223接触良好、摩擦扭矩小、承载能力强；主梁中心线40、承刀线223和扭矩输出轴234轴线在同一直线上(共线)，扭矩标准装置输出值误差小。
权利要求
1.一种扭矩标准装置异型支承结构，该结构包括有支承组件、支承刀组件、主机架、主梁、砝码吊挂支承刀组件和砝码组件，所述的主机架上设置有支承组件，主梁上设置有支承刀组件，该支承组件的V形槽上支承有支承刀组件的V形刀口，V形槽的V形角大于V形刀口的V形角，支承刀组件能在支承组件上摆动，主梁的两端连接有砝码吊挂支承刀组件，该砝码吊挂支承力组件上吊挂有砝码组件，其特征在于所述的扭矩标准装置异型支承结构具有一固设于主机架(3)的整体式的支承组件(1)，该结构还具有一固设于主梁的整体式的支承刀组件O)，所述的支承组件(I)V形刀座(13)的承刀线(133)为一连续直线， 所述的支承刀组件形主刀02)的刀刃线(223)为一连续直线，承刀线(133)、刀刃线 (223)和主梁(4)中心线(40)共线。
2.根据权利要求1所述的扭矩标准装置异型支承结构，其特征是支承组件(1)包括有 U形座架(11)、刀座梁(12)和V形刀座(13)，该U形座架(11)底板(111)和U形壁(112) 一体成形，该U形壁(11 上端的安装顶面(113)固设有整体式的刀座梁(12)，该刀座梁 (12)上嵌固有具承刀线(133)的V形刀座(13)，该承刀线(133)呈水平位。
3.根据权利要求1或2所述的扭矩标准装置异型支承结构，其特征是支承组件(I)V形刀座(13)的V形槽(132)底部沿承刀线(133)长度向中部挖设有减荷槽(134)。
4.根据权利要求1所述的扭矩标准装置异型支承结构，其特征是支承刀组件( 包括有主刀轴01)、V形主刀02)和输出轴(23)，该主刀轴上开设有矩形槽012)，该矩形槽(21 顶部开设有定位槽013)，该主刀轴上具有同轴线的前、后定位轴肩(214、 216)，该前定位轴肩(214)固定配合有主梁的刀轴孔(42)，该后定位轴肩(216)配合固定有轴出轴03)的主刀轴孔032)，该V形主刀02)配合嵌固有定位槽013)，嵌固的 V形主刀02)的刀刃线(223)和主刀轴轴线共线，该输出轴03) —体连设有扭矩输出轴034)，扭矩输出轴034)的轴线和主刀轴轴线共线。
5.根据权利要求1或4所述的扭矩标准装置异型支承结构，其特征是支承刀组件(2) 输出轴设置有和主刀轴矩形槽(21 对应的容置槽035)。
6.根据权利要求1所述的扭矩标准装置异型支承结构，其特征是主梁的主梁中心线GO)和主梁(4)两端砝码吊挂支承刀组件(5)的刀口之间的长度相等。
全文摘要
一种扭矩标准装置异型支承结构，主要解决减少支承摩擦扭矩等技术问题，其采用的技术方案是，该异型支承结构具有一固设于主机架的整体式支承组件和一整体式固设于主梁的支承刀组件，该支承组件V形刀座的承刀线为一连续直线，支承刀组件主刀的刀刃线为一连续直线，承刀线、刀刃线和主梁中心线共线，适用于各式扭矩标准装置。
文档编号G01L25/00GK102401718SQ201010276229
公开日2012年4月4日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者倪普权, 吉鸿磊, 周伦彬, 李涛, 林飞振, 过立雄, 钟文斌, 陈金明 申请人:中国船舶重工集团公司第七〇四研究所, 广州市计量检测技术研究院