CN105675297B - 静力试验装置及螺栓承载能力提升机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种静力试验装置及螺栓承载能力提升机构。螺栓承载能力提升机构用于提升静力试验台的连接螺栓的承载能力，包括与静力试验台相结合的基部以及能够相对于基部活动的施力部，所述施力部在活动时能够压紧所述连接螺栓的头部并向所述连接螺栓施加正压力，可以避免连接螺栓受到超过自身极限强度的载荷后发生断裂的情况，可在连接螺栓受到结构限制而无法增大规格的情况下，保证静力试验正常进行，提高了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种静力试验装置，本发明还涉及一种螺栓承载能力提升机构。
背景技术
主减速器作为直升机传动系统最重要的组件之一，其主要功能是将多台发动机的动力并车，减速后传输给旋翼和尾传动轴，将旋翼的气动载荷传递给机身，同时驱动液压泵、交流发电机等直升机附件，因此主减速器需要传递发动机的扭矩、承受旋翼升力系统的拉力、弯矩、剪力和旋翼操纵系统产生的相关载荷。按照GJB2350-1995《直升机传动系统通用规范》、GJB720-1989《直升机强度和刚度规范》的要求，在主减速器首飞前应完成主减速器全台静力试验。
在现有传动系统主减速器全台静力试验中，主减速器是通过主机匣上的四个安装座安装在静力试验台上，而四个安装座与静力试验台之间通过14个M16连接螺栓进行连接，主减速器承受的载荷均通过主机匣上的四个安装座传递到静力试验台，最终被静力试验台约束力平衡掉。根据GJB720-1989《直升机强度和刚度规范》的要求，主减速器除了考虑1.5倍安全系数外，还需考虑1.5倍铸件系数，即须通过225％倍限制载荷的静力试验考核。同时在试验中主机匣后安装座和右安装座为产生最大载荷的部位，且后安装座只有2个连接螺栓。因此，在该型传动系统主减速器全台静力试验中，14个M16连接螺栓的强度和刚度将直接关系到试验的成败，尤其是后安装座2个连接螺栓。
提升螺栓承载能力最直接的方式就是尽最大可能提高螺栓本身的抗拉强度，但抗拉强度的提高往往伴随加工难度的增大、成本的增长和加工周期的延长，对于超高强度的螺栓(抗拉强度≥1700MPa)还易发生氢脆现象。
在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本发明的一个目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种能够提高螺栓承载能力的螺栓承载能力提升装置。
本发明的另一个目的在于提供一种具有该螺栓承载能力的静力试验装置。
本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。
根据本发明的一个方面，一种螺栓承载能力提升机构，用于提升静力试验台的连接螺栓的承载能力，包括与静力试验台相结合的基部以及能够相对于基部活动的施力部，所述施力部在活动时能够压紧所述连接螺栓的头部并向所述连接螺栓施加正压力。
根据本发明的一实施方式，所述基部为U型的卡箍，所述卡箍的第一端卡接于所述静力试验台，第二端设有所述施力部。
根据本发明的一实施方式，所述施力部为直径大于所述连接螺栓的挤压螺栓。
根据本发明的一实施方式，所述施力部为液压缸。
根据本发明的一实施方式，还包括与所述静力试验台以及基部同时固定连接的定位保护支架。
根据本发明的一实施方式，所述基部铰接于所述静力试验台。
根据本发明的一实施方式，所述基部固定连接于所述静力试验台。
根据本发明的另一个方面，一种静力试验装置，包括设置有连接螺栓的静力试验台，还包括上述的螺栓承载能力提升机构。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明螺栓承载能力提升机构，通过基部与静力试验台相结合，并通过施力部向连接螺栓的头部施加正压力，可以避免连接螺栓受到超过自身极限强度的载荷后发生断裂的情况，可在连接螺栓受到结构限制而无法增大规格的情况下，保证静力试验正常进行，提高了安全性。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本发明一实施方式的静力试验台的示意图；
图2是本发明一实施方式的螺栓承载能力提升机构的示意图。
图中：1、静力试验台；2、安装部；3、连接螺栓；4、安装座；5、卡箍；51、第一端；52、第二端；6、挤压螺栓；61、螺母；7、定位保护支架；8、连接杆。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
参见图1及图2，本发明公开了一种螺栓承载能力提升机构，用于提升静力试验台1的连接螺栓3的承载能力，避免连接螺栓3在被试验件的作用下发生断裂。在静力试验台1上设有若干个安装部2，安装部2上设有螺纹孔，连接螺栓3旋入螺纹孔中，并将被试验件的安装座4固定在静力试验台1上。在本实施方式中，被试验件为直升机的主减速器，但是被试验件也可为其他设备。本发明的螺栓承载能力提升机构包括基部以及施力部，基部与静力试验台1相结合，施力部能够相对于基部活动，并且，施力部活动时能够压紧连接螺栓3的头部，向连接螺栓3施加正压力。连接螺栓3的头部是指该连接螺栓3的用于与扳手结合的一端。施力部向连接螺栓3的头部施加正压力，是指施力部向连接螺栓3的头部施加的压力的方向为连接螺栓3的轴线方向。
