專利名稱：扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于測量轉(zhuǎn)矩儀表的測試及標準，特別是一種該測試及校 準設(shè)備的組件。
技術(shù)背景在工業(yè)、交通運輸及國防裝備等領(lǐng)域，扭矩測量儀表及各種類形傳感器有著廣 泛的應(yīng)用，其中較高精度的扭矩傳感器測量精度已普遍達到0.1% 0.3%，甚至更高， 因此，對扭矩計量部門的標準裝置提出相應(yīng)的更嚴格要求，即這些扭矩標準裝置的測量 不確定反應(yīng)達到或優(yōu)于0.05%，否則對上述高精度扭矩傳感器是無法進行量值傳遞，而 且高精度扭矩傳感器是行業(yè)必然的發(fā)展趨勢；現(xiàn)有的扭矩標準裝置，其結(jié)構(gòu)特點是，在 主機上一端安裝有主梁支承組件，另一端設(shè)有平衡減速機，所述的主梁支承組件上設(shè)置 有主梁，在主梁的兩端分別吊掛有一砝碼組件，主梁中部設(shè)有扭矩輸出軸，上述裝置中 的關(guān)鍵技術(shù)之一是主梁支承組件的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)特點是，在主梁擺動平面的兩側(cè)分別突 伸有一V形支承刀，二V形支承刀分別支承在二具有V形主刀座的座體上，該二座體是 用螺栓固定在主機架的一端，構(gòu)成主梁支承組件，該組件二 V形支承刀的V形角度比二 V形主刀座的V形角度略小，當主梁受不平衡力矩擺動時，二 V形支承刀能在二 V形主 刀座上轉(zhuǎn)動，上述現(xiàn)有結(jié)構(gòu)存在下列問題1.摩擦扭矩大——嚴重影響裝置的測量精度和靈敏度，其主要原因是，支承刀 穿設(shè)主梁的結(jié)構(gòu)形狀精度和位置精度沒有保證，組裝式的二座體分設(shè)在主機架位置精度 也難保證，再加上支承刀和二座體的剛度也較低，其綜合結(jié)果使V形支承刀和二座體上 的V形主刀座之間接觸條件惡化，二者的擺動摩擦扭矩大增；2.力臂長度準確性難以保證——也會嚴重影響裝置的測量精度，其主要原因 是，V形支承刀穿設(shè)固定在主梁，該V形孔(或其他固定結(jié)構(gòu))在大形構(gòu)件主梁上定位 精度極難保證，致使支承刀刃相對主梁兩端的砝碼吊掛支承刀刃間的長度可能形成較大 誤差，顯然這些誤差會直接造成裝置的測量誤差；3.承載能力差——現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的V形刀口支承長度較小，上述工藝性差引起的附 加承載應(yīng)力，以及剛性不足等因素，致使構(gòu)件難以支承較大載荷；4.安裝調(diào)整不便，分裝的二 V形主刀座，顯然其座體在主機架上可以定位銷保 證位置精度，但二座體上的V形主刀座對中找正無均無可靠的定位基準，在技術(shù)上然需 要采用附加的措施和花費更多的人力和時間；在主梁兩側(cè)的支承刀更需要人工調(diào)整才能 保證其和二 V形主刀座的配合，又是現(xiàn)有結(jié)構(gòu)保證各構(gòu)件位置精度另一大難題
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種改進的扭矩標準裝置異型支承結(jié) 構(gòu)，它能減少支承摩擦扭矩，確保主梁力臂長度的準確性，且承載能力強，安裝調(diào)整方 便。[0008]本實用新型解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)包括有支承組件、支承刀組件、主機架、主梁、砝 碼吊掛支承刀組件和砝碼組件，所述的主機架上設(shè)置有支承組件，主梁上設(shè)置有支承刀 組件，該支承組件的V形槽上支承有支承刀組件的V形刀口，V形槽的V角大于V形刀口 的V形角，支承刀組件能在支承組件上擺動，主梁的兩端連接有砝碼吊掛支承刀組件， 該砝碼吊掛支承刀組件上吊掛有砝碼組件，其特點是所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié) 構(gòu)具有一固設(shè)于主機架的整體式的支承組件，該結(jié)構(gòu)還具有一固設(shè)于主梁的整體式的支 承刀組件，所述的支承組件V形刀座的承刀線為一連續(xù)直線，所述的支承刀組件主刀的 刀刃線為一連續(xù)直線，承刀線、刀刃線和主梁中心線共線。