目前，手工定量控制螺栓擰緊的方法是使用扭矩扳手來(lái)擰緊，控制螺栓擰緊過(guò)程的目的是使螺栓的軸向拉伸力恰到好處，并以此達(dá)到螺紋副的可靠聯(lián)接。因此，扭矩的控制在各種機(jī)械類(lèi)、電子類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究、測(cè)試分析、質(zhì)量檢驗(yàn)、型式批準(zhǔn)、定型鑒定和節(jié)能、安全或優(yōu)化控制等工作中成為必不可少的內(nèi)容，也使得定期的扭矩測(cè)量和檢定十分必要。

　　然而，許多企業(yè)都是將扭矩扳手送給第三單位來(lái)做檢定，那么扳手有問(wèn)題就可以馬上自行檢查，更重要的是，當(dāng)扭矩扳手使用頻率較大、需要經(jīng)常性的檢定時(shí)，可以獲得更多的便利。

　　企業(yè)方不愿自行檢定扭矩扳手，究其原因，除了測(cè)試儀的高昂成本外，主要還是害怕操作復(fù)雜的測(cè)試儀設(shè)備。在此，本文將主要闡述扭矩檢定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)、實(shí)際操作以及注意事項(xiàng)。

　　一、扭矩檢定專(zhuān)業(yè)知識(shí)

　　1.扭矩專(zhuān)業(yè)知識(shí)

　　(1)扭矩的定義

　　作用在物體上偏離旋轉(zhuǎn)中心的地方、使物體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)方向的變形或可能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的力和長(zhǎng)度的復(fù)合作用，稱(chēng)之為力矩或扭矩。物體在扭矩作用下轉(zhuǎn)動(dòng)的中心成為矩心，矩心到力作用線的垂直距離稱(chēng)為力臂，則扭矩M等于力F和力臂L的乘積。使物體順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)的扭矩為正，反之為負(fù)。如圖1中M1=F1L1，M2=F2L2 。

　　(2)扭矩的分類(lèi)

　　扭矩扳手按所使用的動(dòng)力源，一般分為手動(dòng)、電動(dòng)、氣動(dòng)和液壓四大類(lèi)：手動(dòng)基本上指手動(dòng)扳手;氣動(dòng)是以壓縮空氣為動(dòng)力的;電動(dòng)是指交、直流電都可以作為電源的;液壓類(lèi)的與氣動(dòng)類(lèi)似，但液壓源是由液壓油提供。

　　按工作原理分類(lèi)，扭矩扳手可分為指示式和定值式兩大類(lèi)，指示式可細(xì)分為數(shù)顯式和指針式，定值式可細(xì)分為機(jī)械定值式(又稱(chēng)預(yù)置式)和電子定值式。

　　扭矩扳手按其狀態(tài)又可分為靜態(tài)扭矩和動(dòng)態(tài)扭矩兩大類(lèi)：靜態(tài)扭矩是指不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)扭矩值不隨時(shí)間變化或隨時(shí)間變化很小和很緩慢的扭矩，包括靜止扭矩、恒定扭矩、緩變扭矩和脈動(dòng)扭矩;動(dòng)態(tài)扭矩是指扭矩值隨時(shí)間變化很大和很快、甚至換向的扭矩，包括振動(dòng)扭矩、隨機(jī)扭矩和過(guò)度扭矩。報(bào)響式扳手又稱(chēng)預(yù)置式扳手，屬于定值式類(lèi)，這類(lèi)扳手可分為機(jī)械定值式和電子定值式。

　　2.扭矩檢定儀的選擇

　　扭矩測(cè)試儀基本上是為了檢定扭矩扳手及向光扭矩設(shè)備而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，扭矩追溯系統(tǒng)中屬于中間銜接部分，故對(duì)扭矩測(cè)試儀必須要有以下基本要求：合格的扭矩精度等級(jí)、完整的扭矩檢定報(bào)告、完整的檢定追溯系統(tǒng)和符合實(shí)驗(yàn)室的高要求質(zhì)量，如圖2所示。

　　(1)分辨力

　　對(duì)扭矩扳手檢定儀的分辨力，一般要求是：指針式最小分度值應(yīng)Mmax A/200，A為準(zhǔn)確度等級(jí)的等級(jí)數(shù);數(shù)字式的最小有效數(shù)字增量應(yīng)MmaxA/1000且為1、2、5、乘以10的整數(shù)次方，A為準(zhǔn)確度等級(jí)的等級(jí)數(shù);例如0.5級(jí)、額定扭矩為1000N.m的數(shù)顯扭矩扳手檢定儀的有效最小數(shù)字增量不大于0.05N.m。

