1、1 JJF 中华人民共和国民用航空部门计量技术规范 JJF(民航)0121 2014 发动机专用扭矩倍增器校准规范 Calibration Specification for Torque Multiplier Special for Engine 2014-02-20 发布 2014-04-01 实施 中国民用航空局 发布 JJF(民航 ) 0121 2014 发动机专用扭矩倍增器 校准规范 JJF(民航) 01212014 Calibration Specification for Torque Multiplier Special for Engine 归口单位： 中国民用航空局航空器适
2、航审定司 起草单位： 北京飞机维修工程有限公司 国防科技工业 2311 二级计量站 本规范技术条文由起草单位负责解释。 JJF(民航 ) 0121 2014 本规范起草人： 吴振雷（北京飞机维修工程有限公司） 刘玉波（国防科技工业 2311 二级计量站） 东 方（国防科技工业 2311 二级计量站） 王 辉（北京飞机维修工程有限公司） 李甦时（北京飞机维修工程有限公司） JJF(民航 ) 0121 2014 目 录 引言 . . () 1 范围. . (1) 2 概述. . (1) 2.1 用途. . (1) 2.2 组成. . (1) 2.3 工作原理. . (2) 3 计量特性. . (2
3、) 3.1 扭矩范围. . (2) 3.2 准确度级别及技术指标. . (3) 4 校准条件. . (3) 4.1 环境条件. . (2) 4.2 测量标准. . (2) 5 校准项目和校准方法. . (3) 5.1 校准项目. . (3) 5.2 校准方法. . (3) 6 校准结果表达. . (5) 7 复校时间间隔. . (5) 附录 A 校准记录格式. . (6) 附录 B 校准证书内容 . . (7) 附录 C 测量不确定度评定方法 . (8) 附录 D 测量不确定度评定示例 . (12) JJF(民航 ) 0121 2014 引 言 本规范参考 JJF 1071-2010国家计量校
4、准规范编写规则 、JJF 1059.1-2012测量不确定度评定与表示编制，其主要内容依据 JJF 1011-2006力值与硬度计量术语及定义和 SWEENEYModel 8111 and 8112 Torque Multipliers Operation a nd Parts Manual编写。JJF（民航）0121 2014 1 发动机专用扭矩倍增器校准规范 1 范围 本规范适用于民用航空系统中使用的发动机专用扭矩倍增器 （以下简称倍增器）的校准。适用于本规范的其他类型倍增器可参照本规范进行校准。 2 概述 2.1 用途 倍增器是带有一定放大倍数的扭矩计量器具，主要用于紧固主轴承螺母、连接
5、螺母和其他扭矩涡轮机的应用场合。 2.2 组成 倍增器主要由输出端、 反作用力臂和输入端组成， 其结构示意图如图 1 所示。 图 1 倍增器结构示意图 JJF（民航）0121 2014 2 2.3 工作原理 倍增器是应用齿轮传动原理的一种扭矩计量器具。 其工作原理是将倍增器的反作用力臂固定在合适位置作为支点， 输入端输入的扭矩值经过齿轮传动系统放大一定倍率后，由输出端输出经过放大的扭矩值。 3 计量特性 3.1 扭矩范围 输入端：4 Nm2 000 Nm（3 lbft14 741 lbft） 输出端：50 Nm100 000 Nm(37 lbft73 746 lbft) 倍增器的测量范围一般为
