CN109490101A - 螺栓旋具槽扳拧性能试验装置及其试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，包括力矩扳手、力矩扳手固定端、支架、旋具槽批头、三爪卡盘、三爪卡盘固定板、盖板、轴力传感器外罩、轴力传感器承力板、轴力传感器、带柄丝母、升降丝杠、底座和轴力传感器显示终端，力矩扳手固定端固连于支架上，其两端分别安装力矩扳手和旋具槽批头；三爪卡盘固连于三爪卡盘固定板，三爪卡盘固定板的卡盘销轴插入盖板的卡盘销轴孔中，盖板的盖板销轴插入轴力传感器外罩的盖板销轴孔中，轴力传感器外罩中安装轴力传感器，其底部的外罩销轴插入升降丝杠顶部的外罩销轴孔中；以及轴力传感器的数值通过轴力传感器显示终端显示。本发明可实现螺栓旋具槽扳拧性能检测，并精确控制轴向载荷的施加。

Description

螺栓旋具槽扳拧性能试验装置及其试验方法

技术领域

本发明属于检测试验技术领域，具体涉及一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置及其试验方法。

背景技术

在民用和航空领域，螺栓的旋具槽有很多种，包括十字槽、一字槽、内六角和内六花型槽等，扳拧力矩是考核螺栓旋具槽抗扳拧性能的重要试验项目，通过选取与旋具槽槽号匹配的批头，使用力矩扳手对旋具槽施加标准或文件要求的力矩，同时在螺栓轴向施加49N或98N的轴向载荷，试验结束后检查螺栓的旋具槽是否出现变形或破坏。

针对不同的旋具槽槽型，选择不同的批头型式，轴向载荷可以通过砝码、力传感器、推拉力计的方式实现，但在施加轴向力的过程中操作比较麻烦，而且不能持续加力，此外，在实验的过程中轴力传感器会承受一定的扭矩，这对传感器是一种极大的伤害。

发明内容

针对以上情况，本发明提供一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，克服现有技术中的不足，通过设计轴力传感器承力板及其辅助部件，当轴向力加载之后，传感器不会承受扭矩，因此，本发明对轴力传感器起到了一个很好的保护作用，此外，本发明设计有带柄丝母等结构件，可以方便的对被测螺栓施加轴向力，实验过程操作简单。

本发明所采用的技术方案是提供一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，包括力矩扳手、力矩扳手固定端、支架、旋具槽批头、三爪卡盘、三爪卡盘固定板、盖板、轴力传感器外罩、轴力传感器承力板、轴力传感器、带柄丝母、升降丝杠、底座和轴力传感器显示终端，所述底座包括支撑板和设于所述支撑板底面四个边角处的多个支撑柱，所述力矩扳手固定端固连于支架的横架之上，所述力矩扳手安装于所述力矩扳手固定端的扳手安装孔内，所述力矩扳手固定端的第二端与所述旋具槽批头的批头安装孔固连；所述三爪卡盘固连于所述三爪卡盘固定板，所述三爪卡盘固定板凸出的两个卡盘销轴插入盖板的卡盘销轴孔中，盖板凸出的两个盖板销轴插入轴力传感器外罩的盖板销轴孔中，轴力传感器的第一端固连在轴力传感器外罩内部的传感器安装螺纹孔中，第二端固连在轴力传感器承力板的安装螺纹孔中，轴力传感器外罩底部凸出的两个外罩销轴插入升降丝杠顶部的外罩销轴孔中；以及所述升降丝杠安装于所述底座的支撑板上，所述带柄丝母安装于升降丝杠之上且与支撑板相连，将螺栓固定在三爪卡盘的三爪中，并将所述旋具槽批头的批头头部插入螺栓的旋具槽中，施加轴向力，所述轴力传感器的数值通过轴力传感器显示终端显示。

优选的，所述轴力传感器承力板的上表面与三爪卡盘固定板下端的两个卡盘销轴直接接触。

优选的，所述支架包括横架和立架，所述横架第一端和第二端分别设有第一通孔和第二通孔，且所述第一通孔攻有螺纹，所述立架第一端固连于所述第二通孔，第二端固连于所述底座之上。