本實用新型的整體式支承組 件，其V形刀座承刀線可由機械加工一次裝夾形成一連續(xù)直線，配以整體式座架，加工 裝配方便，可確保支承組件的承刀線的位置精度，本實用新型的整體式支承刀組件，其 V形主刀的刀刃線同樣可一次裝夾加工形成一連續(xù)直線，同時V形主刀和相關(guān)組件的安 裝定位可通過尺寸鏈傳遞，使不在同一空間且測量較難的刀刃線定位在支承刀組件的定 位軸軸線，而該定位軸安裝在主梁的主刀軸孔，形成刀刃線和主梁中心線共線。本實用新型由于整體式支承刀組件的刀刃線和主梁中心線共線，而主梁中心線 和其兩端側(cè)砝碼支承刀組件的刀刃線之間的距離可由精密機械加工保證尺寸精度，從而 保證扭矩標準裝置力臂長度的準確性，本實用新型可確保裝置測量精度，而本實用新型 的整體式支承刀組件和整體式支承組件的結(jié)合，刀刃線和承刀線由于位置精度、形狀精 度和結(jié)構(gòu)剛度的明顯提高，二線的接觸狀態(tài)大大改善，既能減小摩擦扭矩，又能提高承 載能力，本實用新型整體式結(jié)構(gòu)的支承組件和支承刀組件，以整體結(jié)構(gòu)和尺寸鍵傳遞方 式確保承刀線和刀刃線的位置精度，克服了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)找正、調(diào)整費時費工和精度難保證 等缺陷，本實用新型能力扭矩標準裝置性能全面提升提供良好技術(shù)基礎(chǔ)。

圖1是本實用新型扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中部分構(gòu)件軸測分解示意圖(一)。圖3是圖1中部分構(gòu)件軸測分解示意圖(二)。圖4是圖1中部分構(gòu)件軸測分解示意圖(三)。
具體實施方式
參照圖1，扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)包括有支承組件1、支承刀組件2、主機 架3、主梁4、砝碼支承刀組件5和砝碼組件6.支承組件1，如圖1、2、3所示，支承組件1包括有U形座架11、刀座梁12、 V形刀座13、螺栓14、定位銷15，其中U形座架11，如圖2，包括有底板111、U形臂112、安裝頂面113、下定位銷 孔114和螺孔115;底板111的底面和主機架3安裝平面接觸，并以螺栓將U形座架11 固定在主機架3，U形壁112呈U字形和底板111 一體成型，使U形座架11具有良好的 剛性，這種整體式U形座架11是改善裝置支承性能的基礎(chǔ)，該U形壁112的上端兩側(cè)分 別形成有一安裝頂面113，在該安裝頂面113上分別設(shè)有下定位銷孔114和螺孔115 ；[0018]一整體式的刀座梁12，如圖2、3所示，該刀座梁12用螺栓14經(jīng)通孔123旋入螺 孔115，將刀座梁12固定在安裝頂面113，此時支承組件1形成為一整體式的框架結(jié)構(gòu)， 和現(xiàn)有的分裝的兩個支承座比較，其剛度明顯增加，且U形座架11和主機架3之間設(shè)定 位銷，U形座架11和刀座梁1之間也設(shè)定位銷15，穿設(shè)在上、下定位銷孔124、114， 以保證各構(gòu)件之間的位置精度；在刀座梁12縱向中部開設(shè)有一矩形截面的安裝槽(如圖 3)，其制作的尺寸精度、形狀粗度和位置精度均較高；V形刀座13，是支承組件1的關(guān)鍵構(gòu)件之一，通常由高速工具鋼制成，具有較高 強度、硬度和耐磨性，如圖2、3所示，V形刀座13具有一矩形截面的條狀刀座體131， 在刀座體131上方開設(shè)有一 V形槽132，該V形槽132結(jié)構(gòu)和功能和現(xiàn)有技術(shù)相似，即V 形底端通常形成有一和V形主刀22接觸的微小圓弧，該圓弧半徑可為0.4毫米，該微小 圓弧的底線為一呈連續(xù)直線的承刀線133 (如圖3)，由于刀座體131是一整條形另件，所 述的承刀線133可制作成具有高精度的直線，同時刀座體131的兩側(cè)面和底面也可制作成 尺寸精度、形狀精度和位置精度均符合扭矩標準裝置的要求，V形座13以緊配合安裝在 刀座梁12的安裝槽122中，其承刀線133在支承組件1上述各構(gòu)件的精確配合下，可形 成水平直線；為使承刀線133和主刀22的刀刃線223有更良好接觸，可在支承組件IV形 刀座13的V形槽132底部沿承刀線133長度向中部挖設(shè)有減荷槽134 ；上述支承組件1的U形座架11、刀座梁12和V形刀座13的整體式結(jié)構(gòu)，只需 支承組件1調(diào)整呈水平后，即可形成主梁4支承在確保裝置測量精度的承刀線133上，支 承組件1是扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)性能改善的基礎(chǔ)。