一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统的制作方法

1.本发明涉及扭矩测量试验装置技术，尤其涉及一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统。


背景技术：

2.为了校核发动机传动齿轮的强度，因此设计专用扭矩测量装置测量起动机在起动发动机时的输出扭矩。扭矩测量装置采用应变+引电器的方式进行扭矩测量，需在完成制造、装配后需要对其进行标定获得输出应变与扭矩之间的关系；以及在经过一段时间的使用或者检修之后对其进行标定，以确定其是否合格。由于扭矩测量装置为专用设备，无法在通用扭矩标定/加载设备上进行标定，因此，需设计专用标定装置以满足标定需要。
3.现有技术中，如公告号为cn204881971u的中国专利公开了一种扭矩传感器静态标定试验台，包括台架、导轨、支承座、滑座、加载机构、套筒、法兰盘。通过加载机构两端加载的砝码对待标定的扭矩传感器进行加载，对传感器进行标定。现有技术中扭矩标定方法，存在如下问题：
4.(1)采用杠杆加载，需使用标准砝码，并需要测量力臂到支点的垂直距离，从标准砝码重量，到距离测量均存在误差，因此标定结果误差较大。砝码加载需人工叠加，存在安全隐患。
5.(2)采用杠杆加载方式，所需工作空间较大，对工作场地的要求较高。
6.针对上述问题，发明人提出一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统用于解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的主要目的在于提出一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，旨在解决现有技术中采用杠杆加载存在标定结果误差较大、以及对工作场地要求高的问题。
8.为实现上述目的，本发明提出一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，包括扭矩测量装置，还包括旋转气缸和扭矩传感器；扭矩传感器的两端分别可转动安装在第二安装座上；扭矩测量装置安装在第一安装座上；第一安装座与第二安装座固定设置在实验平台上；扭矩传感器的一端与旋转气缸的旋转杆连接，另一端通过连接器与扭矩测量装置连接；旋转气缸通过气动管路与空气压缩机连接。
9.优选的，在空气压缩机与气动管路之间设置有电磁比例换向阀。
10.优选的，所述气动管路包括第一管路和第二管路；第一管路的入口端连接至电磁比例换向阀的第一出口，第一管路的出口端连接至旋转气缸的第一接口用于驱动旋转气缸的旋转杆顺时针旋转；第二管路的入口端连接至电磁比例换向阀的第二出口，第而管路的出口端连接至旋转气缸的第二接口用于驱动旋转气缸的旋转杆逆时针旋转；在第一管路和第二管路上分别设置有单向节流阀，单向节流阀可控制压缩空气流量大小。
11.优选的，在第一管路和第二管路上分别设置有气控单向阀，且第一管路上的气控
单向阀连接至第二管路，第二管路上的气控单向阀连接至第一管路。通过第一管路和第二管路上的气控单向阀组成锁紧回路，可使旋转气缸在任意工作位置停留。
12.优选的，在第一管路和第二管路上分别设置有溢流阀。通过调整溢流阀的压力值大小来控制旋转气缸内的压差，从而形成稳定的加载力矩。
13.优选的，在第一管路和第二管路上分别设置有压力表。压力表用于监控整个标定系统的实时压力值。
14.优选的，所述电磁比例换向阀为三位四通电磁比例换向阀。在系统开始工作时，调节电磁比例换向阀至工作位，左位使旋转气缸的旋转杆顺时针旋转，右位使旋转气缸的旋转杆逆时针旋转，中位选择y型。
15.优选的，所述气动管路上的连接管为pu管。采用pu管进行连接，气动管路上的各元件安装位置灵活可调，可根据实际工作场地进行安装，节省安装空间。
16.优选的，第二安装座采用可拆卸的方式安装在实验平台上。
17.优选的，所述旋转气缸的扭矩不小于688n
·
m，以满足标定需要。
18.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
19.(1)本发明提供的基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，采用气动加载方式，其操作简单，安全性较高；通过连接器将扭矩测量装置与扭矩传感器连接，可直接读取扭矩传感器当前的扭矩值与扭矩测量装置的应变值，得到扭矩与应变之间的关系，简化了标定流程，极大提高了扭矩标定的精度。有效地克服了传统扭矩标定方法通常采用杠杆加载，需使用标准砝码，并需要测量力臂到支点的垂直距离，从标准砝码重量，到距离测量均存在误差，因此标定结果误差较大的问题。同时克服了砝码加载需人工叠加，存在安全隐患的问题。