优选的，所述力矩扳手固定端包括扳手安装孔、连接体、批头安装端和施力转盘，所述连接体上攻有螺纹，所述连接体的第一端设有施力转盘，所述施力转盘的中央设有扳手安装孔，所述连接体的第二端为批头安装端，可直接将旋具槽批头固连其上；以及所述连接体安装于所述横架上的第一通孔。

优选的，所述三爪卡盘固定板包括固定板体和对称设于固定板体对称平面两侧的多个三爪卡盘安装孔和卡盘销轴。

优选的，所述盖板包括盖板体和对称设于盖板体对称平面两侧的多个卡盘销轴孔和盖板销轴。

优选地，所述轴力传感器外罩包括盖板销轴孔、传感器安装螺纹孔、外罩销轴、通槽、传感器安装孔和外罩体，所述盖板销轴孔为盲孔，设于所述外罩体的第一端，所述传感器安装孔设于外罩体的内部，且贯通外罩体的第一端面，所述传感器安装螺纹孔设于传感器安装孔的底面中央且为通孔，所述通槽有多个，对称设于外罩体的侧面；以及所述传感器安装螺纹孔、传感器安装孔和外罩体同轴。

进一步地，所述升降丝杠第一端设有外罩销轴孔，且所述外罩销轴孔设为盲孔。

优选地，所述螺栓旋具槽扳拧性能试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1：通过扳手打开三爪卡盘的三爪，放入螺栓，并向相反方向旋转扳手，将三爪卡盘的三爪收紧，直至将螺栓夹紧；

S2：手动转动带柄丝母，从而带动升降丝杠缓慢上升，进而轴力传感器外罩上升，并带动轴力传感器缓慢上升，与轴力传感器相连的轴力传感器承力板向上支撑三爪卡盘固定板和三爪卡盘；

S3：用手轻轻转动力矩扳手固定端的施力转盘，从而调整力矩扳手固定端的位置，使其下端的旋具槽批头刚好插入螺栓的旋具槽中；

S4：试验未开始施加扭矩并且未施加轴向载荷前，轴力传感器的数值清零，手动转动带柄丝母，升降丝杠缓慢上升，当轴力传感器显示终端显示的数值为标准或文件中规定的轴向载荷时，停止转动带柄丝母；

S5：转动力矩扳手，直到轴力传感器显示终端显示的数值达到标准或文件中规定的扳拧力矩值时，反向转动力矩扳手，直到达到标准或文件中规定的扳拧力矩值，再次转动带柄丝母，升降丝杠下降，到达合适位置时停止；

S6：通过扳手打开三爪卡盘的三爪，并取出螺栓，检查螺栓是否出现旋具槽变形或破坏。

本发明提供的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，采用此装置进行螺栓旋具槽扳拧力矩检测，可以精确实现轴向载荷的加载，并且针对标准或文件中规定的不同的轴向载荷，使用单个轴力传感器就可以实现，操作简单，同时轴力传感器与旋具槽螺栓同轴，保证了轴向加载的准确性。

