扭簧表的结构与维护方法改进

王玉萍，黄凤新，王晓明

（哈尔滨轴承集团公司 质量控制部 ，黑龙江 哈尔滨 150036）

1 前言

扭簧表是轴承行业广泛使用的精密测量仪器，它的主要用途是以比较法测量精密制件的尺寸和形位偏差，还可以用作其他测量装置，所以对它的测量精度要求十分高，因此在各种仪表量具中占有相当重要的地位。

2 扭簧表的工作原理

扭簧表是采用轴向伸长量与回转角度在一定范围内呈线性关系的扭簧丝为主要放大元件，将测杆的直线位移转换成为指针的角位移的机械式计量仪器。扭簧表的结构示意图如图1 所示。

3 修理扭簧表时产生的问题及改进方法

扭簧表的传动放大倍数除与扭簧丝的尺寸有关外，还与三角桥的传动比、可调支撑片的吸收变形有关。

扭簧表是轴承生产现场大量使用的检测仪器，磨损量很大，且价格较贵，在300元左右，因此，该仪器磨损后需经常维修。在修理扭簧表时，经常会出现扭簧丝折断现象，更换新簧后需要调整三角板及压板中间的支撑片的高低来达到

图1 扭簧表的结构示意图

示值误差的检定要求（如图1 所示），但在实际的工作中却经常出现偏差问题。通常情况下，这种问题应该通过松簧或紧簧的方法来消除，达到正负方向示值误差一致，但这种现象大部分很难调整，例如检定0.001mm扭簧表的正负两方向的示值误差，此时测得正方向+30分度值为+30μm，测得负方向-30分度值为-28μm（示值误差不合格），这时需要向负方向移针紧簧来达到正负方向示值误差一致，但通过移针再检发现负方向-30分度值虽然达到-30μum，但正向+30分度值却是+32μm，还存在偏差，而且调整时，示值误差变化大，需经多次调整才能达到合格范围。由于扭簧丝在经过多次调整后使用寿命缩短，而且容易折断。通过在工作中不断观察发现，造成这一现象的原因是支撑片的厚度过薄，刚性不够，扭簧丝的拉力造成支撑片的变形过大，所以偏差不易改变。经过多次研究后发现，为提高支撑片的刚性，将支撑片的厚度由原来的0.12mm增加到0.21mm安装到扭簧表上，不但消除了偏差现象，示值误差的调整也变得及其容易。改进后的扭簧表在外观、示值变化及测力、示值误差等方面均达到各项技术要求。

4 扭簧表在检测轻系列轴承中存在的不足及改进方法

扭簧表在测量时要求测力最大不超过2N，最小不能小于1N。但在测量中发现，对于测量正常壁厚的工件不会产生变形，但对于测量壁厚只有2mm且直径在50mm以上的薄壁轴承，如果加上一定的测力（在检定规程允许范围内的测量力）就会使其产生变形，因而测量不到它的准确值。经试验观察，用二块测力不同的扭簧表（测力分别为1N和1.8N）测量同一外径尺寸，结果相差3μm。经过认真分析，发现减轻扭簧表的测力才能使薄壁轴承外径不产生变形，从而能测量出外径尺寸的准确值。首先，取消了原扭簧表的测力装置4并将原扭簧表主体内的钢制测杆5改换成铝合金测杆，以减轻测杆自重（钢制测量杆自重40g，铝合金测量杆自重10g），并改变扭簧表内方弹簧片13、圆弹簧片14的厚度，方弹簧片由原来的0.15mm改为0.10mm，将圆弹簧片的厚度由0.17mm改为0.10mm，使测力降低，同时调整测量杆行程。改造后可将几块扭簧表的测量力分别调为0.5N、0.6N、0.7N等，结果测量力在0.5N、0.6N、0.7N之间的扭簧表测量尺寸几乎没有产生变化，但是，测力最小的一块扭簧表0.5N与原厂设计的正常测力值1.8N扭簧表相比，其外径尺寸相差5μm，所以用测力为0.5N的扭簧表检测外径尺寸，其外径基本不会产生变形。经检验证明，改进后扭簧表完全达到各项技术要求。

5 扭簧表添加阻尼油方法的改进

修理扭簧表，其中一项是指针停摆的时间问题。限制扭簧表指针停摆时间需要在阻尼器中添加阻尼油。以前在添加阻尼油时，要把阻尼器从表体上卸下来，把阻尼器油碗移开，用工具蘸阻尼油添加到阻尼器油碗中，再把油碗合上。这种添加方法的弊病是费时、费油、费料。因为阻尼器是铝制品制成，经过多次开合后容易折断而废弃；再有，用工具蘸阻尼油添加后，总会存留一部分在工具上无法使用，造成浪费。如果工具上有灰尘，还容易带到阻尼油中，易发生示值不稳定。经试验，发明用一种注射器改装而成的阻尼油添加器，先选用合适的16号针头（即针头直径小于阻尼器孔直径）并锯掉一截，再将阻尼油倒入注射器内，这样就不用再将阻尼器从表体上取下来，而可以直接添加阻尼油了。

6 结束语

通过对扭簧表支撑片的改进，缩短了维修时间，提高了的工作效率，延长了扭簧丝的使用寿命，保证了仪表的可靠测量精度。通过对扭簧式比较仪测力装置进行改进，为产品提供了更准确的测量数值，保证了产品质量，同时改进后的扭簧比较仪也可广泛用于各类薄壁系列圆形产品的测量使用。通过对添加阻尼油方法的改进，可省时、省油、省材料。