CN105784304B - 一种多功能紧固件测试试验机 - Google Patents

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Abstract

本发明一种多功能紧固件测试试验机属于机械试验设备领域，涉及一种多功能紧固件测试试验机。试验机中采用多种传感器与激振器配合使用，测试被测件所受的扭矩、力和位移。导轨安装在基台上,安装在导轨上的调速电机的输出轴与联轴器连接,扭矩转速传感器的一端与联轴器连接,另一端与套筒固连，套筒夹持着被测紧固件。中间连接夹板固定安装在基台上，安装在基台的左部的横向激振器与轴向力传感器螺纹连接；轴向力传感器另一端安装在中间连接夹板的左端。该试验机可以对同一被测紧固件在不改变状态的情况下，进行预紧加载及振动载荷加载，使测量数据更准确。采用激振器简化了结构，节省空间，并且提高了测试的精确度。

Description

一种多功能紧固件测试试验机
技术领域
本发明属于机械试验设备领域，涉及一种多功能紧固件测试试验机。
背景技术
传统的紧固件测试实验机只是单独测量紧固件扭矩、转度、轴力等参数之间的关系，或者仅测试横向载荷下的相关动态参数，如国家标准中GB/T10431—2008紧固件横向振动试验方法，其中采用电机加偏心轮结构给予横向动态载荷，只对试验机进行了振幅、频率、以及测试件的夹紧力有明确规定。武汉理工大学、上海振高螺母有限公司，叶涛、陈晓东等人的“一种用于测试螺纹紧固件防松性能的装置”，申请号201510111450.2的专利，发明了一种用于测试螺纹紧固件防松性能的试验装置，可以对螺纹紧固件受到的横向冲击力、横向振动幅度、以及预紧力变化进行实时采集，测量数据较精确。但无法保证紧固件测试时，各方向的力、位移和扭矩的测试处于相同的状态，从而产生较大的测试不确定性。
发明内容
本发明要解决的技术难题是为了解决上述问题，发明了一种多功能紧固件测试试验机。试验机中采用多种传感器与激振器配合使用，测试被测紧固件所受的扭矩、力和位移；该试验机可以对同一被测紧固件在不改变状态的情况下，进行预紧加载及振动载荷加载，使测量数据更准确。采用激振器代替传统的电机偏心轮结构，简化了振动的驱动结构，节省空间，并且提高了测试的精确度。利用温控箱改变被测紧固件周围的温度，方便研究测试中温度的影响。
本发明采用的技术方案是一种多功能紧固件测试试验机,具有基台，其特征是,试验机中采用多种传感器与激振器配合使用，测试被测紧固件所受的扭矩、力和位移；导轨20安装在基台14上,安装在导轨20上的调速电机1的输出轴与联轴器2连接,扭矩转速传感器3的一端与联轴器2连接,另一端与套筒4固连，套筒4夹持着被测紧固件5；
中间连接夹板8固定安装在基台14上，安装在基台14的左部的横向激振器12与横向力传感器11螺纹连接；横向力传感器11另一端安装在中间连接夹板8的左端；轴向激振器10安装在基台14的前部，轴向力传感器9的一端与轴向激振器10螺纹连接，轴向力传感器9的另一端与螺纹塞18通过螺纹固接；
安装在螺栓连接夹块19的中心孔中的被测紧固件5上部装有螺母连接面板15，用螺母21将螺栓连接夹块19与螺母连接面板15固定连接在一起；压力传感器7安装在螺栓连接夹块19与中间连接夹板8之间，中间连接夹板8安装在螺母连接面板15的下面，螺纹塞18与螺栓连接夹块19通过螺纹固接；防松脱销17装在中间连接夹板8的右下部的孔中，装有位移传感器6的支架16固定安装在中间连接夹板8的上部，用温控箱13罩住被测紧固件，用以改变被测紧固件周围温度。
本发明的有益效果是能对同一被测紧固件，在不改变其紧固状态下，完成预紧加载测试，及相关振动测试。采用激振器代替传统的电机偏心轮结构，简化了振动的驱动结构，极大的节省空间，并且提高了精确度。采用温控箱可以改变被测紧固件周围温度，方便研究测试中温度的影响。
附图说明
图1是多功能紧固件测试试验机的结构示意图,图2是试验机调速电机的安装图。图中：1、调速电机；2、联轴器；3、扭矩转速传感器；4、套筒；5、被测紧固件；6、位移传感器；7、压力传感器；8、中间连接夹板；9、轴向力传感器；10、轴向激振器；11、横向力传感器；12、横向激振器；13、温控箱；14、基台；15、螺母连接面板；16、支架；17、防松脱销；18、螺纹塞；19、螺栓连接夹块；20、导轨；21、螺母。
具体实施方式
结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式。
附图1中，该多功能紧固件测试试验机具有基台14，导轨20固定安装在基台14上。调速电机1安装在导轨20上，调节调速电机1在基台14上的位置，可以方便安装，并拧紧被测紧固件5，如图2所示。
安装在导轨20上的调速电机1用于实时提供试验所需的转速及扭矩；连接到调速电机1的联轴器2的另一端安装有扭矩转速传感器3，扭矩转速传感器3用于测量调速电机1的输出转速和实时扭矩。横向激振器12及连接的横向力传感器11与中间连接夹板8连接；轴向激振器10及连接的轴向力传感器9与螺纹塞18通过螺纹固接，用温控箱13罩住被测紧固件，用以改变被测紧固件周围温度。
与扭矩转速传感器连接的套筒4用以夹持被测紧固件5；螺母连接面板15、中间连接夹板8、螺栓连接夹块19通过被测紧固件5连接，用螺母21紧固。中间连接夹板8和螺栓连接夹块19中间安装压力传感器7，用以间接测量被测紧固件5的轴向力；夹持着位移传感器6的支架16安装在中间连接夹板8上，用以测试螺母连接面板15和中间连接夹板8的横向相对位移。防松脱销17安在中间连接夹板8的下部孔中，防松脱销17的端部与螺栓连接夹块19有一定间隙，以防止被测紧固件5松脱时导致的螺栓连接夹块19掉落。螺纹塞18与螺栓连接夹块19通过螺纹连接，为轴向激振器10提供受力点。
操作过程中，调速电机1带动扭矩转速传感器3，扭矩传感器3连接套筒4，套筒4夹持着被测紧固件5，从而给被测紧固件5施加扭矩。扭矩施加过程中，可测被测紧固件5的轴向力，扭矩，转速等参数，施加完毕后移开调速电机1、扭矩转速传感器3和套筒4，进行下一种施加方式。
轴向激振器10和横向激振器12可以根据所需载荷分别运行，也可以同时运行，有三种情况：当仅加载轴向载荷时，仅将轴向激振器10安装在基台上，安装时调节其在基台上的位置，使螺纹塞18正好旋入螺栓连接夹块19中，最后将轴向激振器10栓接固定在基台14上。当仅加载横向载荷时，仅将横向激振器12安装在基台上，安装时根据所需激励点调节其在基台上的位置，直至轴向力传感器11在一端与激励点接触即可，最后将横向激振器12栓接固定在基台14上。当同时加载轴向和横向载荷时，同时安装轴向激振器10和横向激振器12，按上述安装步骤即可。温控箱13可以根据需要在上述任一操作过程中运行。
本发明对紧固件进行试验时，先将中间连接夹板8固定安装在基台上，然后通过被测紧固件5和螺母21将螺母连接面板15、中间连接夹板8和螺栓连接夹块19连接在一起。将防松脱销17安装在中间连接夹板8中，进行调整，使其一端与螺栓连接夹块19具有一定间隙，防止螺栓连接夹块19松脱掉落。接着调节导轨20上的调速电机1和扭矩转速传感器3，使套筒4套住螺母21。然后，根据需要安装并调节激振器位置。若仅需横向载荷，则安装横向激振器12，并调节不同激振受力点；若仅需轴向载荷，则安装轴向激振器10。同理，也可同时采用加载横向载荷和轴向载荷。
开机进行测试时，按规定的旋紧力矩或者规定的预紧力对测试件进行预紧，在拧紧过程中，可以测试扭矩、转速、预紧力等参数的变化。接着，启动所需激振器，对试件受到的横向或轴向冲击力、横向或轴向振动幅度、以及预紧力变化等进行实时采集。
该试验机可以对同一被测紧固件在不改变状态的情况下，进行预紧加载及振动载荷加载，使测量数据更加准确。