附图说明

图1为本发明的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置结构示意图；

图2为本发明的轴力传感器加载单元结构示意图；

图3为本发明的力矩扳手固定端结构示意图；

图4为本发明的三爪卡盘固定板结构示意图；

图5为本发明的盖板结构示意图；

图6为本发明的轴力传感器外罩结构示意图；

图7为本发明的轴力传感器承力板结构示意图；

图8为本发明的升降丝杠结构示意图；

图9为本发明的十字槽螺栓俯视结构示意图；

图10为本发明的十字槽螺栓正视结构示意图；

图11为本发明的内六花形槽螺栓俯视结构示意图；以及

图12为本发明的内六花形槽螺栓局部剖视结构示意图。

具体实施方式

为详尽本发明之技术内容、结构特征、所达成目的及功效，以下将结合说明书附图进行详细说明。

本发明提供一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，如图1～12所示，包括力矩扳手01、力矩扳手固定端02、支架03、旋具槽批头04、三爪卡盘06、三爪卡盘固定板07、盖板08、轴力传感器外罩09、轴力传感器承力板10、轴力传感器11、带柄丝母12、升降丝杠13、底座14和轴力传感器显示终端15，支架03包括横架031和立架032，横架031第一端和第二端分别设有第一通孔0312和第二通孔0311，且第一通孔0312攻有螺纹，立架032第一端固连于第二通孔0311，第二端固连于底座14之上；底座14包括支撑板141和设于支撑板141底面四个边角处的多个支撑柱142，力矩扳手固定端02固连于支架03的横架031之上，力矩扳手01安装于力矩扳手固定端02的扳手安装孔021内，力矩扳手固定端02的第二端与旋具槽批头04的批头安装孔041固连；三爪卡盘06固连于三爪卡盘固定板07，三爪卡盘固定板07凸出的两个卡盘销轴071插入盖板08的卡盘销轴孔081中，盖板08凸出的两个盖板销轴082插入轴力传感器外罩09的盖板销轴孔091中，轴力传感器11的第一端固连在轴力传感器外罩09内部的传感器安装螺纹孔092中，第二端固连在轴力传感器承力板10的安装螺纹孔101中，安装螺纹孔101设于轴力传感器承力板10的承力板体102的中央位置，升降丝杠13第一端设有外罩销轴孔131，且外罩销轴孔131设为盲孔。轴力传感器外罩09底部凸出的两个外罩销轴093插入升降丝杠13顶部的外罩销轴孔131中；以及升降丝杠13安装于底座14的支撑板141上，带柄丝母12安装于升降丝杠13之上且与支撑板141相连，将螺栓05固定在三爪卡盘06的三爪中，并将旋具槽批头04的批头头部042插入螺栓05的旋具槽051中，施加轴向力，轴力传感器11的数值通过轴力传感器显示终端15显示。轴力传感器承力板10的上表面与三爪卡盘固定板07下端的两个卡盘销轴071直接接触，避免了力矩扳手01施加的力矩直接作用于轴力传感器11，避免了轴力传感器11的损坏。

如图3所示，力矩扳手固定端02包括扳手安装孔021、连接体022、批头安装端023和施力转盘024，连接体022上攻有螺纹，连接体022的第一端设有施力转盘024，施力转盘024的中央设有扳手安装孔021，连接体022的第二端为批头安装端023，可直接将旋具槽批头04固连其上；以及连接体022安装于横架031上的第一通孔0312中。

如图4～5所示，三爪卡盘固定板07包括固定板体073和对称设于固定板体073对称平面两侧的多个三爪卡盘安装孔072和卡盘销轴071；盖板08包括盖板体083和对称设于盖板体083对称平面两侧的多个卡盘销轴孔081和盖板销轴082。

如图6所示，轴力传感器外罩09包括盖板销轴孔091、传感器安装螺纹孔092、外罩销轴093、通槽094、传感器安装孔095和外罩体096，盖板销轴孔091为盲孔，设于外罩体096的第一端，传感器安装孔095设于外罩体096的内部，且贯通外罩体096的第一端面，传感器安装螺纹孔092设于传感器安装孔095的底面中央且为通孔，通槽094有多个，对称设于外罩体096的侧面；以及传感器安装螺纹孔092、传感器安装孔095和外罩体096同轴。

进一步地，本发明所提供的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置的试验方法，包括以下步骤：

S1：通过扳手打开三爪卡盘06的三爪，放入螺栓05，并向相反方向旋转扳手，将三爪卡盘06的三爪收紧，直至将螺栓05夹紧；

S2：手动转动带柄丝母12，从而带动升降丝杠13缓慢上升，进而轴力传感器外罩09上升，并带动轴力传感器11缓慢上升，与轴力传感器11相连的轴力传感器承力板10向上支撑三爪卡盘固定板07和三爪卡盘06；

S3：用手轻轻转动力矩扳手固定端02的施力转盘024，从而调整力矩扳手固定端02的位置，使其下端的旋具槽批头04刚好插入螺栓05的旋具槽051中；

S4：试验未开始施加扭矩并且未施加轴向载荷前，轴力传感器11的数值清零，手动转动带柄丝母12，升降丝杠13缓慢上升，当轴力传感器显示终端15显示的数值为标准或文件中规定的轴向载荷时，停止转动带柄丝母12；

