專利名稱：螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵路軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手控制領(lǐng)域，尤其涉及一種精確控制螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩的控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)中華人民共和國鐵道標(biāo)準(zhǔn)TB/T3099-2004于2004年10月23日發(fā)布的《軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手通用技術(shù)條件》標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容4. 18要求在設(shè)定的工作范圍內(nèi)，機(jī)械傳動(dòng)扳手?jǐn)Q緊扭矩誤差不大于擰緊扭矩的±10% ;液壓傳動(dòng)扳手?jǐn)Q緊扭矩誤差不大于擰緊扭矩的±5%。傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)扳手主要是通過彈簧來控制扭矩，誤差比較大，而且彈簧長時(shí)間的工作負(fù)荷容易產(chǎn)生變形，從而更加大誤差。 傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)扳手主要通過控制液壓油的流量來控制扭矩，液壓油的粘稠度和流速都會(huì)對(duì)最終的控制能力產(chǎn)生影響，從而也很難做到精確控制。以上現(xiàn)行技術(shù)條件所規(guī)定的扭矩誤差較大，沒有實(shí)際解決精確控制扭矩。造成現(xiàn)用鐵路軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手針對(duì)扭矩控制這一領(lǐng)域比較薄弱，從而造成現(xiàn)場鐵路軌枕由于扭矩不均勻所產(chǎn)生形變。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種精確控制鐵路軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩并能夠進(jìn)行扭矩0-1000N · m無級(jí)設(shè)定的扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)，包括數(shù)字顯示控制儀表，用于設(shè)定扭矩值，接收扭矩傳感器的信號(hào)并顯示，對(duì)輸入的用戶設(shè)定扭矩值或接收的扭矩傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出控制信號(hào)；電動(dòng)機(jī)，通過繼電器的動(dòng)作，接收數(shù)字顯示控制儀表的輸出信號(hào)，并根據(jù)接收的指令進(jìn)行開啟和關(guān)閉；定量分配閥，跟隨電動(dòng)機(jī)的開啟而開啟，電動(dòng)機(jī)的關(guān)閉而關(guān)閉，將液壓油定量分配給液壓系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)工作，產(chǎn)生扭矩，到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，液壓系統(tǒng)自動(dòng)回路，不產(chǎn)生扭矩；扭距傳感器，將液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并反饋給數(shù)字顯示控制儀表。所述數(shù)字顯示控制儀表的能夠進(jìn)行扭矩0-1000N · m無級(jí)設(shè)定。所述數(shù)字顯示控制儀表，當(dāng)顯示的扭矩值到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)關(guān)閉；當(dāng)顯示的扭矩未到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)保持開啟狀態(tài)。螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)的控制方法，步驟如下，
設(shè)置扭矩值，用戶輸入需要設(shè)定的扭矩值，數(shù)字顯示控制儀表進(jìn)行分析處理并輸出控制信號(hào)；電動(dòng)機(jī)開啟，數(shù)字顯示控制儀表的輸出信號(hào)控制相應(yīng)繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)開啟；定量分配閥開啟，電動(dòng)機(jī)開啟帶動(dòng)定量分配閥開啟，定量分配閥允許定量液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)；液壓系統(tǒng)工作，定量液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)工作，產(chǎn)生扭矩；扭距傳感器監(jiān)測，扭距傳感器對(duì)液壓系統(tǒng)的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送給數(shù)字顯示控制儀表；數(shù)字顯示控制儀表顯示扭矩，數(shù)字顯示控制儀表接收扭距傳感器的電信號(hào)并顯示扭矩值； 電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，顯示的扭矩值到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)關(guān)閉；定量分配閥關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，定量分配閥關(guān)閉；液壓系統(tǒng)自動(dòng)回路，定量分配閥關(guān)閉，液壓油回流，不產(chǎn)生扭矩，工作流程結(jié)束。