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大量程扭矩傳感器：東莞市精標(biāo)電子科技有限公司
扭矩傳感器量程的選擇
扭矩傳感器量程的選擇，如果是測(cè)量靜態(tài)時(shí)的扭矩值、選取扭矩傳感器量程時(shí)所選傳感器的量程跟您的設(shè)備大負(fù)載一樣就可以了。測(cè)量動(dòng)態(tài)扭矩值時(shí)（動(dòng)力源不能控制轉(zhuǎn)速）、選取扭矩傳感器的量程時(shí)好選擇您設(shè)備大負(fù)載扭矩值的2倍：因?yàn)樵O(shè)備啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的瞬間扭矩值，可能會(huì)損壞扭矩傳感器；如有變頻器控制動(dòng)力源轉(zhuǎn)速：您選擇扭矩傳感器的量程和您設(shè)備的大負(fù)載扭矩值就可以了。
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大量程扭矩傳感器：工業(yè)大量程扭矩傳感器的標(biāo)定
對(duì)于工業(yè)上扭矩力的測(cè)量是無所不在的，扭矩傳感器在鐵路公路、航空航海、礦山油田等行業(yè)的應(yīng)用十分廣泛。隨著對(duì)設(shè)施和產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來越高，因此都對(duì)螺栓扭矩提出了嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)。如果扭矩不足螺栓容易松動(dòng)，扭矩過了則會(huì)扭傷螺栓，無論不足或過了都可能帶來事故隱患。而在這里很多企業(yè)會(huì)應(yīng)用到扭矩傳感器來進(jìn)行測(cè)量控制。
對(duì)于很多企業(yè)紛紛采用了預(yù)置式扭矩定值扳手來滿足螺栓緊固的需要，這里要說明的是扭矩扳手的原理就是類似扭矩傳感器，像以前操作工人運(yùn)用簡(jiǎn)單的工具、憑借手感和經(jīng)驗(yàn)擰緊螺栓的時(shí)代已經(jīng)一去不復(fù)返。預(yù)置式扭矩定值扳手是上個(gè)世紀(jì)替代落后的公斤扳手而設(shè)計(jì)制造的。結(jié)構(gòu)上主要是用扳手尾部的調(diào)整螺塞將扳手的壓縮彈簧壓縮，利用杠桿原理以達(dá)到所需的力值。使用時(shí)，當(dāng)扭矩達(dá)到預(yù)置的力值，扳手會(huì)自動(dòng)發(fā)出“咔嗒”聲，同時(shí)扳手各部位自動(dòng)復(fù)位。扭矩定值扳手無論從何種角度、何種位置均能達(dá)到預(yù)置的力值，起到操作簡(jiǎn)單，按預(yù)先設(shè)定的扭值緊固螺栓的作用。但扭矩定值扳手有一個(gè)致命的弱點(diǎn)，因?yàn)樗膭?dòng)力源是壓縮彈簧，而彈簧則容易疲勞、變形，所以定值扳手每天使用后必須將壓縮彈簧放松。為保證扭力扳手的工作精度，必須定期(一般為一月一檢)對(duì)扭力扳手進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)。也就是說，預(yù)置式扭矩扳手的技術(shù)穩(wěn)定性不好，使用單位必須為此配置一臺(tái)相應(yīng)的扭矩扳手檢定儀。
如今對(duì)于傳感器的標(biāo)定對(duì)廠家來說，研制大量程扭矩傳感器不成問題，但要對(duì)高精度(準(zhǔn)確度0.5級(jí))、大量程(最大達(dá)3000N·m)的扭矩傳感器進(jìn)行標(biāo)定，卻成了大問題。可以說有部分省市的計(jì)量局、所均沒有這種標(biāo)定裝置和標(biāo)定能力。標(biāo)定問題不解決，一切都無從談起。要想建造標(biāo)準(zhǔn)的大量程扭矩傳感器標(biāo)定儀需要大資金的投入，這對(duì)科研標(biāo)定時(shí)，傳感器隨著單邊重量的增加而不斷扭轉(zhuǎn)，此時(shí)標(biāo)定桿也會(huì)隨著傳感器的扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定角度的傾斜，這將使標(biāo)定桿一端距傳感器中心的長(zhǎng)度經(jīng)費(fèi)有限的他們來說，顯然是不現(xiàn)實(shí)的。面對(duì)困難，