S5：转动力矩扳手01，直到轴力传感器显示终端15显示的数值达到标准或文件中规定的扳拧力矩值时，反向转动力矩扳手01，直到达到标准或文件中规定的扳拧力矩值，再次转动带柄丝母12，升降丝杠13下降，到达合适位置时，停止；

S6：通过扳手打开三爪卡盘06的三爪，并取出螺栓05，检查螺栓05是否出现旋具槽051变形或破坏。

具体而言，在使用本发明时，将底座14安放在合适的位置，支架03的立架032的第一端焊接在底座14的支撑板141的第一端中间位置，支架03的横架031的第二通孔0311安装在立架032的第二端，并用螺栓加以固定或直接将其焊接在立架032的第二端，横架031的第一通孔0312攻有螺纹，可直接将力矩扳手固定端02的连接体022旋拧并紧固其上。

将升降丝杠13安装在底座14的支撑板141上，并将带柄丝母12安装在升降丝杠13的螺纹体之上且与支撑板141相连，三爪卡盘06通过螺钉固连在三爪卡盘固定板07之上，三爪卡盘固定板07凸出的两个卡盘销轴071插入盖板08的卡盘销轴孔081中，盖板08凸出的两个盖板销轴082插入轴力传感器外罩09的盖板销轴孔091中，轴力传感器11的两端均设有螺纹，将其第一端通过螺纹固连在轴力传感器外罩09内部的传感器安装螺纹孔092中，再将第二端通过螺纹固连在轴力传感器承力板10的安装螺纹孔101中，轴力传感器11整体安装在轴力传感器外罩09的传感器安装孔095的内部；升降丝杠13的第一端设有外罩销轴孔131，且外罩销轴孔131设为盲孔，将轴力传感器外罩09底部凸出的两个外罩销轴093插入升降丝杠13顶部的外罩销轴孔131中。

将设于旋具槽批头04上端的批头安装孔041安装在力矩扳手固定端02下端的批头安装端023上，并加以固定，再将力矩扳手01的头部安装在力矩扳手固定端02的扳手安装孔021内，进一步地，通过扳手打开三爪卡盘06的三个爪，放入螺栓05，并向相反方向旋转扳手，将三爪卡盘06的三个爪收紧，并将螺栓05夹紧。

手动转动带柄丝母12，从而带动升降丝杠13缓慢上升，进而轴力传感器外罩09上升，并带动轴力传感器11缓慢上升，与轴力传感器11相连的轴力传感器承力板10向上支撑三爪卡盘固定板07和三爪卡盘06，用手轻轻转动力矩扳手固定端02的施力转盘024，从而调整力矩扳手固定端02的位置，使其下端的旋具槽批头04刚好插入螺栓05的旋具槽051中，试验未开始施加扭矩并未施加轴向载荷前，轴力传感器11的数值清零，手动转动带柄丝母12，升降丝杠13缓慢上升，当轴力传感器显示终端15显示的数值为标准或文件中规定的轴向载荷时，停止转动带柄丝母12。转动力矩扳手01，直到轴力传感器显示终端15显示的数值达到标准或文件中规定的扳拧力矩值时，反向转动力矩扳手01，直到达到标准或文件中规定的扳拧力矩值，再次转动带柄丝母12，升降丝杠13下降，到达合适位置时，通过扳手打开三爪卡盘06的三个爪，并取出螺栓05，检查螺栓05是否出现旋具槽变形或破坏。

以上所述是本申请的优选实施方式，不以此限定本发明的保护范围，应当指出，对于该技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (9)

1.一种螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，包括力矩扳手、力矩扳手固定端、支架、旋具槽批头、三爪卡盘、三爪卡盘固定板、盖板、轴力传感器外罩、轴力传感器承力板、轴力传感器、带柄丝母、升降丝杠、底座和轴力传感器显示终端，

所述底座包括支撑板和设于所述支撑板底面四个边角处的多个支撑柱，所述力矩扳手固定端固连于支架的横架之上，所述力矩扳手安装于所述力矩扳手固定端的扳手安装孔内，所述力矩扳手固定端的第二端与所述旋具槽批头的批头安装孔固连；

