电子扭力扳手可读式的原理设计

电子扭力扳手可读式的原理设计 1 可读式扭矩扳手的原理设计扭矩扳手亦称力矩扳手、测力扳手、公斤扳手??是一种可以接工艺要求预设限 定或者许指示、测量拧紧螺纹联接组件扭矩值的手动扳手,也是一种扭矩计量工具。 1 手柄杆长度 l 的确定 ? 由题目要求得要测得的最大扭矩为 100 N.m ,由式得 Fl=100 N.m F 为人手臂的拉力,由【工具手册】可得成年男子最大手臂拉力为 703N,成年女子 最大手臂拉力为 386N,短时间用最大拉力手臂会发酸,综合各种因素,应取最大拉 力一半为宜,193N。 定值式扭矩扳手又分红预置式和可调式扭矩扳手,此类扭矩扳手的功能简单,精细度 较低,精细度畸形为±4%,但价格较重价。指示表式扭矩扳手精细度畸形 正正在±3%,
 
它主要解决了定值式扭矩扳手没全体扭矩测量功能,电子扭力扳手齐头并退步了测量精细度。正正在百分表的尾柄上套有塑料管。 国内曾经研制的数字式扭矩扳手,其结构是正正在扳手头部安装扭矩传感器,优点是扭 矩测量精细度没有受力臂长度变化的反响,缺点是扳手头部较为笨重,很难安装棘轮装 置,没有能变换头部结构。 指针式扭矩扳手除内装扭矩发作及主宰机构外,还装有一只外露扭矩表,能随 时指示出施加的扭矩值。这种扭矩扳手结构较容易,价格相对于于较高。该扳手测量精细度高,但结构较容易。如果要中止第二次测量,测量前首先安置外壳,带动读数面板, 指针关于准读数面板上的零位。由于电子数显扭矩扳手的高精细度、多 功能和存正正在与计算机传输数据的功能,使得电子数显扭矩扳手紧缺中意了现代轻轻工业 发展的需求,很好地解决了工具式扭矩扳手正正在紧固件拧紧主宰中没有能解决的成就。 当正正在手柄上施加一个载荷时,由于扭力轴活动正正在被测工件上,由于扭力轴发作 一个 ? 角扭改观形,从而带动减少杠杆上的拨动销拨动滑槽,带动扇形齿轮沿轴心转 动,扇形齿轮带动小齿轮转动,则小齿轮轴上的指针也随之转动,这样便可以正正在面 板上读出扭矩值。 2 可读式扭矩扳手的系统组成及使命原理 L la lb R r ? B ?Θ 1—扭力轴 2—减少杠杆 3—扇形齿轮轴 4—扇形齿轮 5—小齿轮 6—底板 7—名义 8—手柄 该扭矩扳手的系统可分红扭矩传感器、减少元件、显示机件等多少整体,如图 1 所示,扭矩传感器即是扭力轴,受力时发生弹性形变,变形量与扭矩成正比;电子扭力扳手减少 元件由减少杠杆、扇形齿轮、小齿轮等组成,将变形量减少并传递给显示机件;显 示机件主要是指针名义,可显示扭矩值的大小。
 
正正在扳手外壳上装有阻尼套,阻尼块正正在弹簧力作用下压紧正正在尾柄上,关于百分表构成阻 尼,即当外力消失后,应力环复原原形,但表针却由于阻尼而停止没有动,可供观察 记录。 现正正在的国内外厂商是采用应变测量原理消耗的电子数显扭矩扳手都存正在耗电量大和 力臂长度改变严重反响测量精细度的两大成就,这样就给使用中带来了很多的便当。
。 1 扭力轴设计原理 为了保证扳手使命可靠,电子扭力扳手需要扭力轴存正正在适合的强度和刚刚刚刚度,根据材料力学理 论,实心扭力轴可按下式计划: ?? 32ML ? ??? ?Gd 4 (式 1) ?? 16M ?d 3 ? ??? (式 2) 式中 ? —–扭力轴 L 长转角,弧度 M—–扭矩,N.mm L——扭力轴使命长度,mm d——-扭力轴外径,mm ? ——扭力轴剪切应力, MPa / mm 2 G——-扭力轴材料切变弹性模量, MPa / mm 2 2 扭力轴直径 d 的计划 首先根据【工具手册】选择扭力轴材料为 60 SiMnA ,取参数为 ? b =1568 M Pa , G=83.4G Pa ,E=2 ? 105 M Pa , ? ? 0.25 ,a=0.028 根据公式 ? ? 16M ?d 3 ? ??? 可求出扭力轴直径 d,式中,[ ? ]扭力轴材料的许用应力畸形 取 ? b /5=313.6 M Pa 则 : d ?3 16M 3 16 ? 100 ? m=0.011751m ? 11.75mm ?[?] 3.14 ? 313.6 ? 106 取整数 d=12mm 3 计划扭力轴使命长度 首先确定扭力轴转角
 
