编者按:这里有毫厘之间的极致追求,也有扎根大地的不断求索。这个“五一”国际劳动节、“五四”青年节,红网时刻新闻推出《绝活》系列报道,带您走进匠人指尖的温度,感受青年眼中的光芒。敬请关注。
红网时刻新闻记者 肖帅 长沙报道
乘坐高铁时,你是否想过这样一个问题:列车以每小时350公里的速度飞驰,如何保证安全与高效?背后有一个关键因素——扭矩。简单来说,扭矩是旋转的力量,它决定了列车的驱动力、转向系统的精准度以及刹车系统的稳定性。扭矩的应用不局限于高铁,许多大型机械,如工程机械和风力发电机,也依赖精确的扭矩测量。
如果没有精确的扭矩监测,机械设备的运行无法精准控制,甚至可能导致故障。那么,精确的扭矩监测如何实现?“五一”劳动节前夕,记者来到湖南省计量检测研究院,见证了国内首台量程达220kNm的复合式扭矩标准机的安装与调试现场。
调试现场。
这台高精度宽量程(0.1Nm~220kNm)系列标准扭矩机不仅填补了扭矩测量领域空白,且其性能指标已达到国际领先水平,成功解决了湖南省工程机械、轨道交通、风力发电等产业对大量程扭矩量值溯源的需求,将极大推动相关行业的技术进步和高质量发展。其研发团队领头人就是本期“绝活”人物:湖南省计量检测研究院副院长、技术负责人陈红江。
首台!量程达220kNm的扭矩机湖南造
为什么需要设计量程达220kNm的扭矩机?“这是和我们的生产需求相关的。”陈红江介绍道,湖南作为轨道交通、工业制造强省,机械制造对扭矩测量有着大量程需求。然而以往湖南扭矩计量标准最大量程只有10kNm。但是企业生产需求,其扭矩测量最大值达200kNm。
因此,一系列高精度宽量程标准扭矩机应运而生。“有了这系列宽量程扭矩机,可以检测动车、风力发电机等大型机械的扭矩。”陈红江表示,目前中国合格评定委员会正在对该设备进行CNAS认证。该设备的服务范围不仅满足省内企业对大量程扭矩量值溯源的需求,还将辐射全国,已接洽广东、四川、宁夏等地的企业。
陈红江在调试扭矩传感器。
首创!测量精度至0.05%,设计原理也是新方子
“这台扭矩机的‘绝活’,不仅在于量程宽,更在于其精度高,设计原理也是首创。”陈红江特意带领记者查看了设备的参数。目前,该扭矩机的精度在不同量程段表现突出:当量程为20kNm至220kNm时,准确度优于0.1%;在2kNm至20kNm的量程段时,准确度优于0.05%。
“以往200kNm这一量程的扭矩机,难以达到这种精度。”陈红江介绍道,目前这台扭矩机被定义为“复合式”,即将力传感器式与参考式两种不同原理结合而成的一种新型扭矩标准机。
“传统的净重式扭矩机是通过砝码加杠杆的原理进行测试。量程10kNm的机器,就要用到10吨的砝码。可想而知,如果继续用该原理来造量程220kNm的机器,那用到的砝码估计得有3层楼那么高。”
陈红江告诉记者,正是沿着“老套路”行不通,他和他的研发团队进行了创新研发。2年时间里,通过不断调试力矩杠杆的力臂长度、施加到力传感器上的力以及力矩杠杆因受力而产生的水平夹角等关键因素,开展高精度大扭矩的计量测试技术研究,从而有了这台高精度宽量程扭矩机的诞生。
“精度高、量程广,适用范围也就更广、工作效率更高。能够为轨道交通、工程机械等产业创新和高质量发展,提供准确的扭矩测试和分析方案。”陈红江表示,正是通过这一科研项目的研发,他们目前已申请了两项发明专利。
陈红江是湖南市场监管系统首位“湘直工匠”培育对象。
“绝活就是精益求精,永不止步。”作为省计量检测研究院技术负责人,80后的陈红江两次荣获中国计量测试学会科学技术进步一等奖,2023年获得国家市场监督管理总局科研成果一等奖之后,他被选入市场监管总局科技创新人才计划青年拔尖人才,并于2024年入选“湘直工匠”培育对象。
作为湖南市场监管系统首位当选“湘直工匠”培育对象,陈红江深知,荣誉和责任并行。在他看来,科研工作者的责任不仅仅是创造科技成果,更要将这些成果转化为实际应用,推动产业的升级和社会的进步。
来源:红网
作者:肖帅
编辑:张皎
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