扭矩试验
来源:忠科集团
忠科集团提供的扭矩试验,扭矩试验是一种用于测试或验证机械系统、设备或其他机械设备动力特性(如转矩)的物理方法,报告具有CMA,CNAS认证资质。

扭矩试验是一种用于测试或验证机械系统、设备或其他机械设备动力特性(如转矩)的物理方法。它通常包括以下步骤:
1. **设计和准备**:
- 根据项目需求,确定所需的扭矩值和设备参数(如转速、行程、扭矩输出频率等)。
- 选择合适的扭矩试验设备,如测力机、转矩仪、动力试验机等,它们可以提供精确的力与时间关系,帮助计算出所要测试对象的扭矩。
2. **加载和卸载操作**:
- 将被测试的对象(例如齿轮、螺旋桨、链条等)安装在适当的测试平台上,并根据需要调整设备的工作状态以保持其稳定。
- 根据设备手册或用户指南指示,开始或停止系统的加载和卸载操作,使对象处于恒定力或最大应力下运行,持续一段时间。
3. **测量力和时间**:
- 使用扭矩计或其它测力设备,将系统施加一个特定的力(称为施加力或初始力)并记录下这段时间内对应的扭矩值。
- 记录每次加载和卸载之间的数据,以便得到整个加载过程中的力-时间曲线,即力与时间的关系。
- 在必要时,使用积分法或其他相关的函数拟合曲线,进一步分析力和时间的关系,预测设备的扭矩响应。
4. **数据分析和评估**:
- 使用对比测试数据来比较不同的加载或卸载条件,看是否能发现明显的滞后、过度增益或欠阻尼等问题。
- 对于传动系统和控制系统,可能还需要考虑噪声和振动的影响,以及热力学平衡等其他因素对扭矩的影响。
- 根据数据结果,评估设备的动力性能、效率、可靠性和寿命等因素,为产品设计和优化提供参考。
5. **应用和改进**:
- 如果发现某些条件下的扭矩响应明显优于预期,可能需要进一步研究或优化问题,例如改进设计、调整材料配方、优化工作状态控制等。
- 同时,通过重复进行扭矩试验,不断收集和处理数据,提高测试精度和可靠性,使测试结果具有更高的准确性和适用性。
扭矩试验是检验和评价机械设备动力特性的核心手段之一,对于机器人的运动控制系统、工业机械、汽车发动机、飞机涡轮引擎等领域有着广泛的应用。通过对扭矩响应的测量和分析,能够深入了解设备的工作原理、参数匹配、动态特性等方面的问题,从而为产品的开发、制造和维护提供有力的数据支持。
扭矩试验标准
扭矩试验是一种通过测量特定工件在特定扭矩下发生相对位移(扭距)的方法,以评估其材料强度、塑性、疲劳性能等力学特性。以下是一些通用的扭矩试验标准:
1. 国际标准化组织ISO 45001:2018 标准中,用于设计和制造各类结构零件(如轴类、棒状体、轮子等)的标准为 "Standard for Testing Materials for Design and Manufacturing of Machine Parts"。此标准规定了扭矩测试的基本步骤,包括试样选择、加载、保持、测量及数据处理。
- 材料要求:
- 深度至少为 3mm 的热处理变形试验基座。
- 选材应考虑受力类型(刚性、弹性、韧性)、变形程度和形状对扭距的影响等因素。
- 其他材料需要满足相应机械性能要求,例如抗拉强度、屈服点、疲劳极限、蠕变速度等。
- 在某些情况下,使用热处理试验基座可以提高承载能力和减小扭转引起的变形影响。
- 加载方式:
- 对于旋转轴或直径大于 30mm 的弯曲轴,一般采用离心式负载。
- 对于轴向和径向径向联合扭矩的测量,采用绕中心轴方向连续加载和卸载,这样可以获得精确的横向和纵向轴向扭矩分布。
- 对于弯管、螺栓和槽钢等复杂零件,可能需要采用局部加载法,通过改变其中一个部位的转角来获得所需扭矩。
- 测量方法:
- 通常使用扭矩扳手将规定的扭矩施加到试样上,确保扭矩不超过预期值。
- 当试样转动一定角度后,读取扭矩传感器的输出,并记录与设定扭矩之间的最大误差作为扭矩测量值。
- 数据采集应重复多次,取平均值作为扭矩测量结果,以消除偶然误差。
2. 国家质量技术监督局颁布的《金属材料疲劳性能试验》GB/T 1967-2009 规定了一种适用于轴类、棒状体和轮子等零件的疲劳断裂性能检测的标准,即 "Guidelines for Testing Metal-Component Performance under Fatigue"。
