CN109540561A - 冲击式螺栓锁紧实验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冲击式螺栓锁紧实验装置，包括机座、动力装置、传动减速装置、制动锁紧装置、施加冲击装置、监测冲击装置和显示控制装置，动力装置与传动减速装置的一端连接且用于将动力装置的转动传递给传动减速装置，传动减速装置的另一端与施加冲击装置连接且用于将传动减速装置的转动传递给施加冲击装置，制动锁紧装置与传动减速装置连接且用于对传动减速装置制动，所述监测冲击装置滑动安装在机座上，监测冲击装置设置在施加冲击装置的右侧且与施加冲击装置配合使待拧紧螺栓拧入监测冲击装置内。本发明制动效率高，能实现快速停机；可以根据实验的需要更换不同螺纹孔的靶座芯，靶座芯更换操作简单方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种实验装置，尤其是涉及一种冲击式螺栓锁紧实验装置。
背景技术
随着工业的迅速发展，装配行业也随之发展。在装配过程中会出现大量的螺栓连接和螺钉连接等，为了提高工作效率，已出现一些代替人力的扭矩扳手。但这些扳手只是简单地代替了人力劳动，在精密控制和智能反馈方面还有缺陷。在航空航天领域、精密制造领域、智能制造领域等，需要对装配精度提出更高的要求，所以目前代替人力劳动的扭矩扳手就不能实现。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种冲击式螺栓锁紧实验装置，该装置制动效率高，能实现快速停机；该装置可以根据实验的需要更换不同螺纹孔的靶座芯，靶座芯更换操作简单方便。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：包括机座、动力装置、传动减速装置、制动锁紧装置、施加冲击装置、监测冲击装置和显示控制装置，所述动力装置、传动减速装置、制动锁紧装置、施加冲击装置、监测冲击装置和显示控制装置均安装在机座上，所述动力装置与传动减速装置的一端连接且用于将动力装置的转动传递给传动减速装置，所述传动减速装置的另一端与施加冲击装置连接且用于将传动减速装置的转动传递给施加冲击装置，所述制动锁紧装置与传动减速装置连接且用于对传动减速装置制动，所述监测冲击装置滑动安装在机座上，所述监测冲击装置设置在施加冲击装置的右侧且与施加冲击装置配合使待拧紧螺栓拧入监测冲击装置内，所述显示控制装置与动力装置连接用于控制动力装置动作，所述显示控制装置与施加冲击装置连接且用于将施加冲击装置监测的数据信息传递给显示控制装置，所述显示控制装置与监测冲击装置连接且用于将监测冲击装置监测的数据信息传递给显示控制装置。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述动力装置包括电机和联轴器，所述电机的输出轴与联轴器的一端固定连接，所述电机固定安装在机座的左侧上部。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述传动减速装置包括离合传动装置和减速装置，所述离合传动装置的一端与动力装置连接，所述离合传动装置的另一端与减速装置的一端连接，所述减速装置的另一端与施加冲击装置连接，所述离合传动装置和减速装置均安装在机座上。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述离合传动装置包括第一轴、离合器滑套、摩擦片卡套、弹性簧板、弹性柱销、离合压板、离合摩擦片、离合器壳、摩擦盘和离合器支座，所述离合器滑套和摩擦片卡套从左至右依次套装在第一轴上，所述离合器滑套与第一轴滑动连接，所述摩擦片卡套与第一轴固定连接，所述弹性簧板套装在离合器滑套的右侧外部且与离合器滑套固定连接，所述弹性簧板的外侧与离合压板固定连接，所述离合压板设置在离合摩擦片的左侧，所述离合摩擦片套装在摩擦片卡套上且与摩擦片卡套固定连接，所述摩擦盘设置在离合摩擦片的右侧，所述摩擦盘可转动安装在离合器支座内，所述离合器支座固定安装在机座上，所述离合器壳设置在弹性簧板的外侧且通过弹性柱销与弹性簧板连接，所述离合器壳的一端与摩擦盘的左侧面相接触。