序方法名称 号 拧紧法（增拧一 法） 标记法（划线二 法） 三松开法紧固件扭矩测试方法（拆车） 具体方法优点缺点备注 扭力扳手平稳用力逐渐增加力矩操作简1、存在二次紧固静态扭矩，该方法（切忌冲击），当螺母或螺栓刚开 单，但必的可能；用于残余扭矩的 须熟练2、对螺栓何时开测试，适用于装配始产生微小转动时它的瞬时扭矩值 有经验始启动很难确定，现场拧紧质量的最大（因要克服静摩擦力），继续存在主观因素；检测 转动，扭矩值就会回落到短暂的稳3、螺栓启动的时 定状态，这时的扭矩值即为检查所候，实际扭矩值应 得的扭矩。该是大约安装时 候的扭矩值，所以 测试值一般偏大。 检验前先在被检螺栓或螺母头部与技术水相对方法一更精动态扭矩，设计人被连接体上划一道线，确认相互的平不高，确员从设计角度给原始位置。然后将螺栓或螺母松开操作较出的扭矩即为动些，在用扭矩扳手将螺栓或螺母拧繁琐，不态扭矩，故拆车时紧到原始位置（划线处要线对准），适宜有建议采用该方法 这时的最大扭矩值再乘以0.9 ～ 1.1 防松功 所得的值即为检查所得的扭矩。能的紧 固件 用扭矩扳手慢慢地向被检螺栓或螺操作简扭矩偏小 母施加扭矩，使其松开，读取开始单，但必 转动时的瞬时扭矩值，并根据试验须熟练 和经验乘以一个系数： 1.1～ 1.2 即为有经验 检验扭矩值。 残余扭矩值是再继续拧紧螺栓/ 螺母时旋紧一个小角度测得的最小扭矩值。 起动扭矩不能作为残余扭矩。 动态扭矩：当紧固件再被固定的过程中测量得到的最大峰值。扭力扳手和动力工具都可以施加动态扭矩，动态扭矩不能在紧固件被紧固完之后测量。动态扭矩加载时进行在线测量得到的扭矩值。 静态扭矩：在一个紧固件被固定好之后，将其在拧紧方向上继续旋转的瞬时所需 要的扭矩。加载后对扭矩进行测量。 检测扭矩：与静态扭矩相同 动态与静态两种扭矩的监控与使用何种工具无任何关系，但是在确认扭矩时却非常有用。动态扭矩和静态扭矩的测量结果可能并不相同。静态扭矩会随着时间的推移而衰减，被紧固件为非金属时尤为明显；而且影响静态扭矩的因素较多，与
电机扭矩计算 电机力矩的定义：垂直方向的力*到旋转中心的距离 1、电动机有一个共同的公式： P=M*N/9550 P为功率，M为电机力矩（也称扭矩），N为电机转速，当M 和N都为额定值时，电机的功率也是额定功率，额定是指电机能够长期工作的极限值 2、瞬态扭矩是指电机在负载变化、速度变化时出现的过渡值，和额定没有关系，具体说，这个值可以超过额定扭矩，如果此时电机速度为额定时，电机可能会出现功率过载，这个过载只能持续很短的时间，这个时间取决于电机设计。 3、变频器的功率一般要大于等于三相异步电动机，但这还不够，还需要变频器输出的额定电流和过载电流都要大于等于电机所需的额定值或最大值，以保证电机能出足够的力矩（额定和瞬态力矩），否则可能出现变频器无法带动电机和负载的情况。 步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。电机总的回转角与输入脉冲数成正比例，相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一，通常被用作定位控制和定速控制。步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。广泛应用于机电一体化产品中，如：数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。选择步进电机时，首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。而在选用功率步进电机时，首先要计算机械系统的负载转矩，电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。在实际工作过程中，各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。一般地说最大静力矩Mjmax大的电机，负载力矩大。 选择步进电机时，应使步距角和机械系统匹配，这样可以得到机床所需的脉冲当量。在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量，一是可以改变丝杆的导程，二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。但细分只能改变其分辨率，不改变其精度。精度是由电机的固有特性所决定。 选择功率步进电机时，应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率，使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量，使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要。 选择步进电机需要进行以下计算： （1）计算齿轮的减速比 根据所要求脉冲当量，齿轮减速比i计算如下:
扭矩测量的方法原理 引言：扭矩是工厂场地上大多数设备的重要被测量对象之一。测量扭矩常常被误解，这就可能导致对测量系统的过度设计或设计不足。本文介绍多种用于扭矩测量的技术和折衷方法。 扭矩可以分为两大类，静态扭矩或动态扭矩。用于测量扭矩的方法可以被进一步分为两类，反扭矩和联机扭矩测量。被测扭矩的类型以及现有各类传感器，对所测的数据精度及测量的成本有重要影响。 在讨论静态和动态扭矩的比较中，最容易入手的是首先了解静力和动力的差异。简而言之，动力包括加速度，而静力则没有。 动力和加速度之间的联系被描述为牛顿第二定律：F=ma(力等于物质质量乘以加速度)。以汽车自身物质(质量)把车停下所需要的力就是动力，因为汽车必须被减速。由刹车卡钳施加以停止汽车的力就是静力，因为所涉及的刹车垫没有加速度。 扭矩只是旋转力或通过一定距离产生的力。根据前面的讨论，它被认为是静力，如果它没有角加速度的话。时钟弹簧施加的扭矩就是静态扭矩，因为没有旋转，因而也就没有角加速度。当汽车以匀速在高速公路上巡航的时候，通过汽车传动轴传输的扭矩就是一个旋转静态扭矩的例子，因为即使存在旋转，以匀速行驶也没有加速度。 汽车引擎产生的扭矩有静态和动态扭矩，取决于测量的部位。如果在机轴中测量扭矩，当汽缸每一次燃烧且活塞旋转机轴的时候，就有大的动态扭矩波动。 如果在传动轴测量扭矩，那几乎就是静态扭矩，因为调速轮和传动系统要阻尼引擎产生的动态扭矩。用曲柄提升车窗所需要的扭矩就是静态扭矩的例子，尽管涉及到旋转加速度，因为曲柄的加速和旋转惯性很小，与车窗运动有关的摩擦力相比，所产生的动态扭矩(扭矩=旋转惯性*旋转加速度)可以忽略不计。 最后一个例子描述了一个事实，大多测量应用都在某种程度上涉及静态和动态扭矩。如果动态扭矩是整个扭矩的主要组成部分或是感兴趣的扭矩，那么，要特别考虑何时对其作出最佳的测量。 反扭矩与联机扭矩的比较 通过在扭矩支撑零件之间插入一种扭矩传感器，可以做联机扭矩测量，非常类似于在套筒和套筒扳手之间插入延长杆。旋转套筒所需要的扭矩直接由套筒延长杆支撑。该方法容许扭矩传感器被放置在尽可能与感兴趣的扭矩靠近的地方，并避免可能出现的测量误差，如寄生扭矩(轴承等等)、无关负载和具有大的旋转惯性 的零件(会阻尼动态扭矩)。
盘点电机扭矩的测量方法有哪些 扭矩是电机试验中一个重要的参数，尤其是在电机效率评测中扭矩更是一个不可或缺的被测量，扭矩测量的准确性直接关系到电机效率的评测的正确性。目前使用的扭矩测量方法按照测量原理可分为平衡力法、传递法和能量转换法。 一、平衡力法处于匀速工作状态的传动机械构件，其主轴和机体上一定同时存在一对扭矩T 和T，并且二者大小相等、方向相反。通过测量机体上的T来测量主轴上T 的方法称为平衡力法。设F 为力臂上的作用力，L 为力臂长度，则T=LF。通过测量作用力F和力臂L即可得出T和T。平衡力法的优点是不存在传递扭矩信号的问题，力臂上的作用力F容易测得；缺点是测量范围仅局限为匀速工作状态，无法完成动态扭矩的测量。二、传递法传递法利用传递扭矩时弹性元件的物理参数会发生某种程度的变化。利用这种变化与扭矩的对应关系来测量扭矩。按照不同的物理参数，可将传递法进一步划分为磁弹性式、应变式、振弦式、光电式等，目前传递法在扭矩测量领域应用最为广泛。 图1 传递法分类 1.光电式扭矩测量法 将开孔数完全相同的两片圆盘形光栅固定在转轴上，并将光电元件和固定光源分别固定在光栅两侧，转轴无扭矩作用时两片光栅的明暗条纹错开，完全遮挡光路，无光线照到光敏元件上不输出电信号;有扭矩作用时两个圆盘形光栅的截面产生相对转角，明暗条纹部分重合，部分光线透过光栅照到光敏元件上，输出电信号。扭矩值越大扭转角越大，照到光敏元件上的光线强度越大，输出电信号也就越大，通过测量输出的电信号能够测得外加扭矩的大小。 图2 光电式扭矩测量原理 该方法的优点是响应速度快，能实现扭矩的实时监测;其缺点是结构复杂、静标困难、可靠性较差、抗干扰能力差，测量精度受温度变化的影响较大。该方法不适用于刚启动和低
