CN103234719B - 锥形垫圈的弹性试验工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锥形垫圈的弹性试验工装，其包括上下对应设置的具有内锥面的内锥体和具有外锥面的外锥体，内、外锥体的锥面形状吻合且具有重合的轴线，内、外锥面具有与待试验锥形垫圈的锥角相等的设定锥角，内、外锥体锥面的外围分别设有朝向相对设置的上、下定位平面，该上、下定位平面垂直于所述轴线，上、下定位平面之间设有用于限定内、外锥面之间距离的垫块，垫块沿上下方向的厚度为L+(S+0.12)sin(α/2)，其中α为待试验锥形垫圈的锥角角度，S为待试验锥形垫圈的厚度，L为上、下定位平面在内锥面和外锥面吻合贴合状态下的间隔距离。试验时，当上、下定位平面分别与垫块的上、下端面接触时，锥形垫圈恰好能被压缩至S+0.12mm的高度。

Description

锥形垫圈的弹性试验工装

技术领域

本发明涉及一种锥形垫圈的弹性试验工装，属于机械紧固件技术领域。

背景技术

锥形垫圈常与螺钉或者螺栓配合使用，以增大螺钉或者螺栓与被连接件的螺纹之间的作用力，从而使螺钉或螺栓达到防松的效果。一种锥形垫圈的结构如图4所示，其厚度为S，锥角角度为90°，锥形垫圈的高度是表示其弹性的一个参数，锥形垫圈的高度是指锥形垫圈的齿相对于该齿未偏转前的前后偏转量之和。锥形垫圈的弹性是衡量其性能的一个重要标准，GB94.2-87等国家标准规定了一种锥形锁紧垫圈的弹性试验方法，该方法要求将锥形锁紧垫圈放在内、外锥面间施加载荷进行压缩，将垫圈压缩至S+0.12mm的高度后松开，然后测量其高度。这种方法是通过控制内、外锥面之间的相对运动距离来保证锥形垫圈被压缩至S+0.12mm的高度，比如可在外锥体上开设测量孔以测量内、外锥面之间的距离。现有技术的这种方法使内、外锥面之间的距离难以测量和控制，因此不容易确定锥形垫圈是否被压缩至S+0.12mm的高度，给锥形垫圈的弹性试验带来了不便。

发明内容

为解决现有技术在锥形垫圈的弹性试验中锥形垫圈的高度尺寸难以控制的技术问题，本发明旨在提供一种锥形垫圈的弹性试验工装。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：锥形垫圈的弹性试验工装，其包括上下对应设置的具有内锥面的内锥体和具有外锥面的外锥体，内、外锥体的锥面形状吻合且具有重合的轴线，所述内、外锥面具有与待试验锥形垫圈的锥角相等的设定锥角，所述内锥体锥面的外围设有上定位平面，所述外锥体锥面的外围设有下定位平面，上、下定位平面朝向相对，该上、下定位平面垂直于所述轴线，所述试验工装还包括用于支撑在所述上、下定位平面之间以限定内、外锥面之间距离的垫块，所述垫块沿上下方向的厚度为L+(S+0.12mm)/sin(α/2)，其中α为待试验锥形垫圈的锥角角度，S为待试验锥形垫圈的厚度，L为上、下定位平面在内锥面和外锥面吻合贴合状态下的间隔距离。

所述垫块的下端面固定在下定位平面上，所述垫块的上端面与上定位平面挡止配合。

所述垫块的上端面固定在上定位平面上，所述垫块的下端面与下定位平面挡止配合。

所述锥形垫圈的弹性试验工装还包括轴线沿上下方向设置的套筒，所述外锥体和内锥体配合后导向移动装配在套筒内。

所述内、外锥面的锥角角度均为90°。

本发明的内、外锥面吻合贴合时，上、下定位平面的间隔距离为L，在进行弹性试验时，将厚度为S、锥角角度为α的待试验的锥形垫圈放置在内、外锥面之间，对内锥体或者外锥体施加沿锥面轴线方向的载荷使锥形垫圈被压缩，由于上定位平面和下定位平面之间的最小距离等于垫块沿上下方向的厚度，该厚度的值为L+(S+0.12)/sin(α/2)，根据三角函数可计算出内、外锥面之间的最小距离为S+0.12mm。因此当施加载荷压缩锥形垫圈，当上、下定位平面分别与垫块的上、下端面接触时，锥形垫圈恰好能被压缩至S+0.12mm的高度，然后去掉载荷取出锥形垫圈，测量其高度。本发明的锥形垫圈的弹性试验工装不仅符合国家标准的规定，而且结构简单，解决了现有技术在锥形垫圈的弹性试验中锥形垫圈的高度尺寸不容易确定的技术问题，使国内实验室能有效地开展锥形锁紧垫圈弹性性能检测的试验项目，推动了该锥形垫圈检测领域检测技术的提高。

