CN106404263A - 一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法及专用扳手 - Google Patents

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胡庆宽
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Abstract

本发明提供了一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法及专用扳手，检测方法包括以下步骤：（1）将齿轮槽螺栓的螺纹段加工出夹持面；（2）将齿轮槽螺栓和专用扳手分别装夹在扭转试验机的夹持端上，使齿轮槽螺栓和专用扳手完成配合并使两者之间无相对扭转；（3）启动扭转试验机，使专用扳手夹持端以一定的速度施加扭转力矩直至要求的标准值，观察齿轮槽有无变形和破坏。本发明的有益效果在于：由于直接夹紧齿轮槽螺栓的自身夹持面，因此在进行扳拧特性要求较高的试验时，不再受制于螺纹的强度，夹紧更加可靠，夹紧效果好，能够承受更大的扭转力矩，且直接夹紧没有夹紧间隙，有效保证了大规格高扭矩产品扳拧特性检测的顺利进行以及检测结果的可靠准确。

Description

一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法及专用扳手
技术领域
本发明涉及一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法及专用扳手。
背景技术
齿轮槽螺栓是一种在航空、航天领域应用非常广泛的紧固连接件，具有扳拧力矩大、防松能力强等特点，因此对于齿轮槽的扳拧力矩要求非常高，齿轮槽螺栓的扳拧特性检测是检查齿轮槽螺栓性能合格与否的关键。
目前普遍的试验检测方法均是通过给齿轮槽螺栓螺纹部位装配六角螺母，分别再用套筒将六角螺母和扳拧工装分别装夹在微机控制扭转试验机的两端进行试验。此种试验方法对小规格低扭转力矩的产品可以实现，但对扳拧特性要求较高者，特别是高于80N﹒m的产品，由于螺纹强度不足以及套筒与螺母等装配间隙的存在，使加载力矩尚未达到标准要求即出现螺纹破坏或扳拧工具破坏的情况，使大规格高扭矩产品扳拧特性的检测无法实现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，以解决现有技术中加载力矩尚未达到标准要求时，齿轮槽螺栓即出现螺纹破坏的问题；本发明的目的还在于提供一种专用于实施上述齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的扳手。
为了解决上述技术问题，本发明中齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的技术方案为：
一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，包括以下步骤：（1）将齿轮槽螺栓的螺纹段加工出用于供扭转试验机的夹持端直接夹紧配合的夹持面；（2）将齿轮槽螺栓和扳拧工装分别装配在扭转试验机的齿轮槽螺栓夹持端和扳拧工装夹持端，使齿轮槽螺栓夹持端直接与所述夹持面夹紧配合，调整齿轮槽螺栓夹持端和扳拧工装夹持端的夹持状态，使扳拧工装与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合并使两者之间无相对扭转，所述扳拧工装为齿轮槽螺栓专用扳手，齿轮槽螺栓专用扳手包括位于前端的用于与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合的配合部以及与配合部相连的位于后端的扳拧部，所述扳拧部与扳拧工装夹持端夹紧配合，所述配合部包括轴线沿前后方向延伸的机体，机体外周面上圆周均布有用于匹配插入所述齿轮槽中的配合齿，相邻配合齿之间具有齿槽；（3）启动扭转试验机，使扳拧工装夹持端以一定的速度施加扭转力矩直至要求的标准值，观察所述齿轮槽有无变形和破坏。