支承刀組件2，如圖2、3、4所示，支承刀組件2包括有主刀軸21、主刀22和 輸出軸23，其中主刀軸21，如圖4所示，包括有主刀軸體211、矩形槽212、定位槽213、前定 位軸肩214、法蘭215和后定位軸肩216 ；主刀軸21的主刀軸體211是一異型結(jié)構(gòu)的軸狀 體，在主刀軸體211的下部開設(shè)有一矩形槽212，該槽的尺寸和形狀均和支承組件1的刀 座梁12對應(yīng)，即支承組件1和支承刀組件2安裝后，矩形槽212可容置刀座梁2在其中， 并能使主梁4帶著支承刀組件2能繞著支承組件1自由擺動；定位槽213位于矩形槽212 的頂部正中，用于安裝主刀22，并能和主刀22精密配合固定，即定位槽212的兩側(cè)面和 底面的尺寸精度和形位精度，均能確保安裝后的主刀22的刀刃線223準確地位于主刀軸 體211的軸線上；前定位軸肩214是位于主刀軸體211前端，并和主梁4的主刀軸孔42精 密配合的軸段，前定位軸肩214的軸線同樣是主刀軸體211的軸線，因此前定位軸肩214 組裝在主梁4的主刀軸孔42后，位于定位槽213內(nèi)的主刀22，其刀刃線也隨之位于主梁 4的主刀軸孔42的軸線(即主梁中心線40)；法蘭215位于主刀軸體211的后端，用以固 定連接輸出軸23;后定位軸肩216位于主刀軸體211的末端，其軸線即為主刀軸體11的 軸線，后定位軸肩216用以主刀軸21和輸出軸21的連接定位；主刀22，是支承刀組件的關(guān)鍵構(gòu)件之一，通常由高速工具鋼或其他類似材質(zhì)制 成，具有較高強度、硬度和耐磨性，如圖2、3、4所示，主刀22是一具有矩形截面的條 狀刀體221，在刀體221下方形成有一 V形斜面體222，該V形斜面體222結(jié)構(gòu)和功能 和現(xiàn)有技術(shù)相似，即V形底端通常形成有一和V形刀座13的V形槽132底端的圓弧半 徑，如取值為0.2毫米，V形斜面體222底端微小圓弧的頂端線為一呈連續(xù)直線的刀刃線223，由于主刀22是一整條形零件，所述的刀刃223可制作成具有高精度的直線；同時刀 體221的兩側(cè)面和頂面也可制作尺寸精度、形狀精度和位置精度均符合扭矩標準裝置的 要求，主刀22緊密配合安裝在主刀軸21的定位槽213中，其刀刃線223在上述的尺寸鏈 配合下，可形成和主梁4的主梁中心線40共線的異型支承結(jié)構(gòu)的刀刃線223 ；輸出軸23，為法蘭狀軸體，在輸出軸體231挖設(shè)有主刀軸孔232，用以和主刀軸 21的后定位軸肩216定位配合，輸出軸體231前端形成有法蘭233，用以和主刀軸21的 法蘭215連接固定，在輸出軸體231后端延設(shè)有一扭矩輸出軸234，輸出軸23的結(jié)構(gòu)在尺 寸鏈的配合下，可保證主刀軸孔232和扭矩輸出軸234共軸線；在輸出軸23下部適當位 置處挖設(shè)有一容置槽235，該容置槽235和主刀軸21矩形槽212以用以容置刀座梁12 ；上述支承刀組件2的主刀軸21、主刀22和輸出軸23的整體式結(jié)構(gòu)，以控制各構(gòu) 件定位處加工精度的方式，通過其相應(yīng)尺寸鏈傳遞，使不在同一空間且測量較困難的刀 刃線223、前定位軸肩214軸線、后定位軸肩216軸線、主刀軸孔232軸線和扭矩輸出軸 234軸線，均能準確地共同處在一直線上，既能保證裝置測量精度，又能不必調(diào)整簡化安 裝。主機架3，如圖1所示，是扭矩標準裝置的基礎(chǔ)構(gòu)件，用以裝設(shè)相關(guān)的各種組 件，其結(jié)構(gòu)和功能與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，包括有和安裝基礎(chǔ)連接的架體31、架體31上方 設(shè)有機械支承32、操作臺33和操作臺導(dǎo)軌34等部件。主梁4，如圖1、2、3、4所示，其結(jié)構(gòu)和功能與現(xiàn)有技術(shù)基本相同，在主梁4的 兩端分別設(shè)置有砝碼吊掛支承刀組件5，在砝碼吊掛支承刀組件5上吊掛有砝碼組件6 ；在本實用新型中主梁4的主要特點是在主梁體41上開設(shè)有可安裝支承刀組件2 的主刀軸21的刀軸孔42，該主刀軸孔42和主刀軸21的前定位軸肩214配合，并穿設(shè)有螺 栓43和定位銷44，將主刀軸21的法蘭215固定并定位在主梁4的主梁體41上，此時， 該軸孔42的軸線即和主梁4的主梁中心線40共線，主梁4可繞主梁中心線40擺動，同 時以精密的機械加工方式，實現(xiàn)主梁中心線40和主梁4兩端砝碼吊掛支承刀組件5的刀 口之間的長度相等，以保證扭矩標準裝置的主梁4兩側(cè)加載力臂準確相等，從而保證測 量的精度；本實用新型支承刀組件2和主梁4組合并架設(shè)在支承組件上，形成有下列特
