扭力测试仪功能有那些呢?
扭力测试仪,主要用于检测样品的紧固程度以及其样品某些部件的抗扭性能,以确定样品是否符合扭力要求。主要目的测量瓶盖缩紧或开启时扭矩值的大小,故称之为扭矩仪;扭力是使物体发生转动的力。扭矩在物理学中就是力矩的大小,等于力和力臂的乘积,国际单位是牛米Nm,主要用于检测样品的紧固程度以及其样品某些部件的抗扭性能,以确定样品是否符合扭力要求。主要检测瓶装包装产品瓶盖锁紧、开启的扭矩值大小,是生产单位离线或在线重点控制的工艺参数之一。可检测动力机械输出的转矩、转速、功率。如电机、内燃机、液(气)压马达、曳引机、石油钻机等。可检测传动机械输入、输出的转矩、转速、功率、效率。如减变速机、电动阀门、离合器等。可检测钢性传动件的可承受转矩。如石油钻机钻 杆、煤矿山体固定锚杆等。可检测制动机械的制动转矩。如制动器、失电保护器、汽车涡流减速器、吊车减速器、刹车等。可检测旋转工作机械需要的转矩、功率。如发电机、水泵、风扇、搅拌机等。可检测运动付摩擦转矩。如汽车传动球头与球头座、船舶尾轴与尾轴套、滚珠丝杠与螺母等。数显扭矩测试仪用途数显扭矩测试仪主要用于检测和校正各种电动风动螺丝批、扭矩起子、扭矩扳手的扭矩,各种产品涉及拧紧力的测试,零件扭转破坏性试验等,具有操作简单,精度高、功能全、携带方便等特点,广泛应用于各种电气、轻工、机械、制造、科研机构等行业。
首先,扭力工具不管是什么形式,数显的、表盘的、预置式…都是需要检定的,一般是一年一次,使用频率高可半年一次。
检定方式就如其他楼层提到的,
1、送计量部门检定,出检测报告,费用几百上千不等,
2、自己购买检定仪,自己操作
例如这种
MDJ扭力扳手检定仪
天煜达
通俗讲是一回事。
扭矩传感器,主要用于实时监测传动轴各处的扭矩,进而利用力矩传感器实现机器人的柔性控制和人机协作。为了研究机器人的扭矩传感器,首先进行了力学分析,确定了应变片的粘贴位置然后对应变片的变形进行了分析进而运用有限元分析软件对扭矩传感器进行了材料的选择和本体的优化设计了信号处理电路最后利用标定装置对传感器进行了静态标定,通过分析获得传感器的灵敏度、线性度和迟滞等性能指标。
扭矩扳子-也叫扭力扳手或扭矩扳手,力矩就是力和距离的乘积,在紧固螺丝螺栓螺母等螺纹紧固件时需要控制施加的力矩大小,以保证螺纹紧固且不至于因力矩过大破坏螺纹,所以用扭矩扳手来操作。首先设定好一个需要的扭矩值上限,当施加的扭矩达到设定值时,扳手会发出“卡塔”声响或者扳手连接处折弯一点角度,这就代表已经紧固不要再加力了。虽然现在国产、进口扭矩扳手的型号、样式各异,但由于工作原理相同或相似,所以在使用中有很多相同之处。通过多年的使用和检定,我们总结出一些扭矩
扳手的使用经验与常识。
1. 扭矩扳手只能用作安装紧固件(螺栓、螺母) 时测量其安装力矩使用,绝不能作为拆卸工具去拧松已拧紧的紧固件。不能敲打、磕碰或作它用。使用时轻拿轻放,不许任意拆卸与调整。绝对不能当锒头使用,敲击工件;严禁用尖硬物碰撞和用强溶剂擦拭数显式扳子的面板及显示区域,以及预置式扳子的刻度窗部位;
2. 在使用扭矩紧固件的场合尽可能带上护目镜,这样可以在突发情况下保护操作者的眼部。
3. 为了保证工作人员正确使用和测量值的准确,防止对工具、设备的损害,必须确保所施加的扭矩值在扭矩设备的范围内,在使用扭矩设备前请正确了解扳手的最大量程,不
能乱用。选择扳手的条件最好以工作值在被选用扳手的量限值20%~80%之间为宜。
4. 紧固时应使用正确的接头,否则会导致施加的扭矩出现人为误差。接头应接触紧密有足够硬度。
5. 从加载的安全考虑,在扳手手柄上尽量使用拉力而不是推力。要调整操作姿势,防止操作失败时人员跌倒。
