CN102262021B - 一种大规格螺栓扭力测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明系机械部件的试验测试设备，一种大规格螺栓扭力测试设备，夹紧固定部分：在基座(17)设置两条导轨(22)，在每根导轨(22)上配置左右两块导套(21)，在四块导套(21)上固定设置滑动拉座(28)，滑动拉座(28)的开口腔体中，放置螺栓拉套(7)，螺栓拉套(7)的两边经滑套(6)滑动套置在设置在滑动拉座(28)的开口腔体两边的滑轨(8)中；拉紧螺杆(2)的前端与螺栓拉套(7)相连接；拉紧螺杆(2)上套置锁紧螺盘(3)；在基座(17)上设置齿条(25)，相啮合的齿轮(24)的轴(19)，穿入滑动拉座(28)上；所述扭转部分：依次是螺母套头(10)、旋转异形头(11)、万向联轴器(12)、扭矩传感器(13)、联轴器(14)、减速器(15)和电机(16)；本发明测试过程稳定、可靠、精确、安全、方便，可实现自动化测试，提高测试的速度、效率和精度。

Description

一种大规格螺栓扭力测试设备

技术领域

本发明系一种机械部件的试验测试设备，特别是涉及一种对大直径螺栓进行扭力测试的试验设备。

背景技术

随着经济的高速发展，能源的需求也日益增大，同时，为了保护我们的生存环境和有限的能源资源，新能源和可再生能源的发展已经成为世界各国能源生产的发展方向。作为世界重要的能源生产和消费大国，中国近年来高度重视新能源和可再生能源的发展。风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视。中国风能储量很大、分布面广，风力发电产业迅速发展，成为继欧洲、美国和印度之后的全球风力发电主要市场之一，风力发电已经成为我国新能源发展的一个重要方向。目前我国的风力发电装机容量，已经连续三年实现“翻倍增长”，总装机容量目前已居世界第四位。

风力发电的高速发展，对风力发电设备的质量也提出了较高的要求。安全可靠高效的风力发电设备，是风力发电发展的有利保证。风力发电设备的质量检测起着至关重要的作用。作为风力发电设备的关键零部件——风电螺栓的性能检测，更是风电设备质量得以保证的重要环节。

目前，对大直径风电螺栓(例如M30至M80之间)的性能检测，据调查尚处空白状态，国内不但未有专门的检测设备，也没有制定统一的检测标准。目前一些小直径螺栓(一般小于等于M30)，在一些非标的简易设备上进行测试，螺栓的两端由两个燕尾槽机构夹紧，由普通气缸，或者电机施加拉力对两侧进行拉伸，通过拉伸传感元件进行测试。如此装置对于一般小直径，小拉力的螺栓尚能使用应付，但是对于应用于大型，甚至超大型的高空、风能上的螺栓，既难以测试，且测试结果的精度、准确性也存在问题，将会导致对大型工程设备的安全、可靠性带来隐患。

螺栓另外一个重要性能指标是测试螺栓的抗扭能力，所谓的抗扭能力将被测试的螺栓穿入、测试体上由螺母旋紧，对螺母和螺栓头两端施加反方向的旋转扭力，测试螺纹抵抗和承受扭力的程度，或者达到破坏时的扭力，由此校核和考核、检测螺栓产品的抗扭能力。如今在大直径螺栓的场合，没有合适的此类测试装置，小能级、低扭矩是无法进行测试的，测试的数据也不准确，会对使用的工程产生隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对大规格螺栓，直径一般为在M30至M80之间螺栓的抗扭性能测试装置。

本发明的目的由如下结构提供和实现。

一种大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于：所述测试设备包括分列左右两侧的夹紧固定部分和扭转部分；

所述夹紧固定部分：在基座上平行、左右向设置两条导轨，在每根导轨上配置左右两块导套，在四块导套上固定设置滑动拉座，滑动拉座呈开口向上的矩形腔体，两端分别为前挡板和后挡板，前挡板上开设螺栓圆孔。

滑动拉座的开口腔体中，放置螺栓拉套，螺栓拉套的两边经滑套滑动套置在设置在滑动拉座的开口腔体两边的滑轨中；

在后挡板的后侧设置穿心拉压传感器；穿过后挡板及穿心拉压传感器中心的孔插入拉紧螺杆，拉紧螺杆的后端为异形扳手块，拉紧螺杆的前端以螺纹形式与螺栓拉套相连接；拉紧螺杆位于的拉压传感器的后侧，套置锁紧螺盘；

