本發(fā)明屬于力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。

背景技術(shù)：

力值計(jì)量與國家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)、科學(xué)研究及人民生活有著重要的關(guān)系。力標(biāo)準(zhǔn)裝置是產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)力值，用于檢定、校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)測力儀或力傳感器的力值計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，稱之為力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)通常有四種類型：靜重式、杠桿式、液壓式和疊加式。

利用地球引力場中砝碼的重力產(chǎn)生力值建立力值基、標(biāo)準(zhǔn)，砝碼質(zhì)量直接溯源到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，可以獲得較高的準(zhǔn)確度，此種類型的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)稱之為“靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)”。目前，世界各國均采用靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)作為量值溯源的基準(zhǔn)，世界上最大的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)為美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)的1000klbf(約4.5MN)，力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.002％(k＝3)；中國最大的靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)是保存在中國測試技術(shù)研究院的1MN力值國家基準(zhǔn)，力值相對(duì)擴(kuò)展不確定度為0.002％(k＝3)。靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)體積龐大、造價(jià)昂貴，因其準(zhǔn)確度最高，世界各國均建立作為力值計(jì)量的最高標(biāo)準(zhǔn)(基準(zhǔn))。

采用力傳感器作為參考標(biāo)準(zhǔn)，與被檢傳感器串聯(lián)，以機(jī)械或液壓方式施加負(fù)荷的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，國際上將此種類型的力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)稱之為“疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)”。由于疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單造價(jià)相對(duì)較低，準(zhǔn)確度沒有靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)高但又能滿足檢定、校準(zhǔn)的需要，因此被世界各國采用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，實(shí)現(xiàn)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)和疊加式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的二合一，有效提高設(shè)備利用率和檢測效率。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，包括上部加載機(jī)構(gòu)、機(jī)架；所述上部加載機(jī)構(gòu)包括上梁、底座、四根滾珠絲桿、移動(dòng)梁、周邊四根支撐柱；所述四根滾珠絲杠穿設(shè)于所述上梁和所述底座，所述移動(dòng)梁套設(shè)在所述四根滾珠絲杠上；所述機(jī)架位于所述底座下方；所述機(jī)架組成一個(gè)剛性籠狀結(jié)構(gòu)；還包括2MN油缸活塞、承壓板和標(biāo)準(zhǔn)傳感器組；所述2MN油缸活塞安裝于所述上梁上；所述標(biāo)準(zhǔn)傳感器組由3臺(tái)680KN傳感器組成，其嵌入式安裝于所述移動(dòng)梁中；所述承壓板設(shè)置于所述移動(dòng)梁上。

進(jìn)一步地，所述上部加載機(jī)構(gòu)還設(shè)置有反向器、拉向連接件；所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有中心吊桿；所述反向器包括上支座、立柱、下支座；所述上支座與所述下支座之間通過所述立柱連接；所述立柱穿設(shè)在所述移動(dòng)梁上，所述上下支座分別位于所述移動(dòng)梁上下方；所述拉向連接件與所述中心吊桿之間通過螺紋連接；所述下支座與所述中心吊桿之間通過一關(guān)節(jié)軸承連接；所述關(guān)節(jié)軸承包括一個(gè)具有中心孔的球面連接件、設(shè)于所述下支座內(nèi)側(cè)底部的弧形面托件；所述具有中心孔的球面連接件套設(shè)于所述中心吊桿；所述具有中心孔的球面連接件底部為球面，與所述弧形面托件相抵接；所述立柱的數(shù)量為三個(gè)，在所述上支座與所述下支座之間間隔均勻分布。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架底部為安裝座；所述安裝座為中空結(jié)構(gòu)，一側(cè)面為透空；一砝碼拆卸移動(dòng)機(jī)構(gòu)從所述安裝座透空部位伸入所述安裝座中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于將砝碼從機(jī)架內(nèi)取出；一外部升降機(jī)構(gòu)伸入機(jī)架內(nèi)，用于將砝碼在機(jī)架內(nèi)進(jìn)行升降；所述機(jī)架內(nèi)設(shè)有中心吊桿、砝碼、砝碼托盤、卡套；所述砝碼和砝碼托盤套設(shè)于所述中心吊桿上；所述中心吊桿上設(shè)有一凹槽；所述卡套為兩個(gè)半圓形的卡環(huán)；所述兩半圓形卡環(huán)卡設(shè)于所述凹槽內(nèi)；所述砝碼托盤的外邊緣向下延伸，恰好將卡設(shè)于所述凹槽內(nèi)的卡套進(jìn)行約束。

