高准确度扭矩标准机力臂系统设计

发布时间：2019-10-12 09:56

【摘要】：文章说明了力臂系统对扭矩标准机准确度的重要性,简要地介绍了一种高准确度扭矩标准机力臂系统的设计要点,重点说明了力臂长度设计所考虑的因素、力臂结构设计的原则,最后分析了力臂对整个装置不确定度的贡献。根据这些原则设计的0.5 m N·m~10 N·m标准机力臂,满足整机要求。
【图文】：

琬６鈁绻銅≡窳Ρ?的长度太短的话又会使灵敏度下降，最主要的是，过短的力臂长度使砝码加载机构的设计难度大大增加。力臂的长短值是有其矛盾性存在的。以0.5mN·m～10N·m标准机为例，初期设计方案讨论时有两种长度尺寸意见，综合考虑各方面的影响因素，最终决定选用500mm作为0.5mN·m～10N·m标准机的力臂标称长度，这样既可以使两旁的砝码加载机构的升降、回转都有较充足的设计空间，也使得整机机架的更美观。标准力臂的设计采用等刚度设计原则，左右对称，使长度对灵敏度正面影响大于重量对灵敏度的负面影响。图1标准力臂系统（气浮轴承）结构图还须注意，标准力臂输出主轴中心与力臂两侧悬挂钢带的侧面空间平行度是整套装置设计与制造成败的重中之重。设计的标准力臂杠杆系统由气浮轴承、标准力臂、配重、夹紧机构和激光位移传感器水平监测等部件组成，如图1所示。整个标准力臂的设计长度不仅要达到设计规定的准确度，同时还要充分考虑标准力臂的对称性，从而可使其质心、形心在标准力臂的对称铅垂线上。4标准力臂对装置的不确定度贡献以0.5mN·m～10N·m标准机为例，讨论标准力臂对装置的不确定度贡献，主要有以下几点构成[3]。1）标准力臂长度测量引入的标准不确定度分量urel(L1)依据《JJG769-2009扭矩标准机检定规程》中的要求[4]，设计将要求装置的力臂长度最大允许相对误差δ=3×105，按照均匀分布，包含因子k=3，其相对不确定度为：55rel1310()1.7103uLkδ×=

琬６鈁绻銅≡窳Ρ?的长度太短的话又会使灵敏度下降，最主要的是，过短的力臂长度使砝码加载机构的设计难度大大增加。力臂的长短值是有其矛盾性存在的。以0.5mN·m～10N·m标准机为例，初期设计方案讨论时有两种长度尺寸意见，综合考虑各方面的影响因素，最终决定选用500mm作为0.5mN·m～10N·m标准机的力臂标称长度，这样既可以使两旁的砝码加载机构的升降、回转都有较充足的设计空间，也使得整机机架的更美观。标准力臂的设计采用等刚度设计原则，，左右对称，使长度对灵敏度正面影响大于重量对灵敏度的负面影响。图1标准力臂系统（气浮轴承）结构图还须注意，标准力臂输出主轴中心与力臂两侧悬挂钢带的侧面空间平行度是整套装置设计与制造成败的重中之重。设计的标准力臂杠杆系统由气浮轴承、标准力臂、配重、夹紧机构和激光位移传感器水平监测等部件组成，如图1所示。整个标准力臂的设计长度不仅要达到设计规定的准确度，同时还要充分考虑标准力臂的对称性，从而可使其质心、形心在标准力臂的对称铅垂线上。4标准力臂对装置的不确定度贡献以0.5mN·m～10N·m标准机为例，讨论标准力臂对装置的不确定度贡献，主要有以下几点构成[3]。1）标准力臂长度测量引入的标准不确定度分量urel(L1)依据《JJG769-2009扭矩标准机检定规程》中的要求[4]，设计将要求装置的力臂长度最大允许相对误差δ=3×105，按照均匀分布，包含因子k=3，其相对不确定度为：55rel1310()1.7103uLkδ×=
【作者单位】： 中国船舶重工集团公司第704研究所;
【分类号】：TH823

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本文编号：2548001