6. 使用中应平稳施力,请勿强烈冲击、磕碰及跌落;使用后,擦拭干净放入盒内,不可到处放置。定值扳手使用后要注意将示值调节到最小值处,以保证其准确度及使用寿命。否则,往往会使定值扳手提前失效或损坏。据统计,许多定值扳手的非正常性损坏就是由这个原因引起的。这是由于扳手内
的弹簧如果经常处于压缩状态,不能松弛,就会造成弹簧发生永久形变,而这种情况下的扳手是不能修复的(除非更换弹簧) 。所以在实际工作中,无论是使用或保存,都一定要注意这一点。
7. 使用时应严禁在尾部加套管或长柄,有专用配套附件(长柄或套管) 除外。力必须加在手柄尾端,使用时用力要均匀、缓慢。要正确区分扳手柄被锁住了还是扳手润滑不好这两种情况,以使扳手调节到需要的扭矩值。定值扳手锁环处于“锁住”时,不要强行转动手柄。当锁环处于“不锁住”时,调节数值,工作值选定后,使锁环处于“锁住”后进行工作。
扭矩检定实用探讨
目前,手工定量控制螺栓拧紧的方法是使用扭矩扳手来拧紧,控制螺栓拧紧过程的目的是使螺栓的轴向拉伸力恰到好处,并以此达到螺纹副的可靠联接。因此,扭矩的控制在各种机械类、电子类产品的开发研究、测
试分析、质量检验、型式批准、定型鉴定和节能、安全或优化控制等工作中成为必不可少的内容,也使得定期的扭矩测量和检定十分必要。
一、扭矩检定专业知识
1.扭矩专业知识
(1)扭矩的定义
作用在物体上偏离旋转中心的地方、使物体产生旋转方向的变形或可能产生转动的力和长度的复合作用,称之为力矩或扭矩。物体在扭矩作用下转动的中心成为矩心,矩心到力作用线的垂直距离称为力臂,则扭矩M 等于力F 和力臂L 的乘积。使物体顺时针
方向转动的扭矩为正,反之为负。如图1中M1=F1L1,M2=F2L2 。
(2)扭矩的分类
扭矩扳手按所使用的动力源,一般分为手动、电动、气动和液压四大类:手动基本上指手动扳手;气动是以压缩空气为动力的;电动是指交、直流电都可以作为电源的;液压类的与气动类似,但液压源是由液压油提供。
按工作原理分类,扭矩扳手可分为指示式和定值式两大类,指示式可细分为数显式和
指针式,定值式可细分为机械定值式(又称预置式)和电子定值式。
扭矩扳手按其状态又可分为静态扭矩和动态扭矩两大类:静态扭矩是指不长的时间内扭矩值不随时间变化或随时间变化很小和很缓慢的扭矩,包括静止扭矩、恒定扭矩、缓变扭矩和脉动扭矩;动态扭矩是指扭矩值随时间变化很大和很快、甚至换向的扭矩,包括振动扭矩、随机扭矩和过度扭矩。报响式扳手又称预置式扳手,属于定值式类,这类扳手可分为机械定值式和电子定值式。
二、扭矩扳子的主要技术指标
1. 示值相对误差:扭矩扳子示值相对误差e (%)=(扭矩扳子刻度值-测
试仪刻度值)/测试仪刻度值×100
2. 示值重复性误差:
扭矩扳子示值重复性误差(r %)=(测试仪刻度值-测试仪刻度值)/测试仪刻度值×100
通常情况下,考核和衡量扭矩扳子的品质,主要有五个方面的指标:一是各种功能性,二是示值相对误差,三是示值重复性误差,四是长期稳定性,五是使用安全性。人们在选择扭矩扳子时往往只注重各种功能性、示值相对误差和示值重复性误差,而忽略了长期的稳定性和使用的安全性。示值相对误差和
示值重复性误差通过扭矩检定仪可以直接检测出来,稳定性和安全性只有通过使用和长期的跟踪检测才能体现出来。
2.扭矩检定仪的选择
扭矩测试仪基本上是为了检定扭矩扳手及向光扭矩设备而设计生产的,扭矩追溯系统中属于中间衔接部分,故对扭矩测试仪必须要有以下基本要求:合格的扭矩精度等级、完整的扭矩检定报告、完整的检定追溯系统和符合实验室的高要求质量,如图2所示。
(1)分辨力
对扭矩扳手检定仪的分辨力,一般要求是:指针式最小分度值应Mmax A/200,A 为准确度等级的等级数;数字式的最小有效数字增量应MmaxA/1000且为1、2、5、乘以10的整数次方,A 为准确度等级的等级数;例如0.5级、额定扭矩为1000N.m 的数显扭矩扳手检定仪的有效最小数字增量不大于0.05N.m 。
