試驗(yàn)機(jī)結(jié)構(gòu)特征及功能簡(jiǎn)述

該機(jī)主要由主機(jī)，試樣工位座，計(jì)算機(jī)（臺(tái)式機(jī)或筆記本），采集控制下位機(jī)和扭矩效驗(yàn)裝置五部分模塊組成，這五部分是分體的，其中扭矩效驗(yàn)裝置僅在檢定、效驗(yàn)扭矩測(cè)試裝置時(shí)使用，另外四部分也是分離的，互相之間數(shù)據(jù)線(xiàn)聯(lián)結(jié)，使用時(shí)可將其順序排列，主機(jī)模塊主要包括機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和扭矩測(cè)控系統(tǒng)，下位機(jī)模塊主要包括扭矩測(cè)量控制系統(tǒng)、交流伺服控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)速測(cè)量控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)曲線(xiàn)記錄系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)軟件測(cè)量控制系統(tǒng)主要包括對(duì)各種參數(shù)的顯示和對(duì)扭矩時(shí)間的曲線(xiàn)顯示處理及平均扭矩的計(jì)算。

1、試驗(yàn)機(jī)的工作原理

  該機(jī)采用交流伺服電機(jī)及交流伺服調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速及恒扭矩輸出，采用扭矩傳感器測(cè)量攻絲扭矩，以光電編碼器測(cè)量轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)數(shù)，以啟動(dòng)扭矩控制轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)，以轉(zhuǎn)數(shù)（X60）設(shè)置采樣區(qū)間，以扭矩計(jì)算器計(jì)算采樣區(qū)間內(nèi)的平均扭矩，以行程開(kāi)關(guān)控制電機(jī)的換向及電磁離合器的離合，以計(jì)算機(jī)記錄扭矩曲線(xiàn)并作采樣區(qū)間的起止標(biāo)記。

  2、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

該機(jī)試樣絲錐的旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)是通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)的，其傳動(dòng)過(guò)程如下：

調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)輪通過(guò)圓弧齒同步帶帶動(dòng)從動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)輪帶動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，傳動(dòng)軸通過(guò)電磁離合器帶動(dòng)主軸通過(guò)傳動(dòng)銷(xiāo)帶動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，絲桿通過(guò)傳動(dòng)螺母一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下（或向上）移動(dòng)，從而使裝在其上的試樣絲錐一邊旋轉(zhuǎn)一邊向下（或向上）移動(dòng)。

3、扭矩傳遞系統(tǒng)

 該機(jī)試樣絲錐對(duì)試樣螺母坯件的攻絲扭矩是通過(guò)傳感器測(cè)量的，試樣絲錐對(duì)試樣螺母坯件進(jìn)行攻絲，產(chǎn)生扭矩，該扭矩通過(guò)鎖緊螺母和止動(dòng)銷(xiāo)由試樣螺母坯件傳遞給圓工作臺(tái)，圓工作臺(tái)與輪輻式扭矩傳感器的內(nèi)環(huán)通過(guò)螺紋聯(lián)結(jié)在一起，輪輻式扭矩傳感器的外環(huán)固定，這樣，由于扭矩的作用，輪輻式傳感器的彈性梁即產(chǎn)生變形，從而，貼于其上的應(yīng)變片即產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)變引起電信號(hào)的變化經(jīng)標(biāo)定將電信號(hào)的變化換算為扭矩的變化。

4、扭矩測(cè)量控制系統(tǒng) 

該試驗(yàn)機(jī)控制系統(tǒng)采用上下位機(jī)結(jié)構(gòu)，下位機(jī)包括扭矩測(cè)量控制、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量控制，和上位機(jī)進(jìn)行全雙工通訊，上位機(jī)主要包括對(duì)各種參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示和扭矩時(shí)間的曲線(xiàn)顯示處理及平均扭矩的計(jì)算。

扭矩測(cè)量及控制是該機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的核心，平均扭矩是主要的測(cè)量參數(shù)，它是否準(zhǔn)確直接影響到試驗(yàn)機(jī)的精度，該機(jī)采用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及控制，由于攻絲轉(zhuǎn)速范圍寬，而且攻絲過(guò)程中扭矩波動(dòng)較大，為了是測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，A/D轉(zhuǎn)換起采用十二位的高速AD轉(zhuǎn)換器，平均扭矩的測(cè)量采用積分平均的方式，在測(cè)量過(guò)程中，扭矩采樣頻率隨著轉(zhuǎn)速的變化而變化，確保在不同的轉(zhuǎn)速情況下，每圈采樣個(gè)數(shù)都一樣。

5、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量控制系統(tǒng)

轉(zhuǎn)數(shù)測(cè)量和扭矩測(cè)量相互控制，轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)的起止受啟動(dòng)扭矩的控制，而平均扭矩區(qū)間的選擇由轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)設(shè)置，為了提高平均扭矩區(qū)間劃分精度，本轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)數(shù)器采用每圈計(jì)60個(gè)數(shù)，測(cè)速傳感器采用光電編碼器。

6. 交流伺服調(diào)速系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用松下交流調(diào)速控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有雙向工作方式，效率高，對(duì)稱(chēng)性好等突出優(yōu)點(diǎn)，而且有寬的調(diào)速范圍，性能優(yōu)越，運(yùn)行平滑無(wú)噪聲，該系統(tǒng)具有正反向控制，電機(jī)過(guò)流保護(hù)，限位保護(hù)，超速保護(hù)等功能。

7. 計(jì)算機(jī)軟件測(cè)量控制系統(tǒng)

n集試驗(yàn)參數(shù)顯示，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)分析與一體。

n屏幕顯示：扭矩，轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)速。

n曲線(xiàn)實(shí)時(shí)顯示：時(shí)間-扭矩。

n曲線(xiàn)選擇性實(shí)時(shí)對(duì)比顯示。

n狀態(tài)欄實(shí)時(shí)顯示曲線(xiàn)數(shù)值。

n可以自動(dòng)計(jì)算平均扭矩。

n試驗(yàn)曲線(xiàn)種類(lèi)豐富。

n具備完整的數(shù)據(jù)庫(kù)操作功能。

n支持各類(lèi)商業(yè)通用打印機(jī)。

三、主要技術(shù)性能指標(biāo)

1. 主軸輸出扭矩范圍： 0～70N.m  

2. 試驗(yàn)機(jī)強(qiáng)極限扭矩（非切削擠壓狀態(tài)）：100N.m

3. 扭矩測(cè)量示值相對(duì)精度：±2％

4. 效驗(yàn)扭矩標(biāo)準(zhǔn)牛頓砝碼精度：±0.3％

5. 主軸無(wú)級(jí)調(diào)速范圍：15～2000r/min

6. 主軸無(wú)級(jí)調(diào)速精度：±0.5％FS（>100 r/min）、±2 r/min（<100 ）

7.扭矩采樣區(qū)間設(shè)置范圍：1～9999

9. 標(biāo)準(zhǔn)螺尖，擠壓絲錐規(guī)格：M10×1.5

10. 標(biāo)準(zhǔn)切削螺母坯件底孔尺寸：Φ8.538±0.004mm

11. 標(biāo)準(zhǔn)擠壓螺母坯件底孔尺寸：Φ9.337±0.004mm

12. 脈寬調(diào)電機(jī)扭矩：10N.m

13. 試驗(yàn)機(jī)外形尺寸：（長(zhǎng)×寬×高）

主機(jī)：730×600×820