转矩是旋转机械的重要参数之一。转矩的测试方法，按其基本原理可以分为三种：传递法（扭轴法）、平衡力（反力）法及能量转换法。 传递法是根据弹性元件在传递转矩时所产生的变形、应力或应变来测试转矩的方法（因为常用的弹性元件是扭轴，所以又称扭轴法）。变化的参数可以是变形、应力或应变等，使用的弹性元件是扭轴，等截面圆柱形扭轴的应变可按下式计算： 它所产生的应变可以引起贴在表面的电阻应变片阻值的变化而形成应变型转矩传感器。电机主轴旋转时，将转矩传递到扭轴上，扭轴上所产生的应变，通过转矩传感器的电阻应变片转换成相应的电信号，该信号通过处理后送显示器显示转矩数值。这种传感器使用方便，精度高，易于集成。 平衡力法是通过外加己知的与被测转矩方向相反的转矩，当传动轴静止或匀速转动时，外加转矩与被测转矩相等。这种方法简单，但必须通过另外一种方法测量外加的转矩或力及力臂，这样会对测量引入一定的累计误差。 能量转换法则是一种间接测量方法，根据对应于转矩大小而变化的其他能量参数来测试转矩的方法，是通过利用能量守恒的原理间接测量转矩，不易实现。这三种转矩测试方法的原理示意图，分别如图７．８（ａ），（ｂ），（ｃ）所示。本节对这三种转矩测试方法分别进行讨论。
一、传递法测试转矩 传递法所用转矩传感器是多种多样的，例如： （１）变形型转矩传感器，反映机械、液压、气动、电阻、电容、电感、光学、光电等参数的变化。 （２）应力型转矩传感器，反映材料磁阻变化或透光材料的双折射现象（磁弹或光弹转矩传感器）。 （３）应变型转矩传感器，反映轴的应变引起电阻应变片的电阻变化。 转矩测试仪因所用传感器不同而有较大差别，为此，分别举例讨论如下： １．相位转矩测量仪（采用变形型转矩传感器） 近年来，随着电子测试技术的迅速发展，信号的相位测试方法也日趋完善。利用相位测试原理制成的相位转矩测试仪，也得到广泛应用。特别是数字显示相位转矩测试仪，由于具有读数直观，信号可远传，不易受干扰，测试准确度高，测试结果便于自动记录或输入计算机进行数据处理等优点，在现代科学实验工作中的应用日益广泛。 （１）转矩与相位差。相位转矩测试仪一般由产生信号的转矩传感器和检测信号相位差的测量电路两部分组成，如图７．９（ａ）所示。
第26卷第8期2009年8月 机 电 工 程 Mechanical &Electrical Engineering Magazine Vol .26No .8 Aug .2009 收稿日期:2008-12-08 作者简介:李 保(1981-),男,河南新乡人,主要从事机电一体化设备程序设计、嵌入式系统开发等方面的研究.E 2mail:libao1982@https://www.doczj.com/doc/bd18023779.html, 基于伺服电机转矩模式的动态力矩测试系统 李 保,王长华,倪森祥 (浙江省机电设计研究院有限公司,浙江杭州310003) 摘 要:为测试阻尼稳速展开机构的稳速能力和带负载特性,采用了基于CANopen 协议的力矩传感器 及工作于转矩模式下的交流伺服电动机,由工控机及可编程序控制器(P LC )调节转矩大小,实现了对展开机构角度2输出力矩曲线和展开机械2转速曲线的动态测试。试验结果表明,该系统能够对阻尼稳速展开机构特性进行高精度地评测。关键词:交流伺服电机;负载特性;转矩中图分类号:TP383.4 文献标识码:A 文章编号:1001-4551(2009)08-0079-04 D ynam i c m o m en t testi n g syste m ba sed on AC servo m otor torque con trol m ode L IBao,WANG Chang 2hua,N I Sen 2xiang (Zhejiang Institute of M echanical &Electrical Engineering Co .L td .,Hangzhou 310003,China ) Abstract:A i m ing at testing fixed 2s peed and driving l oad character of fixed 2s peed da mp ing t o expand machine,t orque transducer based on C ANopen p r ot