下面推薦一種標(biāo)定，目前也是最為廣泛的扭矩傳感器標(biāo)定。首先，他們把標(biāo)定儀的主體安裝在大樓的承梁柱上，由于大樓的承梁柱深入地下幾十米，周圍的震幅被減小到最小誤差值內(nèi);其次，為保持標(biāo)定臺(tái)前后左右的平衡，他們?cè)跇?biāo)定儀主體的四腳上安裝了可以自由調(diào)節(jié)的升降裝置，運(yùn)用平衡儀的實(shí)時(shí)檢測(cè)手段，把平臺(tái)始終控制在水平線上;第三，標(biāo)定桿的設(shè)計(jì)和加工是個(gè)大問題，一來沒有大型機(jī)床能夠把2000mm長(zhǎng)度的高精度標(biāo)定桿一次性地加工出來;二來在游變，隨著標(biāo)定值的不斷增強(qiáng)，標(biāo)定的精度不斷下降，這是絕對(duì)不允許的。無論扭矩傳感器發(fā)生怎樣的扭轉(zhuǎn)，標(biāo)定桿距中心的長(zhǎng)度應(yīng)始終保持不變。針對(duì)以上難題，他們把標(biāo)定桿分解成三大部分，中間一塊長(zhǎng)方形板，中孔與傳感器配套，兩側(cè)對(duì)稱加工出凹型燕尾槽。把標(biāo)定桿設(shè)計(jì)成二個(gè)對(duì)稱的翼式矩形臂，矩形臂的大端加工成R1000mm的圓弧，把小端設(shè)計(jì)成凸型的燕尾頭。為減輕重量，將中間透孔。因?yàn)楸环纸獬扇齻€(gè)零部件，機(jī)械加工得到了順利解決。蝶式矩形臂和長(zhǎng)方形板均由大型線切割機(jī)床一次性加工完成，然后用大型平面磨床精磨。完工后，把蝶式矩形臂和法蘭盤的凹凸燕尾相合，再用焊條焊接(兩邊焊條數(shù)量嚴(yán)格控制一致)。這樣，高精度的標(biāo)定桿就順利完成了。接下來，制造標(biāo)定桿兩邊的承重座就比較簡(jiǎn)單了，加工時(shí)嚴(yán)格控制重量，再用軟纜與標(biāo)定桿兩端連接。經(jīng)上機(jī)檢測(cè)，兩邊長(zhǎng)度和重量的平衡誤差均小于0.5％。第四，想方設(shè)法向標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量局求援商借砝碼，對(duì)砝碼進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)，符合標(biāo)定精度的才用。這樣邊順利地解決了大量程扭矩傳感器的標(biāo)定難題。
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大量程扭矩傳感器：快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器的制作方法
專利名稱：快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田鉆井、采油或修井技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及液壓鉆桿鉗和液壓油 套管鉗，是一種鉆桿鉗和油套管鉗專用的扭矩傳感器，具體地說是一種具有快裝機(jī)構(gòu)的大 量程扭矩傳感器。
背景技術(shù)：
在油田鉆井、修井作業(yè)起下鉆桿、鉆具、油套管時(shí)，需要用上卸螺紋的旋扣專用工 具。旋扣專用工具是液壓鉆桿鉗或液壓油套管鉗，總稱液壓管鉗。鉆桿、鉆具或油套管螺紋 連接的上扣扭矩直接影響螺紋上扣質(zhì)量。上扣時(shí)須嚴(yán)格控制上扣扭矩。現(xiàn)在已有多種專門 的旋扣扭矩檢測(cè)控制記錄裝置，使用在液壓鉆桿鉗或液壓油套管鉗上。液壓鉆桿鉗或液壓 油套管鉗上的扭矩檢測(cè)控制記錄裝置的測(cè)量是否準(zhǔn)確直接影響著上扣質(zhì)量，因此，需要液 壓管鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定儀這種專門的扭矩檢測(cè)標(biāo)定裝置用于標(biāo)定液壓管鉗上的扭矩檢測(cè)控 制記錄，而液壓管鉗扭矩檢測(cè)標(biāo)定儀中的大量程扭矩傳感器是扭矩測(cè)量的核心。