螺栓拉套呈开口向上的矩形匣，前侧面开设测试圆孔，后侧面开设与拉紧螺杆连接的螺纹孔；

在基座上与拉紧螺杆的轴线一致，设置一根齿条，与齿条相啮合的齿轮的轴，穿入滑动拉座上，轴穿出、外露端设置旋转手轮；

所述扭转部分：与拉紧螺杆同轴线，从测试螺栓位置向后，依次是螺母套头、旋转异形头、万向联轴器、扭矩传感器、联轴器、减速器和电机；减速器固定在基座上。

进一步，所述导轨和/或滑轨为直线导轨。

进一步，所述异形扳手块和旋转异形头为正方形。

进一步，所述螺栓拉套前侧面测试圆孔为向上开口的长通孔。

进一步，所述万向联轴器十字万向联轴器。

进一步，所述螺母套头为一侧是与被测试螺栓螺母相匹配的螺母孔，一侧为矩形孔。

进一步，所述扭矩传感器下部设立支撑架。

采用本发明的结构配置，采集电机的转速、功率，扭矩传感器的信号，通过计算机以及编制的程序，可以实现全自动测试，以及测试数据的全自动采集、显示和打印，可以预先设定施加扭矩的定值进行校核试验。

本发明的优越性和有益效果，本技术方案结构简单，操作方便，在螺栓螺纹强度测试领域中，首次设计制作了扭矩测试设备，可以对大直径螺栓进行测试，并保证测试结果的正确性和准确度。测试过程稳定、可靠、精确、安全、方便，且可以由计算机进行控制和记录，实现自动化测试，提高测试的速度、效率和精度，填补了在我国大直径螺栓扭力测试装置的空白。

为国家重点大型环保、节能等工程和领域中需要大规格螺栓作为紧固、连接件的场合作出了质量保证方面的贡献，有利工程的百年大计，有利经济建设的科技高速发展。

附图说明

图1是本发明大规格螺栓扭力测试设备一种实施方式，包括分列左右两侧的夹紧固定部分和扭转部分的配置结构主视图；

图2是本发明大规格螺栓扭力测试设备一种实施方式，夹紧固定部分的配置结构剖视、主视图；

图3是图1的左视图，能显示配置在基座上的齿条、齿轮、轴及旋转手轮；

图4是图2的未剖视图；

图5是图2的俯视图。

图中：

1是异形扳手块，2是拉紧螺杆，3是锁紧螺盘，4是锁紧手柄，5是拉压传感器，6是滑套，7是螺栓拉套，8是滑轨，9是前挡板，10是螺母套头，11是旋转异形头，12是万向联轴器，13是扭矩传感器，14是联轴器，15是减速器，16是电机，17是基座，18是旋转手柄，19是轴，20是旋转手轮，21是导套，22是导轨，24是齿轮，25是齿条，26穿心压力油缸，27是后挡板，28是滑动拉座，G是被测螺栓，Ga是螺母。

具体实施方式

在下结合附图对本发明内容作进一步说明。

一种大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于：所述测试设备包括分列左右两侧的夹紧固定部分和扭转部分；

所述夹紧固定部分：在基座17上平行、左右向设置两条导轨22，在每根导轨22上配置左右两块导套21，在四块导套21上固定设置滑动拉座28，滑动拉座28呈开口向上的矩形腔体，两端分别为前挡板9和后挡板27，前挡板9上开设螺栓圆孔。

滑动拉座28的开口腔体中，放置螺栓拉套7，螺栓拉套7的两边经滑套6滑动套置在设置在滑动拉座28的开口腔体两边的滑轨8中；

在后挡板27的后侧设置穿心拉压传感器5；穿过后挡板27及穿心拉压传感器5中心的孔插入拉紧螺杆2，拉紧螺杆2的后端为异形扳手块1，拉紧螺杆2的前端以螺纹形式与螺栓拉套7相连接；拉紧螺杆2位于的拉压传感器5的后侧，套置锁紧螺盘3；

螺栓拉套7呈开口向上的矩形匣，前侧面开设测试圆孔，后侧面开设与拉紧螺杆2连接的螺纹孔；

在基座17上与拉紧螺杆2的轴线一致，设置一根齿条25，与齿条25相啮合的齿轮24的轴19，穿入滑动拉座28上，轴19穿出、外露端设置旋转手轮20；

所述扭转部分：与拉紧螺杆2同轴线，从测试螺栓位置向后，依次是螺母套头10、旋转异形头11、万向联轴器12、扭矩传感器13、联轴器14、减速器15和电机16；减速器15固定在基座17上。

