CN102692291B

CN102692291B - 风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机

Info

Publication number: CN102692291B
Application number: CN201110070136.6A
Authority: CN
Inventors: 陶鸿安
Original assignee: SHANGHAI JINMA HIGH STRENGTH FASTENER CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI JINMA HIGH STRENGTH FASTENER CO Ltd
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2016-08-03
Anticipated expiration: 2031-03-23
Also published as: CN102692291A

Abstract

一种风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机主要由(液压)动力头A、(机械)传动系统B、可调尾夹头C及控制显示系统D构成，最大量程为直径(M72)，超长度(4m)扭矩(30000Nm)、轴力(3000kN)检测精度为1.5‰，由PC机控制工作模式，可自动打印相关图形及输出数据。本机量程大，高精度，适用范围广，成本不高，可广泛用于紧固件的安全检测。

Description

风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机

技术领域：

本发明涉及机械紧固件安全性能的检测，尤其是大规格、高强度紧固件的扭转力矩、轴向拉力的精确测试所必须的风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机。

背景技术：

高强度紧固件用于各种机件的可拆连接，在钢结构、风力发电、交通工具、各类机械及国防装备上，已成为不可或缺的重要配件，其数量之多已达到不可计数的天文数字。

为了连接可靠、保证安全，风力发电高强度紧固件(以下简称“紧固件”)的承载能力及使用寿命必须充分保证万无一失。于是，紧固件的扭矩、轴力检测就成为必不可少的安全保证。

一般的轴力测试机，效率不高，成本不低，操作也不太方便。而且检测精度也嫌不够，因而不太适合紧固件的轴力检测。

扭矩检测多用扭力扳手，费工费时，精度也差。更重要的是：扭力扳手量程有限，远不能满足大直径超长度高强度紧固件的扭矩检测。

据《机械制造》、《紧固件》、《测试仪器》等检索，专用的扭矩、轴力联合检测器械，未见报道先例。超大扭矩(30000Nm)、超大轴力(3000kN)的联合测试机更无任何信息反映。据此，本发明所提供的技术构思及实际产品，可能具有新颖性。

发明目的：

本发明的目的是：为扭矩、轴力量程较大的紧固件，提供一种简易、快捷、方便、高精度的风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机的技术构思及实施方案，将手工、半机械的一般检测方法与技术设备提升到机电一体化、数字化、电脑化的高新水平。

发明内容：

本发明由下列技术构思来实现。

1.系统组成：

1).动力头A：提供扭矩M1。

2).传动系统B：将M1传至试件上。

3).尾夹头C：将试件夹紧、定位、接收M1。

4).控制显示系统D：选用工作模式输出检测结果。

2.工作原理

试件紧固于尾夹头C的尾座与拉头中，A、B、C、D四大部件协调动作后，可由扭矩传感器、轴力传感器分别检测试件的扭矩、轴力值，并由显示器等显示相关图形及打印具体结果参数，从而快捷完成风力发电紧固件扭矩、轴力联合检测机的职能任务。

附图说明

以下结合附图，对本发明作进一步说明：

图1为本发明机构原理示意图。

图2为本发明新型结构安装示意图。

图3为卡头6的K向视图。

实施方式

1.系统组成及功能：

如图1所示，本发明，除机身14、油箱、机电附件等外，主要部件包括：1.动力头A，2.传动系统B，3.尾夹头C，4.控制显示系统D。

1)动力头A依次包括电机12、液压泵13、液压马达1。所述之液压马达1为步进式超高压(包括内曲线)马达，由PC机控制转向、扭矩和转速。

2)传动系统B依次包括联轴器2a、轴承及支座3a、联轴器2b、扭矩传感器4、联轴器2c、轴承及支座3b、套筒5及卡头6，可将扭矩M1传递至试件上。所述之套筒5左端置于联轴器2c中，可随意更换后，予以锁定，其右端为空心套腔，腔内安置多角(六角、十二角、三角等)卡头6(详见图3)，分别适用多角头试件。套筒5与卡头6可以合二为一，既可专用也可多用。

3)尾夹头C依次包括：刚性框架尾座7、空心拉头8、轴力传感器9、锁紧螺母10及调节螺杆11，可将试件位置调定、锁紧、接收主动扭矩M1后产生反扭矩M2。所述之拉头8左立板上有一槽口S，供试件安装拆卸用。