目前液壓管鉗上在用的大量程扭矩傳感器主要缺點(diǎn)是一是傳遞扭力的扭力桿和 扭矩傳感器采用整體加工的一體式結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，體積大、分量重，搬運(yùn)困難； 二是傳遞扭力的扭力桿和帶有法蘭端頭的通用扭矩傳感器采用法蘭連接，扭矩傳感器拆卸 和安裝極為不便，繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)工。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，扭力桿和扭矩傳感 器采用分體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆卸和組裝快捷，并且能實(shí)現(xiàn)液壓管鉗的扭矩檢測(cè)，滿足油田 鉆井、修井作業(yè)嚴(yán)格控制上扣扭矩的現(xiàn)實(shí)需要。克服現(xiàn)有傳感器存在的體積大、分量重，搬 運(yùn)困難；拆卸和安裝極不便，繁瑣費(fèi)時(shí)費(fèi)工的不足。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，包括扭力桿、帶 螺紋的快裝壓帽、扭矩傳感器主體和扭矩傳感器信號(hào)接口。扭矩傳感器主體采用圓柱體形 的扭矩傳感器，在扭矩傳感器主體外壁中間固定有扭矩傳感器信號(hào)接口，扭矩傳感器信號(hào) 接口上能連接信號(hào)線，將扭矩傳感器主體監(jiān)測(cè)到的信號(hào)傳遞出去。其特征在于在扭矩傳感 器主體的兩端中心孔內(nèi)分別插入一個(gè)扭力桿。在扭矩傳感器主體兩端的外螺紋上固定有帶 螺紋的快裝壓帽，帶螺紋的快裝壓帽將扭力桿固定在扭矩傳感器主體的兩端。所述的扭力桿為圓柱體形，在扭力桿的中部有環(huán)形凸起的臺(tái)肩；帶螺紋的快裝壓 帽一端的螺紋是內(nèi)螺紋，帶螺紋的快裝壓帽的另一端中心孔直徑小于內(nèi)螺紋直徑，帶螺紋 的快裝壓帽壓在扭力桿的環(huán)形凸起臺(tái)肩的端面上。帶螺紋的快裝壓帽將扭力桿和扭矩傳感 器主體壓緊在一起本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)通過采用具有對(duì)中臺(tái)肩的型面連接 的扭力桿和扭矩傳感器主體，使得扭力桿和扭矩傳感器主體快速插接，通過帶螺紋的快裝 壓帽將扭力桿和扭矩傳感器主體壓緊在一起，扭力桿和扭矩傳感器主體的中心在一條直線上，這由扭力桿、下扭力桿上的臺(tái)肩實(shí)現(xiàn)。快裝機(jī)構(gòu)與法蘭式結(jié)構(gòu)相比較具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安 裝方便快捷的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、提高了工作效率、大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。本實(shí)用 新型的使用，有利于提高大量程扭矩傳感器的野外運(yùn)輸方便性和靈活性。
圖1是本實(shí)用新型快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器的剖示圖。圖中的部件標(biāo)號(hào)分別是1.扭力桿；2.帶螺紋的快裝壓帽；3.扭矩傳感器主體； 4.扭矩傳感器信號(hào)接口。
具體實(shí)施方式
