空氣軸承式扭矩標準機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及扭矩測試領(lǐng)域，特別涉及一種空氣軸承式扭矩標準機。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)水平的不斷發(fā)展，扭矩傳感器的檢定與校準需求越來越大，尤其是大量程、高精度扭矩傳感器的檢定與校準需求越來越高。近年來，許多科研單位和生產(chǎn)廠家都在使用進口的扭矩傳感器，而國內(nèi)的常規(guī)扭矩標準機已經(jīng)無法為其檢定或校準，導(dǎo)致這些扭矩傳感器無法溯源，為其進一步的使用帶來了很多困難。
[0003]目前，中國計量科學(xué)研究院保存著三臺扭矩基準機，量程分別為50Nm、IkNm和5kNm，其擴展測量不確定度都為0.01% (k = 3)，都采用刀口支承。另外，國家計量院研制了 10Nm扭矩標準機，其擴展測量不確定度小于5 X 10 5 (k = 2)，半自動加載，采用了空氣軸承支承，減小了摩擦扭矩，提高了扭矩標準機的精度等級。中船重工第七O四研究所研制的50kNm扭矩標準機采用刀口支承，全自動加載，其擴展測量不確定度為0.05% (k = 2)。不難發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)的扭矩標準機在量程或精度上受到了制約，對大量程、高精度的扭矩傳感器的檢定或校準存在一定的困難，在一定程度上阻礙了國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展，加大了與工業(yè)發(fā)達國家之間的差距。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種高精度、大量程的空氣軸承式扭矩標準機，其量程達到20kNm。
[0005]本實用新型采用的解決方案是:
[0006]一種空氣軸承式扭矩標準機，包括基座、標準力臂、空氣軸承、砝碼加載裝置、減速機、伺服電機、輸出主軸、位移傳感器和扭矩傳感器；其中所述標準力臂通過所述輸出主軸安裝在所述空氣軸承上，所述空氣軸承固定在所述基座上，所述標準力臂兩端設(shè)置有砝碼懸吊部件；所述減速機安裝在所述基座上，由所述伺服電機驅(qū)動，所述減速機的水平輸出軸中心線與所述輸出主軸的中心線在同一直線上；所述扭矩傳感器設(shè)置在所述減速機的水平輸出軸與所述輸出主軸之間；所述位移傳感器設(shè)置在所述基座上，用于檢測所述標準力臂的水平狀態(tài)；所述砝碼加載裝置設(shè)置在所述基座的兩側(cè)、所述標準力臂的砝碼懸吊部件下方，所述砝碼加載裝置包括至少一個砝碼，所述砝碼加載裝置能夠使所述至少一個砝碼懸掛在所述砝碼懸吊部件上，從而作用在所述標準力臂上。
[0007]優(yōu)選地，所述輸出主軸上設(shè)置有第一液壓抱閘，所述第一液壓抱閘固定至第一撓性聯(lián)軸器的一端，所述第一撓性聯(lián)軸器的另一端固定至第二液壓抱閘；所述減速機的輸出軸上設(shè)置有第三液壓抱閘，所述第三液壓抱閘固定至第二撓性聯(lián)軸器的一端，所述第二撓性聯(lián)軸器的另一端固定至第四液壓抱閘，所述扭矩傳感器設(shè)置在所述第二液壓抱閘與第四液壓抱閘之間。
[0008]優(yōu)選地，所述減速機通過直線導(dǎo)軌安裝在所述基座上。
[0009]優(yōu)選地，所述基座采用鑄造件。
[0010]優(yōu)選地，所述標準力臂的有效長度為1.6m，材料為合金鋼。
[0011]優(yōu)選地，所述標準力臂包括:前主梁、后主梁、邊刀固定件、邊刀；彼此平行設(shè)置的前主梁和后主梁位于所述空氣軸承兩側(cè)，且所述輸出主軸穿過前主梁的中心孔和后主梁的中心孔；前主梁和后主梁組成力臂杠桿，所述力臂杠桿以主軸所述輸出主軸為轉(zhuǎn)動軸，前主梁和后主梁分別連接至連接件組件的兩側(cè)，以加固所述力臂杠桿；兩個邊刀固定件分別位于力臂杠桿的左右兩端，每個邊刀固定件的兩側(cè)分別固定至前主梁和后主梁，且邊刀固定件與前主梁和后主梁相垂直，邊刀以刀刃向上的方向固定在邊刀固定件上。
[0012]優(yōu)選地，所述連接件組件包括四個連接板，所述四個連接板分為位于所述輸出主軸兩側(cè)的兩組，每組包括兩個連接板，該兩組連接板相對于經(jīng)過所述輸出主軸軸線的豎直面對稱，且每組中的兩個連接板相對于經(jīng)過所述輸出主軸軸線的水平面對稱，所述四個連接板中位于對角位置的任意兩個連接板相對于所述輸出主軸軸線中心對稱。
[0013]優(yōu)選地，所述砝碼加載裝置包括:旋轉(zhuǎn)升降臺，所述旋轉(zhuǎn)升降臺能夠正反向旋轉(zhuǎn)以及沿豎直方向升降；承載部件，所述承載部件設(shè)置于所述旋轉(zhuǎn)升降臺上，能夠隨所述旋轉(zhuǎn)升降臺旋轉(zhuǎn)和升降；以及砝碼組，所述砝碼組包括至少一個砝碼并由所述承載部件承載，所述砝碼組中的一個或多個砝碼能夠通過所述砝碼懸吊部件懸吊至所述標準力臂上。