　　(2)量程

　　扭矩扳手一般的工作范圍是測(cè)量上限值得20%至測(cè)量上限值，部分測(cè)量下限高于測(cè)量上限的20%，工作范圍從測(cè)量下限開(kāi)始。新制造和修理后的扭矩扳手應(yīng)以測(cè)量上限值的120%加載值進(jìn)行超負(fù)荷試驗(yàn)。

　　因此，扭矩扳手檢定宜選用的量程上限一般是北側(cè)扳手最大額定扭矩的20%;其給出標(biāo)準(zhǔn)扭矩值的擴(kuò)展不確定度為被檢扳手準(zhǔn)確度等級(jí)的1/3～1/10，或檢定儀的準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)優(yōu)于被檢扳手準(zhǔn)確度等級(jí)的1/3;特殊的扭矩扳手檢定儀不受次限制，但起點(diǎn)不得小于最大扭矩之的5%，且分辨力足夠、延伸范圍經(jīng)檢定合格。

　　(3)個(gè)案例舉

　　針對(duì)預(yù)置式扭矩扳手，在選用檢定裝置時(shí)，由于其本身精確度等級(jí)為3～10級(jí)，按量傳體系的三倍關(guān)系，應(yīng)選用準(zhǔn)確度等級(jí)至少為2級(jí)，通常為1級(jí)的扭矩檢定裝置。

　　與此同時(shí)，根據(jù)扭矩扳手的檢定規(guī)程對(duì)扭矩測(cè)量?jī)x分辨力的要求，應(yīng)事先確定所選用的測(cè)量裝置各量程的分度值符合要求：檢定儀必須具備峰值保持功能，應(yīng)具有足夠的響應(yīng)速度，最好還應(yīng)具有能保持扳手處于正確的檢定方位和加載作用點(diǎn)可調(diào)的功能。

　　二、扭矩檢定的實(shí)際操作

　　(1)準(zhǔn)備工作

　　為了確保數(shù)據(jù)真實(shí)，檢定前應(yīng)作檢定裝置和扳手的外觀檢查，確定無(wú)誤。扭矩扳手檢定裝置應(yīng)在預(yù)熱和預(yù)扭后調(diào)整零位，扭矩扳手應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間按達(dá)到等溫度要求，在三次預(yù)扭后調(diào)好零位，扭矩扳手預(yù)扭后調(diào)好零位等再開(kāi)始檢定，數(shù)顯扭矩扳手也應(yīng)預(yù)熱。

　　另外，嚴(yán)格地說(shuō)，扭矩扳手的檢定的工位(指扳手桿身處于水平位置或垂直位置)也是由要求的，在什么位置使用就應(yīng)什么位置檢定，對(duì)某些初始零位不很確定的指針扳手或數(shù)顯扳手更應(yīng)這樣，并且檢定裝置應(yīng)具有完整的加載定位機(jī)構(gòu)，幫助固定扳手的檢定位置。

　　(2)基本操作過(guò)程

　　按照扳手的額定值正確選擇檢定裝置的量程，開(kāi)機(jī)預(yù)熱后，將外觀檢查正常的扳手在檢定裝置上按額定值預(yù)扭三次;取下扳手，調(diào)節(jié)好檢定裝置的零位并選用其峰值保持功能，手動(dòng)設(shè)置扭矩扳手的預(yù)置值為檢定點(diǎn)，將扳手正確安裝在檢定裝置上預(yù)扭三次，按照選定的檢定點(diǎn)平穩(wěn)施加扭矩到發(fā)出聽(tīng)覺(jué)或其它指示信號(hào)后立即停止加載、卸除載荷使扳手恢復(fù)常態(tài)，讀出和記錄各點(diǎn)的指示值，至少三次反復(fù)該過(guò)程完成該點(diǎn)的檢定，重新設(shè)置下一個(gè)檢定點(diǎn)重復(fù)以上過(guò)程知道完成全部檢定。

　　其中，在檢定指針式扭矩扳手的過(guò)程中，應(yīng)首先保證雙眼平視會(huì)聚于指針的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變體位，確保對(duì)指針與度盤(pán)刻線重合位置的判讀正確;其次，保證對(duì)零操作的位置正確，也就是保證使用位置與檢定位置與零位置三者一致;同時(shí)，確保對(duì)零到位;再就是及時(shí)讀書(shū)確保記錄的檢定之余扳手指針的位置對(duì)應(yīng)正確。