20.(2)本发明所提供的标定系统，各气动元件采用pu管连接，因此各元件安装位置灵活可调，可根据实际工作场地进行安装，节省安装空间。有效地克服了传统杠杆加载方式，所需工作空间较大，对工作场地的要求较高的问题。
21.(3)本发明所提供的标定系统，具有较强的开放性，若需直线加载，则将旋转气缸更换为标准气缸。亦可根据标定所需的加载力，选择不同型号规格的气缸。本标定系统利用压缩空气进行加载，压缩空气作为工业常用气体，较容易获取，若有直接可用的压缩空气，则本标定系统中无需空气压缩机。
22.(4)采用扭矩传感器直接输出当前扭矩值，免除了砝码加载时的力矩计算过程，极大提高了标定精度。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明所提供的基于气压加载的扭矩测量装置标定系统的示意图；
25.图2为本发明中旋转气缸通过气动管路与空气压缩机连接的示意图；
26.图3为扭矩加载示意图。
27.附图标号说明：1、空气压缩机；2、电磁比例换向阀；3、单向节流阀；4、气控单向阀；5、溢流阀；6、压力表；7、旋转气缸；8、扭矩传感器；9、连接器；10、扭矩测量装置；11、第一安装座；12、第二安装座。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
30.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.结合附图所示，一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，包括扭矩测量装置10，还包括旋转气缸7和扭矩传感器8；
32.扭矩传感器8的两端分别可转动安装在第二安装座12上；
33.扭矩测量装置10安装在第一安装座11上；
34.第一安装座11与第二安装座12固定设置在实验平台上；
35.扭矩传感器8的一端与旋转气缸7的旋转杆连接，另一端通过连接器9与扭矩测量装置10连接；旋转气缸7通过气动管路与空气压缩机1连接。
36.该标定系统用于航空发动机扭矩测量装置的标定，通过压缩空气对旋转气缸7进行驱动，产生稳定可调的加载力矩，通过读取扭矩传感器8的扭矩值与扭矩测量装置10的应变值，得到扭矩与应变之间的关系。提高了标定系统的精度，满足标定需要。
37.结合图1所示，在空气压缩机1与气动管路之间设置有电磁比例换向阀2。通过利用电磁比例换向阀2调整旋转气缸7上旋转杆的旋转方向，操作简单，控制方便。
38.结合图2所示，在本实施例中，所述气动管路包括第一管路和第二管路；第一管路的入口端连接至电磁比例换向阀2的第一出口，第一管路的出口端连接至旋转气缸7的第一接口用于驱动旋转气缸7的旋转杆顺时针旋转；第二管路的入口端连接至电磁比例换向阀2的第二出口，第而管路的出口端连接至旋转气缸7的第二接口用于驱动旋转气缸7的旋转杆逆时针旋转；在第一管路和第二管路上分别设置有单向节流阀3。通过单向节流阀3可控制压缩空气流量大小。
39.进一步地，在第一管路和第二管路上分别设置有气控单向阀4，且第一管路上的气控单向阀4连接至第二管路，第二管路上的气控单向阀4连接至第一管路。通过第一管路和第二管路上的气控单向4阀组成锁紧回路，可使旋转气缸7在任意工作位置停留。
40.在本实施例中，在第一管路和第二管路上分别设置有溢流阀5。通过调整溢流阀5的压力值大小来控制旋转气缸7内的压差，从而形成稳定的加载力矩。
41.在第一管路和第二管路上分别设置有压力表6，用于监控整个标定系统的实时压力值。
42.在本实施例中，所述电磁比例换向阀2为三位四通电磁比例换向阀。在系统开始工作时，调节电磁比例换向阀2至工作位，左位使旋转气缸7的旋转杆顺时针旋转，右位使旋转气缸7的旋转杆逆时针旋转，中位选择y型。
43.所述气动管路上的连接管为pu管。采用pu管进行连接，气动管路上的各元件安装位置灵活可调，可根据实际工作场地进行安装，节省安装空间。
44.第二安装座12采用可拆卸的方式安装在实验平台上。具体地，可拆卸的方式为螺杆、螺母结构，第二安装座12通过利用可拆卸安装结构便于更换不同精度的扭矩传感器8，满足标定需求。
45.在本实施例中，所述旋转气缸7的扭矩不小于688n
·
m，以满足标定需要。
46.本发明所提供的基于气压加载的扭矩测量装置标定系统的工作原理为：