ocol and AC servo mot or operated at t orque contr ol mode were used,the AC servo mot or mode s witch and l oad were contr olled by PC and P LC .Charts of expanding angle 2out put with t orque and expanding angle 2s peed were tested with high p recisi on .The test results indicate that the syste m can comparatively p recise evaluate the character of fixed 2s peed da mp ing t o expand machine . Key words:AC servo mot or;l oad character;t orque 0 引 言 应某航天研究所要求设计一个在不同环境条件下,能够对阻尼稳速展开机构各项性能指标测试的仪器。测试仪能自动收拢机构和释放机构,同时测试仪还能使机构加设定的负载力矩展开。因此,系统需要有收拢机构时的驱动源和机构展开时的负载源。由于交流伺服 电机[1] 具有体积小、重量轻、大转矩输出、低惯量和良好的控制性能等优点,同时有些交流伺服电动机具有多种工作模式,因此在该动态力矩测试系统中,驱动源和负载源的主要部件都采用了交流伺服电机。 基于此,本研究主要介绍基于伺服电机转矩模式的动态力矩测试系统。 1 力矩测试和控制系统 整个测控系统分为伺服电动机控制部分和力矩角 度测量部分,其中各种传感器测量信号通过US B [2] 接入工控机,整个力矩测控系统如图1所示 。 图1 力矩测控系统结构图 本系统中的P LC 选取三菱公司FX 1N 型,具有晶体管输出并带高速脉冲输出端。电动机选择三菱公司MR 2J3系列交流伺服电机和配套的MR 2J32350A 伺服放 大器 [3] 。交流伺服电动机输出功率为3.5k W ,它具有 位置、速度控制模式和转矩控制模式。伺服放大器具有多个电隔离的开关量输入/输出口和脉冲量输入/输出
Weighing Measuring Controlling ||||Model:FYD ?Subject to change without notice / , ------Speci?cations / Capacity(NM)d D h H L R b*m*L1*Qty 10203050 ///1811573156200 4.16*6*322*1001811573165200 4.16*6*322*200/3002811573170200 4.18*7*322*500/7003812073180250 6.210*8*564*1000 48 130 73 188 250 6.2 14*9*564 *T rque o / Rotating speed / Capacity / 10~1000NM 2000RPM Excitation / 24V DC Zero Balance / ±1% of F.S.Rated Output / 0~5V Nonrepeatability / ±0.1% of F.S.Total Error / ±0.5% of F.S. Temp. Shift Zero / ±0.01% of R.O./°C / Temp. Shift Span / ±0.01% of R.O./°C Input Resistance / 1.0±0.2kΩOutput Resistance / 1.0±0.1kΩInsulation Resistance / >5000MΩ(50V)Safe Overload / 120% of F.S.Rotating speed higher than 2000RPM may cause irreversible damage to the transducer Ultimate Overload / 150of F S %.. Material of Element / Aluminum alloy / Working environment / -10...+50°C 90%RH ≤Cable / ??53000mm 4-core shielded cable 5*3000mm 4*
