周小江　邸翔

摘 要：本文首先闡述了扭矩計量檢測裝置，接著分析了扭矩檢測方法，最后對扭矩測試儀的校準方法進行了探討。

關(guān)鍵詞：扭矩計量;檢測裝置;檢測方法

引言

扭矩檢測裝置是工業(yè)生產(chǎn)過程中不可缺少的。扭矩測量裝置能準確地檢測出部件的扭矩值，確保裝置能被擰緊，使產(chǎn)品安全穩(wěn)定地運行。扭矩檢測裝置在工業(yè)生產(chǎn)過程中起著重要作用。通過科學合理的檢測裝置和方法，保證了扭矩檢測的準確性。

1 扭矩計量檢測裝置

1.1 油封連續(xù)旋轉(zhuǎn)扭矩檢測裝置

傳統(tǒng)的油封連續(xù)轉(zhuǎn)動扭矩檢測裝置，借助剛性或彈性耦合，將扭矩傳感器與被測油封連接起來，在連續(xù)轉(zhuǎn)動條件下檢測油封的扭矩。由于加工過程中不可避免的誤差，裝配時無法保證樣品軸與傳感器軸的同心度，連接方法可能會使扭矩傳感器受到彎曲力矩的干擾。扭矩傳感器作為一種元件，其靈敏度很高，不應受到彎曲力矩的干擾，尤其是兩端的輸入和輸出軸。如果扭矩傳感器兩端的輸入和輸出軸受到彎曲力矩的干擾，扭矩傳感器的輸出值將受到影響并偏離真實值。

1.2 高阻尼橡膠傳動組件扭矩檢測裝置

高阻尼橡膠傳動元件扭矩檢測裝置，主要產(chǎn)品為橡膠吸盤，工作臺上方設有夾具，起到限制橡膠吸盤外圈轉(zhuǎn)動的作用。橡膠吸盤內(nèi)環(huán)與扭轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，起到使橡膠吸盤相內(nèi)環(huán)的作用。對于外環(huán)轉(zhuǎn)動，扭轉(zhuǎn)機構(gòu)不僅裝有扭矩傳感器，而且輸入端與動力裝置相連。報警燈和操作臺通過信號形式與扭矩傳感器相連。

1.3 大規(guī)格矩形截面扭簧檢測裝置

矩形扭轉(zhuǎn)彈簧是一種截面為矩形的扭轉(zhuǎn)彈簧。其外徑大于100mm，截面大于8mm×6.4mm。在這種情況下，扭轉(zhuǎn)彈簧是頂出裝置的核心部件，對實現(xiàn)頂出功能起到了作用。為了保證扭轉(zhuǎn)彈簧的正常性能，必須根據(jù)設計要求對扭轉(zhuǎn)彈簧進行檢測和設置。扭簧的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)扭簧的結(jié)構(gòu)有很大的不同。其突出特點是無外梁墻，規(guī)格大，在試驗和安裝過程中需要較大的扭轉(zhuǎn)角。其最大扭轉(zhuǎn)角可達162°，在安裝加工過程中最大扭轉(zhuǎn)角可達195°，可直接用作檢測設備。

2 扭矩檢測方法

2.1 扭矩傳感器檢測方法

傳統(tǒng)的扭矩傳感器檢測方法主要有：1）將扭矩傳感器連接在被測對象和驅(qū)動裝置之間;2）在測試前將應變計連接到被測對象的相關(guān)部件上。第一種檢測方法一般適用于連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這種方法的缺點是需要更高的安裝要求。對于一些小的工件，扭矩傳感器的安裝會影響測試結(jié)果，而且更難夾緊。另外，測試結(jié)果也可能受到傳感器本身負載效應的影響;第二種方法對被測物體表面提出了很高的要求，不適用于連續(xù)旋轉(zhuǎn)物體的測量。對于一些檢測要求較低的對象，通?？梢允褂梅桥ぞ貍鞲衅鳈z測。該方法非常適用于實時疲勞試驗中扭矩變化的監(jiān)測。