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述减速装置包括第二轴、空心轴、第一轴承座、太阳轮、行星轮、齿圈、齿圈支座、轴套和行星齿轮轴，所述第二轴的一端沿轴向穿过空心轴后与太阳轮固定连接，所述轴套设置在第二轴的外侧与空心轴的内侧之间的左侧，所述空心轴的左侧通过轴承可转动安装在第一轴承座上，所述第一轴承座固定安装在机座上，所述齿圈固定安装在齿圈支座内，所述齿圈支座固定安装在机座上，所述行星轮设置在齿圈的内侧且行星轮的一侧与齿圈相啮合，所述行星轮的另一侧与太阳轮相啮合，所述行星轮套装在行星齿轮轴上且行星轮与行星齿轮轴转动连接，所述行星齿轮轴的一端与空心轴的右侧壁固定连接，所述摩擦盘套装在第二轴的左端外侧且与第二轴固定连接。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述施加冲击装置包括第三轴、摆锤滑键、摆锤压板、摆锤、弹簧、榫头、榫头螺栓套、摆锤壳支座、第二应变片和摆锤壳，所述第三轴的左端面与传动减速装置连接，所述弹簧套装在第三轴上，所述弹簧的一端压紧在摆锤的左侧，所述摆锤套装在第三轴上且能够沿着第三轴滑动，所述摆锤滑键安装在第三轴和摆锤之间且用于阻止摆锤相对于第三轴转动，所述摆锤压板通过螺丝固定在第三轴的右端面上且用于阻挡摆锤防止摆锤在弹簧的推动下从第三轴上滑落，所述摆锤壳设置在摆锤的外侧，所述摆锤壳固定连接在摆锤壳支座上，所述摆锤壳支座固定安装在机座上，所述榫头的一端从摆锤壳的右侧端面伸入摆锤壳的内部后与摆锤相配合，所述榫头与摆锤壳之间设置有榫头油套和骨架油封，所述榫头油套和骨架油封依次可转动的套装榫头上，所述榫头油套和骨架油封的外圈均固定安装在摆锤壳的右侧内壁上，所述榫头与摆锤壳转动连接，所述榫头的中轴线与第三轴的中轴线重合，所述榫头的另一端与榫头螺栓套的一端可拆卸连接，所述榫头螺栓套的另一端悬空且用于安装螺栓试件，所述第二应变片安装在摆锤壳的外壁上，所述第三轴的左侧设置有行星盘，所述行星盘的左端面与传动减速装置连接，所述弹簧的另一端压紧在行星盘的右端面上，所述第三轴的右侧外壁上开设有第一键槽，所述摆锤滑键安装在第一键槽上，所述摆锤的内壁上开设有第二键槽，所述第二键槽与摆锤滑键相配合，所述摆锤壳的侧壁上沿摆锤壳的圆周方向上开设有环形应变片安装槽，所述第二应变片安装在应变片安装槽内。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述监测冲击装置包括靶座芯、靶座壳、靶座芯固定压盖、耐磨圈、靶座滑台、靶座弹簧、靶座弹簧限位器和第一应变片，所述靶座滑台滑动设置在机座上部且位于施加冲击装置的右侧，所述靶座弹簧限位器固定设置在机座的上部且位于靶座滑台右侧，所述靶座弹簧水平设置在靶座弹簧限位器与靶座滑台之间，所述靶座弹簧的一端压紧在靶座弹簧限位器上，所述靶座弹簧另一端压紧在靶座滑台上，所述耐磨圈镶嵌在靶座滑台内，所述靶座壳通过耐磨圈安装在靶座滑台内，所述靶座芯安装在靶座壳的内部且通过靶座芯固定压盖将靶座芯压紧在靶座壳的内部，所述靶座芯上设置有与螺栓试件相配合的螺纹孔，所述靶座芯上设置有用于与待检测螺栓试件的螺纹相配合的螺纹孔，所述靶座芯的外壁与靶座壳的内壁之间设置有第一应变片，所述第一应变片安装在靶座壳的内壁上。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述制动锁紧装置包括离合器板手轴、小齿轮、离合器扳手、刹车轴、刹车带、刹车轮、刹车摩擦环、滑动轴承座、滑动定位装置和板手轴轴承座，所述离合器板手轴通过板手轴轴承座可转动安装在机座上，所述板手轴轴承座包括第三轴承座和第二轴承座，所述第三轴承座和第二轴承座均固定安装在机座上且第三轴承座与第二轴承座平行设置，所述离合器板手轴的一端依次穿过第二轴承座、小齿轮和第三轴承座后与离合扳手的一端固定连接，所述离合器扳手的另一端与传动减速装置铰接，所述小齿轮与离合器板手轴固定连接，所述离合器板手轴的另一端上设置有控制手轮，所述控制手轮位于第二轴承座的外侧，所述滑动轴承座和滑动定位装置固定安装在机座上，所述刹车轴与离合板手轴垂直设置且刹车轴设置在离合板手轴的上方，所述刹车轴的一端依次穿过刹车轮与滑动定位装置后和滑动轴承座滑动连接，所述刹车摩擦环固定安装在传动减速装置上，所述刹车摩擦环与刹车轮通过刹车带连接，所述刹车轴左侧下部的外壁上设置一个齿条状结构，所述齿条状结构与小齿轮相啮合且能够在小齿轮的转动下带动刹车轴向左或者向右移动，所述刹车轴上设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽设置在刹车轴与刹车轮连接处，所述弧形凹槽的弧形面与刹车轮内壁的一侧相接触且通过弧形凹槽的弧形面推动刹车轮张紧刹车带实现刹车。