在测试中，转动旋转手柄18、旋转手轮20，使得齿轮24在齿条25上啮合形成滑动拉座28沿齿条25行走，调节至测试螺栓G合适的距离，推动拉紧螺杆2前后移动至合适的位置，旋转拧动套置在拉紧螺杆2上的锁紧螺盘3上的锁紧手柄4，使得拉紧螺杆2在轴线上不能移动，因为此时拉紧螺杆2的前端已旋入螺栓拉套7的内螺纹孔中，两端锁住。开口向上的螺栓拉套7中放入被测螺栓G，螺栓杆穿过螺栓拉套7前侧面开设的测试圆孔，螺栓头被前侧面挡住，螺栓杆继而再穿出滑动拉座28前挡板9上开设螺栓圆孔，螺栓杆端部旋上螺母Ga，将螺母套头10的一侧套上与螺母形状匹配的孔中，另一侧套于旋转异形头11上，松开锁紧螺盘3，调整相互之间的距离，再旋紧锁紧螺盘3。

启动电机16、减速器15，旋转动力传递给螺母Ga，当不断旋转的过程中，由于滑动拉座28的前挡板9阻挡，螺母Ga不能继续旋转，减速电机的旋转力与静止的螺母Ga之间产生扭力，通过界于两者之间的扭矩传感器13反映出扭矩的大小。

所述导轨22和/或滑轨8为直线导轨。直线导轨既能提供很轻松的长度方向滑动，又限制了导套21和/或滑套6只能在导轨22和/或滑轨8上滑移，不可能横向拉出，因此，在本发明扭矩测试中，即使有强大的，垂直于导轨22和/或滑轨8长度方向的力发生，也不会脱开，可以正常进行测试操作。也可采用燕尾槽等结构，当然首选为直线导轨。

所述异形扳手块1和旋转异形头11为正方形。正方形能传递较大的扭力。也可采用其它诸如三角形等。

所述螺栓拉套7前侧面测试圆孔为向上开口的长通孔。为了便于被测螺栓G容易放入螺栓拉套7的矩形匣中，前侧面开设成向上开口的长通孔，可以使螺栓从上往下直接放置。

所述万向联轴器12十字万向联轴器。为了测试的准确性，消除轴向的位置误差产生的测量误差，放置了万向联轴器12，尤其是十字万向联轴器，结构简单，连接可靠，转向灵活。

所述螺母套头10为一侧是与被测试螺栓螺母相匹配的螺母孔，一侧为矩形孔。适宜做试验的形状、结构。

在所述扭矩传感器13下部设立支撑架。增加部件的稳定性，提高测试精度。

Claims (7)

1.一种大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于：所述大规格螺栓为M30至M80的螺栓；所述测试设备包括分列左右两侧的夹紧固定部分和扭转部分；

所述夹紧固定部分：在基座(17)上平行、左右向设置两条导轨(22)，在每根导轨(22)上配置左右两块导套(21)，在四块导套(21)上固定设置滑动拉座(28),滑动拉座(28)呈开口向上的矩形腔体，两端分别为前挡板(9)和后挡板(27)，前挡板(9)上开设螺栓圆孔；

滑动拉座(28)的开口腔体中，放置螺栓拉套(7)，螺栓拉套(7)的两边经滑套(6)滑动套置在设置在滑动拉座(28)的开口腔体两边的滑轨(8)中；

在后挡板(27)的后侧设置穿心拉压传感器(5)；穿过后挡板(27)及穿心拉压传感器(5)中心的孔插入拉紧螺杆(2)，拉紧螺杆(2)的后端为异形扳手块(1)，拉紧螺杆(2)的前端以螺纹形式与螺栓拉套(7)相连接；拉紧螺杆(2)位于的拉压传感器(5)的后侧，套置锁紧螺盘(3)；

螺栓拉套(7)呈开口向上的矩形匣，前侧面开设测试圆孔，后侧面开设与拉紧螺杆(2)连接的螺纹孔；

在基座(17)上与拉紧螺杆(2)的轴线一致，设置一根齿条(25)，与齿条(25)相啮合配置齿轮(24)，齿轮(24)的轴(19)穿入滑动拉座(28)，在轴(19)穿出滑动拉座(28)外露端设置旋转手轮(20)；

所述扭转部分：与拉紧螺杆(2)同轴线，从测试螺栓(G)位置向后，依次是螺母套头(10)、旋转异形头(11)、万向联轴器(12)、扭矩传感器(13)、联轴器(14)、减速器(15)和电机(16)；减速器(15)固定在基座(17)上。

2.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于所述导轨(22)和滑轨(8)为直线导轨。

3.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于所述异形扳手块(1)和旋转异形头(11)为正方形。

4.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于所述螺栓拉套(7)前侧面测试圆孔为向上开口的长通孔。

5.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于所述万向联轴器(12)十字万向联轴器。

6.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于所述螺母套头(10)为一侧是与被测试螺栓(G)螺母(Ga)相匹配的螺母孔，一侧为矩形孔。

7.根据权利要求1所述大规格螺栓扭力测试设备，其特征在于在所述扭矩传感器(13)下部设立支撑架。

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