6、额定输出扭矩值的 20100，也可按倍增器使用说明书或服务手册规定的测量范围进行校准。 3.2 准确度级别及技术指标 准确度级别及主要技术指标如表 1 所示。 表 1 准确度级别及技术指标 准确度级别 放大倍率相对误差e / % 扭矩示值重复性 R / % 5 5.0 5.0 10 10.0 10.0 放大倍率相对误差是实测放大倍率与标称放大倍率的差值， 除以标称放大倍率所得到的值。 4 校准条件 4.1 环境条件 环境温度： （ 20 10） 相对湿度：不大于 85 RH 周围无影响正常工作的振动。 JJF（民航）0121 2014 3 4.2 测量设备 倍增器校准装置（以下简称校准装置）应
7、配有输出端扭矩测量仪、输入端扭矩测量仪、加载装置、止动器和校准支架结构，并且校准装置给出的标准值的扩展不确定度应优于被校倍增器最大允许误差的 1/3。 5 校准项目和校准方法 5.1 校准项目 校准项目如下： a）外观检查； b）放大倍率相对误差和扭矩示值重复性的校准。 5.2 校准方法 5.2.1 外观检查 5.2.1.1 倍增器应有铭牌，铭牌上应有：名称、型号、规格、制造厂名或商标、出厂编号及出厂日期等信息。 5.2.1.2 倍增器及其附件不应有影响使用的裂纹、损伤、锈蚀及其他缺陷，附件应齐全，各部件不得任意更换。 5.2.1.3 倍增器的反作用力臂以及其它附件应具有足够的刚度，各部件连接
8、应牢固可靠。 5.2.1.4 倍增器在施加扭矩过程中运转应平稳，无冲击、停滞等不正常现象。 5.2.2 放大倍率相对误差和输入端扭矩示值重复性的校准 5.2.2.1 被校倍增器应水平放置，在倍增器输出端扭矩测量范围内，每个测量方向上选取不少于 10 个校准点进行校准，各校准点应大致均匀分布。 5.2.2.2 输入端、输出端均连接扭矩测量仪。按扭矩倍增器输入端和输出端的扭矩校准范围正确选择校准装置的输入端扭矩测量仪和输出端扭矩测量仪， 如图2 安装后，每次加载前应调整扭矩测量仪的零位。 JJF（民航）0121 2014 4 图 2 倍增器校准装置工作原理简图 5.2.2.3 进行顺时针方向校准时
9、应按额定输出扭矩值施加额定扭矩， 预扭3次。 5.2.2.4 按照选定的校准点，逐步平稳地施加输入端的扭矩，待输出端扭矩值达到校准点并稳定后，将输入端的扭矩示值填入附录 A 的表中，直至额定输出扭矩值。此校准过程应不少于 3 次。 5.2.2.5 逆时针方向的校准按照 5.2.2.3 和 5.2.2.4 的步骤进行。 5.2.2.6 以输出端扭矩值为校准点，读取相应的输入端扭矩值，按照公式（ 1）计算每一校准点实测放大倍率，按照公式（ 2）计算每一校准点的放大倍率相对误差，按照公式（ 3）计算每一校准点的输入端扭矩示值重复性，将计算结果填入附录 A 的表中： 实测放大倍率 iiiXQK （ 1
10、） 放大倍率相对误差 %KKX/Qii100e （ 2） 输入端扭矩示值重复性 %XXXRiminimaxi100 （ 3） JJF（民航）0121 2014 5 式中： iK 实测放大倍率； iQ 每一校准点倍增器输出端的校准值， Nm； iX 每一校准点倍增器 3 次输入端扭矩示值的算术平均值， Nm； K 倍增器的标称放大倍率； maxiX 、miniX 倍增器校准中第 i 点的 3 次输入端扭矩示值中的最大值和最小值， Nm。 6 校准结果表达 经校准的倍增器出具校准证书，校准证书内容见附录 B。测量不确定度评定方法见附录 C，测量不确定度评定示例参见附录 D。 7 复校时间间隔 倍增
11、器的复校时间间隔不超过 12 个月，必要时可随时校准。 JJF（民航）0121 2014 6 附录 A 校准记录格式 证书编号 送校单位 型号规格 制 造 厂 计量器具编号 校准依据文件 标准器名称 标准器编号 标准器测量范围 标准器有效期 标准器不确定度或准确度等级 温度 相对湿度 % RH 外观检查： 标称放大倍率： 输入端扭矩示值 /( ) 方 向 输出端扭矩示值 /( ) 1 2 3 平均值测量结果不确定度( )(k=2)实测 放大 倍率 放大倍率相对误差 /% 输入端扭矩示值重复性 /% 顺时针 逆时针 备 注 校准日期 年 月 日 建议有效期至 年 月 日 校准员 核验员 JJF（