進(jìn)一步地，所述機(jī)架內(nèi)底部中心裝設(shè)有一吊掛系統(tǒng)加載狀態(tài)檢測裝置，包括一檢測座、六個(gè)無接觸探頭；所述檢測座為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，與吊掛系統(tǒng)同心；所述檢測座包括基底部、環(huán)形部；所述六個(gè)無接觸探頭均勻分布于所述環(huán)形部上。

進(jìn)一步地，所述無接觸探頭是非接觸式位移傳感器。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)裝置，采用靜重疊加復(fù)合式設(shè)計(jì)，可有效提高檢測效率和設(shè)備利用率。本發(fā)明著重對(duì)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，具體為可實(shí)現(xiàn)無障礙拆裝砝碼的吊掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造，疊加靜重復(fù)合式機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造。

【附圖說明】

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明中的首級(jí)吊掛部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明中的關(guān)節(jié)軸承部分結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明中的機(jī)架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明中的砝碼和砝碼托盤裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明中的吊掛系統(tǒng)加載狀態(tài)檢測裝置。

【具體實(shí)施方式】

如圖1所示，2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)，包括上部加載機(jī)構(gòu)1、機(jī)架2；所述上部加載機(jī)構(gòu)1包括上梁11、底座12、四根滾珠絲桿13、移動(dòng)梁14、周邊四根支撐柱15；所述四根滾珠絲杠13穿設(shè)于所述上梁11和所述底座12，所述移動(dòng)梁14套設(shè)在所述四根滾珠絲杠13上；所述機(jī)架2位于所述底座12下方；所述機(jī)架2組成一個(gè)剛性籠狀結(jié)構(gòu)；還包括2MN油缸活塞3、承壓板4和標(biāo)準(zhǔn)傳感器組5；所述2MN油缸活塞3安裝于所述上梁11上；所述標(biāo)準(zhǔn)傳感器組5由3臺(tái)680KN傳感器組成，其嵌入式安裝于所述移動(dòng)梁14中；所述承壓板4設(shè)置于所述移動(dòng)梁14上。本發(fā)明2MN靜重疊加復(fù)合式力標(biāo)準(zhǔn)裝置，采用靜重疊加復(fù)合式設(shè)計(jì)，可有效提高檢測效率和設(shè)備利用率。

如圖2和圖3所示，所述上部加載機(jī)構(gòu)1內(nèi)還設(shè)置有反向器6、拉向連接件7；所述機(jī)架2內(nèi)設(shè)有中心吊桿8；所述反向器6包括上支座61、立柱62、下支座63；上支座61與下支座63之間通過立柱62連接；所述立柱62穿設(shè)在所述移動(dòng)梁14上，所述上下支座61、63分別位于所述移動(dòng)梁14上下方；拉向連接件7與中心吊桿8之間通過螺紋連接；所述下支座63與所述中心吊桿8之間通過一關(guān)節(jié)軸承9連接；所述關(guān)節(jié)軸承9包括一個(gè)具有中心孔的球面連接件91、設(shè)于所述下支座63內(nèi)側(cè)底部的弧形面托件92；所述具有中心孔的球面連接件91套設(shè)于所述中心吊桿8；所述具有中心孔的球面連接件91底部為球面，與所述弧形面托件92相抵接；所述立柱62的數(shù)量為三個(gè)，在所述上支座61與所述下支座63之間間隔均勻分布。本發(fā)明的反向器6和中心吊桿8可分離，對(duì)被測件進(jìn)行壓向測試時(shí)反向器工作，反向器載荷為20kN，作為力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的首級(jí)載荷。對(duì)被測件進(jìn)行拉向試驗(yàn)時(shí)，反向器6與中心吊桿8脫開，不工作，避免了反向器6傾斜、擺動(dòng)對(duì)測量準(zhǔn)確度的影響。由于反向器6與中心吊桿8可分離，可實(shí)現(xiàn)整機(jī)在20kN到2MN量程范圍內(nèi)按規(guī)程檢定，擴(kuò)大了量程范圍，提高拉向測試測量的準(zhǔn)確度。