0.03 度,由公式 ? ? 32ML ? ??? 得扭力轴使命长度为 ?Gd 4 ?Gd 4 ? 8.34 ?1010 ? 3.14 ? (11.75 ?10?3 ) 4 ? 0.03 L? ? m ? 0.04682m ? 46.8mm 32M 32 ?100 取整数 L=45mm 4 空心扭力轴计划 若扭力轴为圆管状,即截面形状为圆环,设内径与外径之比为 0.2,即 ? ? 0.2 计划外径 D= d ? 3 16M ?[?](1 ? ? 4 ) ?3 16 ? 100 3.14 ? 313.6 ? 10 6 (1 ? 0.2 4 ) m ? 0.01176m ? 11.76mm 取整数 D=50mm 内径 d=D ? ? =11.76 ? 0.2mm=2.352mm 使命长度: L? ?GD4 (1 ? ? 4 )? 8.34 ?1010 ? 3.14 ? (11.76 ?10?3 ) 4 ? (1 ? 0.2 4 ) ? 0.03 ? m ? 0.468m ? 46.8mm 32M 32 ?100 取整数 L=45mm 以上两种改观轴相比较而言,空心轴更为节省材料,但加工比实心轴容易, 所计划的扭力轴直径较小,因此直接选用实心扭力轴。 要设计的扳手量程为 100 N.m ,电子扭力扳手则手柄杆有效长度为 506mm,而手柄杆的理论长度再 加上巴掌握时手掌宽的一半约为 550mm。 电容式电子数显扭矩扳手存正正在高精细度的扭矩测量、最大扭矩保持、定值限力报 警和数据输出等多功能特点,为产品组装任务中紧固件组装质量的历程主宰需求了 更好的工具。还有一种精细度较低的 简易型指示式扭矩扳手,与畸形死扳手外形接近,装有一块外露的圆弧形刻度盘及 一个指针,可以指示出扳手拧紧螺纹时正正在一定范围内的扭矩值,多用于公共公共汽车修葺行 业,但没有举荐正正在模具行业使用。 电子数显扭矩扳手国际上出现于 20 世纪 90 时期初,它很好地解决了以上两类 扭矩扳手功能简单、使用精细度低的明显没有足。当提起把手时,百分表尾柄上的阻尼力消失,表针回到原位,便可再次中止 测量和记录。 可读式扭矩扳手的扭力轴设计 扭力轴是扭矩扳手的关键元件,关于扭矩扳手的精细度,线性有较大反响,因此要求 扭力轴有较高的强度、弹性、屈服点及倦怠极限。
扭 矩扳手可分红三大类:定值式扭矩扳手、指示表式扭矩扳手和电子数显扭矩扳手。 综合以上因素,白文选定用指针式扭矩扳手设计,主要使用了扭力轴和杠杆、 齿轮副减少的原理,即扭力轴受力时发生弹性形变,且变形量与扭矩成正比,电子扭力扳手则放 大元件将变形量减少并传递给显示件,指针名义可以随时显示扭矩的大小,再没有操 作人员有手腕主宰预紧力的大小。这类扭矩扳手是组装任务中较早使用的产 品,因为消耗技艺容易掌握,制造消耗的厂商也很多。它也可作扭矩值的校准工具,通过扭矩表直接指示并读出 所施加的扭矩值。