4)控制显示系统D，主要包括CAN总线、PC机、打印设备等。为扭矩、轴力输出结果提供显示、打印服务。此外，全系统的工作模式，包括最大扭矩模式、最大轴力模式、试件转角模式，均由总线控制—PC机系统，组合完成。该系统D均为外购件，其技术构思、性能指标、工作模式等，多为公知公用，由用户选定即可。

2.工作原理：

1)试件安装：

以六角头螺栓连接副为例。试件装入尾座7及拉头8的前立板槽口S后，手工旋紧螺栓连接副的螺母，将套筒5及卡头6套在试件螺母上。

2)输出扭矩M1：

启动电机12，令液压泵13由油箱中吸油，并输出高压油，使液压马达1旋转，输出主动扭矩M1。

3)扭矩M1传递：

扭矩M1经传动系统B，传至试件螺母上，由尾夹头C产生反向扭矩M2及正反轴向拉力F1、F2。

4)输出显示：

当M1＝M2，F1＝F2时，由控制显示系统D显示并打印输出扭矩轴力值及相应的参数曲线图。据此，可判定六角螺栓连接副的安全性。

5)模式选择：

按试件及检测要求，全系统工作模式包括最大扭矩模式、最大轴力模式、试件转角模式均由CAN总线控制—PC机系统组合完成。

3.系统安装：

如图2所示：

1)元件选择：

(1)液压马达1：相比齿轮传动箱更为平稳、易于调速、随动精准，成本也不高。与之配套的液压泵3，电机12皆为成熟产品，采购更方便。

(2)轴承及支座3a，3b

因负载较大、均为重型轴承，(包括双排座滚柱轴承)，成组配对，更为经济，日后维修也更方便。

(3)扭矩传感器4.轴力传感器9

选用量程大，精度高的传感器。成本勿须计较，以保证安全性。

(4)机身14

保证足够的刚性及重力稳定性，下部留有足够空间安装油箱、液压泵13及电机12等。上部水平面保证平直度。

2)安装要点：

(1)机身14

防止时效变形，保证水平基面的精度。

(2)保证液压马达1，传动系统B、尾夹头C的同轴度、运动精度。

(3)专用测试室保持恒温、清洁、独立运行。

发明优点：

综上所述，本发明具有如下优点：

1)扭矩M(30000Nm)，轴力F(3000kN)量程特大，能够满足大直径(M72)超长度(4M)紧固件的测试需要。

2)与原有测试设备相比，本发明的检测精度提高30倍，可达1.5‰。

3)具有多种工况模式可供选用，适应范围更为广泛。

4)计算机控制液压马达1更为精准，操作方便。

5)机电一体化，输出数字、图像化、厂方用户均感方便，可靠，一目了然。

6)整机成本低，用处大，充分满足用户需求，保证紧固件安全、可靠。

Claims

1.一种风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，包括1.动力头(A)、传动系统(B)、尾夹头(C)及控制显示系统(D)，其特征是：

1).所述之动力头(A)依次包括电机(12)、液压泵(13)、液压马达(1)；

2).所述之传动系统(B)依次包括第一联轴器(2a)、第一轴承及支座(3a)、第二联轴器(2b)、扭矩传感器(4)、第三联轴器(2c)、第二轴承及支座(3b)、套筒(5)及卡头(6)；

3).所述之尾夹头(C)依次包括刚性框架尾座(7)、空心拉头(8)、轴力传感器(9)、锁紧螺母(10)及调节螺杆(11)；

4).所述之控制显示系统包括CAN总线、PC机、打印设备；

全系统的工作模式，包括最大扭矩模式、最大轴力模式、试件转角模式，均由CAN总线控制—PC机系统组合完成。

2.根据权利要求1所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是：

液压马达(1)为步进式超高压马达，由PC机控制转向、扭矩和转速。

3.根据权利要求1所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是：

第一轴承及支座(3a)、第二轴承及支座(3b)均为重型轴承，成组配对。

4.根据权利要求1所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是：

所述之套筒(5)左端置于第三联轴器(2c)中，其右端为空心套腔，腔内安置多角卡头(6)、套筒(5)与多角卡头(6)能够合二为一。

5.根据权利要求1所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是：

所述之空心拉头(8)左立板上有一槽口(S)。