- 材料要求:
- 长度不小于 50mm 的连续长直轴(或与其相匹配的断面尺寸),并进行非破坏性预裂试验。
- 零部件可能需要经过表面预处理、退火或正火处理,以降低脆性。
- 精确标定材料疲劳极限强度和断裂韧性,必要时还应对试样的其他力学性能参数进行检查。
- 加载方式:
- 非破坏性预裂试验主要用于确定试样的持久强度和极限应力水平,以及其在应力持续作用下的耐腐蚀性能。
- 轴类和轮子的疲劳试验可采用多轴(或多轴-单轴)复合动态负荷,其中一部分轴处于静载状态,另一部分轴处于动载状态,以此研究不同轴段的疲劳响应和整体断裂过程。
- 另外,也可以采用单轴动态负荷,对于环形或其他复杂形状的零件,通过纵向加载的方式获取总扭矩。
- 测量方法:
- 使用具有重复性的高精度测力计,在零应力至预定疲劳寿命范围内,反复施加一个或多个载荷,保证所测取的最大瞬时载荷不超过额定载荷,且持续时间满足预期范围。
- 结果应通过标准图表(如疲劳曲线图、能量传递函数等)展示,同时根据材料性质、实验条件、实验环境等因素分析实际疲劳行为。
总之,扭矩试验的标准主要依据具体的工件型号、材料性质、性能需求以及试验目的而定,其基本流程和测试方法应遵循上述国际标准或者行业推荐标准,确保测试结果的准确性和可靠性。在进行扭矩试验时,应注意保持设备的安全操作规程,遵守实验室规范,确保试样及其环境的稳定和恒温,以避免因人为因素导致的误差累积。
扭矩试验流程
扭矩试验流程一般包括以下几个步骤:
1. 预处理:首先,要确保实验室具备正确的实验设备和必要的工具,如扭力机、扭矩扳手、夹具等。同时,还需要明确试验对象(例如汽车零部件、电机部件、机械结构等)的公称尺寸、试验要求、精度等级等信息。
2. 设置参数:根据试验需求和选定的扭矩测量方法(例如M01-03型扭矩计或ISO 4769标准的抗拉强度扭力测试),设定扭矩值范围、试验转速、试验时间和每次加载的质量等相关参数。这些参数应与待测材料的力学性能数据以及所使用的检测设备一致。
3. 试验操作:按照上述设定好的参数,启动扭矩机,并在规定的条件下进行测试。通常情况下,扭矩测试分为恒定负载试验和非恒定负载试验两种方式:
恒定负载试验:在这种情况下,给定材料施加恒定且相同的一对作用力,持续一段时间,然后观察并记录下此时的扭矩值。这是确定材料受力是否均匀、载荷分布是否合理,以及材料疲劳行为的有效手段。
非恒定负载试验:这种试验通常在一定时间内施加不同的载荷,然后进行转角变化时的扭矩测量,以评估材料的承载能力、塑性变形和断裂点位置。对于载荷变化较大、材料性质复杂的场合,可以选择更具动态响应性的测试方法,如剪切、弯曲或扭转试验等。
4. 数据收集与分析:根据实验结果,计算得出试样承受的实际扭矩,并与相应标准(如ASTM、ISO等)中的规定进行比较。具体来说,可以使用相关软件进行数据采集和分析,包括计算实际扭矩与理论扭矩之间的误差、分析材料的拉伸强度、压缩强度、屈服强度、剪切强度等力学性能指标,并预测可能存在的破坏点位置和形态等。
5. 报告编写与评审:整理试验数据,撰写试验报告,内容主要包括试验的目的、预期的试验结果、实测的数据、图表及必要的结论和建议。该报告需要由有资质的检验机构或技术人员审核并批准,包括但不限于:报告的编制人、报告日期、样本数量、各测试参数及其取值范围、误差分析、主要缺陷的判断依据、结论等内容。
6. 复验与验证:完成报告后,需要对新的样品或相关试验结果进行复验或验证,以便保证报告的有效性和可靠性。这可以通过对比已有的试验结果或者与其他机构或专业人员的交叉验证等方式进行。
7. 后续管理:重复上述步骤,对新批次的试验数据进行定期回顾和评价,以优化检测过程和提高产品质量。同时,对于出现的异常或偏差,应采取相应的纠正措施,防止影响到后期的可靠性试验和安全运行。
总的来说,扭矩试验流程是一个详细且系统的工程,涉及到实验设备、程序设计、参数设定、数据分析等多个环节,旨在为生产和质量控制提供科学的依据,保障机械设备的安全可靠和优质生产。