液壓扭矩扳手優(yōu)化設(shè)計(jì)和液壓扭矩表改進(jìn)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(diǎn)，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(zhǔn)確控制預(yù)緊扭矩的大小等。這對(duì)大量使用高強(qiáng)度螺栓的一些大型基礎(chǔ)設(shè)施及大型機(jī)電設(shè)備，尤其是承受載荷及強(qiáng)烈沖擊振動(dòng)的重型機(jī)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(yùn)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(jī)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程，大多是參考國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的產(chǎn)品，再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，采用的是經(jīng)驗(yàn)類比法，不但計(jì)算量大，而且不容易得到‘最優(yōu)’方案。本論文在對(duì)液壓扳手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作原理以及存在的缺陷進(jìn)行了深入的分析和研究以后，引用現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。本文同時(shí)還對(duì)液壓扭矩表的工作原理進(jìn)行了分析和研究，并針對(duì)其不足，提出了機(jī)械式液壓扭矩表

3、的改進(jìn)方案，并進(jìn)一步給出了數(shù)字式液壓扭矩表的設(shè)計(jì)方案。論文研究的工作與結(jié)論主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 針對(duì)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(jī)構(gòu)工作原理基礎(chǔ)上，提出了機(jī)構(gòu)精度的概念，并給出了評(píng)價(jià)表達(dá)式，推導(dǎo)出了機(jī)構(gòu)的擺角和機(jī)構(gòu)精度的計(jì)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。 首次在液壓扭矩扳手的設(shè)計(jì)過程中，引入了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，建立了基于扭矩精度的液壓

4、扭矩扳手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型，并將懲罰函數(shù)法以及用于求解多維無(wú)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(jī)構(gòu)的優(yōu)化求解過程中來(lái)。 利用C語(yǔ)言編制出了優(yōu)化計(jì)算程序；采用VC++語(yǔ)言對(duì)液壓扭矩扳手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)集成和實(shí)例計(jì)算；通過對(duì)實(shí)例求解結(jié)果的分析驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)越性。 在分析了液壓扭矩表的缺陷和不足后，對(duì)機(jī)械式液壓扭矩表提出了改進(jìn)方案。由于傳感器和數(shù)字顯示技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)一步的推廣