所述數(shù)字顯示控制儀表的顯示扭矩值未到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)保持開啟狀態(tài)。所述數(shù)字顯示控制儀表可對(duì)電動(dòng)機(jī)的關(guān)閉或開啟保持狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。本發(fā)明的有益效果為1)扭矩可實(shí)現(xiàn)0-1000N ·πι無級(jí)設(shè)定；2)電子控制技術(shù)和傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)相結(jié)合，穩(wěn)定性以及精確性高；3)扭矩誤差小于《軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手通用技術(shù)條件》4. 18要求所規(guī)定的擰緊扭矩誤差不大于擰緊扭矩的±5%。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2為本發(fā)明系統(tǒng)原理圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。如圖I所示，螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)，包括數(shù)字顯示控制儀表100、電動(dòng)機(jī)200、定量分配閥300、液壓系統(tǒng)400和扭距傳感器500，數(shù)字顯示控制儀表100能夠進(jìn)行扭矩0-1000Ν ·πι無級(jí)設(shè)定，用戶可根據(jù)需要設(shè)定扭矩，以滿足螺栓螺母的松緊度，通過扭矩值的設(shè)定亦可大大提高鐵路軌枕螺栓螺母松緊的整齊度，避免了由于扭矩不均而產(chǎn)生的軌枕形變，消除了鐵路安全隱患。此外，數(shù)字顯示儀表100接收扭矩傳感器500的信號(hào)并顯示，對(duì)輸入的用戶設(shè)定扭矩值或接收的扭矩傳感器500信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出控制信號(hào)，進(jìn)而通過繼電器動(dòng)作，控制電動(dòng)機(jī)200的開啟或關(guān)閉。定量分配閥300跟隨電動(dòng)機(jī)200的開啟而開啟，關(guān)閉而關(guān)閉，其作用是在電動(dòng)機(jī)200開啟時(shí)將液壓油定量分配給液壓系統(tǒng)400，從而使液壓系統(tǒng)400工作，由于對(duì)進(jìn)入液壓系統(tǒng)400的液壓油進(jìn)行了定量分配，降低了傳統(tǒng)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)因液壓油的粘稠度和流速對(duì)最終的控制產(chǎn)生的不利影響，提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確度。液壓系統(tǒng)400進(jìn)入工作狀態(tài)，產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)機(jī)動(dòng)扳手工作，扭矩傳感器500對(duì)液壓系統(tǒng)400進(jìn)行監(jiān)測，將液壓系統(tǒng)400扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并反饋給數(shù)字顯示控制儀表從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的閉環(huán)調(diào)節(jié)控制。如圖2所示，螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)的控制方法，步驟如下步驟SlO中，用戶輸入需要設(shè)定的扭矩值，數(shù)字顯示控制儀表100進(jìn)行分析處理并輸出控制信號(hào)；步驟S20中，數(shù)字顯示控制儀表100的輸出信號(hào)控制相應(yīng)繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)200開啟；步驟S30中，電動(dòng)機(jī)200開啟帶動(dòng)定量分配閥300開啟，定量分配閥300允許定量液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)400 ;步驟S40中，定量的液壓油驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)400工作，液壓系統(tǒng)400產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)機(jī)動(dòng)扳手工作；步驟S50中，扭距傳感器500對(duì)液壓系統(tǒng)400的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送給數(shù)字顯示控制儀表100 ;步驟S60中，數(shù)字顯示控制儀表100接收扭距傳感器500的電信號(hào)并顯示扭矩值，數(shù)字顯示控制儀表100顯示的扭矩值未到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表100控制電動(dòng)機(jī)保持開啟狀態(tài)，返回到步驟S20進(jìn)入循環(huán)控制，數(shù)字顯示控制儀表100顯示的扭矩值到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，進(jìn)入步驟S21 ;步驟S21中，電動(dòng)機(jī)200關(guān)閉，步驟S31中，定量分配閥300 關(guān)閉，進(jìn)入步驟S41，液壓系統(tǒng)400自動(dòng)回路，不產(chǎn)生扭矩，工作流程結(jié)束。