气动式测力机的设计及在衡器检测中的应用

　　一、前言

　　用气泵代替液压机应用在标准测力机上具有气源稳定性好，无环境污染，声音小等特点，占地面积一般是液压机的几分之一。该气动式标准测力机由特殊设计的双气缸结构、LN 型传感器、高精度二次仪表和机架等组成。采用了一台静音式气泵作为力源，配合双重空气过滤装置，使得流入气缸的空气相当干净，原装进口的精密调压阀具备自动稳压功能，不需要像液压机那样的伺服系统以及较为复杂的控制系统来进行补偿。二次仪表采用高精度 24 位 A/D 转换技术和多量程切换技术，外部分辨率达十万分之一以上。

　　二、系统结构

　　(1) 测力机的系统工作原理图，如图 1 所示。

　　(2) 测力机的加载系统图，如图 2 所示。

　　三、主要部件介绍

　　(一) 气压源系统

　　气压源系统由空气压缩机、储气罐、减压阀图 3 控制器操作手柄及过滤器组成。

　　选用了国际先进的高性能气压调节器，结合串联式超级气缸和微调气缸设计，确保该测力机具有高性能要求并且扩大了检测量程范围。气压阀安装在空气储气罐上，空压机产生压缩空气，自动控制空压机启动，确保储气罐内气压不高于设定的上限值且不低于设定的下限值。

　　减压阀则保证输出压力保持在设定的压力值 (不随储气罐内气压的波动而变化)，同时可通过过滤器，过滤掉输出气体中的杂质和水分，确保向压力控制系统输送的是纯净且压力基本稳定的空气。

　　(二) 控制系统

　　控制系统主要由高精度调压器 (3 只)、转阀(3 只) 及气压管路组成。本系统接受气源系统提供的压缩空气后，经过调节，可分别向主气缸及辅助气缸输送所需压力值的气压，从而产生精确、稳定的拉力或压力负荷。

　　(三) 主机系统

　　主机由两个主气缸、一个辅助气缸、简支梁式反力架、工作平台、反相器及连接件组成。当主气缸输入压缩空气后，使主机产生拉力，如果检测到量程小于30%时用第一个主气缸，量程大于30%时两个气缸同时使用。

　　辅助气缸有两个功能，在开始使用前，辅助气缸充气压后，可使主机的工作平台上升至最高点，以便安装被测件进行检测。在检测过程中，调节辅助气缸内气压大小，可对主机出力进行微调。进行压力检测时，可用反相器将主机的拉力转换为压力。