孫欽密 / 河南省計(jì)量科學(xué)研究院

預(yù)置式扭矩扳手示值調(diào)校

孫欽密 / 河南省計(jì)量科學(xué)研究院

0 引言

扭矩扳手是一種帶有扭矩測(cè)量機(jī)構(gòu)的擰緊器具，廣泛應(yīng)用于建筑工程、裝配生產(chǎn)線、機(jī)械制造等行業(yè)，主要是緊固螺栓和螺母等，它對(duì)于保證工程質(zhì)量，保證連接緊固，確保使用安全等有重要作用。

扭矩扳手按制造、測(cè)量原理一般分為示值式和預(yù)置式，在送檢的扭矩扳手中，大約有三分之二為預(yù)置式，因此預(yù)置式扭矩扳手的示值檢定是一個(gè)非常重要的工作。

在日常的計(jì)量檢定工作中，常會(huì)出現(xiàn)扭矩扳手示值超差現(xiàn)象的發(fā)生，這既影響計(jì)量檢定工作的及時(shí)性，又嚴(yán)重影響用戶的生產(chǎn)使用，因此有必要探討其示值的調(diào)校方法。

1 預(yù)置式扭矩扳手的工作原理

預(yù)置式扭矩扳手也叫咔嗒式扭矩扳手，外觀和內(nèi)部構(gòu)造如圖1和圖2，圖3是扭矩扳手內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。

圖1 預(yù)置式扭矩扳手外觀圖

圖2 預(yù)置式扭矩扳手內(nèi)部構(gòu)造圖

圖3 預(yù)置式扭矩扳手內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)的預(yù)置式扭矩扳手的原理基本一致，都是采用杠桿原理，即利用彈簧3套在頂桿上向扭矩釋放關(guān)節(jié)施壓，因?yàn)閺椈傻膹椓εc彈簧的壓縮量成正比。當(dāng)預(yù)置一定的彈簧壓縮量，彈力達(dá)到一定值后，根據(jù)設(shè)計(jì)同時(shí)達(dá)到一定的扭矩值。扳手桿在方榫的扭轉(zhuǎn)下帶動(dòng)杠桿繞銷(xiāo)軸2轉(zhuǎn)動(dòng)，其達(dá)到一定的扭轉(zhuǎn)角度下克服彈簧壓縮力而達(dá)到平衡時(shí)，扳手桿與杠桿和彈簧在一條直線上。如果再施加扭矩，此時(shí)杠桿就會(huì)迅速失穩(wěn)而會(huì)在敲擊處敲打扳手外殼而發(fā)出咔嗒聲，此時(shí)峰值捕捉判斷扭矩扳手達(dá)到預(yù)置扭矩值，檢定時(shí)根據(jù)此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)器的示值作為當(dāng)前扭矩預(yù)置值的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量值。

2 檢定示值差異的調(diào)校

檢定扭矩扳手時(shí)，采用扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置，傳感器旋轉(zhuǎn)而扭矩扳手不動(dòng)，將方榫與傳感器同軸對(duì)接，扳手桿水平放置并使加力分度線在擋臂處。對(duì)于指針式或示值式扭矩扳手，示值的調(diào)整直接調(diào)其杠桿比即可達(dá)到使用效果。對(duì)預(yù)置式來(lái)說(shuō)，數(shù)顯式的可通過(guò)調(diào)整其電位器或內(nèi)部校準(zhǔn)程序來(lái)達(dá)到示值要求，但對(duì)機(jī)械式通常需要通過(guò)物理調(diào)節(jié)。對(duì)于扭矩扳手，其最低值通常在額定量程的20%左右，如果示值超差，則可通過(guò)調(diào)整其扭矩標(biāo)尺的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。但對(duì)其他各點(diǎn)的調(diào)校需要通過(guò)校準(zhǔn)孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)大部分應(yīng)用的扭矩扳手，其示值的調(diào)校需要調(diào)整如圖3所示的調(diào)整螺釘。怎樣實(shí)現(xiàn)示值調(diào)整呢？看圖3中的杠桿。調(diào)整螺釘順時(shí)針擰緊時(shí)，杠桿會(huì)向下運(yùn)動(dòng)，杠桿與連接板絞接點(diǎn)也向下運(yùn)動(dòng)，角度α3變小，那么施加在絞接點(diǎn)處對(duì)杠桿的逆時(shí)針?lè)较虻牧?/p>

隨著角度α3變小，F(xiàn)1值也變小。假定此時(shí)作用在扳手桿上的向上的力為F,那么扳手桿與杠桿絞接處需要克服杠桿力的作用的力F2為

隨著角度α3變小，扳手桿與杠桿的絞接點(diǎn)上升，角度α1也變小，F(xiàn)2值也變小。因此需要克服杠桿反作用力而施加到扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置上的扭矩值也變小，這就實(shí)現(xiàn)了扭矩示值的減小。反之，逆時(shí)針調(diào)整螺釘時(shí)，杠桿會(huì)向上運(yùn)動(dòng)，角度α3變大，角度α1變大，F(xiàn)2值也變大。相應(yīng)的F1也隨之增大，至此扭矩的示值也會(huì)增大。當(dāng)然，調(diào)整螺釘?shù)奈灰屏糠浅Ｐ?，但是?jīng)過(guò)杠桿放大后，其示值的變化就變得比較明顯了。

是不是扭矩示值的調(diào)整就結(jié)束了呢？顯然不是這樣的。對(duì)于各類(lèi)計(jì)量?jī)x器的校準(zhǔn)一般取其量程的60% ～ 80%點(diǎn)進(jìn)行，但扭矩扳手通常在其滿量程處調(diào)整，然后再往下進(jìn)行。如果壓縮彈簧的線性沒(méi)有太大的變化，經(jīng)過(guò)調(diào)?？蛇_(dá)到滿意的示值范圍；如果壓縮彈簧的線性變化較大，甚至出現(xiàn)破損，那就需要更換壓縮彈簧或者整個(gè)扳手都要報(bào)廢了。因此，調(diào)校也并不一定能達(dá)到百分之百的效果，需要根據(jù)實(shí)際情況靈活應(yīng)對(duì)。

3 結(jié)語(yǔ)

預(yù)置式扭矩扳手由于使用的頻繁性以及市場(chǎng)占有率較大，其正常的使用和示值的調(diào)校顯得尤為重要，正確、及時(shí)地對(duì)扭矩扳手進(jìn)行示值調(diào)整，既滿足了用戶的需求，又避免了材料和生產(chǎn)力的浪費(fèi)，達(dá)到了節(jié)約能源、降低耗材的雙重效果，對(duì)保證生產(chǎn)生活有至關(guān)重要的作用。當(dāng)然，預(yù)置式扭矩扳手的生產(chǎn)廠家眾多，其調(diào)校方法并不一定與本調(diào)校方法相同，這也為進(jìn)一步探討提出了新的要求。

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