(2)量程、准确度选用
扭矩扳手一般的工作范围是测量上限值得20%至测量上限值,部分测量下限高于测量上限的20%,工作范围从测量下限开始。新制造和修理后的扭矩扳手应以测量上限值的120%加载值进行超负荷试验。 其给出标准扭矩值的扩展不确定度为被检扳手准确度等级的1/3~1/10,或检定仪的准确度等级应优于被检扳手准确度等级的1/3;特殊的扭矩扳手检定仪不受次限制,但起点不得小于最大扭矩之的5%,且分辨力足够、延伸范围经检定合格。
(3)个案例举
针对预置式扭矩扳手,在选用检定装置时,由于其本身精确度等级为3~10级,按量传体系的三倍关系,应选用准确度等级至少为2级,通常为1级的扭矩检定装置。
与此同时,根据扭矩扳手的检定规程对扭矩测量仪分辨力的要求,应事先确定所选用的测量装置各量程的分度值符合要求:检定仪必须具备峰值保持功能,具有足够的响应速度,最好还应具有能保持扳手处于正确的检定方位和加载作用点可调的功能。
三. 扭矩检定的实际操作
(1)准备工作
为了确保数据真实,检定前应作检定装置和扳手的外观检查,确定无误。扭矩扳手检定装置应在预热和预扭后调整零位,扭矩扳手应在实验室内放置足够长的时间按达到等温度要求,在三次预扭后调好零位,扭矩
扳手预扭后调好零位等再开始检定,数显扭矩扳手也应预热。
另外,严格地说,扭矩扳手的检定的工位(指扳手杆身处于水平位置或垂直位置)也是由要求的,在什么位置使用就应什么位置检定,对某些初始零位不很确定的指针扳手或数显扳手更应这样,并且检定装置应具有完整的加载定位机构,帮助固定扳手的检定位置。
(2)基本操作过程
按照扳手的额定值正确选择检定装置的量程,开机预热后,将外观检查正常的扳手在检定装置上按额定值预扭三次;取下扳手,调节好检定装置的零位并选用其峰值保持
功能,手动设置扭矩扳手的预置值为检定点,将扳手正确安装在检定装置上预扭三次,按照选定的检定点平稳施加扭矩到发出听觉或其它指示信号后立即停止加载、卸除载荷使扳手恢复常态,读出和记录各点的指示值,至少三次反复该过程完成该点的检定,重新设置下一个检定点重复以上过程知道完成全部检定。
其中,在检定指针式扭矩扳手的过程中,应首先保证双眼平视会聚于指针的转动,确保对指针与度盘刻线重合位置的判读正确;其次,保证对零操作的位置正确,也就是保证使用位置与检定位置与零位置三者一致。
为保证这一点,应使用具有稳定慢速加载功能的检定加载机构。检定顺序从小扭矩值至大扭矩值,每点每次需间隔5s 以上,在检定完每点每次的数值,需将力量完全释放,再做下一次(需注意每点扭矩值之重复度不可误差太大)。
(3)个案例举
手动示值式扭矩扳手在检定时,则应按照扳手的额定值正确选择检定装置的量程,开机预热后,将外观检查正常的扳手在检定装置上按额定值预扭三次;取下扳手,按检定工位分别调节好扳手和检定装置的零位,将扳手正确安装在检定装置上,按照选定的检定点施加扭矩到检定值,读出和记录各点的
指示值,逐级施加扭矩到额定值后,卸除加载,并检查扭矩扳手的指示回零情况;重新调整零位后重复以上步骤进行第二次检定,此过程至少进行三次。
注:指针式有从动指针的必须带从动指针进行检定。双向扭矩扳手应进行双向检定,同样要进行反向预扭三次在按上述步骤进行反向的检定。
(4)检定周期
扭矩扳手的检定周期应主要按照扳手的结构特点和使用频度综合确定:普通扳手短则一个月、最长不得超过一年(一年通常只是用于指针式和数字式扳手);电动和气动扳手在使用要求高的场合应每周甚至每天检
查一次;预置式扳手则要按照使用频度通过细致监控来确保能正常使用,一般连续使用检定周期不应超过3个月。当用于扭矩控制精度要求较高的工位和重要岗位时,建议每班使用前检定一次。
