液壓扭矩扳手優(yōu)化設(shè)計和液壓扭矩表改進方案的研究.pdf

1、液壓扭矩扳手作為一種大直徑螺栓的裝配工具，具有很多的優(yōu)點，如輸出扭矩大，使用方便，能夠在狹窄的空間范圍內(nèi)使用，且能夠比較準確控制預(yù)緊扭矩的大小等。這對大量使用高強度螺栓的一些大型基礎(chǔ)設(shè)施及大型機電設(shè)備，尤其是承受載荷及強烈沖擊振動的重型機械設(shè)備而言顯得尤為重要，螺栓聯(lián)接質(zhì)量的好壞將直接影響其運轉(zhuǎn)可靠性和使用壽命。雖然液壓扭矩扳手已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于冶金、機械、電力、化工、鐵路、造船、橋梁、鍋爐等行業(yè)的重要螺栓聯(lián)接的安裝及拆卸維修，但是其本身

2、還有很多的缺陷，其中最重要的就是輸出扭矩的精度較低，工作效率不高。研究人員在液壓扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計過程，大多是參考國內(nèi)外現(xiàn)有的產(chǎn)品，再根據(jù)經(jīng)驗對其進行改進，采用的是經(jīng)驗類比法，不但計算量大，而且不容易得到‘最優(yōu)’方案。本論文在對液壓扳手執(zhí)行機構(gòu)的工作原理以及存在的缺陷進行了深入的分析和研究以后，引用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計方法，對執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計進行了研究。本文同時還對液壓扭矩表的工作原理進行了分析和研究，并針對其不足，提出了機械式液壓扭矩表

3、的改進方案，并進一步給出了數(shù)字式液壓扭矩表的設(shè)計方案。論文研究的工作與結(jié)論主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 針對液壓扭矩扳手輸出扭矩精度較低，工作效率不高的問題，在深入分析液壓扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)工作原理基礎(chǔ)上，提出了機構(gòu)精度的概念，并給出了評價表達式，推導出了機構(gòu)的擺角和機構(gòu)精度的計算公式以及二者之間的關(guān)系式。為液壓扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。 首次在液壓扭矩扳手的設(shè)計過程中，引入了優(yōu)化設(shè)計方法，建立了基于扭矩精度的液壓

4、扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型，并將懲罰函數(shù)法以及用于求解多維無約束優(yōu)化問題的的Powell法應(yīng)用到液壓扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)化求解過程中來。 利用C語言編制出了優(yōu)化計算程序；采用VC++語言對液壓扭矩扳手執(zhí)行機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計進行了系統(tǒng)集成和實例計算；通過對實例求解結(jié)果的分析驗證了優(yōu)化設(shè)計方法的優(yōu)越性。 在分析了液壓扭矩表的缺陷和不足后，對機械式液壓扭矩表提出了改進方案。由于傳感器和數(shù)字顯示技術(shù)的不斷發(fā)展和進一步的推廣