如圖4所示，所述機(jī)架2底部為安裝座10；所述安裝座10為中空結(jié)構(gòu)，一側(cè)面為透空；一砝碼拆卸移動(dòng)機(jī)構(gòu)20從所述安裝座10透空部位伸入所述安裝座10中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，用于將砝碼從機(jī)架2內(nèi)取出；一外部升降機(jī)構(gòu)(圖未示)伸入機(jī)架2內(nèi)，用于將砝碼在機(jī)架2內(nèi)進(jìn)行升降；如圖5所示，所述機(jī)架2內(nèi)設(shè)有砝碼加卸載機(jī)構(gòu)400、中心吊桿8、砝碼21、砝碼托盤22、卡套23；所述砝碼21和砝碼托盤22套設(shè)于所述中心吊桿8上；所述中心吊桿8上設(shè)有一凹槽81；所述卡套23為兩個(gè)半圓形的卡環(huán)；所述兩半圓形卡環(huán)卡設(shè)于所述凹槽81內(nèi)；所述砝碼托盤22的外邊緣向下延伸，恰好將卡設(shè)于所述凹槽81內(nèi)的卡套23進(jìn)行約束。方便砝碼快速拆卸。力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)不工作時(shí)開始拆卸砝碼，此時(shí)砝碼放置于砝碼加卸載機(jī)構(gòu)400上，拆卸工作時(shí)，將砝碼拆卸移動(dòng)機(jī)構(gòu)20移動(dòng)到砝碼底部，將砝碼托盤上移，兩半圓形的卡環(huán)(卡套23)沒有了砝碼托盤22的約束，將其取下，然后砝碼托盤22便可無障礙的移動(dòng)到中心吊桿8底部，將放置在砝碼加卸載機(jī)構(gòu)20上的砝碼用外部升降機(jī)構(gòu)托起，將砝碼旋轉(zhuǎn)一定角度，外部升降機(jī)構(gòu)即可將砝碼無障礙的運(yùn)送到機(jī)架底部的砝碼拆卸移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，移出砝碼后進(jìn)行檢定。套設(shè)在中心吊桿8上的砝碼21和砝碼托盤22由下而上逐級(jí)按上述步驟拆卸，保證所有砝碼和砝碼吊掛裝置均可無障礙快速拆裝，以便檢定。

如圖6所示，所述機(jī)架2內(nèi)底部中心裝設(shè)有一吊掛系統(tǒng)加載狀態(tài)檢測裝置，包括一檢測座100、六個(gè)無接觸探頭200；所述檢測座100為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，與吊掛系統(tǒng)同心；所述檢測座100包括基底部101、環(huán)形部102；所述六個(gè)無接觸探頭200均勻分布于所述環(huán)形部上。所述無接觸探頭200是非接觸式位移傳感器。根據(jù)六個(gè)無接觸頭的測量結(jié)果可以計(jì)算中心吊桿和反向器的偏傾斜情況。當(dāng)傾斜超過允許要求時(shí)停止試驗(yàn)，重新檢查被測件的安放位置等影響吊掛偏擺因素，調(diào)整后重新試驗(yàn)，提高測量準(zhǔn)確性。

本發(fā)明著重對(duì)靜重式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)無障礙拆裝砝碼的吊掛機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造，疊加靜重復(fù)合式機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施用例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。