而对于新制造、改装或修理后的扭矩扳手检定仪而言,一般需进行两次检定合格方准使用。这两次间隔时间为3个月,以后检定合格周期延长,但最长不得超过1年。
1.预置式扭力扳手不能用于拆卸螺丝
从严格意义上说,扭力扳手是一种计量器具。特别是业内普遍使用的机械预置式扭力扳手,只能用于在拧紧螺丝时确定扭矩,绝不能作为拆卸工具去拧松已经紧固的螺丝。
预置式的扭力扳手通常为单向使用,在顺时针紧固螺丝并达到预设力矩时,推动连杆,产生瞬间脱节效应和提示声响。虽然可以通过棘轮的拨片切换为逆时针操作,但仅能用于拧出已经松脱的螺丝。
其原理是,螺丝紧固状态下的静摩擦力远大于松脱状态下的动摩擦力,特别是螺丝安装一段时间后,松开螺丝所需要的扭矩远大于拧紧时的扭矩(可达到1.5倍),反向使用容易使扳手内部杠杆卡死,导致正向使用时无法提示,造成不可逆转的损伤。
有的预置式扭力扳手,如ParktoolTW-5、TW-6则可以双向测量扭矩,但同样,逆时针操作并不是用来拧松螺丝的,而是用来拧紧反向螺纹的。
因此,在拆卸螺丝时,建议大家先使用普通扳手拧松,再用扭力扳手或棘轮扳手提高拆卸速度。
▲ParktoolTW-5(下)和TW-6(上),属于机械预置式扭力扳手
2.选择正确的量程
预置式扭力扳手通常有一个可以调节的扭矩范围,称为“量程”。一支扳手的量程越小,精度越高。而自行车上各种紧固件的标准扭矩跨度很大,所以整车安装至少需要两支不同量程的扭力扳手,比如ParktoolTW-5(3-15N•m)和TW-6(10-60N•m)。
为了防止对扳手和零件的损害,在使用扭力扳手前,务必正确了解扳手的大扭矩,使用中必须确保所施加的扭矩值在扳手的量程内。一般来说,选择扳手时,是工作值在该扳手量程的20%~80%之间。例如,后拨固定螺丝的标准扭矩约为15N•m,我们应该选用ParktoolTW-6(10-60N•m)而不是TW-5(3-15N•m),这样可以确保扳手内部结构不会经常触及临界点,增加扳手的使用寿命,保证长期使用的准确度。
▲ParktoolTW-2属于表盘式扭力扳手,表盘上显示实时扭矩,可以双向测量,价格相对便宜,但用起来没有预置式方便
3.保持正确的施力过程
在对扳手施力前,请确保扳手头和螺丝已接触紧密,扳手没有明显倾斜,手持的部位应在扳手手柄后端,同时锁上调节旋钮,这些对测量精度至关重要。除有配套长柄或套管的工业扭力扳手外,使用时万万不能为了增大力臂而在尾部套加加长杆。
拧紧螺丝的过程中,越是接近预置扭矩越是应当平稳缓慢用力,不可以使用冲力,以免超出标准扭矩。一些的数显预置式扳手带有提示功能,接近预置扭矩时会通过LED灯提示用户平稳用力。达到预置扭矩后,应立即停止用力,因为此后扳手会成为一个呆扳手,如再用力,将会超过预置扭矩。近几年市场上已出现了带有过载保护的打滑式扭力扳手,当达到预置力矩时会自动打滑。
▲带有扭矩指示灯的数显预置式扳手
4.保护弹簧
决定预置式扭力扳手精度的关键组件是内部的扭矩弹簧。使用前后,务必将扳手存放盒内,尤其要注意将示值调节到小处,也就是弹簧松的状态,以保证其准确度及使用寿命。如果弹簧长时间于压缩状态,就会发生形变,许多预置式扭力扳手的非正常性损坏就是由这个原因引起的,而且在这种情况下,扳手是不可能被校准修复的,除非更换弹簧。
为了保护弹簧和确保精度,调整扭矩值时,也有一些虽然繁琐但是确有必要的注意事项。一是要平稳地旋转调节旋钮;二是每次闲置后取用时,要从小示值到大示值满量程调整2-3次,进行润滑,这称为“预热”;三是由低示值向上调整到所需扭矩,比如当前扭矩为14N•m,接下来要设定10N•m,应该先调整到9N•m,然后再调整到10N•m。