力和力矩的测量 力的定义：力是物体之间的相互作用。大小、方向、作用点是力的三要素。 牛顿第二定律表述：动量对时间的变化率。F dp /d t = 国际单位：牛顿，简称牛，符号是N 。211/N kg m s =? 力矩定义：位矢和力的叉乘。物理学上指使物体转动的力乘以到转轴的距离。 力矩单位是牛顿2米（N 2m ） 对力的测量问题有两种基本方法：（1）直接比较（2）使用标准传感器进行间接比较 直接比较方法利用某种形式的梁式天平，并且使用零位平衡技术。 1 力的测量 1.1等臂天平（如图中分析天平，精度可达0.1mg ）或非等臂天平。 最简单的重量或力的测量系统。基于力矩比较原理工作的。由未知的重量或力产生的力矩，和一个已知量产生的力矩进行比较。 1.2摆式测力机构 如摆式秤。 输入量施加到负载杆上，使配重旋转向外移动。该移动使得配重作用力矩增加，直到负载力矩和摆秤力矩相等。 1.3 弹性传感器 很多力传感器系统利用某种机械弹性件或弹性件的组合，对弹性件施加载荷导致一种类似的变形，通常是线性的，然后对该变形直接观察并且用于力的测量，或者使用另一个传感器来将该位移转换成另一种形式的输出，通常是电的形式。 通常要对弹性件进行标定，如调整螺旋弹簧的有效圈数等。
1.4应变片测力计 与将总变形用于测量载荷不同的是，应变片测力计根据单位应变来测量负载。电阻型应变片非常适合于这一用途。若要测量的是大载荷，可以使用直接拉压型元件。如果是小载荷，则可通过弯曲来放大应变。 金属电阻应变片的原理：当金属丝或金属箔片被机械地拉长时，导体的长度将变长，截面将变小，因此其电阻发生变化。如果电阻元件长度紧密附着在发生这样应变的构件上，使得电阻元件也产生应变，那么测出的电阻变化可以根据应变来定标。 金属应变片的应变片因子F 在通常要求的应变范围内基本上是个常数，而由实验确定的应变片因子F 的值，对于一种给定的材料是相当一致的。 1R F R ε?=在实际应用中，F 和R 的值是由应变片制造商提供的，使用者要根据被测的输入量情况确定R ?
5. 主要技术参数/Main technical requirements 5.1、主体部分 5.1.1. 数字式拉压力测试仪技术参数 Technical parameters for digital pull pressure tester 1. 量程范围可从0.5-2500N。 Range：0.5-2500N 2. 测量精度：±0.1%FC±1位数。 The measurement accuracy: ±0.1%FC±1 3. 取样速率：7000Hz。 Sampling rate:7000hz 4. 电源：AC或可充电电池，低电压显示。 Power supply：AC and rechargeable battery,Low-voltage display。 5. 电池待机：7小时（背灯开）、24小时（背灯关）。 Battery:7 hours (backlight on);24 hours (backlight off)。 6. 测量单位选择：LBF GF KGF N。 Units of measurement：LBF GF KGF N 7. 输出：USB，RS-232 ，Mitutoyo数据输出。 Output: USB，RS-232 ，Mitutoyo data output. 8. 过载保护：满量程的150%. Overload protection:150% of full scale. 9. 预设的上下限测量值声音报警. Preset upper and lower limits of measuring the value of an audible alarm. 5.1.2 数字式扭力测试仪Digital torque tester 5.1.2.1 数字式扭力测试仪技术参数：Technical parameters for digital torque tester 1 精度：±0.10%(满量程)，±1(最小有效读数) Accuracy: ±0.10%(Full scale), ±1(Minimum effective reading) 2 采样速度：7000Hz. Sampling rate:7000HZ 3 电源：AC或可充电电池，低电显示. Power supply：AC and rechargeable battery,Low-voltage display。