传统液压扭矩扳手的优化设计

传统液压扭矩扳手的优化设计
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摘   要
液压扭矩扳手作为一种大直径螺栓的装配工具，已经被广泛应用于冶金、机械、电力、化工、铁路、造船、桥梁、锅炉等行业的重要螺栓联接的安装及拆卸维修，但是其本身还有很多的缺陷，其中最重要的就是输出扭矩的精度较低，工作效率不高。研究人员在液压扭矩扳手执行机构的设计过程，大多是参考国内外现有的产品，再根据经验对其进行改进，采用的是经验类比法，不但计算量大，而且不容易得到‘最优’方案。本论文在对液压扳手执行机构的工作原理以及存在的缺陷进行了深入的分析和研究以后，引用现代优化设计方法，对执行机构的优化设计进行了研究。
针对液压扭矩扳手输出扭矩精度较低，工作效率不高的问题，在深入分析液压扭矩扳手执行机构工作原理基础上，提出了机构精度的概念，并给出了评价表达式，推导出了机构的摆角和机构精度的计算公式以及二者之间的关系式。为液压扭矩扳手执行机构的设计提供了理论依据。
首次在液压扭矩扳手的设计过程中，引入了优化设计方法，建立了基于扭矩精度的液压扭矩扳手执行机构的优化设计的数学模型，并将惩罚函数法以及用于求解多维无约束优化问题的的Powell法应用到液压扭矩扳手执行机构的优化求解过程中来。

关键词：液压扭矩扳手，摆动油缸机构，优化设计