雙空間反力架技術(shù)在杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)上的應(yīng)用

白學(xué)禮，王 鵬，鄭 輝

(天津市計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)科學(xué)研究院 天津 300192)

0 引 言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)大量高精度傳感器的檢測(cè)工作提出了更高的要求。目前國(guó)家級(jí)、省級(jí)計(jì)量部門使用的杠桿機(jī)(60,kN以上)大多數(shù)為 20世紀(jì)六七十年代的老產(chǎn)品，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性能沒(méi)有較大的改進(jìn)。在檢測(cè)傳感器時(shí)，由于更換拉向的難度較大，對(duì)檢測(cè)人員具有較高的技能要求，往往是以壓向的數(shù)據(jù)代替拉向，由此檢測(cè)的數(shù)據(jù)具有很多不確定性，而且效率較低。為此，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析，設(shè)計(jì)出拉壓雙向空間結(jié)構(gòu)，應(yīng)用在60,kN杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)上，并取得了較好的效果。

1 設(shè)計(jì)思路

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)傳感器檢測(cè)工作提出了更多的要求，如蠕變測(cè)試、高低溫箱測(cè)試、拉壓雙向傳感器的性能測(cè)試等，都對(duì)杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)提出了新的要求。傳統(tǒng)的杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)由于存在缺陷不能滿足檢測(cè)要求，為此，亟需設(shè)計(jì)出一種拉向雙空間反力架，直接進(jìn)行傳感器各種性能的檢測(cè)。

2 設(shè)計(jì)改進(jìn)方案

2.1 四立柱結(jié)構(gòu)的下反力架

傳統(tǒng)的杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)檢測(cè)空間形式為上下兩立柱結(jié)構(gòu)反力架與拉反力架十字交叉(見(jiàn)圖1)，在壓向空間處下反力架要占據(jù)寬度的有效方向，且安裝高低溫箱時(shí)經(jīng)常要將反架轉(zhuǎn)一定角度，給檢測(cè)帶來(lái)很大不便。

圖1 傳統(tǒng)杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)拉向及壓向結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Pull and push direction frames of a traditional lever-amplification force standard machine

圖2 改型杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)拉向及壓向結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Pull and push direction frames of a modified leveramplification force standard machine

考慮到以上因素，本次設(shè)計(jì)改為下反力架的四立柱結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖 2)，上反力架為兩立柱結(jié)構(gòu)，既增加了下反力架的穩(wěn)定性，同時(shí)上反力架可以靈活升降，提高了檢測(cè)的便捷性。

2.2 無(wú)間隙拉頭

本研究在拉向空間內(nèi)增加了易拆式調(diào)心拉頭，因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)的拉向空間中，拉頭經(jīng)反復(fù)使用后容易出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，通過(guò)增加易拆式調(diào)心拉頭裝置，拉頭與調(diào)心機(jī)構(gòu)一直處在無(wú)間隙狀態(tài)，為提高檢測(cè)拉向傳感器的精度打下了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)易更換。通過(guò)方案改進(jìn)，提高了拉頭的強(qiáng)度，使拉向力值在滿載狀態(tài)下，力值精度可達(dá)到0.03%以內(nèi)。

2.3 十字梁結(jié)構(gòu)的反力架上拉頭

拉壓空間重合后，將反力架上拉頭設(shè)計(jì)為十字梁結(jié)構(gòu)，從而減少了反力架連接機(jī)構(gòu)環(huán)節(jié)，有效地縮短了整機(jī)高度，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性。

2.4 立六立柱平行交叉相連

傳統(tǒng)的杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)反力架與拉反力架十字交叉，安裝壓向傳感器時(shí)極為不便，有效空間也有限。改為立六立柱平行交叉相連結(jié)構(gòu)后，增加了有效空間，方便了高低溫箱的安裝。

3 結(jié) 論

設(shè)計(jì)出了雙空間反力架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在傳感器測(cè)檢過(guò)程中，無(wú)需更換反力架，實(shí)現(xiàn)了力值的準(zhǔn)確傳遞，極大地提高了工作效率，為科學(xué)研究提供了精準(zhǔn)的力值數(shù)據(jù)。該機(jī)構(gòu)通過(guò)應(yīng)用在 60,kN杠桿機(jī)上取得了較好的效果，杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的精度一直保持在 0.03%以內(nèi)，同時(shí)檢測(cè)效率大幅提高，改進(jìn)了以往送檢拉向傳感器工作效率低，以壓向數(shù)據(jù)為主等缺陷?！?/p>

［1］張學(xué)成，王海軍.杠桿式標(biāo)準(zhǔn)機(jī)與稱重傳感器試驗(yàn)問(wèn)題研究[J].衡器，2012(12)：11-18.

［2］周峰.杠桿力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].大科技，2012(8)：375-376.

［3］張曉杰，厲巍，姜同敏.力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)控制系統(tǒng)改進(jìn)的設(shè)計(jì)[J].測(cè)控技術(shù)，2010(4)：51-55.