參閱圖1。快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，包括扭力桿1、帶螺紋的快裝壓帽2、扭 矩傳感器主體3和扭矩傳感器信號(hào)接口 4。扭矩傳感器主體3采用圓柱體形的扭矩傳感器，在扭矩傳感器主體3外壁中間固 定有扭矩傳感器信號(hào)接口 4。在扭矩傳感器主體3的兩端中心孔內(nèi)分別插入一個(gè)扭力桿1。 扭力桿1為圓柱體形，在扭力桿1的中部有8毫米的環(huán)形凸起的臺(tái)肩，臺(tái)階的厚度5毫米。 在扭矩傳感器主體3兩端的外螺紋上固定有帶螺紋的快裝壓帽2。帶螺紋的快裝壓帽2 — 端的螺紋是內(nèi)螺紋，帶螺紋的快裝壓帽2的另一端中心孔直徑小于內(nèi)螺紋直徑，帶螺紋的 快裝壓帽2壓在扭力桿1的環(huán)形凸起臺(tái)肩的端面上。帶螺紋的快裝壓帽2將扭力桿1固定 在扭矩傳感器主體3的兩端。安裝過程首先將兩個(gè)扭力桿1分別插入扭矩傳感器主體3的兩端；然后將兩個(gè) 帶螺紋的快裝壓帽2分別套在扭力桿1上，通過螺紋與扭矩傳感器主體3螺紋快速連接，完 成快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器的組裝工作；將扭矩傳感器信號(hào)接口 4與信號(hào)線連接。能 將扭矩信號(hào)輸出用于扭矩標(biāo)定。
權(quán)利要求一種快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，包括扭力桿(1)、帶螺紋的快裝壓帽(2)、扭矩傳感器主體(3)和扭矩傳感器信號(hào)接口(4)，扭矩傳感器主體(3)采用圓柱體形的扭矩傳感器，在扭矩傳感器主體(3)外壁中間固定有扭矩傳感器信號(hào)接口(4)，其特征在于在扭矩傳感器主體(3)的兩端中心孔內(nèi)分別插有一個(gè)扭力桿(1)，在扭矩傳感器主體(3)兩端的外螺紋上固定有帶螺紋的快裝壓帽(2)，帶螺紋的快裝壓帽(2)將扭力桿(1)固定在扭矩傳感器主體(3)的兩端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，其特征是所述的扭力桿(1) 為圓柱體形，在扭力桿(1)的中部有環(huán)形凸起的臺(tái)肩；帶螺紋的快裝壓帽(2) —端的螺紋是 內(nèi)螺紋，帶螺紋的快裝壓帽(2)的另一端中心孔直徑小于內(nèi)螺紋直徑，帶螺紋的快裝壓帽 (2)壓在扭力桿(1)的環(huán)形凸起臺(tái)肩的端面上。
專利摘要快裝結(jié)構(gòu)的大量程扭矩傳感器，應(yīng)用于油田鉆井、采油或修井的液壓鉆桿鉗和液壓油套管鉗上。包括扭力桿、帶螺紋的快裝壓帽、扭矩傳感器主體和扭矩傳感器信號(hào)接口，扭矩傳感器主體采用圓柱體形的扭矩傳感器，在扭矩傳感器主體外壁中間固定有扭矩傳感器信號(hào)接口，在扭矩傳感器主體的兩端中心孔內(nèi)分別插有一個(gè)扭力桿，在扭矩傳感器主體兩端的外螺紋上固定有帶螺紋的快裝壓帽，帶螺紋的快裝壓帽將扭力桿固定在扭矩傳感器主體的兩端。效果是具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便快捷的優(yōu)點(diǎn)。拆裝方便、提高了工作效率、大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。
文檔編號(hào)G01L3/00GKSQ
公開日2010年8月25日 申請(qǐng)日期2009年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月11日
發(fā)明者馮廣慶, 卞宇偉, 呂栓錄, 張福祥, 扈萬軍, 秦世勇, 秦彥斌, 竇益華, 馬紅英 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司
大量程扭矩傳感器：案例 ｜ 百萬級(jí)超大量程的巨無霸扭矩傳感器！
美國希蒙斯坦公司（S. Himmelstein and Company）建立于1960年，始終致力于創(chuàng)新和生產(chǎn)世界領(lǐng)先水平的扭矩傳感器和配套數(shù)顯設(shè)備。美國希蒙斯坦公司可提供傳感器量程0.07Nm至Nm，精度最高可達(dá)0.02%，機(jī)械過載最大可達(dá)1000%，可覆蓋全球所有測(cè)試應(yīng)用。所有傳感器出廠附帶美國NVLAP標(biāo)定證書。
