從扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的基本結(jié)構(gòu)和工作原理出發(fā),介紹了支承在扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置中的重要作用。通過對目前高精度扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置常用支承技術(shù)即刀口支承、氣體支承的應(yīng)用現(xiàn)狀及特點比較,提出了一種新的支承技術(shù),即撓性支承。撓性支承與刀口支承相比,具有無摩擦、扭轉(zhuǎn)中心穩(wěn)定、高靈敏度的特點。與氣體支承相比,結(jié)構(gòu)簡單、低成本,如果合理設(shè)計可以達(dá)到較高的承載力。因而把撓性支承應(yīng)用于扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置作為杠桿力臂的支撐、旋轉(zhuǎn)部件具有更好的應(yīng)用前景�？蓾M足船舶行業(yè)對扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置高承載、高靈敏度的需求,應(yīng)用于航空、航天系統(tǒng)可滿足其對扭矩校準(zhǔn)小量程、高分辨力的要求。 

【文章來源】：船舶工程. 2020,42(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

德國GTM1kN·m扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置十字鉸鏈

支承技術(shù)在扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置中的應(yīng)用—285—高承載力的需求，也不適于極小量程扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置對高靈敏度、高分辨力的需求。本文在總結(jié)扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置各種支承形式發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用特點的基礎(chǔ)上，提出一種全新的扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置支承形式，即撓性支承，以滿足航天、航空、艦船等行業(yè)對扭矩測量、校準(zhǔn)極值量、高靈敏度和承載力的綜合要求。1扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置基本結(jié)構(gòu)及工作原理靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由力臂杠桿、砝碼、支承、水平調(diào)節(jié)裝置組成。圖1靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置基本結(jié)構(gòu)組成靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置是采用杠桿砝碼式加載原理，在力臂杠桿上加載力值砝碼，從而產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)扭矩值，標(biāo)準(zhǔn)扭矩值通過支承（氣浮軸承、刀口支承等）同軸傳遞到被檢計量器具，如扭矩傳感器，扳子檢定儀等，通過被檢扭矩計量器件的扭矩示值即可得到被檢扭矩計量器具與標(biāo)準(zhǔn)扭矩的示值誤差[3]。T=mgL（1）式中：T為扭矩值；m為加載砝碼質(zhì)量；g為地球重力加速度；L為力臂杠桿長度。由式（1）可知，靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的計量特性主要取決于加載砝碼質(zhì)量m、地球重力加速度g和力臂杠桿長度L的不確定度等。砝碼質(zhì)量m的不確定度與砝碼材料密度、空氣密度、砝碼加載與卸載方式、機械結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的穩(wěn)定度等有關(guān)，力臂杠桿長度L的不確定度與力臂杠桿的材料、結(jié)構(gòu)形狀、支撐結(jié)構(gòu)性能、水平控制精度、杠桿加工工藝與安裝質(zhì)量、同軸度等密切相關(guān)。支承作為扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的支撐和旋轉(zhuǎn)部件，對裝置的靈敏度、分辨力、穩(wěn)定性等起著關(guān)鍵的作用。2支承發(fā)展現(xiàn)狀2.1刀口支承刀口支承由刀口、刀承配對組成，如圖2所示，刀承可采用平刀墊或凹的、凸的球形刀

乇曜甲爸玫募屏刻匭?主要取決于加載砝碼質(zhì)量m、地球重力加速度g和力臂杠桿長度L的不確定度等。砝碼質(zhì)量m的不確定度與砝碼材料密度、空氣密度、砝碼加載與卸載方式、機械結(jié)構(gòu)和質(zhì)量的穩(wěn)定度等有關(guān)，力臂杠桿長度L的不確定度與力臂杠桿的材料、結(jié)構(gòu)形狀、支撐結(jié)構(gòu)性能、水平控制精度、杠桿加工工藝與安裝質(zhì)量、同軸度等密切相關(guān)。支承作為扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的支撐和旋轉(zhuǎn)部件，對裝置的靈敏度、分辨力、穩(wěn)定性等起著關(guān)鍵的作用。2支承發(fā)展現(xiàn)狀2.1刀口支承刀口支承由刀口、刀承配對組成，如圖2所示，刀承可采用平刀墊或凹的、凸的球形刀墊從機械結(jié)構(gòu)上來看，刀口支承實質(zhì)上屬于滾動接觸支承，本質(zhì)上是一種沒有中間滾動元件的滾動接觸支承。加工時刀口的兩側(cè)表面經(jīng)過磨削和拋光，盡可能的使刀口和刀承之間的接觸面有較好的表面粗糙度，從而減小裝置由刀口、刀承摩擦力引入的測量誤差。。在這種支承中，刀口在平支承、凹圓柱或球面支承上滾動，但其滾動由于受到刀承結(jié)構(gòu)形式的限制，不能完成整周的滾動，僅做小幅度的擺動。如圖2所示，刀口支承無法保證裝置可動部分?jǐn)[動中心的空間位置確定不變，且刀刃刀承間總是存在一定數(shù)量級的摩擦力矩，會對裝置的靈敏度產(chǎn)生一定的影響。圖2刀口支承組成示意圖國內(nèi)以刀口支承作為扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的支撐以國防大扭矩一級計量站最具代表性，并據(jù)此建立了不同量程范圍（大到200kN·m，小到毫牛米級）的扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置[1,6]，扭矩校準(zhǔn)、測試能力從0.5mN·m～200kN·m。200kN·m扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置是目前國際上最大量程的采用刀口支承的扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置，不確定度0.01%（k=3）。0.5mN·m扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置是目前國內(nèi)最小量程的采用刀口

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]動力調(diào)諧陀螺儀一體式撓性支承[D]. 劉春節(jié).同濟大學(xué) 2006

碩士論文
[1]靜重式扭矩標(biāo)準(zhǔn)裝置的研制[D]. 肖飛.天津大學(xué) 2012



本文編號：3038982