所述配合齿的宽度为前细后粗，配合部和扳拧部之间为圆滑过渡连接。
配合齿的端面设置有倒圆角。
所述齿槽的宽度为前宽后窄。
所述齿轮槽螺栓夹持端固定设置在扭转试验机的工作台的左侧固定端，所述扳拧工装夹持端导向移动装配在所述工作台上且位于齿轮槽螺栓夹持端的右侧，扭转试验机上设置有滑轮组，所述滑轮组包括设置在左侧固定端的第一滑轮以及设置在工作台右端的第二滑轮，第二滑轮上通过绳索悬吊有砝码，绳索的另一端绕过第一滑轮与扳拧工装夹持端相连，检测过程中通过砝码在重力作用下的移动可以带动扳拧工装夹持端向齿轮槽螺栓夹持端移动，使扳拧工装夹持端在扭转力矩施加过程中同时对齿轮槽螺栓夹持端施加一定的轴向力。
本发明中专用扳手的技术方案为：
一种专用于实施上述齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的扳手，包括位于前端的用于与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合的配合部以及与配合部相连的位于后端的扳拧部，所述配合部包括轴线沿前后方向延伸的机体，机体外周面上圆周均布有用于匹配插入所述齿轮槽中的配合齿，相邻配合齿之间具有齿槽，所述扳拧部具有用于与扭转试验机的扳拧工装夹持端直接夹紧配合的夹持面。
所述配合齿的宽度为前细后粗，配合部和扳拧部之间为圆滑过渡连接。
所述配合齿的端面设置有倒圆角。
所述齿槽的宽度为前宽后窄。
所述配合部和/或扳拧部的内部为实心结构。
本发明的有益效果在于：首先将齿轮槽螺栓的螺纹段加工出用于供扭转试验机的夹持端直接夹紧配合的夹持面，齿轮槽螺栓夹持端直接与所述夹持面夹紧配合，相比现有技术中在齿轮槽螺栓的螺纹段装配六角螺母，再通过套筒将六角螺母装夹在扭转试验机上而言，这种夹紧方式在进行扳拧特性要求较高的试验时，由于夹持端直接夹紧齿轮槽螺栓的自身夹持面，因此不再受制于螺纹的强度，夹紧更加可靠，夹紧效果好，能够承受更大的扭转力矩，且直接夹紧没有夹紧间隙，有效保证了大规格高扭矩产品扳拧特性检测的顺利进行以及检测结果的可靠准确。另外，采用齿轮槽螺栓专用扳手，专用扳手的配合部与齿轮槽螺栓上的齿轮槽完美嵌装配合，有效保证了两者的配合精度，解决了现有技术中采用普通的扳手时，容易出现装配间隙大、装配打滑的现象，避免了扳手的磨损。
附图说明
图1为本发明中齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的检测原理示意图；
图2为齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法中所采用的一种齿轮槽螺栓专用扳手的主视图；
图3为图2的左视图；
图4为待检测的齿轮槽螺栓在未加工时的主视图；
图5为图4的左视图；
图6为待检测的齿轮槽螺栓在加工后的主视图。
图中：1.齿轮槽螺栓；2.专用扳手；3.左三爪卡盘；4.右三爪卡盘；5.第一滑轮；6.第二滑轮；7.砝码；8.工作台；11.螺栓头；12.螺纹段；13.齿轮槽；14.六方段；21.配合齿；22.扳拧部；23.圆滑过渡部；24.倒圆角；25.齿槽。
具体实施方式
一种用于实施齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的专用扳手的实施例图1~图6所示，包括位于前端的用于与齿轮槽螺栓1上的齿轮槽13嵌装配合的配合部以及与配合部一体相连的位于后端的扳拧部22，所述配合部包括轴线沿前后方向延伸的机体，机体外周面上圆周均布有用于匹配插入所述齿轮槽13中的六个配合齿21，相邻配合齿21之间具有齿槽25。
配合部和扳拧部22采用高强度模具钢制成，内部均为实心结构，这样设置保证了专用扳手2的强度，提高了专用扳手2的抗变形能力，使专用扳手2在与齿轮槽螺栓1嵌装配合后，能够承受较大的扳拧力矩而不发生变形，满足了大规格高扭矩产品扳拧特性检测的需要，保证了专用扳手的正常使用，并延长了其使用寿命。
