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1、可控扭矩電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)和工作原理 1.整體設(shè)計(jì)的合理性 由于電動(dòng)扳手是手工操作工具 , 因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮減 輕扳手體積和重量 。 為此 , 選用體積較小 、 扭矩和轉(zhuǎn)速易于 控制的步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力裝置 。 減速裝置則采用結(jié)構(gòu)緊湊 、 傳動(dòng)比大的行星齒輪機(jī)構(gòu) 。 為提高工作效率 、 節(jié)省擰緊時(shí)間 , 在螺栓旋緊過(guò)程中通過(guò)微機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)兩檔工作轉(zhuǎn)速 : 在螺栓旋緊的第一階段 , 螺母在螺栓上的旋動(dòng)只需克服螺旋 副的摩擦阻力矩 , 所需擰緊力矩較小 , 可實(shí)現(xiàn)快速擰緊 ; 在螺 栓旋緊的第二階段 ,螺母與被聯(lián)接件貼合后增加了貼合力矩 , 因此需要增大扳手的擰緊力矩 ,此時(shí)可實(shí)現(xiàn)低速擰緊 。
2、 2.傳感器設(shè)計(jì)的巧妙性 扭矩傳感器的設(shè)計(jì)對(duì)于電動(dòng)扳手的使用性能十分關(guān)鍵 。 由于扳手頭是旋轉(zhuǎn)的 , 因此不能在上面直接粘貼應(yīng)變片 ,否則 電線會(huì)纏繞在扳手頭上而被卷斷 。 如采用其它旋轉(zhuǎn)軸扭矩傳 感器 , 則會(huì)使扳手體積過(guò)大 , 且成本高 、 精度低 。 為此我們利用行星齒輪結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) , 將傳感器彈性體一 端通過(guò)輪齒與低速級(jí)齒圈相嚙合 , 另一端則用銷子與殼體固 聯(lián) , 然后在彈性體上粘貼應(yīng)變片感受齒圈的扭矩 , 從而將旋轉(zhuǎn) 軸扭矩測(cè)量問題轉(zhuǎn)換為定軸扭矩測(cè)量問題 。 3.工作原理的科學(xué)性 電動(dòng)扳手主要由微機(jī)控制系統(tǒng) 、 步進(jìn)電機(jī) 、 兩級(jí)行星齒 輪機(jī)構(gòu)和 、 殼體 、 扭矩傳感器 、 扳手
3、頭等組成 。 當(dāng)步進(jìn)電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) , 帶動(dòng)高速級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的中心輪轉(zhuǎn)動(dòng) , 該機(jī)構(gòu)的另 一中心輪 (齒圈 )則與殼體固聯(lián) ;扭矩由系桿傳送到低速級(jí)行星 齒輪機(jī)構(gòu)的中心輪上 , 該機(jī)構(gòu)的另一中心輪 (齒圈 )則與傳感器 相連并通過(guò)傳感器固定于殼體上 ;扭矩同時(shí)由系桿傳送到扳手 頭上 , 實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓的擰緊 。 當(dāng)確定了低速級(jí)行星齒輪機(jī)構(gòu)的 齒圈 (傳感器 )與系桿之間的扭矩關(guān)系后 , 即可通過(guò)監(jiān)測(cè)傳感器 的扭矩值間接測(cè)量扳手頭的扭矩 。 微機(jī)控制系統(tǒng)采集傳感器 的扭矩信號(hào) , 經(jīng)處理后反饋給步進(jìn)電機(jī) , 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)扳手扭矩 和轉(zhuǎn)速的控制 。 4.突出的壓倒性優(yōu)勢(shì) 電動(dòng)扳手采用步進(jìn)電機(jī)和行星齒輪機(jī)構(gòu) , 解決了動(dòng)力傳 遞及扭矩動(dòng)態(tài)檢測(cè)與控制問題 ,原理新穎 , 裝置可靠 。 扭矩傳 感器的靜態(tài)標(biāo)定結(jié)果表明 : 傳感器輸出穩(wěn)定 , 在測(cè)量范圍內(nèi)靈 敏度較高 , 線性誤差和彈性滯后較小 , 可滿足設(shè)計(jì)精度要求 。 5.電動(dòng)扭矩扳手應(yīng)用廣泛性 在螺栓裝配中 ， 為保證螺栓聯(lián)接的可靠性及疲勞強(qiáng)度 , 必須適當(dāng)控制螺栓聯(lián)接的預(yù)緊力 ,這在很大程度上取決于扳 手?jǐn)Q緊力矩的精確控制 。 而電動(dòng)扭矩扳手采用步進(jìn)電機(jī)和行 星齒輪傳動(dòng) , 克服了傳統(tǒng)的風(fēng)動(dòng)扳手旋轉(zhuǎn)速度高 、 沖擊力大 、 扭矩不穩(wěn)定等缺點(diǎn) , 恰恰可較好實(shí)現(xiàn)對(duì)螺栓擰緊力矩的準(zhǔn)確 監(jiān)控 ， 并成為鋼結(jié)構(gòu)等工程中不可缺少的電動(dòng)工具之一 。
可控扭矩電動(dòng)扳手的設(shè)計(jì)和工作原理.ppt
