力基準機加碼設(shè)備改

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1、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告機械工程學(xué)院系（院）2012屆題目100KN力基準機加碼設(shè)備的設(shè)計課題類型設(shè)計課題來源自擬課題學(xué)生姓名段龍飛學(xué)號200801020043專業(yè)機制年級班08級2班指導(dǎo)教師康博職稱講師填寫日期：2012年2月28日一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義大力值力基準機是國家計量檢測部門必備的設(shè)備，其準確度的高低，工作性能的好壞，是否易于操作，是反映一個國家力值計量檢測發(fā)展水平的重要標志?；鶞蕶C是檢測負荷傳感器工作性能的標準設(shè)備，是標準測力機的一種。負荷傳感器是精確測力的一種傳感器，在自動檢測和自動控制中有著重要的應(yīng)用。本設(shè)計

2、是根據(jù)100KN力基準機的一些技術(shù)資料，對原有100KN力基準機特別是其加碼設(shè)備進行反求設(shè)計，并且在此基礎(chǔ)上對加碼設(shè)備進行改進和優(yōu)化，使其整個加載過程更加平穩(wěn)。根據(jù)100KN力基準機的一些技術(shù)資料，對原有100KN力基準機特別是其加碼設(shè)備進行反求設(shè)計，并且在此基礎(chǔ)上對加碼設(shè)備進行改進和優(yōu)化，使其整個加載過程更加平穩(wěn)。該基準機要求能實現(xiàn)以下功能：（1）最大測力值100KN；（2）能夠?qū)崿F(xiàn)不同級傳感器的測量；（3）可以在一次加載過程中改變不同的加載載荷；（4）加載過程要盡可能的連續(xù)平穩(wěn)；主要完成內(nèi)容有：（1）完成100KN力基準機整機功能原理方

3、案設(shè)計：包括方案論證，方案分析、評價、優(yōu)選；（2）完成100KN力基準機加碼設(shè)備的總體設(shè)計，并完成整機的總體結(jié)構(gòu)圖；（3）完成100KN力基準機加碼設(shè)備中主要部件的反求設(shè)計，并進行三維實體建模；（4）完成100KN力基準機加碼設(shè)備的優(yōu)化，并進行三維實體建模；（5）完成相關(guān)裝配圖以及零件圖若干；（6）完成設(shè)計計算說明書；二、文獻綜述（國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向）力基準機的準確度高低決定了所有測力儀的準確度，因此它在國家經(jīng)濟發(fā)展中有著十分重要的地位。目前，主要有靜重式、杠桿式、液壓式和疊加式四種工作方式的力基準機：1、靜重式力基準機是以砝碼產(chǎn)

4、生的重力作為基準值，通過適當?shù)臋C構(gòu)按預(yù)定順序自動平穩(wěn)地把力值施加在被檢定的傳感器上的。即砝碼既是力源又能給出力值大小。靜重式力基準機的力值準確度最高。2、杠桿式力基準機是以砝碼的重力作為標準負荷,經(jīng)過一定的杠桿機構(gòu)放大后按預(yù)定順序自動平穩(wěn)地加到被檢測力儀上的力基準機。杠桿式力基準機容易得到更大的力值。3、液壓式力基準機是以砝碼的重力作為標準負荷,經(jīng)過液壓機構(gòu)施加在傳感器上。液壓式力基準機的造價低。4、疊加式力基準機是用一個（組）比被測定的傳感器精度高的傳感器作為標準，與被測定的傳感器進行串聯(lián)，以液壓方式或機械方式施加力值。其特點是結(jié)構(gòu)簡單、

5、造價低、力級任意，而且又由于它的測量是以相對比較為基礎(chǔ)，所以系統(tǒng)中的其它影響因素并不影響其測量精度。本課題選擇100KN靜重式力基準機為研究對象，下面著重對靜重式力基準機作現(xiàn)狀分析：靜重式力基準機是根據(jù)力的動力效應(yīng)，直接利用已知質(zhì)量砝碼的策略來復(fù)現(xiàn)基準力值的。由于砝碼質(zhì)量的準確度可以做到很高,長期穩(wěn)定性又好，因此我國1MN及以下的力值國家基準機是靜重式的。在力值準確度和力值穩(wěn)定度方面，靜重式力基準機占有明顯的優(yōu)勢，有著其它力基準機難以替代的作用。靜重式力基準機由于沒有過多的外界干擾因素，所以它的準確度最高。普通的測力機的準確度為10數(shù)量級，

6、而靜重式力基準機的準確度可以高出一個數(shù)量級，鑒于靜重式力基準機的高精度特點，它成為了測力儀檢測領(lǐng)域最高級的標準。但是通過重量產(chǎn)生大力值，就要求砝碼的質(zhì)量很大，才能夠產(chǎn)生數(shù)噸力乃至數(shù)百噸力。靜重式力基準機的工作原理決定了該種設(shè)備是質(zhì)量大、功率高、機構(gòu)龐大、控制部件繁雜的機電一體化系統(tǒng)。其機械系統(tǒng)的設(shè)計、加工，信號檢測和控制系統(tǒng)的設(shè)計決定了整機的工作性能。靜重式力基準機主要用于各種負荷傳感器作非線性試驗、重復(fù)性試驗和蠕變試驗以及測力計等測力元件的檢定。三、擬采取的研究方法（方案、技術(shù)路線等）和可行性論證針對力基準機加碼設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)問題，我們選

7、用了以下技術(shù)解決：（1）加載問題：將需要加載砝碼的重力放到中心吊桿上，由此吊桿吊住反向器，在此反向器中間設(shè)置動橫梁，通過動橫梁的上下運動，橫梁上表面就可以對壓力傳感器進行測量，下表面則可以對拉力傳感器進行測試。（2）保證加載過程平衡無沖擊：加載過程平衡無沖擊即柔性加載，由于加載過程屬重載型，所以用液壓驅(qū)動砝碼加卸。由于液壓本身就具有一定的柔性，因此只要加載時速度很低，則加實現(xiàn)柔性加載，保證加載過程平穩(wěn)無沖擊。由于砝碼不是直接加載到傳感器上，首先加載到中吊桿上，再控制動橫梁運動，快要接近傳感器時停止運動，由絲桿螺母傳動帶動動橫梁緩慢接近，實現(xiàn)

8、低速加載。（3）由于液壓裝置不能實現(xiàn)獨立加碼的過程，所以提出了一種新的加碼方式，即每個砝碼均用伺服電機驅(qū)動絲桿升降機進行升降，同時為了保證升降過程的平穩(wěn)性，采用了彈簧裝置以達到線