扳拧部22具有用于与微机扭转试验机的扳拧工装夹持端直接夹紧配合的夹持面，扳拧部22的外形为六方结构，就样就可以很方便地将专用扳手安装在扭转试验机的夹持端上，安装方便。
配合齿21的宽度为前细后粗，且在配合部和扳拧部22之间还设置有圆滑过渡部23，这样设置保证了配合部和扳拧部的连接强度，从而保证了专用扳手的强度。所述配合齿21的端面设置有倒圆角24，从而方便了专用扳手与齿轮槽螺栓的插合。所述齿槽25的宽度为前宽后窄，这样可以起到一定的引导作用，方便了专用扳手插入。
专用扳手2采用数控铣床一体加工成型，保证了专用扳手的加工精度，从而提高了专用扳手与齿轮槽螺栓的配合一致性。加工完成后整体进行热处理，热处理后的硬度为56~64HRC，加工后的热处理能够使专用扳手的强度和韧性同时达到最佳状态，从而提高专用扳手的使用性能，尤其是在进行齿轮槽螺栓扳拧特性的检验时，随着扭矩的逐渐加载，高强度、高韧性的专用扳手可以承受较大的扳拧力矩而不发生变形，保证了检测试验的顺利完成。
齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的实施例如图1~图6所示，待检测的齿轮槽螺栓1包括螺栓头11和螺纹段12，螺栓头11上设置有齿轮槽13，首先第一步，在检测试验开始前，将齿轮槽螺栓1的螺纹段12加工成六方段14，六方段14形成的夹持面能够便于与微机扭转试验机的齿轮槽螺栓夹持端的夹紧配合。
第二步，直接将齿轮槽螺栓1的六方段14装夹在齿轮槽螺栓夹持端上，所述齿轮槽螺栓夹持端为左三爪卡盘3，左三爪卡盘3位于微机扭转试验机的工作台8上的左侧固定端，左三爪卡盘3不能沿工作台8左右移动，即齿轮槽螺栓1装夹在固定端。
然后将扳拧工装，即上述实施例中的专用扳手2，将其扳拧部22装夹在扳拧工装夹持端上，所述扳拧工装夹持端为右三爪卡盘4，右三爪卡盘4位于工作台8上于左三爪卡盘3的右侧，且能在工作台8上导向移动，即专用扳手2装夹在可移动端。
齿轮槽螺栓1和专用扳手2装夹完毕后，调整左三爪卡盘3和右三爪卡盘4的夹持状态，使齿轮槽螺栓专用扳手2的配合端21与齿轮槽螺栓1上的齿轮槽13嵌装配合，并使齿轮槽螺栓1和专用扳手2处于自由状态时两者之间无相对扭转。
第三步，启动微机扭转试验机，使右三爪卡盘4以一定的速度施加扭转力矩直至要求的标准值，在此过程中，由于微机扭转试验机上设置有滑轮组，所述滑轮组包括设置在左侧固定端上的第一滑轮5以及设置在工作台8右端的第二滑轮6，在绕过第二滑轮6上的绳索上悬吊砝码7，使绳索的另一端绕过第一滑轮5与可移动端相连，砝码7悬吊后在重力作用下自由向下移动，从而通过绳索带动右三爪卡盘4向左三爪卡盘3移动，使右三爪卡盘4在扭转力矩施加过程中同时对齿轮槽螺栓1施加一定的轴向力。
第四步，试验结束后，退出右三爪卡盘4，观察齿轮槽13有无变形和破坏，若无变形、破坏，则扳拧特性试验合格，反之则不合格。
在本发明中，首先将齿轮槽螺栓1的螺纹段12加工成了六方段14，左三爪卡盘3直接夹持在六方段14上，相比现有技术中在齿轮槽螺栓的螺纹段装配六角螺母，再通过套筒将六角螺母装夹在微机控制扭转试验机上而言，这种夹紧方式在进行扳拧特性要求较高的试验时，由于夹持端直接夹紧齿轮槽螺栓1的自身夹持面，因此不再受制于螺纹的强度，夹紧更加可靠，夹紧效果好，能够承受更大的扭转力矩，且直接夹紧没有夹紧间隙，有效保证了大规格高扭矩产品扳拧特性检测的顺利进行以及检测结果的可靠准确。
另外，采用齿轮槽螺栓专用扳手，专用扳手的配合部与齿轮槽螺栓上的齿轮槽完美嵌装配合，有效保证了两者的配合精度，解决了现有技术中采用普通的扳手时，容易出现装配间隙大、装配打滑以及扳手磨损的现象。
在齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的其他实施例中：工作台上也可以不设置滑轮组，比如依靠人力推动扳拧工装夹持端移动；根据需要，也可以使扳拧工装夹持端固定，使齿轮槽螺栓夹持端可移动。
