浅析扭矩计量检测装置与检测方法

齐鹏　卢帅帅　王飞

【摘 要】现阶段，我国工业生产得到快速发展，成为我国经济发展的支柱产业。在工业生产过程中，会出现各种形式的扭矩，为准确测量力矩与扭力的设定情况，需要使用扭矩检测装置，因此，一定程度上促进了扭矩装置设计和检测技术的发展。本文对扭矩计量检测装置与检测方法进行分析，旨在提高人们对扭矩检测装置和检测方法的认识。

【关键词】扭矩计量；检测装置；检测方法

0 引言

在工业生产过程中，扭矩检测装置不可或缺，采用扭矩计量检测装置，可以精准检测某部件的扭力或扭矩值，确保能够扭紧装置，使所生产的产品能够安全稳定运行。扭矩检测装置在工业生产过程中具有重要作用，通过科学、合理的检测装置及方法，确保扭矩检测的准确性。

1 扭矩计量检测装置

1.1 油封连续旋转扭矩检测装置

传统的油封连续旋转扭矩检测装置，借助于刚性连轴器或者是弹性连轴器，连接扭矩传感器和被测油封，在连续旋转等条件下对油封进行扭矩检测。该连接方法可能会导致扭矩传感器受到弯矩的干扰，原因在于机械加工过程中误差是不可避免的，并且装配时同心度得不到保证，导致试样轴心和传感器轴心的同心度得不到保证。扭矩传感器作为一种元件，非常敏感，要保证其不受到弯矩的干扰，特别是两端的输入输出轴。如果扭矩传感器两端的输入和输出轴受到了弯矩干扰，扭矩传感器的输出值就会受到影响，会偏离真实值。为了解决油封连续旋转扭矩检测装置存在的这一问题，可以采取的方法是在电机与扭矩传感器之间连接连轴器，这可以使轴心不同，对扭矩测量精度产生的影响大大减小。但是这种解决方法的缺点是装置的整体结构会被大大延长，并且占用空间较大，由于传感器、被测件以及电机之间需要进行多个环节的连接，会使测量精度受到影响。

1.2 高阻尼橡胶传动组件扭矩检测装置

高阻尼橡胶传动组件扭矩检测装置，主要检测的产品是橡胶吸盘，其工作台上装有报警灯和操作台，工作台上方装有夹具，起到限制橡胶吸盘外圈转动的作用，橡胶吸盘内圈上连接有扭转机构，起到的作用是使橡胶吸盘内圈相对于外圈转动，此外，扭转机构不仅设置有扭矩传感器，其输入端连接着动力装置。报警灯以及操作台通过信号的形式与扭矩传感器进行连接。

1.3 大规格矩形截面扭簧检测装置

大规格矩形截面扭簧是一种矩形截面扭簧，其外径大于Ф100mm，截面大于8mm×6.4mm，如图1所示为矩形扭簧的结构和检测要求。本例中的扭簧是某弹射装置中的核心零件，起到的作用是实现弹射功能，为了保证扭簧使用机械性能的正常发挥，需要按照设计要求对扭簧进行扭矩检测和立定处理。该扭簧结构与传统的扭簧结构存在较大不同，其突出特点是无外梁壁、规格大、扭矩检测和立定处理过程中需要扭转很大的角度，其最大扭转角度可达162°，立定处理过程中最大扭转角度可达195°，可以直接使用的检测设备，市场供应商较少，因此，为解决这一问题，综合考虑矩形截面扭簧模型结构的特点，设计了一种比较实用的扭矩检测装置。

2 扭矩检测方法

2.1 扭矩传感器检测方法

传统扭矩传感器检测方法，主要为以下两种方法：1）在被测对象以及驱动设备之间连接扭矩传感器；2）是检测之前在被测对象的相关部位贴应变片。第一种检测方法普遍适用于连续旋转，存在的不足之处是安装时要求较高。用于一些较小的工件时，检测结果会受到扭矩传感器安装的影响，并且在装夹时难度较高。此外，检测结果还可能受到传感器自身负载效应的影响；第二种方法对被测对象表面提出了很高要求，在测量连续旋转对象方面不适用。对于一些对检测要求不高的物件，通常可以采用无扭矩传感器检测，该方法在实时监测扭矩变化的疲劳试验方面很适用。

2.2 重载复合驱动系统检测方法

重载复合驱动系统，需要实现的是机器人关节臂的精准定位和大负载驱动，需要借助于伺服电机的高精准度以及液压系统的较大负载能力，在充分发挥各自优点的基础上，借助于液压马达对平衡关节臂载荷通过扭矩进行跟踪，并且在关节位置处对伺服电机进行随动跟踪，确保关节臂能够同步跟踪伺服电机，实现最终目的。同时，要将负责驱动关节型机械臂的伺服电机的定位功能和承载功能进行部分分离，并且在液压系统的辅助下实现复合伺服驱动，进而将机械臂的承载能力予以大幅度提高，确保在重载荷条件下关节臂还能够保持较高的定位精度。

2.3 联合收获机脱粒滚筒扭矩检测方法

脱粒滚筒扭矩测量方法主要有两种，分别为扭矩传感器和皮带张力。研究得知，测量滚筒的扭矩在滚筒轴上安装应变片就可以实现。考虑到滚筒轴刚度较大，不会出现明显的形变可以采用扭矩传感器，但是存在系统结构复杂，安装不方便的缺点。对于皮带张力而言，滚筒负荷变化会通过皮带张力灵敏地反应出来，并且滚筒负荷与滚筒扭矩存在比例关系。

3 总结

本文对扭矩检测装置以及检测方法进行分析，使人们能够对扭矩检测装置有了一个认识，认识扭矩检测的重要性。随着科技发展，扭矩检测装置的种类及检测方法越来越多，为了提高产品精度，其应用领域越来越广，为来将会有更好的发展前景。

【参考文献】

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[责任编辑：杨玉洁]