47.空气压缩机1产生压缩空气，传输至三位四通电磁比例换向阀2，在系统开始工作时，调节电磁比例换向阀2至工作位，左位使旋转气缸7的旋转杆顺时针旋转，右位使旋转气缸7的旋转杆逆时针旋转，中位选择y型。单向节流阀3可控制压缩空气流量大小，通过两个气控单向阀4组成锁紧回路，可使旋转气缸7在任意工作位置停留。调整溢流阀5的压力值大小来控制旋转气缸7内的压差，从而形成稳定的加载力矩，压力表6用于监控整个标定系统的实时压力值。旋转气缸7对扭矩传感器8施加扭矩，通过连接器9将扭矩传感器8与扭矩测量装置10连接，读取扭矩传感器8的扭矩值与扭矩测量装置10的扭转应变，从而实现扭矩与应变之间关系标定。
48.本实施例中连接器9用于扭矩测量装置10与扭矩传感器8的连接，可实现传递扭矩的作用。
49.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，包括扭矩测量装置(10)，其特征在于，还包括旋转气缸(7)和扭矩传感器(8)；扭矩传感器(8)的两端分别可转动安装在第二安装座(12)上；扭矩测量装置(10)安装在第一安装座(11)上；第一安装座(11)与第二安装座(12)固定设置在实验平台上；扭矩传感器(8)的一端与旋转气缸(7)的旋转杆连接，另一端通过连接器(9)与扭矩测量装置(10)连接；旋转气缸(7)通过气动管路与空气压缩机(1)连接。2.如权利要求1所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：在空气压缩机(1)与气动管路之间设置有电磁比例换向阀(2)。3.如权利要求2所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：所述气动管路包括第一管路和第二管路；第一管路的入口端连接至电磁比例换向阀(2)的第一出口，第一管路的出口端连接至旋转气缸(7)的第一接口用于驱动旋转气缸(7)的旋转杆顺时针旋转；第二管路的入口端连接至电磁比例换向阀(2)的第二出口，第而管路的出口端连接至旋转气缸(7)的第二接口用于驱动旋转气缸(7)的旋转杆逆时针旋转；在第一管路和第二管路上分别设置有单向节流阀(3)。4.如权利要求3所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：在第一管路和第二管路上分别设置有气控单向阀(4)，且第一管路上的气控单向阀(4)连接至第二管路，第二管路上的气控单向阀(4)连接至第一管路。5.如权利要求3所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：在第一管路和第二管路上分别设置有溢流阀(5)。6.如权利要求3所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：在第一管路和第二管路上分别设置有压力表(6)。7.如权利要求3所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：所述电磁比例换向阀(2)为三位四通电磁比例换向阀。8.如权利要求1所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：所述气动管路上的连接管为pu管。9.如权利要求1所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：第二安装座(12)采用可拆卸的方式安装在实验平台上。10.如权利要求1所述的一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，其特征在于：所述旋转气缸(7)的扭矩不小于688n
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技术总结
一种基于气压加载的扭矩测量装置标定系统，包括扭矩测量装置，还包括旋转气缸和扭矩传感器；扭矩传感器的两端分别可转动安装在第二安装座上；扭矩测量装置安装在第一安装座上；第一安装座与第二安装座固定设置在实验平台上；扭矩传感器的一端与旋转气缸的旋转杆连接，另一端通过连接器与扭矩测量装置连接；旋转气缸通过气动管路与空气压缩机连接。本发明采用气动加载方式，其操作简单，安全性较高；通过连接器将扭矩测量装置与扭矩传感器连接，可直接读取扭矩传感器当前的扭矩值与扭矩测量装置的应变值，得到扭矩与应变之间的关系，简化了标定流程，极大提高了扭矩标定的精度。极大提高了扭矩标定的精度。极大提高了扭矩标定的精度。


技术研发人员：郭天水 刘翔 秦芝乾 徐婕 周昆仑
受保护的技术使用者：中国航发贵阳发动机设计研究所
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/9/6