液壓扳手廠家普朗特（www.cxexam.com）依托德國(guó)精湛的工藝與先進(jìn)的液壓實(shí)用動(dòng)力技術(shù)致力于大型螺栓、螺母拆裝科技以及同步頂升系統(tǒng)實(shí)用動(dòng)力的研究。在超高壓液壓工具領(lǐng)域不斷研發(fā)，創(chuàng)造了大量實(shí)用型液壓產(chǎn)品。

    今天普朗特給大家說(shuō)說(shuō)德國(guó)進(jìn)口液壓電動(dòng)扳手動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置的方法。

    電動(dòng)式液壓扳手工具在工業(yè)生產(chǎn)中也越來(lái)越廣泛使用，電動(dòng)液壓扳手(起子)為一種計(jì)量器具，扭矩值的準(zhǔn)確性 直接影響到緊固件的聯(lián)結(jié)質(zhì)量。該文重點(diǎn)介紹了一種電動(dòng)液壓扳手(起子)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置，為電動(dòng)液壓扳手(起子) 的校準(zhǔn)提供了一種解決方案。緊固件，是作緊固連接用且應(yīng)用極為廣泛的一類機(jī)械零件，使用行業(yè)廣泛，包括能源、電子、電器 、機(jī)械 、化工、冶金、模具和液壓等行業(yè) ，是應(yīng)用最廣泛的機(jī)械基礎(chǔ)件。在緊固螺釘、螺栓、螺母等螺紋緊固件時(shí)需要控制施加的力矩大小，以保證螺紋緊固且不至于因力矩過(guò)大破壞螺紋，所以各類企業(yè)均用扭矩起子或液壓扳手等扭力工具來(lái)對(duì)緊固件進(jìn)行操作，扭力工具作為一種計(jì)量器具 ．扭矩值的準(zhǔn)確性直接影響到緊固件的聯(lián)結(jié)質(zhì)量。扭力工具依據(jù)施加扭力的方式可以分為手動(dòng)液壓扳手 、電動(dòng)扭矩扳手和氣動(dòng)扭矩扳手。對(duì)于手動(dòng)扭矩扳手，目前市場(chǎng)上已有各類德國(guó)進(jìn)口液壓扳手檢定或校準(zhǔn)裝置，依據(jù) JJC707 —2014 扭矩扳手檢定規(guī)程。對(duì)手動(dòng)式扭矩扳手進(jìn)行檢定／校準(zhǔn)；對(duì)于電動(dòng)液壓扭矩扳手而言，目前雖已有兩種結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)裝置，但在使用中存在不少問(wèn)題。

    電動(dòng)液壓扳手校準(zhǔn)現(xiàn)狀

    電動(dòng)式扭矩液壓扳手，扭力的施加是由其內(nèi)部電機(jī)旋轉(zhuǎn)通過(guò)減速齒輪減速后，產(chǎn)生一定低速的旋轉(zhuǎn)扭力。目前市場(chǎng)上有兩種結(jié)構(gòu)形式的電動(dòng)扭矩液壓扳手 ，一 種是主要用于無(wú)線電設(shè)備、儀器儀表制造行業(yè)，俗稱“電動(dòng)起子”，該類電動(dòng)扭矩液壓扳手的最大扭矩值一般不大于10Nm，另一種是用于機(jī)械設(shè)備制造、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)使用 的電動(dòng)扭矩液壓扳手，該類 電動(dòng)扭矩液壓扳手的最大扭矩值可以達(dá)到5000Nm，針對(duì)電動(dòng)扭矩起子和電動(dòng)扭矩扳手的校準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)有兩種結(jié)構(gòu)形式的校準(zhǔn)裝置 。

