一种空气轴承式扭矩标准机，包括基座、标准力臂、空气轴承、砝码加载装置、减速机、伺服电机、输出主轴、位移传感器和扭矩传感器。标准力臂通过输出主轴安装在空气轴承上，空气轴承固定在基座上，标准力臂两端设置有砝码悬吊部件；减速机安装在基座上，由伺服电机驱动，减速机的水平输出轴中心线与输出主轴的中心线在同一直线上；扭矩传感器设置在减速机的水平输出轴与输出主轴之间；位移传感器设置在基座上，用于检测标准力臂的水平状态；砝码加载装置设置在基座的两侧、标准力臂的砝码悬吊部件下方，砝码加载装置包括至少一个砝码，砝码加载装置能够使至少一个砝码悬挂在砝码悬吊部件上，从而作用在标准力臂上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及扭矩测试领域，特别涉及一种空气轴承式扭矩标准机。
技术介绍
随着我国工业水平的不断发展，扭矩传感器的检定与校准需求越来越大，尤其是大量程、高精度扭矩传感器的检定与校准需求越来越高。近年来，许多科研单位和生产厂家都在使用进口的扭矩传感器，而国内的常规扭矩标准机已经无法为其检定或校准，导致这些扭矩传感器无法溯源，为其进一步的使用带来了很多困难。目前，中国计量科学研究院保存着三台扭矩基准机，量程分别为50Nm、IkNm和5kNm，其扩展测量不确定度都为0.01% (k = 3)，都采用刀口支承。另外，国家计量院研制了 10Nm扭矩标准机，其扩展测量不确定度小于5 X 10 5 (k = 2)，半自动加载，采用了空气轴承支承，减小了摩擦扭矩，提高了扭矩标准机的精度等级。中船重工第七O四研究所研制的50kNm扭矩标准机采用刀口支承，全自动加载，其扩展测量不确定度为0.05% (k = 2)。不难发现，国内的扭矩标准机在量程或精度上受到了制约，对大量程、高精度的扭矩传感器的检定或校准存在一定的困难，在一定程度上阻碍了国内工业的发展，加大了与工业发达国家之间的差距。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种高精度、大量程的空气轴承式扭矩标准机，其量程达到20kNmo本公开采用的解决方案是:一种空气轴承式扭矩标准机，包括基座、标准力臂、空气轴承、砝码加载装置、减速机、伺服电机、输出主轴、位移传感器和扭矩传感器；其中所述标准力臂通过所述输出主轴安装在所述空气轴承上，所述空气轴承固定在所述基座上，所述标准力臂两端设置有砝码悬吊部件；所述减速机安装在所述基座上，由所述伺服电机驱动，所述减速机的水平输出轴中心线与所述输出主轴的中心线在同一直线上；所述扭矩传感器设置在所述减速机的水平输出轴与所述输出主轴之间；所述位移传感器设置在所述基座上，用于检测所述标准力臂的水平状态；所述砝码加载装置设置在所述基座的两侧、所述标准力臂的砝码悬吊部件下方，所述砝码加载装置包括至少一个砝码，所述砝码加载装置能够使所述至少一个砝码悬挂在所述砝码悬吊部件上，从而作用在所述标准力臂上。优选地，所述输出主轴上设置有第一液压抱闸，所述第一液压抱闸固定至第一挠性联轴器的一端，所述第一挠性联轴器的另一端固定至第二液压抱闸；所述减速机的输出轴上设置有第三液压抱闸，所述第三液压抱闸固定至第二挠性联轴器的一端，所述第二挠性联轴器的另一端固定至第四液压抱闸，所述扭矩传感器设置在所述第二液压抱闸与第四液压抱闸之间。优选地，所述减速机通过直线导轨安装在所述基座上。优选地，所述基座采用铸造件。优选地，所述标准力臂的有效长度为1.6m，材料为合金钢。优选地，所述标准力臂包括:前主梁、后主梁、边刀固定件、边刀；彼此平行设置的前主梁和后主梁位于所述空气轴承两侧，且所述输出主轴穿过前主梁的中心孔和后主梁的中心孔；前主梁和后主梁组成力臂杠杆，所述力臂杠杆以主轴所述输出主轴为转动轴，前主梁和后主梁分别连接至连接件组件的两侧，以加固所述力臂杠杆；两个边刀固定件分别位于力臂杠杆的左右两端，每个边刀固定件的两侧分别固定至前主梁和后主梁，且边刀固定件与前主梁和后主梁相垂直，边刀以刀刃向上的方向固定在边刀固定件上。优选地，所述连接件组件包括四个连接板，所述四个连接板分为位于所述输出主轴两侧的两组，每组包括两个连接板，该两组连接板相对于经过所述输出主轴轴线的竖直面对称，且每组中的两个连接板相对于经过所述输出主轴轴线的水平面对称，所述四个连接板中位于对角位置的任意两个连接板相对于所述输出主轴轴线中心对称。优选地，所述砝码加载装置包括:旋转升降台，所述旋转升降台能够正反向旋转以及沿竖直方向升降；承载部件，所述承载部件设置于所述旋转升降台上，能够随所述旋转升降台旋转和升降；以及砝码组，所述砝码组包括至少一个砝码并由所述承载部件承载，所述砝码组中的一个或多个砝码能够通过所述砝码悬吊部件悬吊至所述标准力臂上。