进一步的，垫块的下端面固定在下定位平面上，使垫块在锥形垫圈的弹性试验过程中不容易滑动。

进一步的，套筒可对外锥体和内锥体的移动起到导向作用，可用于固定约束外锥体和内锥体。

进一步的，外锥体锥面和内锥体锥面的锥角角度均为90°，可用于检测符合国标规定的锥形锁紧垫圈。

附图说明

图1是本发明一种实施例的结构示意图；

图2是图1装入待检测的锥形垫圈未施加载荷时的状态图；

图3是对图2中的内锥体施加载荷时的状态图；

图4是一种锥形垫圈的结构示意图。

具体实施方式

本发明锥形垫圈弹性试验工装的一种实施例如图1至图3所示，其包括具有外锥面的外锥体2和具有内锥面的内锥体1，内、外锥体上下对应设置，内、外锥体的锥面形状吻合且具有重合的轴线，本实施例的内、外锥面的锥角角度均为90°，与待试验锥形垫圈5的锥角角度相等，内、外锥体锥面的外围分别设有朝向相对设置的上、下定位平面，该上、下定位平面垂直于锥面的轴线，本实施例的上、下定位平面在内锥面和外锥面处于吻合贴合状态时也吻合贴合，即内、外锥面吻合贴合时上、下定位平面的间隔距离为0。本实施例还包括用于支撑在上、下定位平面之间以限定内、外锥面之间距离的垫块3，垫块3的上端面与上定位平面挡止配合，垫块3的下端面固定在下定位平面上。该垫块沿上下方向的厚度为(S+0.12)/sin(α/2)，其中α为待试验锥形垫圈的锥角角度，S为待试验锥形垫圈的厚度。

本实施例还包括轴线沿上下方向设置的套筒4，外锥体和内锥体配合后导向移动装配在套筒4内。而套筒对于本发明并不是必需的，因此在实际应用时，可以不要套筒。

使用本实施例在进行锥形垫圈的弹性试验时，可对内锥体施加向下的载荷使锥形垫圈被压缩(图3中箭头方向表示载荷的施加方向)，当然，在实际使用时也可以对外锥体施加向上的载荷使锥形垫圈被压缩。由于本实施例采用锥角角度为90°的锥形垫圈进行弹性试验，试验时上定位平面和下定位平面的最小距离等于垫块的厚度(S+0.12mm)，可根据三角函数计算出外锥体锥面和内锥体锥面之间的最小距离为S+0.12mm。因此，当上定位平面与垫块的上端面接触时，锥形垫圈恰好被压缩至S+0.12mm的高度，此时即可去掉载荷并测量锥形垫圈的高度，从而完成锥形垫圈的弹性性能试验。

在本发明的其它实施例中，内、外锥面的锥角角度是根据待检测锥形垫圈的锥角角度而确定的，待检测锥形垫圈的锥角角度为α时，内、外锥面的锥角角度应为α；同样，垫块沿上下方向的厚度也是根据待检测锥形垫圈的厚度而确定的，当待检测锥形垫圈锥角角度为α、厚度为S时，应采用上下方向的厚度为(S+0.12)/sin(α/2)的垫块。

在本发明的其它实施例中，当上、下定位平面在内锥面和外锥面吻合贴合时具有大小为L的间隔距离时，则用于支撑上、下定位平面的垫块的厚度应为L+(S+0.12)/sin(α/2)。

在本发明的其它实施例中，为使垫块在锥形垫圈的弹性试验过程中不容易滑动，也可以将垫块的上端面固定在上定位平面上，同时使垫块的下端面与下定位平面挡止配合，在对内锥体或者外锥体施加载荷使锥形垫圈被压缩过程中，使下定位平面与垫块的下端面接触；当然，在实际使用时，还可以垫块将活动放置在上定位平面和下定位平面之间，此时垫块的上、下端面分别与上、下定位平面挡止配合。

Claims (5)

1.锥形垫圈的弹性试验工装，其包括上下对应设置的具有内锥面的内锥体和具有外锥面的外锥体，内、外锥体的锥面形状吻合且具有重合的轴线，所述内、外锥面具有与待试验锥形垫圈的锥角相等的设定锥角，其特征在于：所述内锥体锥面的外围设有上定位平面，所述外锥体锥面的外围设有下定位平面，上、下定位平面朝向相对，该上、下定位平面垂直于所述轴线，所述试验工装还包括用于支撑在所述上、下定位平面之间以限定内、外锥面之间距离的垫块，所述垫块沿上下方向的厚度为L+(S+0.12)/sin(α/2)，其中α为待试验锥形垫圈的锥角角度，S为待试验锥形垫圈的厚度，L为上、下定位平面在内锥面和外锥面吻合贴合状态下的间隔距离。

2.根据权利要求1所述的锥形垫圈的弹性试验工装，其特征在于：所述垫块的下端面固定在下定位平面上，所述垫块的上端面与上定位平面挡止配合。

3.根据权利要求1所述的锥形垫圈的弹性试验工装，其特征在于：所述垫块的上端面固定在上定位平面上，所述垫块的下端面与下定位平面挡止配合。

4.根据权利要求1或2或3所述的锥形垫圈的弹性试验工装，其特征在于：所述锥形垫圈的弹性试验工装还包括轴线沿上下方向设置的套筒，所述外锥体和内锥体配合后导向移动装配在套筒内。

5.根据权利要求4所述的锥形垫圈的弹性试验工装，其特征在于：所述内、外锥面的锥角角度均为90°。