▲机械预置式扭力扳手结构图
5.及时检定误差
尤其要注意的是,扭力扳手作为计量器具,误差会随着使用或存放时间的增加而逐渐增大,从质量和负责的角度出发,需要定期检定校准。
对于正常使用的,检定校准周期为累计使用5000次;对于半年内使用不满5000次的,每半年检定校准一次;对于全新从未使用过的,首轮可以1年校准一次;对于高处跌落或受到重大撞击的,应及时校准一次。如果使用频率很小,周期可以适当放宽。根据ISO6789的要求,小于等于10N•m容许的偏差为6%,大于10N•m容许的偏差为4%。
一般来说,扭力扳手厂商并不提供检定校准的售后服务,需要找配有扭矩扳手检定仪的计量技术机构进行,各地省级计量检定技术的单支单次检定费用通常在200-300元之间。此外,如汽车制造、飞机维护等一些需要进行精密机械安装维护的企业日常工作需要大量使用扭力扳手,通常有专门部门从事检定校准,大家如有门路,也是一个不错的渠道。
同时,出于对态度、成本和便利性的考量,很少有车友和车店会及时将扭力扳手送检,在此也希望引起大家重视。
▲Nobar扭矩扳手检定仪
6.购买适用的扭力扳手
对于爱好自己动手的专业车友,一支扭力扳手的实用性和重要性无需多说。即使对普通车友而言,我也建议至少使用扭力扳手一段时间,感受一下各个范围的扭矩值,并逐步尝试通过手腕、手臂和体重参与发力来控制大概的扭矩。
在购买选择上,有自行车品牌和工业品牌两个方向。目前Parktool、Topeak、SuperB、IceToolz等自行车工具品牌都推出了扭力扳手,不需要再花费太多精力挑选量程、接头和附件。但专门制造扭矩设备的工业品牌在质量上更为可靠,如精度和耐用性上佳的国外品牌Norbar(英国诺霸)、Snap-On(美国实耐宝)、TOHNICHI(日本东日),性价比高的国产品牌准达等等,在企业应用中评价都较好。
▲我目前使用的扭力扳手是东日QL12N4
▲TopeakTPS-SP07和IceToolzE219(右),属于简化的表盘式扭力扳手
不想花费太多的话,那么简化的表盘式扭力扳手也是不错的选择,当然,精度和操作手感会逊色不少。如果一分钱都不想投入,那也有更阳春的方法,如用手提秤勾住内六角扳手尾部垂直用力,钩子同扳手头之间的距离(单位换算成米)乘以手提秤示值,即为当前扭矩的大约值,不理解的同学请复习力矩相关概念。
扭力扳手检定仪操作方法1、在使用扭力扳手检定仪之前,先检查仪器电量是否充足,若电量不足,请先充电(充电时也可使用)。2、将被检物的四方测头放入该检定仪的承力四方孔内,同时使用得被检物另一端的手柄在高度调节块上方(若长度不够时,可自由调节整套加载装置)。3、打开电源开关,显示的扭矩值为零,如果不为零,则按清零键,将扭矩值清零。4、测试前,需设置好上下限值、很小存储值、很小峰值保持值、自动峰值时间、自动关机时间、重力加速度等。①、上限值设定:用户设定上限值,根据需要自由设定,达到上限值即自动声光提示,上限值不高于满量程。②、下限值设定:用户设定下限值,根据需要自由设定,达到下限值即自动灯光提示,下限值不得高于设定的上限值。③、很小存储值设定:用户根据存储需要设定很小存储值,小于该值的数据将不被储存。④、很小峰值保持值设定:用户根据峰值,自动峰值测量需要自由设定,小于该值的数据不被峰值保存。⑤、自动峰值时间设定:用户根据自动峰值测量状态下峰值需要保持的时间从1秒~99秒自由设定。⑥、自动关机时间设定:无操作状态下,自动关机时间从0分钟~9分钟可自由设定(当设置为0分钟则表示为解除自动关机)。⑦、重力加速度设定:用户可根据本地区的位置设定重力加速度值,本机默认9.794。⑧、恢复初始设置:用户操作不当或多次更改数据出现混乱,可以通过此项设置来把1~7的数据恢复到出厂状态。