扭簧表的結(jié)構(gòu)與維護方法改進

王玉萍，黃鳳新，王曉明

（哈爾濱軸承集團公司 質(zhì)量控制部 ，黑龍江 哈爾濱 150036）

1 前言

扭簧表是軸承行業(yè)廣泛使用的精密測量儀器，它的主要用途是以比較法測量精密制件的尺寸和形位偏差，還可以用作其他測量裝置，所以對它的測量精度要求十分高，因此在各種儀表量具中占有相當(dāng)重要的地位。

2 扭簧表的工作原理

扭簧表是采用軸向伸長量與回轉(zhuǎn)角度在一定范圍內(nèi)呈線性關(guān)系的扭簧絲為主要放大元件，將測桿的直線位移轉(zhuǎn)換成為指針的角位移的機械式計量儀器。扭簧表的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1 所示。

3 修理扭簧表時產(chǎn)生的問題及改進方法

扭簧表的傳動放大倍數(shù)除與扭簧絲的尺寸有關(guān)外，還與三角橋的傳動比、可調(diào)支撐片的吸收變形有關(guān)。

扭簧表是軸承生產(chǎn)現(xiàn)場大量使用的檢測儀器，磨損量很大，且價格較貴，在300元左右，因此，該儀器磨損后需經(jīng)常維修。在修理扭簧表時，經(jīng)常會出現(xiàn)扭簧絲折斷現(xiàn)象，更換新簧后需要調(diào)整三角板及壓板中間的支撐片的高低來達到

圖1 扭簧表的結(jié)構(gòu)示意圖

示值誤差的檢定要求（如圖1 所示），但在實際的工作中卻經(jīng)常出現(xiàn)偏差問題。通常情況下，這種問題應(yīng)該通過松簧或緊簧的方法來消除，達到正負方向示值誤差一致，但這種現(xiàn)象大部分很難調(diào)整，例如檢定0.001mm扭簧表的正負兩方向的示值誤差，此時測得正方向+30分度值為+30μm，測得負方向-30分度值為-28μm（示值誤差不合格），這時需要向負方向移針緊簧來達到正負方向示值誤差一致，但通過移針再檢發(fā)現(xiàn)負方向-30分度值雖然達到-30μum，但正向+30分度值卻是+32μm，還存在偏差，而且調(diào)整時，示值誤差變化大，需經(jīng)多次調(diào)整才能達到合格范圍。由于扭簧絲在經(jīng)過多次調(diào)整后使用壽命縮短，而且容易折斷。通過在工作中不斷觀察發(fā)現(xiàn)，造成這一現(xiàn)象的原因是支撐片的厚度過薄，剛性不夠，扭簧絲的拉力造成支撐片的變形過大，所以偏差不易改變。經(jīng)過多次研究后發(fā)現(xiàn)，為提高支撐片的剛性，將支撐片的厚度由原來的0.12mm增加到0.21mm安裝到扭簧表上，不但消除了偏差現(xiàn)象，示值誤差的調(diào)整也變得及其容易。改進后的扭簧表在外觀、示值變化及測力、示值誤差等方面均達到各項技術(shù)要求。

4 扭簧表在檢測輕系列軸承中存在的不足及改進方法

扭簧表在測量時要求測力最大不超過2N，最小不能小于1N。但在測量中發(fā)現(xiàn)，對于測量正常壁厚的工件不會產(chǎn)生變形，但對于測量壁厚只有2mm且直徑在50mm以上的薄壁軸承，如果加上一定的測力（在檢定規(guī)程允許范圍內(nèi)的測量力）就會使其產(chǎn)生變形，因而測量不到它的準(zhǔn)確值。經(jīng)試驗觀察，用二塊測力不同的扭簧表（測力分別為1N和1.8N）測量同一外徑尺寸，結(jié)果相差3μm。經(jīng)過認真分析，發(fā)現(xiàn)減輕扭簧表的測力才能使薄壁軸承外徑不產(chǎn)生變形，從而能測量出外徑尺寸的準(zhǔn)確值。首先，取消了原扭簧表的測力裝置4并將原扭簧表主體內(nèi)的鋼制測桿5改換成鋁合金測桿，以減輕測桿自重（鋼制測量桿自重40g，鋁合金測量桿自重10g），并改變扭簧表內(nèi)方彈簧片13、圓彈簧片14的厚度，方彈簧片由原來的0.15mm改為0.10mm，將圓彈簧片的厚度由0.17mm改為0.10mm，使測力降低，同時調(diào)整測量桿行程。改造后可將幾塊扭簧表的測量力分別調(diào)為0.5N、0.6N、0.7N等，結(jié)果測量力在0.5N、0.6N、0.7N之間的扭簧表測量尺寸幾乎沒有產(chǎn)生變化，但是，測力最小的一塊扭簧表0.5N與原廠設(shè)計的正常測力值1.8N扭簧表相比，其外徑尺寸相差5μm，所以用測力為0.5N的扭簧表檢測外徑尺寸，其外徑基本不會產(chǎn)生變形。經(jīng)檢驗證明，改進后扭簧表完全達到各項技術(shù)要求。

5 扭簧表添加阻尼油方法的改進

修理扭簧表，其中一項是指針停擺的時間問題。限制扭簧表指針停擺時間需要在阻尼器中添加阻尼油。以前在添加阻尼油時，要把阻尼器從表體上卸下來，把阻尼器油碗移開，用工具蘸阻尼油添加到阻尼器油碗中，再把油碗合上。這種添加方法的弊病是費時、費油、費料。因為阻尼器是鋁制品制成，經(jīng)過多次開合后容易折斷而廢棄；再有，用工具蘸阻尼油添加后，總會存留一部分在工具上無法使用，造成浪費。如果工具上有灰塵，還容易帶到阻尼油中，易發(fā)生示值不穩(wěn)定。經(jīng)試驗，發(fā)明用一種注射器改裝而成的阻尼油添加器，先選用合適的16號針頭（即針頭直徑小于阻尼器孔直徑）并鋸掉一截，再將阻尼油倒入注射器內(nèi)，這樣就不用再將阻尼器從表體上取下來，而可以直接添加阻尼油了。

6 結(jié)束語

通過對扭簧表支撐片的改進，縮短了維修時間，提高了的工作效率，延長了扭簧絲的使用壽命，保證了儀表的可靠測量精度。通過對扭簧式比較儀測力裝置進行改進，為產(chǎn)品提供了更準(zhǔn)確的測量數(shù)值，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，同時改進后的扭簧比較儀也可廣泛用于各類薄壁系列圓形產(chǎn)品的測量使用。通過對添加阻尼油方法的改進，可省時、省油、省材料。