所述三爪卡盘固连于所述三爪卡盘固定板，所述三爪卡盘固定板凸出的两个卡盘销轴插入盖板的卡盘销轴孔中，盖板凸出的两个盖板销轴插入轴力传感器外罩的盖板销轴孔中，轴力传感器的第一端固连在轴力传感器外罩内部的传感器安装螺纹孔中，第二端固连在轴力传感器承力板的安装螺纹孔中，轴力传感器外罩底部凸出的两个外罩销轴插入升降丝杠顶部的外罩销轴孔中；以及

所述升降丝杠安装于所述底座的支撑板上，所述带柄丝母安装于升降丝杠之上且与支撑板相连，将螺栓固定在三爪卡盘的三爪中，并将所述旋具槽批头的批头头部插入螺栓的旋具槽中，施加轴向力，所述轴力传感器的数值通过轴力传感器显示终端显示。

2.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述轴力传感器承力板的上表面与三爪卡盘固定板下端的两个卡盘销轴直接接触。

3.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述支架包括横架和立架，所述横架第一端和第二端分别设有第一通孔和第二通孔，且所述第一通孔攻有螺纹，所述立架第一端固连于所述第二通孔，第二端固连于所述底座之上。

4.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述力矩扳手固定端包括扳手安装孔、连接体、批头安装端和施力转盘，所述连接体上攻有螺纹，所述连接体的第一端设有施力转盘，所述施力转盘的中央设有扳手安装孔，所述连接体的第二端为批头安装端，可直接将旋具槽批头固连其上；以及所述连接体安装于所述横架上的第一通孔。

5.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述三爪卡盘固定板包括固定板体和对称设于固定板体对称平面两侧的多个三爪卡盘安装孔和卡盘销轴。

6.根据权利要求5所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述盖板包括盖板体和对称设于盖板体对称平面两侧的多个卡盘销轴孔和盖板销轴。

7.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述轴力传感器外罩包括盖板销轴孔、传感器安装螺纹孔、外罩销轴、通槽、传感器安装孔和外罩体，所述盖板销轴孔为盲孔，设于所述外罩体的第一端，所述传感器安装孔设于外罩体的内部，且贯通外罩体的第一端面，所述传感器安装螺纹孔设于传感器安装孔的底面中央且为通孔，所述通槽有多个，对称设于外罩体的侧面；以及所述传感器安装螺纹孔、传感器安装孔和外罩体同轴。

8.根据权利要求1所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置，其特征在于，所述升降丝杠第一端设有外罩销轴孔，且所述外罩销轴孔设为盲孔。

9.一种利用权利要求1-8之一所述的螺栓旋具槽扳拧性能试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过扳手打开三爪卡盘的三爪，放入螺栓，并向相反方向旋转扳手，将三爪卡盘的三爪收紧，直至将螺栓夹紧；

S2：手动转动带柄丝母，从而带动升降丝杠缓慢上升，进而轴力传感器外罩上升，并带动轴力传感器缓慢上升，与轴力传感器相连的轴力传感器承力板向上支撑三爪卡盘固定板和三爪卡盘；

S3：用手轻轻转动力矩扳手固定端的施力转盘，从而调整力矩扳手固定端的位置，使其下端的旋具槽批头刚好插入螺栓的旋具槽中；

S4：试验未开始施加扭矩并且未施加轴向载荷前，轴力传感器的数值清零，手动转动带柄丝母，升降丝杠缓慢上升，当轴力传感器显示终端显示的数值为标准或文件中规定的轴向载荷时，停止转动带柄丝母；

S5：转动力矩扳手，直到轴力传感器显示终端显示的数值达到标准或文件中规定的扳拧力矩值时，反向转动力矩扳手，直到达到标准或文件中规定的扳拧力矩值，再次转动带柄丝母，升降丝杠下降，到达合适位置时停止；以及

S6：通过扳手打开三爪卡盘的三爪，并取出螺栓，检查螺栓是否出现旋具槽变形或破坏。