　　為保證這一點(diǎn)，應(yīng)使用具有穩(wěn)定慢速加載功能的檢定加載機(jī)構(gòu)。檢定順序從小扭矩值至大扭矩值，每點(diǎn)每次需間隔5s以上，在檢定完每點(diǎn)每次的數(shù)值，需將力量完全釋放，再做下一次(需注意每點(diǎn)扭矩值之重復(fù)度不可誤差太大)。

　　(3)個(gè)案例舉

　　手動(dòng)示值式扭矩扳手在檢定時(shí)，則應(yīng)按照扳手的額定值正確選擇檢定裝置的量程，開(kāi)機(jī)預(yù)熱后，將外觀檢查正常的扳手在檢定裝置上按額定值預(yù)扭三次;取下扳手，按檢定工位分別調(diào)節(jié)好扳手和檢定裝置的零位，將扳手正確安裝在檢定裝置上，按照選定的檢定點(diǎn)施加扭矩到檢定值，讀出和記錄各點(diǎn)的指示值，逐級(jí)施加扭矩到額定值后，卸除加載，并檢查扭矩扳手的指示回零情況;重新調(diào)整零位后重復(fù)以上步驟進(jìn)行第二次檢定，此過(guò)程至少進(jìn)行三次。

　　注：指針式有從動(dòng)指針的必須帶從動(dòng)指針進(jìn)行檢定。雙向扭矩扳手應(yīng)進(jìn)行雙向檢定，同樣要進(jìn)行反向預(yù)扭三次在按上述步驟進(jìn)行反向的檢定。

　　三、扭矩檢定的注意事項(xiàng)

　　(1)允許誤差

　　數(shù)字式扭矩扳手的最小數(shù)字增量不得大于在額定值的20%處允許誤差值的1/2。例如，額定扭矩100N.m二級(jí)數(shù)顯扳手，其額定值的20%處為20N.m，該點(diǎn)允許誤差值為0.4N.m，故該版收的最小分度即最小數(shù)字增量為0.2N.m。

　　(2)回零誤差

　　扭矩扳手的回零誤差，指針式應(yīng)不大于0.2個(gè)分度，數(shù)字式應(yīng)不超過(guò)±1個(gè)字。

　　(3)個(gè)案例舉

　　報(bào)響式扳手(又稱(chēng)預(yù)置式扳手)在檢定時(shí)，需注意：扭矩設(shè)定器應(yīng)靈活可靠、并能設(shè)定到所需扭矩值;當(dāng)施加扭矩值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，應(yīng)能準(zhǔn)確發(fā)出聽(tīng)覺(jué)或其他信號(hào);每個(gè)檢定點(diǎn)設(shè)置后，應(yīng)預(yù)扭報(bào)響三次，然后進(jìn)行檢定讀數(shù)，所用的標(biāo)準(zhǔn)裝置應(yīng)具有快速響應(yīng)和峰值保持功能。

　　(4)檢定周期

　　扭矩扳手的檢定周期應(yīng)主要按照扳手的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用頻度綜合確定：普通扳手短則一個(gè)月、最長(zhǎng)不得超過(guò)一年(一年通常只是用于指針式和數(shù)字式扳手);電動(dòng)和氣動(dòng)扳手在使用要求高的場(chǎng)合應(yīng)每周甚至每天檢查一次;預(yù)置式扳手則要按照使用頻度通過(guò)細(xì)致監(jiān)控來(lái)確保能正常使用，一般連續(xù)使用不放松地檢定周期不應(yīng)超過(guò)3個(gè)月。

　　而對(duì)于新制造、改裝或修理后的扭矩扳手檢定儀而言，一般需進(jìn)行兩次檢定合格方準(zhǔn)使用。這兩次間隔時(shí)間為3個(gè)月，以后檢定合格周期延長(zhǎng)，但最長(zhǎng)不得超過(guò)1年。

　　四、結(jié)語(yǔ)

　　總之，雖然在扭矩檢定的實(shí)際操作中，仍然存在具體情況下的細(xì)節(jié)變數(shù)，但只要嚴(yán)格把握上述要點(diǎn)，相信對(duì)于一般情況下的扭矩檢定，企業(yè)是完全有能力自行處理的。