[发明专利]扭矩测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备测量技术领域，特别涉及扭矩测量装置。

背景技术

在物理学中，扭矩就是使物体发生转动的力矩，其大小等于力和力臂的乘积。扭矩是机械设备的重要工作参数，它反映了机械设备在一定范围内的工作能力。扭矩测量装置可作为机械设备的在线测量装置，用于对设备的实时监视、控制等功能；若能准确、可靠、方便的测出设备的扭矩值，也可以用于故障诊断、改善设备性能等方面。因此，扭矩测量已经成为机械量测量中的一个重要组成部分。

扭矩测量的方法有很多种，针对不同型号的机械设备也会有不同的扭矩测量方法，旋挖钻机等大型旋转机械设备的扭矩参数一般利用杠杆原理进行测量，参见图1。图1为一种典型的扭矩测量装置。

图1所示的扭矩测量装置主要由固定点1a、拉力传感器2a、钢丝绳3a、杠杆4a组成，拉力传感器2a通过钢丝绳3a分别与固定点1a和杠杆4a连接，并且固定点1a、拉力传感器2a、钢丝绳3a均设置在杠杆4a的两端，并关于杠杆4a呈中心对称布置。杠杆4a的几何中心处开有方孔44a，方孔44a为连接被测设备的连接孔。当用该装置测量旋挖钻机的扭矩时，旋挖钻机的钻杆通过方孔44a与测量装置连接，启动旋挖钻机后，其上的动力头旋转产生的扭矩经过钻杆传递到杠杆4a上，杠杆4a发生转动，拉力传感器2a受拉并显示所受到的拉力的大小。拉力传感器2a受到的拉力之和乘以杠杆的长度的一半即为该旋挖钻机运行时产生的扭矩。

显然，使用上述扭矩测量装置时，如果机械设备停靠的位置不够准确，或者机械设备发生摆动，那么杠杆4a的位置就会发生偏移，使得拉力的力臂不再是杠杆的长度的一半，所测得的扭矩值会随之产生较大的误差，这大大降低了测量装置的测量精度。并且，该测量装置两侧的拉力力臂不等将导致两侧的拉力传感器2a受到的拉力差距比较大，可能出现拉力传感器2a超载的现象，容易造成拉力传感器2a损坏等问题。

另一方面，旋挖钻机作业时，钻杆对动力头的反作用力是单一扭矩作用，此扭矩经动力头、桅杆、动臂、上车体传递给底盘，上述每个部件都会对动力头的位置产生影响。可以理解的是，由于这些部件的变形、各个部件之间的装配间隙及其他未知的原因，动力头会向一侧发生偏移，此偏移对旋挖钻机的成孔质量有较大的影响，所以要采取一定的措施测量出这个偏移量并校正。而使用目前的测量装置测量时，两侧的拉力传感器2a受到的拉力不相等，那么动力头就会受到一定的径向力，所以该测量装置不能反映旋挖钻机的实际工作状态，导致研究人员无法定量的研究动力头的偏移情况，对提高旋挖钻机的产品质量非常不利。而这一缺陷也存在于其他被测机械设备的扭矩测量过程中。

如何保证扭矩测量过程中拉力力臂不变，从而准确测量机械设备运行时产生的扭矩，同时保证两拉力相等，以便研究受到纯扭矩作用时设备的工作状态，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种扭矩测量装置，保证扭矩测量过程中拉力力臂不变且仅加载扭矩，从而能够精确测量机械设备运行时产生的扭矩。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种扭矩测量装置，该装置包括处在同一平面内的固定座、传感器、柔性锁链，所述传感器分别与所述固定座、柔性锁链相连接，所述柔性锁链绕过加载盘的圆弧形支撑部，所述加载盘上有用于连接被测设备的孔，所述圆弧形支撑部的圆心位于所述孔的横截面之中。

优选地，所述圆弧形支撑部的圆心与所述孔的横截面的几何中心重合。

优选地，还包括在所述加载盘的两侧中心对称地设置圆形牵引部，并在其横截面的几何中心处设置圆形支撑部，两组关于所述加载盘呈中心对称分布的所述柔性锁链分别绕过两组所述圆形牵引部和所述圆形支撑部，且两所述柔性锁链连为一体。

优选地，所述圆形牵引部为滑轮、轴承或链轮。

优选地，所述圆形支撑部为滑轮组、滑轮、轴承或链轮。

优选地，所述圆弧形支撑部为分布在同一圆弧上的滑轮、轴承或链轮。

优选地，所述柔性锁链为钢丝绳、皮带或链。

优选地，所述孔为方孔、三角形孔或菱形孔或法兰孔。