    第一種是電動(dòng)扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀，主要用于 電動(dòng)扭矩液壓扳手的校準(zhǔn)。 其主要構(gòu)件為扭矩測(cè)試儀和扭力測(cè)試接頭，其內(nèi)部扭矩傳感器一頭 固定在基座上，另一頭聯(lián)接帶有方榫 的測(cè)量頭，因扭矩傳感器的特性決測(cè)量頭基本屬于“靜態(tài)接頭”，在扭轉(zhuǎn)方向只能旋轉(zhuǎn)微小的角度。當(dāng)電動(dòng)扭矩液壓扳手(起子)的工作頭部插入方榫測(cè)量頭時(shí)，因測(cè)量頭堵轉(zhuǎn)至使扭矩液壓扳手(起子)內(nèi)部電機(jī)不能正常工作達(dá)不到施加扭力的效果。故無(wú)法正常校準(zhǔn)。 為了解決堵轉(zhuǎn)的問(wèn)題 ，該校準(zhǔn)裝置配置了旋轉(zhuǎn)扭力測(cè)試接頭 ，該測(cè)試接頭由壓縮彈簧、螺釘 (螺栓) 和螺母組成，即以螺紋阻力傳遞扭力。在校準(zhǔn)電動(dòng)扭矩液壓扳手前，將測(cè)試接頭中的壓縮彈簧徹底放松后放置在電動(dòng)扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀對(duì)應(yīng)的方榫測(cè)量頭，然后將電動(dòng)扭矩液壓扳手與旋轉(zhuǎn)扭力測(cè)試接頭對(duì)接 ，啟動(dòng)電動(dòng)扭矩液壓扳手的電源 ，電動(dòng)扭矩起子在其內(nèi)置 電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下工作頭部旋轉(zhuǎn)，壓縮彈簧逐漸被壓縮隨之旋轉(zhuǎn)阻力增大，至電動(dòng)扭矩起子工作頭部出現(xiàn)打滑 (即打滑機(jī)構(gòu)動(dòng)作，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力通過(guò)打滑機(jī)構(gòu)釋放)，此時(shí)電動(dòng)扭矩起子校準(zhǔn)儀上顯示的峰值扭矩?cái)?shù)值即為該 電動(dòng)扭矩液壓扳手的扭矩值(或預(yù)置檔位 的扭矩值)。該電動(dòng)扭矩液壓扳手校準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由于是以螺紋阻力傳遞扭力，不僅傳遞扭力有限，而且螺紋易磨損壽命短，對(duì)于稍大扭矩值的測(cè)量，該結(jié)構(gòu)形式已不能滿足。

    第二種是類似瑞典阿特拉斯 (A tlas) 生產(chǎn)的扭矩測(cè)試儀，由顯示儀表和扭矩傳感器組成，主要用于電動(dòng)扭矩液壓扳手的校準(zhǔn)。使用時(shí)，將扭矩傳感器與電動(dòng)扭矩液壓扳手的工作頭部串接 ，在專用工作臺(tái)或臺(tái)虎鉗上夾持螺母，螺栓在扭力驅(qū)動(dòng)下快速旋入，當(dāng)旋到底時(shí)。電動(dòng)扭矩扳手內(nèi)部的傳感器檢測(cè) 到驅(qū)動(dòng)力到達(dá)扭矩預(yù)定設(shè)置的數(shù)值時(shí)自動(dòng)停機(jī)。此過(guò)程扭矩傳感器所測(cè)的峰值扭矩值即為電動(dòng)扭矩液壓扳手的扭矩預(yù)定值。該扭矩測(cè)試儀在操作中存在以下缺點(diǎn)。一是在校準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)須備一定數(shù)量的同類螺栓和螺母替代品；其次是在校準(zhǔn)過(guò)程中，一頭因螺栓旋到底時(shí)旋不動(dòng)，另一頭在電動(dòng)扭矩液壓扳手的旋轉(zhuǎn)扭力作用下，扭矩傳感器所承受的扭力會(huì)突然變大，即產(chǎn)生扭矩脈沖，雖然該扭矩傳感器具備一定耐沖擊性能．但在實(shí)際使用中容易損壞。

    圖 1(a) 是通過(guò)示波器觀察扭矩傳感器的輸出信號(hào)，可以發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)扭力在螺栓旋到底時(shí)呈現(xiàn)尖銳的扭矩脈沖Tmax，該脈沖產(chǎn)生的原因之一是“慣性 ”。螺栓旋進(jìn)中阻力較小(螺栓與螺母摩擦產(chǎn)生扭矩 T1)，當(dāng)螺栓旋到底時(shí)旋進(jìn)阻力突增。因堵轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流上升增加驅(qū)動(dòng)力，旋轉(zhuǎn)扭力在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力和慣性的作用下上沖至最大扭矩值Tmax由于扭矩脈沖峰值大、持續(xù)時(shí)間 t(作用時(shí)間) 短 ，能量被螺栓的扭轉(zhuǎn)彈性變形吸收，并非真實(shí)的螺栓旋入扭矩值 (預(yù)定值 )。因此，該類扭矩檢測(cè)儀有一套算法，計(jì)算出扭矩值。 通過(guò)試驗(yàn)可 以發(fā)現(xiàn)，在螺栓上套上不同的墊圈(如平墊圈、彈簧墊圈、防松墊圈等) 所測(cè)得的有較大的差異，計(jì)算出的扭矩值也不同。

圖1 傳感器輸出波形

    2 動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置

    本“電動(dòng)扭矩液壓扳手動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”(以下簡(jiǎn)稱“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”)主要由機(jī)械傳動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表組成，見(jiàn)圖2動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置框圖。

    圖 2 動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置框圖

    該動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置具有以下技術(shù)特點(diǎn) ：

    1、“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”采用機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu) ．將旋轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)化為“力臂”+ “力 值”，通過(guò) 懸臂梁式拉壓力傳感器測(cè)量“力值 ”的大小實(shí)現(xiàn) 電動(dòng)扭矩液壓扳手的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn) 。 由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、維護(hù)方便 ，以及懸臂梁式傳感器與扭矩傳感器相比較更具制造工藝和價(jià)格優(yōu)勢(shì) ，故“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”有利于推廣和使用。

