预置式扭矩扳手示值调校

孙钦密 / 河南省计量科学研究院

预置式扭矩扳手示值调校

孙钦密 / 河南省计量科学研究院

0 引言

扭矩扳手是一种带有扭矩测量机构的拧紧器具，广泛应用于建筑工程、装配生产线、机械制造等行业，主要是紧固螺栓和螺母等，它对于保证工程质量，保证连接紧固，确保使用安全等有重要作用。

扭矩扳手按制造、测量原理一般分为示值式和预置式，在送检的扭矩扳手中，大约有三分之二为预置式，因此预置式扭矩扳手的示值检定是一个非常重要的工作。

在日常的计量检定工作中，常会出现扭矩扳手示值超差现象的发生，这既影响计量检定工作的及时性，又严重影响用户的生产使用，因此有必要探讨其示值的调校方法。

1 预置式扭矩扳手的工作原理

预置式扭矩扳手也叫咔嗒式扭矩扳手，外观和内部构造如图1和图2，图3是扭矩扳手内部结构简图。

图1 预置式扭矩扳手外观图

图2 预置式扭矩扳手内部构造图

图3 预置式扭矩扳手内部结构简图

国内外生产的预置式扭矩扳手的原理基本一致，都是采用杠杆原理，即利用弹簧3套在顶杆上向扭矩释放关节施压，因为弹簧的弹力与弹簧的压缩量成正比。当预置一定的弹簧压缩量，弹力达到一定值后，根据设计同时达到一定的扭矩值。扳手杆在方榫的扭转下带动杠杆绕销轴2转动，其达到一定的扭转角度下克服弹簧压缩力而达到平衡时，扳手杆与杠杆和弹簧在一条直线上。如果再施加扭矩，此时杠杆就会迅速失稳而会在敲击处敲打扳手外壳而发出咔嗒声，此时峰值捕捉判断扭矩扳手达到预置扭矩值，检定时根据此时标准器的示值作为当前扭矩预置值的标准测量值。

2 检定示值差异的调校

检定扭矩扳手时，采用扭矩标准装置，传感器旋转而扭矩扳手不动，将方榫与传感器同轴对接，扳手杆水平放置并使加力分度线在挡臂处。对于指针式或示值式扭矩扳手，示值的调整直接调其杠杆比即可达到使用效果。对预置式来说，数显式的可通过调整其电位器或内部校准程序来达到示值要求，但对机械式通常需要通过物理调节。对于扭矩扳手，其最低值通常在额定量程的20%左右，如果示值超差，则可通过调整其扭矩标尺的方法来实现。但对其他各点的调校需要通过校准孔来实现。对大部分应用的扭矩扳手，其示值的调校需要调整如图3所示的调整螺钉。怎样实现示值调整呢？看图3中的杠杆。调整螺钉顺时针拧紧时，杠杆会向下运动，杠杆与连接板绞接点也向下运动，角度α3变小，那么施加在绞接点处对杠杆的逆时针方向的力为

随着角度α3变小，F1值也变小。假定此时作用在扳手杆上的向上的力为F,那么扳手杆与杠杆绞接处需要克服杠杆力的作用的力F2为

随着角度α3变小，扳手杆与杠杆的绞接点上升，角度α1也变小，F2值也变小。因此需要克服杠杆反作用力而施加到扭矩标准装置上的扭矩值也变小，这就实现了扭矩示值的减小。反之，逆时针调整螺钉时，杠杆会向上运动，角度α3变大，角度α1变大，F2值也变大。相应的F1也随之增大，至此扭矩的示值也会增大。当然，调整螺钉的位移量非常小，但是经过杠杆放大后，其示值的变化就变得比较明显了。

是不是扭矩示值的调整就结束了呢？显然不是这样的。对于各类计量仪器的校准一般取其量程的60% ～ 80%点进行，但扭矩扳手通常在其满量程处调整，然后再往下进行。如果压缩弹簧的线性没有太大的变化，经过调校可达到满意的示值范围；如果压缩弹簧的线性变化较大，甚至出现破损，那就需要更换压缩弹簧或者整个扳手都要报废了。因此，调校也并不一定能达到百分之百的效果，需要根据实际情况灵活应对。

3 结语

预置式扭矩扳手由于使用的频繁性以及市场占有率较大，其正常的使用和示值的调校显得尤为重要，正确、及时地对扭矩扳手进行示值调整，既满足了用户的需求，又避免了材料和生产力的浪费，达到了节约能源、降低耗材的双重效果，对保证生产生活有至关重要的作用。当然，预置式扭矩扳手的生产厂家众多，其调校方法并不一定与本调校方法相同，这也为进一步探讨提出了新的要求。

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