[0014]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)升降臺包括:底座；升降機構(gòu)，設(shè)置于所述底座上，所述升降機構(gòu)包括升降驅(qū)動電機、能夠上下移動的第一承載部件、連接至所述升降驅(qū)動電機和所述第一承載部件的升降傳動機構(gòu)，所述升降傳動機構(gòu)用于將所述升降驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述第一承載部件的上下移動；旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機、能夠轉(zhuǎn)動的第二承載部件、連接至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機和所述第二承載部件的旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)，所述旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)用于將所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)運動傳遞至所述第二承載部件；以及支撐機構(gòu)，所述支撐機構(gòu)將所述第二承載部件支撐于所述第一承載部件上方并允許所述第二承載部件轉(zhuǎn)動。
[0015]優(yōu)選地，所述升降傳動機構(gòu)包括連接至所述升降驅(qū)動電機的蝸桿、與所述蝸桿嚙合的蝸輪和固定連接至所述蝸輪的絲杠，所述第一承載部件固定連接至所述絲杠；所述旋轉(zhuǎn)傳動機構(gòu)包括連接至所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機的外齒輪，所述外齒輪與所述第二承載部件底部設(shè)置的內(nèi)齒輪相嚙合；所述支撐機構(gòu)是大軸承，所述大軸承的外側(cè)固定于所述第一承載部件上，內(nèi)側(cè)與所述第二承載部件固定，從而支撐所述第二承載部件并允許所述第二承載部件轉(zhuǎn)動。
[0016]本實用新型的空氣軸承式扭矩標準機的優(yōu)點是精度高，量程大，能進行全自動測量，適用于大量程、高精度的扭矩傳感器。
【附圖說明】
[0017]通過結(jié)合附圖對本實用新型示例性實施方式進行更詳細的描述，本實用新型的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯，其中，在本實用新型示例性實施方式中，相同的參考標號通常代表相同部件。
[0018]圖1是根據(jù)示例性實施例的扭矩標準機的主視圖；
[0019]圖2是根據(jù)示例性實施例的扭矩標準機的側(cè)視圖；
[0020]圖3是根據(jù)示例性實施例的標準力臂的主視圖；
[0021]圖4是根據(jù)示例性實施例的標準力臂的側(cè)視圖；
[0022]圖5是根據(jù)示例性實施例的砝碼加載裝置的主視圖；
[0023]圖6是根據(jù)示例性實施例的砝碼加載裝置的側(cè)視圖；
[0024]圖7是根據(jù)示例性實施例的砝碼自動加載裝置的砝碼示意圖；
[0025]圖8是根據(jù)示例性實施例的砝碼自動加載裝置的砝碼吊鉤與懸吊部件示意圖；
[0026]圖9是根據(jù)示例性實施例的砝碼自動加載裝置的旋轉(zhuǎn)升降臺示意圖。
[0027]主要附圖標記如下:
[0028]1-基座，2-標準力臂，3-空氣軸承，4-砝碼加載裝置，7-砝碼懸吊部件，9-減速機，10-伺服電機，11-輸出主軸，12-激光位移傳感器，13-直線導(dǎo)軌，14-扭矩傳感器，15-液壓抱閘，16-燒性聯(lián)軸器，17-液壓抱閘，18-液壓抱閘，19-燒性聯(lián)軸器，20-液壓抱閘；
[0029]331-懸掛件，332-邊刀，333-刀承，335-邊刀固定件，336-前主梁，337-后主梁，338-連接板，3311-前配重部件，3312-右配重部件，3313-螺桿，3315-左配重部件，3316-螺桿；
[0030]552-砝碼組，553-旋轉(zhuǎn)升降臺，554-托盤，555-臺階，556-萬向節(jié)，557-吊鉤，558-吊耳，559-銷軸，5510-凹槽，5511-凸起；
[0031]991-底座，992-導(dǎo)向桿，993-直線軸承，994-止推軸承，995-滾動軸承，996-蝸輪，997-蝸桿，998-升降驅(qū)動電機，999-絲杠，9910-信號接收器，9911-信號發(fā)生器，9912-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機，9913-外齒輪，9914-旋轉(zhuǎn)托盤，9915-大軸承，9916-升降托盤，9917-支架，9918-信號接收器，9919-支架，9920-信號發(fā)生器。
【具體實施方式】
[0032]下面將參照附圖更詳細地描述本實用新型的優(yōu)選實施方式。雖然附圖中顯示了本實用新型的優(yōu)選實施方式，然而應(yīng)該理解，可以以各種形式實現(xiàn)本實用新型而不應(yīng)被這里闡述的實施方式所限制。相反，提供這些實施方式是為了使本實用新型更加透徹和完整，并且能夠?qū)⒈緦嵱眯滦偷姆秶暾貍鬟_給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0033]本公開的空氣軸承式扭矩標準機包括基座