优选地，所述旋转升降台包括:底座；升降机构，设置于所述底座上，所述升降机构包括升降驱动电机、能够上下移动的第一承载部件、连接至所述升降驱动电机和所述第一承载部件的升降传动机构，所述升降传动机构用于将所述升降驱动电机的旋转运动转换为所述第一承载部件的上下移动；旋转机构，所述旋转机构包括旋转驱动电机、能够转动的第二承载部件、连接至所述旋转驱动电机和所述第二承载部件的旋转传动机构，所述旋转传动机构用于将所述旋转驱动电机的旋转运动传递至所述第二承载部件；以及支撑机构，所述支撑机构将所述第二承载部件支撑于所述第一承载部件上方并允许所述第二承载部件转动。优选地，所述升降传动机构包括连接至所述升降驱动电机的蜗杆、与所述蜗杆啮合的蜗轮和固定连接至所述蜗轮的丝杆，所述第一承载部件固定连接至所述丝杠；所述旋转传动机构包括连接至所述旋转驱动电机的外齿轮，所述外齿轮与所述第二承载部件底部设置的内齿轮相啮合；所述支撑机构是大轴承，所述大轴承的外侧固定于所述第一承载部件上，内侧与所述第二承载部件固定，从而支撑所述第二承载部件并允许所述第二承载部件转动。本公开的空气轴承式扭矩标准机的优点是精度高，量程大，能进行全自动测量，适用于大量程、高精度的扭矩传感器。【附图说明】通过结合附图对本公开示例性实施方式进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。图1是根据示例性实施例的扭矩标准机的主视图；图2是根据示例性实施例的扭矩标准机的侧视图；图3是根据示例性实施例的标准力臂的主视图；图4是根据示例性实施例的标准力臂的侧视图；图5是根据示例性实施例的砝码加载装置的主视图；图6是根据示例性实施例的砝码加载装置的侧视图；图7是根据示例性实施例的砝码自动加载装置的砝码示意图；图8是根据示例性实施例的砝码自动加载装置的砝码吊钩与悬吊部件示意图；图9是根据示例性实施例的砝码自动加载装置的旋转升降台示意图。主要附图标记如下:1-基座，2-标准力臂，3-空气轴承，4-砝码加载装置，7-砝码悬吊部件，9-减速机，10-伺服电机，11-输出主轴，12-激光位移传感器，13-直线导轨，14-扭矩传感器，15-液压抱闸，16-烧性联轴器，17-液压抱闸，18-液压抱闸，19-烧性联轴器，20-液压抱闸；331-悬挂件，332-边刀，333-刀承，335-边刀固定件，336-前主梁，337-后主梁，338-连接板，3311-前配重部件，3312-右配重部件，3313-螺杆，3315-左配重部件，3316-螺杆；552-砝码组，553-旋转升降台，554-托盘，555-台阶，556-万向节，557-吊钩，558-吊耳，559-销轴，5510-凹槽，5511-凸起；991-底座，992-导向杆，993-直线轴承，994-止推轴承，995-滚动轴承，996-蜗轮，997-蜗杆，998-升降驱动电机，999-丝杠，9910-信号接收器，9911-信号发生器，9912-旋转驱动电机，9913-外齿轮，9914-旋转托盘，9915-大轴承，9916-升降托盘，9917-支架，9918-信号接收器，9919-支架，9920-信号发生器。【具体实施方式】下面将参照附本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种空气轴承式扭矩标准机，其特征在于，包括基座(1)、标准力臂(2)、空气轴承(3)、砝码加载装置(4)、减速机(9)、伺服电机(10)、输出主轴(11)、位移传感器(12)和扭矩传感器(14)；其中所述标准力臂(2)通过所述输出主轴(11)安装在所述空气轴承(3)上，所述空气轴承(3)固定在所述基座(1)上，所述标准力臂(2)两端设置有砝码悬吊部件(7)；所述减速机(9)安装在所述基座(1)上，由所述伺服电机(10)驱动，所述减速机(9)的水平输出轴中心线与所述输出主轴(11)的中心线在同一直线上；所述扭矩传感器(14)设置在所述减速机(9)的水平输出轴与所述输出主轴(11)之间；所述位移传感器(12)设置在所述基座(1)上，用于检测所述标准力臂(2)的水平状态；所述砝码加载装置(4)设置在所述基座(1)的两侧、所述标准力臂(2)的砝码悬吊部件(7)下方，所述砝码加载装置(4)包括至少一个砝码，所述砝码加载装置(4)能够使所述至少一个砝码悬挂在所述砝码悬吊部件(7)上，从而作用在所述标准力臂(2)上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张智敏，张跃，孟峰，胡刚，张伟，李涛，吉鸿磊，倪晋权，
申请(专利权)人：中国计量科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11
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