静态扭矩测试仪计量气动扭矩扳子的分析

　　1 引 言

　　扭矩扳手是一种可以设定和调节扭矩大小的装配工具。当调整连接弹簧的调节螺帽后，可以设置所需要的扭矩，在力矩超过设定值时打滑以保护螺栓结构，同时可以 保证每个螺栓的预紧力相同。一般用于要求了螺栓扭矩的精密器件的装配上。而气动扭矩扳子是以压缩空气为工作介质，用来拧、紧和拆卸螺纹紧固件。气动扭矩扳 子由于使用效率高、无污染等优点，在生产装配中得到了更为广泛的应用。

　　计量是质量控制的重要组成部分，是实现单位统一、量值准确可靠的活动。通过对测量器具的校准（检定），将国家测量标准所复现的单位量值通过各等级测量标准 传递到工作测量器具，以保证被测对象的量值准确和一致（如图 1 所示）。以下将对用静态扭矩测试仪保证气动扭矩扳子的方法进行研究。

　　2 气动扭矩扳子及静态扭矩测试系统的分析

　　2.1 气动扭矩扳子的扭矩控制分析

　　目前，气动扭矩扳子的精度可达 3%左右。从当前使用气动扭矩扳子的扭矩控制情况分析，主要有以下 3 种方法：

　　（1）直接测量紧固扭矩。控制气动风动马达的进气，通过测量作用到螺纹紧固件上的扭矩并与所需的扭矩进行比较。当达到所要求的扭矩时，关闭气动风动马达的 传递部分，故气动扳子的扭矩控制精度高，主要用于重要位置的紧固联接，但通常气动扳子需要附带一套庞大的测量和电控装置，制造成本高，使用不方便。

　　（2）利用气动扳子的特性控制扭矩。对于冲击式气动扳子，当气动扳子直接用于紧固件，对螺纹的紧固冲击阻力达到一定值时产生反弹，通过控制反弹时的平衡扭矩值达到扭矩控制的目的。

　　（3）使用新的传动装置如新型离合器、液压脉冲机构等控制输出扭矩这些传动装置能有效地控制扭矩，且扭矩控制方式简单，可以满足生产装配要求。现在国内外 许多风动工具生产厂商生产的定扭矩气动扳手的扭矩控制方式都采用这种方法，如日本瓜生公司生产的油压型脉冲扳手采用液压脉冲机构传动装置。

　　无论上述的哪种控制方式，都是当气动扭矩扳子达到预设扭矩时，或是手动、或是靠自身特性又或是自动将气动扭矩扳子的冲击部分与气动动力部分脱开（如图 2 所示）。

　　2.2 静态扭矩测试系统的分析

　　一般的应变式动态扭矩传感器主要是集流环式，它的主要结构是传感器中间有一根回转运动的扭力轴，并且在扭力轴上贴有应变片。为了将应变信号输出，碳刷集流 环方式信号输出的动态扭矩传感器往往采用碳刷与集流环形式，将应变信号从运动的扭力轴传送到固定的外壳上的碳刷集环方式信号输出的动态传感器。