在施力部向连接螺栓3施加正压力后，该连接螺栓3对施力部产生的反作用力通过基部传递到静力试验台1上。通过基部和施力部的作用，使得连接螺栓3能够承受的最大载荷大大提高，只有当主减速器对连接螺栓3施加的作用力同时破坏连接螺栓3和本螺栓承载能力提升机构时，才会导致连接螺栓3的破坏。同时，由于施力部施加的压力作用在连接螺栓3上，对主减速器不会造成任何影响，不会影响主减速器的试验结果。
具体地，在本实施方式中，基部为一个U型的卡箍5，该卡箍5的第一端51卡接于静力试验台1，第二端52设有该施力部，在本实施方式中，该施力部为直径大于连接螺栓3的挤压螺栓6。该挤压螺栓6的螺纹端端面与连接螺栓3的头部形成为面接触，以便能够更好地传递载荷。由于挤压螺栓6直径较大，因而具有更高的承载能力，连接螺栓3由于结构限制，只能选用与主减速器适配的规格尺寸，例如连接螺栓3为M16螺栓，而挤压螺栓6则可选用M24甚至更粗的螺栓。在卡箍5上设置的挤压螺栓6的数量与连接螺栓3的数量相适配，同时，每个挤压螺栓6的轴线与连接螺栓3的轴线重合。该卡箍5的刚度可根据试验载荷由有限元计算确定，该卡箍5可由强度较高的40CrNiMoA制造。挤压螺栓6上旋合有螺母61，该挤压螺栓6顶在连接螺栓3的头部之后，首先对挤压螺栓6进行预紧，使其与连接螺栓3紧密接触，然后旋紧螺母61，通过螺母61将挤压螺栓6与卡箍5的第二端52固定在一起，达到对挤压螺栓6放松的目的。
应当指出的是，虽然本实施方式中用到的施力部为挤压螺栓6，但是，本发明中的施力部的结构并不限制，其只要能够对连接螺栓3的头部施加满足试验要求的正压力即可。例如，该施力部也可为液压缸等其他机构。
本实施方式的卡箍5与静力试验台1卡接时，在静力试验台1上设有一个卡接面，该卡接面与连接螺栓3的头部分别位于静力试验台1的上部平板的两侧，该卡箍5的第一端51的内侧壁与该静力试验台1的卡接面相接触。
参见图2可知，在本实施方式中，还包括一个定位保护支架7，该定位保护支架7与静力试验台1以及基部同时固定连接。该定位保护支架7可以对卡箍5进行定位保护，防止卡箍5受力过大时可能会从静力试验台1上脱出，造成安全隐患。其中，该定位保护支架7可以通过螺栓连接或焊接的方式直接固定连接在静力试验台1上。在卡箍5与定位保护支架7之间设置一个连接杆8，该连接杆8的两端设有螺纹，并且该连接杆8通过两端的螺纹与静力试验台1和卡箍5进行连接，先通过调节连接杆8旋入卡箍5和定位保护支架7的深度，对卡箍5和定位保护支架7的距离进行调整，然后，用旋合在连接杆8上的螺母将该连接杆8与卡箍5和定位保护支架7分别固定好，再将定位保护支架7固定在静力试验台1上即可。
虽然在本实施方式中的卡箍5与静力试验台1之间是卡接连接的，但是，本发明的基部与该静力试验台1的连接方式并不限制，例如，在本发明的其他实施方式中，该基部可以铰接于该静力试验台1，通过转动该基部，可以使施力部对准连接螺栓3，以对连接螺栓3施加压力。
在本发明的另一实施方式中，该基部也可固定连接于静力试验台1，其中该基部与静力试验台1之间的固定方式不限，可为螺栓连接或焊接等方式。该基部的结构不限于为U型，只要其能够保证施力部对连接螺栓3的示例要求即可。
本实施方式的螺栓承载能力提升机构在使用时，先将被测试的主减速器的安装座4固定在静力试验台1的安装部2，然后，调节卡箍5与定位保护支架7之间的距离，再将定位保护支架7固定在静力试验台1上，利用卡箍5上的挤压螺栓6对静力试验台1上的连接螺栓3施加正压力。
本实施方式还公开了一种静力试验装置，该静力试验装置包括设置有连接螺栓3的静力试验台1，还包括本实施方式的螺栓承载能力提升机构。
以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。
Claims (8)
1.一种螺栓承载能力提升机构，用于提升静力试验台的连接螺栓的承载能力，其特征在于，包括与静力试验台相结合的基部以及能够相对于基部活动的施力部，所述施力部在活动时能够压紧所述连接螺栓的头部并向所述连接螺栓施加正压力。
2.根据权利要求1所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，所述基部为U型的卡箍，所述卡箍的第一端卡接于所述静力试验台，第二端设有所述施力部。
3.根据权利要求2所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，所述施力部为直径大于所述连接螺栓的挤压螺栓。
4.根据权利要求2所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，所述施力部为液压缸。
5.根据权利要求1所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，还包括与所述静力试验台以及基部同时固定连接的定位保护支架。
6.根据权利要求1所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，所述基部铰接于所述静力试验台。
7.根据权利要求1所述的螺栓承载能力提升机构，其特征在于，所述基部固定连接于所述静力试验台。
8.一种静力试验装置，包括设置有连接螺栓的静力试验台，其特征在于，还包括如权利要求1至7中任一所述的螺栓承载能力提升机构。
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| 高强螺栓承压型连接抗剪承载力计算;杜运兴等;《湖南大学学报》;20130302;第40卷(第3期);第21-25页 * |
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