淺析扭矩計量檢測裝置與檢測方法

齊鵬　盧帥帥　王飛

【摘 要】現階段，我國工業生產得到快速發展，成為我國經濟發展的支柱產業。在工業生產過程中，會出現各種形式的扭矩，為準確測量力矩與扭力的設定情況，需要使用扭矩檢測裝置，因此，一定程度上促進了扭矩裝置設計和檢測技術的發展。本文對扭矩計量檢測裝置與檢測方法進行分析，旨在提高人們對扭矩檢測裝置和檢測方法的認識。

【關鍵詞】扭矩計量；檢測裝置；檢測方法

0 引言

在工業生產過程中，扭矩檢測裝置不可或缺，采用扭矩計量檢測裝置，可以精準檢測某部件的扭力或扭矩值，確保能夠扭緊裝置，使所生產的產品能夠安全穩定運行。扭矩檢測裝置在工業生產過程中具有重要作用，通過科學、合理的檢測裝置及方法，確保扭矩檢測的準確性。

1 扭矩計量檢測裝置

1.1 油封連續旋轉扭矩檢測裝置

傳統的油封連續旋轉扭矩檢測裝置，借助于剛性連軸器或者是彈性連軸器，連接扭矩傳感器和被測油封，在連續旋轉等條件下對油封進行扭矩檢測。該連接方法可能會導致扭矩傳感器受到彎矩的干擾，原因在于機械加工過程中誤差是不可避免的，并且裝配時同心度得不到保證，導致試樣軸心和傳感器軸心的同心度得不到保證。扭矩傳感器作為一種元件，非常敏感，要保證其不受到彎矩的干擾，特別是兩端的輸入輸出軸。如果扭矩傳感器兩端的輸入和輸出軸受到了彎矩干擾，扭矩傳感器的輸出值就會受到影響，會偏離真實值。為了解決油封連續旋轉扭矩檢測裝置存在的這一問題，可以采取的方法是在電機與扭矩傳感器之間連接連軸器，這可以使軸心不同，對扭矩測量精度產生的影響大大減小。但是這種解決方法的缺點是裝置的整體結構會被大大延長，并且占用空間較大，由于傳感器、被測件以及電機之間需要進行多個環節的連接，會使測量精度受到影響。

1.2 高阻尼橡膠傳動組件扭矩檢測裝置

高阻尼橡膠傳動組件扭矩檢測裝置，主要檢測的產品是橡膠吸盤，其工作臺上裝有報警燈和操作臺，工作臺上方裝有夾具，起到限制橡膠吸盤外圈轉動的作用，橡膠吸盤內圈上連接有扭轉機構，起到的作用是使橡膠吸盤內圈相對于外圈轉動，此外，扭轉機構不僅設置有扭矩傳感器，其輸入端連接著動力裝置。報警燈以及操作臺通過信號的形式與扭矩傳感器進行連接。

1.3 大規格矩形截面扭簧檢測裝置

大規格矩形截面扭簧是一種矩形截面扭簧，其外徑大于Ф100mm，截面大于8mm×6.4mm，如圖1所示為矩形扭簧的結構和檢測要求。本例中的扭簧是某彈射裝置中的核心零件，起到的作用是實現彈射功能，為了保證扭簧使用機械性能的正常發揮，需要按照設計要求對扭簧進行扭矩檢測和立定處理。該扭簧結構與傳統的扭簧結構存在較大不同，其突出特點是無外梁壁、規格大、扭矩檢測和立定處理過程中需要扭轉很大的角度，其最大扭轉角度可達162°，立定處理過程中最大扭轉角度可達195°，可以直接使用的檢測設備，市場供應商較少，因此，為解決這一問題，綜合考慮矩形截面扭簧模型結構的特點，設計了一種比較實用的扭矩檢測裝置。

2 扭矩檢測方法

2.1 扭矩傳感器檢測方法

傳統扭矩傳感器檢測方法，主要為以下兩種方法：1）在被測對象以及驅動設備之間連接扭矩傳感器；2）是檢測之前在被測對象的相關部位貼應變片。第一種檢測方法普遍適用于連續旋轉，存在的不足之處是安裝時要求較高。用于一些較小的工件時，檢測結果會受到扭矩傳感器安裝的影響，并且在裝夾時難度較高。此外，檢測結果還可能受到傳感器自身負載效應的影響；第二種方法對被測對象表面提出了很高要求，在測量連續旋轉對象方面不適用。對于一些對檢測要求不高的物件，通?？梢圆捎脽o扭矩傳感器檢測，該方法在實時監測扭矩變化的疲勞試驗方面很適用。

2.2 重載復合驅動系統檢測方法

重載復合驅動系統，需要實現的是機器人關節臂的精準定位和大負載驅動，需要借助于伺服電機的高精準度以及液壓系統的較大負載能力，在充分發揮各自優點的基礎上，借助于液壓馬達對平衡關節臂載荷通過扭矩進行跟蹤，并且在關節位置處對伺服電機進行隨動跟蹤，確保關節臂能夠同步跟蹤伺服電機，實現最終目的。同時，要將負責驅動關節型機械臂的伺服電機的定位功能和承載功能進行部分分離，并且在液壓系統的輔助下實現復合伺服驅動，進而將機械臂的承載能力予以大幅度提高，確保在重載荷條件下關節臂還能夠保持較高的定位精度。

2.3 聯合收獲機脫粒滾筒扭矩檢測方法

脫粒滾筒扭矩測量方法主要有兩種，分別為扭矩傳感器和皮帶張力。研究得知，測量滾筒的扭矩在滾筒軸上安裝應變片就可以實現。考慮到滾筒軸剛度較大，不會出現明顯的形變可以采用扭矩傳感器，但是存在系統結構復雜，安裝不方便的缺點。對于皮帶張力而言，滾筒負荷變化會通過皮帶張力靈敏地反應出來，并且滾筒負荷與滾筒扭矩存在比例關系。

3 總結

本文對扭矩檢測裝置以及檢測方法進行分析，使人們能夠對扭矩檢測裝置有了一個認識，認識扭矩檢測的重要性。隨著科技發展，扭矩檢測裝置的種類及檢測方法越來越多，為了提高產品精度，其應用領域越來越廣，為來將會有更好的發展前景。

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[責任編輯：楊玉潔]