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于包括 數(shù)字顯示控制儀表，用于設(shè)定扭矩值，接收扭矩傳感器的信號(hào)并顯示，對(duì)輸入的用戶設(shè)定扭矩值或接收的扭矩傳感器信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出控制信號(hào)； 電動(dòng)機(jī)，通過繼電器的動(dòng)作，接收數(shù)字顯示控制儀表的輸出信號(hào)，并根據(jù)接收的指令進(jìn)行開啟和關(guān)閉； 定量分配閥，跟隨電動(dòng)機(jī)的開啟而開啟，電動(dòng)機(jī)的關(guān)閉而關(guān)閉，將液壓油定量分配給液壓系統(tǒng)； 液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)工作，產(chǎn)生扭矩，到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，液壓系統(tǒng)自動(dòng)回路，不產(chǎn)生扭矩； 扭距傳感器，將液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的扭力的物理變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并反饋給數(shù)字顯示控制儀表。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字顯示控制儀表的能夠進(jìn)行扭矩O-IOOON · m無級(jí)設(shè)定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的扭矩控制系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)字顯示控制儀表，當(dāng)顯示的扭矩值到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)關(guān)閉；當(dāng)顯示的扭矩未到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)保持開啟狀態(tài)。
4.螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于步驟如下， 設(shè)置扭矩值，用戶輸入需要設(shè)定的扭矩值，數(shù)字顯示控制儀表進(jìn)行分析處理并輸出控制信號(hào)； 電動(dòng)機(jī)開啟，數(shù)字顯不控制儀表的輸出信號(hào)控制相應(yīng)繼電器動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)開啟； 定量分配閥開啟，電動(dòng)機(jī)開啟帶動(dòng)定量分配閥開啟，定量分配閥允許定量液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)； 液壓系統(tǒng)工作，定量液壓油進(jìn)入液壓系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)工作，產(chǎn)生扭矩； 扭距傳感器監(jiān)測，扭距傳感器對(duì)液壓系統(tǒng)的扭矩進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并將監(jiān)測的結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳送給數(shù)字顯示控制儀表； 數(shù)字顯示控制儀表顯示扭矩，數(shù)字顯示控制儀表接收扭距傳感器的電信號(hào)并顯示扭矩值； 電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，顯示的扭矩值到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)關(guān)閉； 定量分配閥關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，定量分配閥關(guān)閉； 液壓系統(tǒng)自動(dòng)回路，定量分配閥關(guān)閉，液壓油回流，不產(chǎn)生扭矩，工作流程結(jié)束。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于所述數(shù)字顯示控制儀表的顯示扭矩值未到達(dá)用戶設(shè)定扭矩值時(shí)，數(shù)字顯示控制儀表控制電動(dòng)機(jī)保持開啟狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的控制方法，其特征在于所述數(shù)字顯示控制儀表可對(duì)電動(dòng)機(jī)的關(guān)閉或開啟保持狀態(tài)進(jìn)行設(shè)定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種涉及鐵路軌枕螺栓機(jī)動(dòng)扳手控制領(lǐng)域的螺栓機(jī)動(dòng)扳手扭矩控制系統(tǒng)及其控制方法，用戶將扭矩設(shè)定值輸入數(shù)字顯示控制儀表，經(jīng)分析處理后發(fā)出控制信號(hào)，進(jìn)而控制電動(dòng)機(jī)、定量分配閥、液壓系統(tǒng)的工作，同時(shí)，扭距傳感器將對(duì)液壓系統(tǒng)的監(jiān)測結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)反饋給數(shù)字顯示控制儀表，從而完成整個(gè)系統(tǒng)的控制。本發(fā)明中扭矩可實(shí)現(xiàn)0-1000N·m無級(jí)設(shè)定，控制的穩(wěn)定性以及精確度高，大大降低了扭矩控制的誤差。
文檔編號(hào)B25B23/14GK102873661SQ20111019492
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者陸金元, 夏耀宗 申請(qǐng)人:上海源盛機(jī)械電氣制造有限公司