12、民航）0121 2014 7 附录 B 校准证书内容 校准证书的内容应排列有序、清晰，一般应包括下列内容： a） 标题： “校准证书” ； b） 实验室名称和地址； c） 进行校准的地点（如果与实验室的地址不同） ； d） 证书的唯一性标识（如编号） ，页码及总页的标识； e） 客户的名称和地址； f） 被校对象的描述和明确标识； g） 进行校准的日期，如果与校准结果的有效性应用有关时，应说明被校对象的接收日期； h） 如果与校准结果的有效性应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明； i） 校准所依据的技术规范的标识，包括名称和代号； j） 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明； k）
13、校准环境的描述； l） 校准结果及其测量不确定度的说明； m） 对校准规范的偏离的说明； n） 校准证书或校准报告签发人的签名、职务或等效标识； o） 校准结果仅对被校对象有效的说明； p） 未经实验室书面批准，不得部分复制证书的声明。 JJF（民航）0121 2014 8 附录 C 测量不确定度评定方法 本例针对输入端某个示值点进行评定（其他载荷点参照评定） 。 C.1 概述 C.1.1 评定依据 参照 JJF 1059.1测量不确定度评定与表示的要求进行评定。 C.1.2 环境条件 说明校准过程中的环境条件。 C.1.3 测量标准 说明校准所使用标准器的相关信息。 C.1.4 校准过程简述
14、 按倍增器额定扭矩值选择校准 装置的输入端扭矩测量仪和输出端扭矩测量仪，将倍增器正确的安装在校准装置上，然后按选定的输出端校准点逐级平稳的施加扭矩，直至额定输出扭矩值，读取和记录各输入端的扭矩示值。 C.1.5 校准数据 列出校准数据，填入表 C.1。 表C.1 输入端扭矩示值 /（ ） 方 向 输出端扭矩示值 （ ） 1 2 3 平均值 JJF（民航）0121 2014 9 C.2 测量模型 Y 式中 : Y倍增器输入端的扭矩示值， Nm； 倍增器输入端的扭矩值， Nm。 C.3 不确定度的来源 不确定度的来源如下： 倍增器校准装置的输出端扭矩仪的测量不确定度； 倍增器输出端连接同轴度； 倍
15、增器输入端测量重复性。 C.4 标准不确定度分量的评定方法 C.4.1 倍增器校准装置的输出端扭矩仪带来的不确定度分量 倍增器校准装置的输出端扭矩仪带来的不确定度分量，按 B 类方法评定。若最大允许误差为 a %，服从均匀分布，包含概率为 %100p ，则包含因子3k ，倍增器校准装置的输出端扭矩仪带来的不确定度分量为： kau 1QC.4.2 由倍增器输出端的连接同轴度带来的不确定度分量 倍增器输出端的连接同轴度对倍增器输入端的扭矩示值具有一定的影响， 其影响量可以通过日常工作经验进行估计，按 B类方法评定。若估计值为 a %，服从均匀分布，包含概率为 %100p ，则包含因子 3k ，则由
16、倍增器输出端的连接同轴度带来的不确定度分量为： kau 2QC.4.3 由倍增器输入端的测量重复性带来的不确定度分量 在重复性条件下对倍增器进行连续测量，获得输出端扭矩值观测列，采用JJF（民航）0121 2014 10 A类方法评定。校准过程中校准次数为 3次，应采用极差法进行 A类评定。则由倍增器输入端的测量重复性带来的不确定度分量为： 369.1QQminmax3QuC.5 标准不确定度的合成 C.5.1 灵敏系数 测量模型： Y 灵敏系数： 1QY1c C.5.2 标准不确定度汇总表 见表 C.2。 表 C.2 标准不确定度分量 )(ixu 不确定度来源 标准 不确定度ic )(iix