點；[0030]刀刃線133和主梁4兩端砝碼吊掛支承刀組件5的刀口之間等距；剛性強的支承組件1的承刀線133和刀刃線223接觸良好、摩擦扭矩小、承載能 力強；主梁中心線40、承刀線223和扭矩輸出軸234軸線在同一直線上(共線)，扭矩 標準裝置輸出值誤差小。
權(quán)利要求1.一種扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括有支承組件、支承刀組件、主機 架、主梁、砝碼吊掛支承刀組件和砝碼組件，所述的主機架上設(shè)置有支承組件，主梁上 設(shè)置有支承刀組件，該支承組件的V形槽上支承有支承刀組件的V形刀口，V形槽的V 形角大于V形刀口的V形角，支承刀組件能在支承組件上擺動，主梁的兩端連接有砝碼 吊掛支承刀組件，該砝碼吊掛支承力組件上吊掛有砝碼組件，其特征在于所述的扭矩 標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)具有一固設(shè)于主機架(3)的整體式的支承組件(1)，該結(jié)構(gòu)還具有 一固設(shè)于主梁⑷的整體式的支承刀組件(2)，所述的支承組件(I)V形刀座(13)的承刀 線(133)為一連續(xù)直線，所述的支承刀組件(2)V形主刀(22)的刀刃線(223)為一連續(xù)直 線，承刀線(133)、刀刃線(223)和主梁(4)中心線(40)共線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，其特征是支承組件(1)包括有 U形座架(11)、刀座梁(12)和V形刀座(13)，該U形座架(11)底板(111)和U形壁 (112) —體成形，該U形壁(112)上端的安裝頂面(113)固設(shè)有整體式的刀座梁(12)，該 刀座梁(12)上嵌固有具承刀線(133)的V形刀座(13)，該承刀線(133)呈水平位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，其特征是支承組件(I)V 形刀座(13)的V形槽(132)底部沿承刀線(133)長度向中部挖設(shè)有減荷槽(134)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，其特征是支承刀組件(2)包括 有主刀軸(21)、V形主刀(22)和輸出軸(23)，該主刀軸(21)上開設(shè)有矩形槽(212)， 該矩形槽(212)頂部開設(shè)有定位槽(213)，該主刀軸(21)上具有同軸線的前、后定位軸 肩(214、216)，該前定位軸肩(214)固定配合有主梁(4)的刀軸孔(42)，該后定位軸肩 (216)配合固定有軸出軸(23)的主刀軸孔(232)，該V形主刀(22)配合嵌固有定位槽 (213)，嵌固的V形主刀(22)的刀刃線(223)和主刀軸(21)軸線共線，該輸出軸(23) — 體連設(shè)有扭矩輸出軸(234)，扭矩輸出軸(234)的軸線和主刀軸(21)軸線共線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，其特征是支承刀組件(2) 輸出軸(23)設(shè)置有和主刀軸(21)矩形槽(212)對應(yīng)的容置槽(235)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，其特征是主梁(4)的主梁中心 線(40)和主梁(4)兩端砝碼吊掛支承刀組件(5)的刀口之間的長度相等。
專利摘要一種扭矩標準裝置異型支承結(jié)構(gòu)，主要解決減少支承摩擦扭矩等技術(shù)問題，其采用的技術(shù)方案是，該異型支承結(jié)構(gòu)具有一固設(shè)于主機架的整體式支承組件和一整體式固設(shè)于主梁的支承刀組件，該支承組件V形刀座的承刀線為一連續(xù)直線，支承刀組件主刀的刀刃線為一連續(xù)直線，承刀線、刀刃線和主梁中心線共線，適用于各式扭矩標準裝置。
文檔編號G01L25/00GK201803830SQ20102052204
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者倪普權(quán), 吉鴻磊, 周倫彬, 李濤, 林飛振, 過立雄, 鐘文斌, 陳金明 申請人:中國船舶重工集團公司第七〇四研究所, 廣州市計量檢測技術(shù)研究院