液壓扳手廠家普朗特（www.ewicmfk.cn）依托德國精湛的工藝與先進的液壓實用動力技術致力于大型螺栓、螺母拆裝科技以及同步頂升系統實用動力的研究。在超高壓液壓工具領域不斷研發，創造了大量實用型液壓產品。

    今天普朗特給大家說說德國進口液壓電動扳手動態校準裝置的方法。

    電動式液壓扳手工具在工業生產中也越來越廣泛使用，電動液壓扳手(起子)為一種計量器具，扭矩值的準確性 直接影響到緊固件的聯結質量。該文重點介紹了一種電動液壓扳手(起子)動態校準裝置，為電動液壓扳手(起子) 的校準提供了一種解決方案。緊固件，是作緊固連接用且應用極為廣泛的一類機械零件，使用行業廣泛，包括能源、電子、電器 、機械 、化工、冶金、模具和液壓等行業 ，是應用最廣泛的機械基礎件。在緊固螺釘、螺栓、螺母等螺紋緊固件時需要控制施加的力矩大小，以保證螺紋緊固且不至于因力矩過大破壞螺紋，所以各類企業均用扭矩起子或液壓扳手等扭力工具來對緊固件進行操作，扭力工具作為一種計量器具 ．扭矩值的準確性直接影響到緊固件的聯結質量。扭力工具依據施加扭力的方式可以分為手動液壓扳手 、電動扭矩扳手和氣動扭矩扳手。對于手動扭矩扳手，目前市場上已有各類德國進口液壓扳手檢定或校準裝置，依據 JJC707 —2014 扭矩扳手檢定規程。對手動式扭矩扳手進行檢定／校準；對于電動液壓扭矩扳手而言，目前雖已有兩種結構形式的校準裝置，但在使用中存在不少問題。

    電動液壓扳手校準現狀

    電動式扭矩液壓扳手，扭力的施加是由其內部電機旋轉通過減速齒輪減速后，產生一定低速的旋轉扭力。目前市場上有兩種結構形式的電動扭矩液壓扳手 ，一 種是主要用于無線電設備、儀器儀表制造行業，俗稱“電動起子”，該類電動扭矩液壓扳手的最大扭矩值一般不大于10Nm，另一種是用于機械設備制造、交通運輸等行業使用 的電動扭矩液壓扳手，該類 電動扭矩液壓扳手的最大扭矩值可以達到5000Nm，針對電動扭矩起子和電動扭矩扳手的校準，目前國內有兩種結構形式的校準裝置 。

    第一種是電動扭矩液壓扳手校準儀，主要用于 電動扭矩液壓扳手的校準。 其主要構件為扭矩測試儀和扭力測試接頭，其內部扭矩傳感器一頭 固定在基座上，另一頭聯接帶有方榫 的測量頭，因扭矩傳感器的特性決測量頭基本屬于“靜態接頭”，在扭轉方向只能旋轉微小的角度。當電動扭矩液壓扳手(起子)的工作頭部插入方榫測量頭時，因測量頭堵轉至使扭矩液壓扳手(起子)內部電機不能正常工作達不到施加扭力的效果。故無法正常校準。 為了解決堵轉的問題 ，該校準裝置配置了旋轉扭力測試接頭 ，該測試接頭由壓縮彈簧、螺釘 (螺栓) 和螺母組成，即以螺紋阻力傳遞扭力。在校準電動扭矩液壓扳手前，將測試接頭中的壓縮彈簧徹底放松后放置在電動扭矩液壓扳手校準儀對應的方榫測量頭，然后將電動扭矩液壓扳手與旋轉扭力測試接頭對接 ，啟動電動扭矩液壓扳手的電源 ，電動扭矩起子在其內置 電機的驅動下工作頭部旋轉，壓縮彈簧逐漸被壓縮隨之旋轉阻力增大，至電動扭矩起子工作頭部出現打滑 (即打滑機構動作，電機驅動力通過打滑機構釋放)，此時電動扭矩起子校準儀上顯示的峰值扭矩數值即為該 電動扭矩液壓扳手的扭矩值(或預置檔位 的扭矩值)。該電動扭矩液壓扳手校準儀結構簡單，由于是以螺紋阻力傳遞扭力，不僅傳遞扭力有限，而且螺紋易磨損壽命短，對于稍大扭矩值的測量，該結構形式已不能滿足。

    第二種是類似瑞典阿特拉斯 (A tlas) 生產的扭矩測試儀，由顯示儀表和扭矩傳感器組成，主要用于電動扭矩液壓扳手的校準。使用時，將扭矩傳感器與電動扭矩液壓扳手的工作頭部串接 ，在專用工作臺或臺虎鉗上夾持螺母，螺栓在扭力驅動下快速旋入，當旋到底時。電動扭矩扳手內部的傳感器檢測 到驅動力到達扭矩預定設置的數值時自動停機。此過程扭矩傳感器所測的峰值扭矩值即為電動扭矩液壓扳手的扭矩預定值。該扭矩測試儀在操作中存在以下缺點。一是在校準現場須備一定數量的同類螺栓和螺母替代品；其次是在校準過程中，一頭因螺栓旋到底時旋不動，另一頭在電動扭矩液壓扳手的旋轉扭力作用下，扭矩傳感器所承受的扭力會突然變大，即產生扭矩脈沖，雖然該扭矩傳感器具備一定耐沖擊性能．但在實際使用中容易損壞。