Claims (1)

1.一种多功能紧固件测试试验机，具有基台，其特征是,试验机中采用多种传感器与激振器配合使用，测试被测紧固件所受的扭矩、力和位移；导轨(20)安装在基台(14)上,安装在导轨(20)上的调速电机(1)的输出轴与联轴器(2)连接,扭矩转速传感器(3)的一端与联轴器(2)连接,另一端与套筒(4)固连，套筒(4)夹持着被测紧固件(5)；
中间连接夹板(8)固定安装在基台(14)上，安装在基台(14)的左部的横向激振器(12)与横向力传感器(11)螺纹连接；横向力传感器(11)另一端安装在中间连接夹板(8)的左端；轴向激振器(10)安装在基台(14)的前部，轴向力传感器(9)的一端与轴向激振器(10)螺纹连接，轴向力传感器(9)的另一端与螺纹塞(18)通过螺纹固接；
安装在螺栓连接夹块(19)的中心孔中的被测紧固件(5)上部装有螺母连接面板(15)，用螺母(21)将螺栓连接夹块(19)与螺母连接面板(15)固定连接在一起；压力传感器(7)安装在螺栓连接夹块(19)与中间连接夹板(8)之间，中间连接夹板(8)安装在螺母连接面板(15)的下面，螺纹塞(18)与螺栓连接夹块(19)通过螺纹固接；防松脱销(17)装在中间连接夹板(8)的右下部的孔中，装有位移传感器(6)的支架(16)固定安装在中间连接夹板(8)的上部，用温控箱(13)罩住被测紧固件(5)，用以改变被测紧固件周围温度。
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