17、uc 1Qu 校准装置输出端扭矩仪 1Qu 1 1Qu 2Qu扭矩倍增器输出端连接同轴度2Qu 1 2Qu 3Qu输入端测量重复性 3Qu 1 3Qu C.5.3 合成标准不确定度的计算 各输入量彼此独立不相关，所以经过合成，则 21)(Qcucu C.6 扩展不确定度的评定 取包含因子 k=2 ，则扩展不确定度为： JJF（民航）0121 2014 11 cukU C.7 扩展不确定度的报告与表示 该倍增器输入端某个示值点测量结果的扩展不确定度为： cukU JJF（民航）0121 2014 12 附录 D 测量不确定度评定示例 本例对准确度级别为 5%的倍增器输入端 92.1 Nm 示值点
18、进行评定。 D.1 概述 D.1.1 评定依据 参照 JJF 1059.1测量不确定度评定与表示的要求进行评定。 D.1.2 环境条件 温度 20.5 ，相对湿度 42.0%RH。 D.1.3 测量标准 倍增器校准装置 D.1.4 校准过程简述 按倍增器额定扭矩值选择校准 装置的输入端扭矩测量仪和输出端扭矩测量仪，将倍增器正确的安装在校准装置上，然后按选定的输出端校准点逐级平稳的施加扭矩，直至额定输出扭矩值，读取和记录各输入端的扭矩示值。 D.1.5 校准数据 见表 D.1。 表 D.1 输入端扭矩示值 /Nm 方 向 输出端扭矩示值Nm 1 2 3 平均值 顺时针 1 000 92.8 91
19、.8 91.6 92.1 D.2 数学模型 JJF（民航）0121 2014 13 Y 式中 : Y倍增器输入端的扭矩示值， Nm； 倍增器输入端的扭矩值， Nm。 D.3 不确定度的来源 不确定度来源如下： 倍增器校准装置的输出端扭矩仪的测量不确定度； 倍增器输出端连接同轴度； 倍增器输入端测量重复性。 D.4 标准不确定度分量的评定方法 D.4.1 倍增器校准装置的输出端扭矩仪带来的不确定度分量 扭矩仪的最大允许误差为 0.3%，则由倍增器校准装置带来的不确定度分量为： Q10.3%92.1 0.163auk Nm D.4.2 由倍增器校准装置的输出端连接同轴度带来的不确定度分量 倍增器输
20、出端的连接同轴度对倍增 器输入端的影响量，估计为 1.0%，服从均匀分布，包含概率为 %100p ，包含因子 3k ，则由倍增器输出端的连接同轴度带来的不确定度分量为： Q21%92.1 0.533auk Nm D.4.3 由倍增器输入端的测量重复性带来的不确定度分量 采用 A类方法评定 (极差法 )： JJF（民航）0121 2014 14 4103691QQminmax3Q.u NmD.5 标准不确定度的合成 D.5.1 灵敏系数 数学模型： Y 灵敏系数： 1QY1c D.5.2 标准不确定度汇总表 见表 D.1。 表 D.1 标准不确定度分量)(ixu 不确定度来源 标准 不确定度ic )(iixuc 1Qu 校准装置输出端扭矩仪 0.16 1 0.16 2Qu 扭矩倍增器输出端连接同轴度 0.53 1 0.53 3Qu 输入端测量重复性 0.41 1 0.41 D.5.3 合成标准不确定度的计算 各输入量彼此独立不相关，所以经过合成，则 960960221.)uc(uQcNm D.6 扩展不确定度的评定 取包含因子 k=2 ，则扩展不确定度为： JJF（民航）0121 2014 15 419602 .ukUc Nm D.7 扩展不确定度的报告与表示 该倍增器输入端 92.1 Nm 示值点测量结果的扩展不确定度为： 41.U Nm（ k=2