    2、電動(dòng)扭矩液壓扳手在校準(zhǔn)中有較大的扭矩沖擊，容易對(duì)扭矩傳感器產(chǎn)生超載而損壞。由于扭矩傳感器置于任意旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，采用諸如套管和限位銷式 等機(jī)械超載保護(hù)裝置。不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本高，經(jīng)數(shù)次沖擊后效果也不理想 。而懸臂梁式傳 感器的超載保 護(hù)裝置不僅簡(jiǎn)單而且可靠。

    3、“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”可以根據(jù)需要，可以制成不同大小系列的裝置。其原理相同，以適應(yīng)不同測(cè)量范圍的電動(dòng)扭矩液壓扳手的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。同時(shí)“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”具備“靜態(tài)”校準(zhǔn)的能力，可以替代上述第一種和第二種類型的校準(zhǔn)裝置。

    4、“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置 ”通過(guò)內(nèi)置制動(dòng)裝置將旋轉(zhuǎn)扭力轉(zhuǎn)化相對(duì)“靜 止”的力矩。當(dāng)制動(dòng)裝置處于制動(dòng)時(shí)，“動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置”相當(dāng)于“靜態(tài)”扭矩校準(zhǔn)裝置 ，此時(shí) (扭矩 ) = L (方榫測(cè)量頭軸線 至傳感器受力點(diǎn)的距離 ) ×p(對(duì)傳感器施加的力值 ) 。 可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)扭矩液壓扳手或杠桿、砝碼溯源至 國(guó)家基準(zhǔn)。

    機(jī)械傳動(dòng)裝置工作原理

    機(jī)械傳動(dòng)裝置扭力傳遞的原理見(jiàn)圖3所示。主要由殼體、齒輪箱 、制動(dòng)裝置和懸臂梁式拉壓力傳感器 (以下簡(jiǎn)稱傳感器 ) 等組成。其工作原理是采用了齒輪箱結(jié)構(gòu)，并將該齒輪箱作為“杠桿”，齒輪箱在上下限位的范圍內(nèi)可以圍繞方榫測(cè)量頭軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪箱內(nèi)I號(hào)、Ⅱ號(hào)、Ⅲ號(hào)三個(gè)齒輪相互嚙合。I 號(hào)齒輪 為主動(dòng)輪與方榫測(cè)量頭連接。Ⅲ號(hào)齒輪軸上裝有制動(dòng)盤。 當(dāng)制動(dòng)盤不制動(dòng)時(shí) ．齒輪在方榫測(cè)量頭的帶動(dòng)下可 以自由轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪箱仍可以圍繞方榫測(cè)量頭軸線“自由轉(zhuǎn)動(dòng)”；當(dāng)制動(dòng)盤制動(dòng)時(shí)。因齒輪不能旋轉(zhuǎn)使得齒輪箱變?yōu)橐粋€(gè)“剛體”即“杠桿”，齒輪箱在方榫測(cè)量頭的帶動(dòng)下對(duì)懸臂梁式拉壓力傳感器產(chǎn)生向上或向下的力 ，該力值與“杠桿”長(zhǎng)度的乘積即為扭矩。校準(zhǔn)時(shí) ．電動(dòng)扭矩液壓扳手的工作頭部與方榫測(cè)頭對(duì)接，松開(kāi)制動(dòng)手柄，在電動(dòng)扭矩液壓扳手內(nèi)置電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)齒輪箱內(nèi)齒輪組旋轉(zhuǎn) ，此時(shí)電動(dòng)扭矩液壓扳手僅承受齒輪組齒輪嚙合過(guò)程 中的能量損失。齒輪嚙合摩擦力使齒輪箱對(duì)傳感器產(chǎn)生較小有波動(dòng)的力P，見(jiàn)圖 1(b ) ，電動(dòng)扭 矩扳手在小負(fù)荷條件下轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速：當(dāng)制動(dòng)裝 置在制動(dòng)手柄的操作下對(duì)制動(dòng)盤進(jìn)行制動(dòng)至完全“鎖死”時(shí)，齒輪箱對(duì)傳感器產(chǎn)生力P在旋轉(zhuǎn)扭力的作用下由P，增至完全“鎖死”時(shí)的P，、見(jiàn)圖 1(b )，此時(shí) (扭矩) = (方榫測(cè)量頭軸線至傳感器受力點(diǎn)的距 離)(對(duì)傳感器施加的力值)。由于采用了盤式制動(dòng)裝置 ．制動(dòng)力可以調(diào)節(jié)，故可以控制整個(gè)制動(dòng) 的時(shí)間量，結(jié)合電路中的低通濾波器，可以有效避免圖 1(a) 所示的扭矩脈沖 。

    本文德國(guó)進(jìn)口液壓電動(dòng)扳手動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)裝置的方法感謝無(wú)錫市計(jì)量檢定測(cè)試中心費(fèi)明輝提供資料支持。

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