2.2 重載復合驅(qū)動系統(tǒng)檢測方法

在重載復合驅(qū)動系統(tǒng)中，需要機器人臂的精確定位和大負載驅(qū)動。利用伺服電機的高精度和液壓系統(tǒng)的大負載能力，在充分發(fā)揮各自優(yōu)勢的基礎上，利用液壓電機對平衡臂的負載進行扭矩跟蹤。在關(guān)節(jié)位置跟蹤伺服電機，保證關(guān)節(jié)臂同步跟蹤伺服電機，達到最終目標。同時，負責驅(qū)動關(guān)節(jié)式機械手的伺服電機的定位功能和承載功能應部分分離，并在液壓系統(tǒng)的輔助下實現(xiàn)復合伺服驅(qū)動，操作手的承載能力可以大大提高，以確保在重載條件下，鉸接臂能夠保持較高的定位精度。

2.3 聯(lián)合收獲機脫粒滾筒扭矩檢測方法

脫粒滾筒扭矩的測量主要有兩種方法，即扭矩傳感器和皮帶張緊度。研究表明，在滾筒軸上安裝應變片可以測量滾筒的扭矩。考慮到滾筒軸剛度大，扭矩傳感器可以在不發(fā)生明顯變形的情況下使用，但存在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、安裝不方便的缺點。對于皮帶張力，滾筒負荷的變化可以通過皮帶張力敏感地反映出來，滾筒負荷與滾筒扭矩成正比。

3 扭矩測試儀的校準方法

3.1 硬連接、軟連接的測試

根據(jù)不同的連接特點，螺栓連接可分為軟連接和硬連接。在硬連接方式下，扭矩與旋轉(zhuǎn)角的二維關(guān)系中的斜率較大。也就是說，硬連接達到相同扭矩所需的時間更少。相反，在軟連接模式下，坡度相對較小。這意味著當進行螺栓連接時，需要額外旋轉(zhuǎn)以達到設定扭矩值。

3.2 氣動扭矩扳子的連接方式

（1）連接方式分析。用扭矩儀測量氣動扭矩扳手時，為了避免氣動扭矩扳手沖擊脈沖造成的誤差，一般不考慮直接連接兩個裝置，而是在它們之間安裝一個傳動裝置，即螺栓連接模擬器。其功能是接收氣動扭矩扳手產(chǎn)生的脈沖，起到緩沖和消解作用，保證另一端靜扭矩測試儀正常工作，減少測量過程中可能產(chǎn)生的誤差影響。

（2）試驗過程研究。螺栓模擬連接器的功能是自動檢測輸出扭矩，并將測試結(jié)果與系統(tǒng)的標準值進行比較。如果實際輸出扭矩達到標準值，將產(chǎn)生一個脈沖以完全分離氣動馬達。在這個過程中，與氣動馬達連接的緊固件也會受到一定的沖擊力。由于緊固件是彈性的，它也會產(chǎn)生與沖擊力相反的反彈力。反彈力的存在可以平衡扭矩值，使螺栓連接模擬器能夠測量出氣動扭矩扳手的最大扭矩。

（3）使用氣動扭矩扳手時，氣動馬達的旋轉(zhuǎn)直接帶動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力作用于轉(zhuǎn)子周圍的彈性墊圈。其中一部分離心力使彈性墊圈變形，達到吸收效果，另一部分離心力轉(zhuǎn)化為沖擊力，沖擊力傳遞到與彈性墊圈連接的金屬彈簧片上。金屬彈簧片能承受有限的沖擊力，當扭矩產(chǎn)生的沖擊力小于彈簧片能承受的最大力矩時，氣動馬達固定在螺紋緊固件上;反之，如果扭矩產(chǎn)生的沖擊力小于彈簧片能承受的力矩最大值，轉(zhuǎn)子會打滑，靜止不動。氣動扳手的最大扭矩由扭矩扳手測量。

結(jié)束語

本文對扭矩檢測裝置和檢測方法進行了分析，使人們能夠了解扭矩檢測裝置和扭矩檢測的重要性。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，扭矩檢測裝置的種類和檢測方法越來越多。為了提高產(chǎn)品的準確度，其應用領域越來越廣泛，未來將有較好的發(fā)展前景。

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