    圖 1(a) 是通過示波器觀察扭矩傳感器的輸出信號，可以發現旋轉扭力在螺栓旋到底時呈現尖銳的扭矩脈沖Tmax，該脈沖產生的原因之一是“慣性 ”。螺栓旋進中阻力較小(螺栓與螺母摩擦產生扭矩 T1)，當螺栓旋到底時旋進阻力突增。因堵轉電機驅動電流上升增加驅動力，旋轉扭力在電機驅動力和慣性的作用下上沖至最大扭矩值Tmax由于扭矩脈沖峰值大、持續時間 t(作用時間) 短 ，能量被螺栓的扭轉彈性變形吸收，并非真實的螺栓旋入扭矩值 (預定值 )。因此，該類扭矩檢測儀有一套算法，計算出扭矩值。 通過試驗可 以發現，在螺栓上套上不同的墊圈(如平墊圈、彈簧墊圈、防松墊圈等) 所測得的有較大的差異，計算出的扭矩值也不同。

圖1 傳感器輸出波形

    2 動態校準裝置

    本“電動扭矩液壓扳手動態校準裝置”(以下簡稱“動態校準裝置”)主要由機械傳動裝置和測量儀表組成，見圖2動態校準裝置框圖。

    圖 2 動態校準裝置框圖

    該動態校準裝置具有以下技術特點 ：

    1、“動態校準裝置”采用機械傳動結構 ．將旋轉扭力轉化為“力臂”+ “力 值”，通過 懸臂梁式拉壓力傳感器測量“力值 ”的大小實現 電動扭矩液壓扳手的動態校準 。 由于結構簡單 、維護方便 ，以及懸臂梁式傳感器與扭矩傳感器相比較更具制造工藝和價格優勢 ，故“動態校準裝置”有利于推廣和使用。

    2、電動扭矩液壓扳手在校準中有較大的扭矩沖擊，容易對扭矩傳感器產生超載而損壞。由于扭矩傳感器置于任意旋轉狀態，采用諸如套管和限位銷式 等機械超載保護裝置。不僅結構復雜成本高，經數次沖擊后效果也不理想 。而懸臂梁式傳 感器的超載保 護裝置不僅簡單而且可靠。

    3、“動態校準裝置”可以根據需要，可以制成不同大小系列的裝置。其原理相同，以適應不同測量范圍的電動扭矩液壓扳手的動態校準。同時“動態校準裝置”具備“靜態”校準的能力，可以替代上述第一種和第二種類型的校準裝置。

    4、“動態校準裝置 ”通過內置制動裝置將旋轉扭力轉化相對“靜 止”的力矩。當制動裝置處于制動時，“動態校準裝置”相當于“靜態”扭矩校準裝置 ，此時 (扭矩 ) = L (方榫測量頭軸線 至傳感器受力點的距離 ) ×p(對傳感器施加的力值 ) 。 可以通過標準扭矩液壓扳手或杠桿、砝碼溯源至 國家基準。

    機械傳動裝置工作原理

    機械傳動裝置扭力傳遞的原理見圖3所示。主要由殼體、齒輪箱 、制動裝置和懸臂梁式拉壓力傳感器 (以下簡稱傳感器 ) 等組成。其工作原理是采用了齒輪箱結構，并將該齒輪箱作為“杠桿”，齒輪箱在上下限位的范圍內可以圍繞方榫測量頭軸線自由轉動，齒輪箱內I號、Ⅱ號、Ⅲ號三個齒輪相互嚙合。I 號齒輪 為主動輪與方榫測量頭連接。Ⅲ號齒輪軸上裝有制動盤。 當制動盤不制動時 ．齒輪在方榫測量頭的帶動下可 以自由轉動齒輪箱仍可以圍繞方榫測量頭軸線“自由轉動”；當制動盤制動時。因齒輪不能旋轉使得齒輪箱變為一個“剛體”即“杠桿”，齒輪箱在方榫測量頭的帶動下對懸臂梁式拉壓力傳感器產生向上或向下的力 ，該力值與“杠桿”長度的乘積即為扭矩。校準時 ．電動扭矩液壓扳手的工作頭部與方榫測頭對接，松開制動手柄，在電動扭矩液壓扳手內置電機的驅動下帶動齒輪箱內齒輪組旋轉 ，此時電動扭矩液壓扳手僅承受齒輪組齒輪嚙合過程 中的能量損失。齒輪嚙合摩擦力使齒輪箱對傳感器產生較小有波動的力P，見圖 1(b ) ，電動扭 矩扳手在小負荷條件下轉速達到額定轉速：當制動裝 置在制動手柄的操作下對制動盤進行制動至完全“鎖死”時，齒輪箱對傳感器產生力P在旋轉扭力的作用下由P，增至完全“鎖死”時的P，、見圖 1(b )，此時 (扭矩) = (方榫測量頭軸線至傳感器受力點的距 離)(對傳感器施加的力值)。由于采用了盤式制動裝置 ．制動力可以調節，故可以控制整個制動 的時間量，結合電路中的低通濾波器，可以有效避免圖 1(a) 所示的扭矩脈沖 。

    本文德國進口液壓電動扳手動態校準裝置的方法感謝無錫市計量檢定測試中心費明輝提供資料支持。

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