在用于实施齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的专用扳手的其他实施例中：可以将扳拧部做成空心结构；扳拧部的外形也可以是四方结构；专用扳手配合部上的齿槽的宽度也可以是一定值；配合齿的宽度也可以是一定值。

Claims (10)

1.一种齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将齿轮槽螺栓的螺纹段加工出用于供扭转试验机的夹持端直接夹紧配合的夹持面；（2）将齿轮槽螺栓和扳拧工装分别装配在扭转试验机的齿轮槽螺栓夹持端和扳拧工装夹持端，使齿轮槽螺栓夹持端直接与所述夹持面夹紧配合，调整齿轮槽螺栓夹持端和扳拧工装夹持端的夹持状态，使扳拧工装与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合并使两者之间无相对扭转，所述扳拧工装为齿轮槽螺栓专用扳手，齿轮槽螺栓专用扳手包括位于前端的用于与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合的配合部以及与配合部相连的位于后端的扳拧部，所述扳拧部与扳拧工装夹持端夹紧配合，所述配合部包括轴线沿前后方向延伸的机体，机体外周面上圆周均布有用于匹配插入所述齿轮槽中的配合齿，相邻配合齿之间具有齿槽；（3）启动扭转试验机，使扳拧工装夹持端以一定的速度施加扭转力矩直至要求的标准值，观察所述齿轮槽有无变形和破坏。
2.根据权利要求1所述的齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，其特征在于：所述配合齿的宽度为前细后粗，配合部和扳拧部之间为圆滑过渡连接。
3.根据权利要求1所述的齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，其特征在于：配合齿的端面设置有倒圆角。
4.根据权利要求1所述的齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，其特征在于：所述齿槽的宽度为前宽后窄。
5.根据权利要求1~4任意一项所述的齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法，其特征在于：所述齿轮槽螺栓夹持端固定设置在扭转试验机的工作台的左侧固定端，所述扳拧工装夹持端导向移动装配在所述工作台上且位于齿轮槽螺栓夹持端的右侧，扭转试验机上设置有滑轮组，所述滑轮组包括设置在左侧固定端的第一滑轮以及设置在工作台右端的第二滑轮，第二滑轮上通过绳索悬吊有砝码，绳索的另一端绕过第一滑轮与扳拧工装夹持端相连，检测过程中通过砝码在重力作用下的移动可以带动扳拧工装夹持端向齿轮槽螺栓夹持端移动，使扳拧工装夹持端在扭转力矩施加过程中同时对齿轮槽螺栓夹持端施加一定的轴向力。
6.一种专用于实施上述齿轮槽螺栓扳拧特性检测方法的扳手，其特征在于：包括位于前端的用于与齿轮槽螺栓上的齿轮槽嵌装配合的配合部以及与配合部相连的位于后端的扳拧部，所述配合部包括轴线沿前后方向延伸的机体，机体外周面上圆周均布有用于匹配插入所述齿轮槽中的配合齿，相邻配合齿之间具有齿槽，所述扳拧部具有用于与扭转试验机的扳拧工装夹持端直接夹紧配合的夹持面。
7.根据权利要求6所述的扳手，其特征在于：所述配合齿的宽度为前细后粗，配合部和扳拧部之间为圆滑过渡连接。
8.根据权利要求6或7所述的扳手，其特征在于：所述配合齿的端面设置有倒圆角。
9.根据权利要求6或7所述的扳手，其特征在于：所述齿槽的宽度为前宽后窄。
10.根据权利要求6或7所述的扳手，其特征在于：所述配合部和/或扳拧部的内部为实心结构。
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