近日，中船動(dòng)力研究院有限公司官方宣布：動(dòng)態(tài)氧濃度燃燒控制技術(shù)在其臨港試驗(yàn)基地的船用400mm缸徑低速雙燃料機(jī)原理樣機(jī)上成功完成了試驗(yàn)驗(yàn)證。
在此試驗(yàn)驗(yàn)證中，對(duì)于軸功率的監(jiān)測(cè)以及傳動(dòng)軸的扭振曲線的采集是非常重要的兩個(gè)測(cè)試科目。這勢(shì)必需要一臺(tái)超大量程且高動(dòng)態(tài)的扭矩傳感器。
美國希蒙斯坦公司(S. Himmelstein And Company)作為全球著名扭矩傳感器制造商，且是全球極少數(shù)具有大量程扭矩傳感器設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)的制造商之一，也積極參與了此次試驗(yàn)項(xiàng)目的前期準(zhǔn)備。在此項(xiàng)目啟動(dòng)初期，拓馳力機(jī)電作為美國希蒙斯坦公司在中國總代理，積極響應(yīng)中船動(dòng)力研究院所提出的測(cè)試需求，協(xié)調(diào)中美雙方技術(shù)人員共同商議扭矩測(cè)試方案。
為了解決超大扭矩和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的測(cè)試要求，美國希蒙斯坦公司憑借其強(qiáng)大的工程設(shè)計(jì)與制造能力，為此項(xiàng)目推出了MCRT?V和MCRT?V無軸承動(dòng)態(tài)扭矩傳感器。
MCRT?V無軸承動(dòng)態(tài)扭矩傳感器最大量程可達(dá)1,100kNm，具有3kHz的動(dòng)態(tài)范圍，最高轉(zhuǎn)速可達(dá)750RPM。扭矩測(cè)試精度可達(dá)0.1%(滿量程)。法蘭與底座的信號(hào)傳輸依舊采用美國希蒙斯坦公司獨(dú)有的非封閉式、大間隙信號(hào)傳輸方式，確保了扭矩法蘭與信號(hào)接收器間隙可達(dá)5~7mm。此間隙確保了整個(gè)軸系在旋轉(zhuǎn)過程中，信號(hào)傳輸天線的安全，且大大降低了傳感器信號(hào)調(diào)校難度，也減少了后期維保費(fèi)用和時(shí)間。
MCRT?V為雙量程無軸承動(dòng)態(tài)扭矩傳感器，在確保第一量程精度為0.1%(當(dāng)前滿量程)下，在第一量程的1/5范圍內(nèi)依舊確保0.1%(當(dāng)前滿量程)的高精度。
MCRT?V扭矩傳感器被安裝于低速雙燃料機(jī)與水力測(cè)功機(jī)之間，為了高動(dòng)態(tài)采集扭振曲線，扭矩傳感器與傳動(dòng)軸之間采用了剛性機(jī)械連接。在我方技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)下，傳感器順利安裝調(diào)校完畢。
經(jīng)多次試運(yùn)行檢測(cè)，MCRT?V運(yùn)行穩(wěn)定，所獲得數(shù)據(jù)滿足試驗(yàn)要求。
隨著我國經(jīng)濟(jì)實(shí)力和技術(shù)水平大幅度提升，在民用和國防領(lǐng)域，一方面對(duì)汽車、船舶、飛機(jī)等設(shè)備數(shù)量需求大幅增加，另一方面對(duì)于這些設(shè)備的需求層次（包括噸位、動(dòng)力特性等）也發(fā)生了很大的變化，對(duì)大量程扭矩的高精度測(cè)量已成為眾多企業(yè)的剛需。
美國希蒙斯坦公司(S. Himmelstein And Company)作為全球極少數(shù)具有大量程扭矩傳感器設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)的制造商之一，愿為全球各行業(yè)企業(yè)提供高性能扭矩傳感器，積極響應(yīng)特定場(chǎng)景的定制化設(shè)計(jì)需求。上海拓馳力作為美國希蒙斯坦公司在中國總代理，也將持續(xù)關(guān)注國內(nèi)需求，積極提升技術(shù)服務(wù)水平，為各新老客戶提供最優(yōu)質(zhì)最適合的扭矩測(cè)量解決方案。
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