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述显示控制装置包括控制操作台、信息显示装置和控制器，所述信息显示装置安装在控制操作台上，所述控制器安装在控制操作台内，所述控制器与施加冲击装置连接且用于收集和处理施加冲击装置监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置，所述控制器与监测冲击装置连接且用于收集和处理监测冲击装置监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置，所述信息显示装置包括、和用于显示应变片数据的显示器，所述电压表和电流表均与动力装置连接且用于监测动力装置的电压和电流，所述与控制器连接且用于将控制器传递的数据信息进行显示；
所述机座包括机座本体和导轨，所述导轨固定设置在机座本体的右侧上部，所述监测冲击装置可滑动安装在导轨上。
上述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述滑动定位装置包括滑动定位装置座体、压簧和钢珠，所述滑动定位装置座体上设置有盲孔，所述压簧安装在盲孔内且压簧的一端压紧在盲孔的孔底上，所述钢珠设置在盲孔的孔口处且钢珠能够沿着盲孔的侧壁向孔内滑动，所述压簧的另一端压紧在钢珠底部的外表面上，所述刹车轴上设置有与钢珠相配合的定位凹槽，所述定位凹槽设置在齿条状结构与弧形凹槽之间。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过电机代替人力为整个实验装置提供动力，省时省力，能够快速的将试件螺丝拧入靶座芯内并提供连续的冲击载荷。
2、本发明在实验设备中同时采用离合传动装置和制动锁紧装置，并且离合传动装置和制动锁紧装置相关联；停机时，离合器脱开取消动力的传递的同时制动锁紧装置对减速装置减速，提高制动效率，实现快速停机。
3、本发明的靶座芯通过靶座芯固定压盖可拆卸的安装在靶座壳内，拆卸方便，可以根据实验的需要更换不同螺纹孔的靶座芯。
4、本发明的靶座滑台滑动安装在机座上，靶座滑台在靶座弹簧的推动下靠近施加冲击装置，使得靶座滑台可根据被测试件的尺寸大小，自行在导轨上调整测试距离。
5、本发明通过第一应变片和第二应变片对监测冲击装置和施加冲击装置同时检测，实现对冲击扭矩和靶座扭矩进行实时监测。
6、本发明设置减速装置可使电机在额定输出下通过减速后输出一个较低的平稳的转速和较大的扭矩。
7、本发明通过显示控制装置可以对动力装置进行控制和监测，并将第一应变片和第二应变片反馈的数据显示在显示器上，实验数据可视化强且装置操作方便。
下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明主视图的半剖视图。
图4为本发明主视图的局部剖视图。
图5为图4的Ⅰ处放大图。
图6为图3的Ⅱ处放大图。
图7为图3的Ⅲ处放大图。
图8为图3的A-A剖视图。
附图标记说明:
1—机座； 1-1—机座本体； 1-2—导轨；
2—动力装置； 2-1—电机； 2-2—联轴器；
3—传动减速装置； 3-1—第一轴； 3-2—离合器滑套；
3-3—摩擦片卡套； 3-4—弹性簧板； 3-5—弹性柱销；
3-6—离合压板； 3-7—离合摩擦片； 3-8—离合器壳；
3-9—摩擦盘； 3-10—离合器支座； 3-11—第二轴；
3-12—空心轴； 3-13—第一轴承座； 3-14—太阳轮；
3-15—行星轮； 3-16—齿圈； 3-17—齿圈支座；
3-18—轴套； 3-19—行星齿轮轴； 4—制动锁紧装置；
4-1—离合器板手轴； 4-2—小齿轮； 4-3—离合器扳手；
4-4—刹车轴； 4-41—齿条状结构； 4-42—弧形凹槽；
4-43—定位凹槽； 4-5—刹车带； 4-6—刹车轮；
4-7—刹车摩擦环； 4-8—滑动轴承座； 4-9—滑动定位装置；
4-91—滑动定位装置座体； 4-911—盲孔；
4-92—压簧； 4-93—钢珠； 4-10—第三轴承座；
4-11—第二轴承座； 4-12—控制手轮； 5—施加冲击装置；
5-1—第三轴； 5-2—摆锤滑键； 5-3—摆锤压板；
5-4—摆锤； 5-41—第二键槽； 5-5—弹簧；
5-6—榫头； 5-7—榫头螺栓套； 5-8—摆锤壳支座；
5-9—第二应变片； 5-91—应变片安装槽； 5-10—摆锤壳；
5-11—榫头油套； 5-12—骨架油封； 5-18—第一键槽；
5-19—行星盘； 6—监测冲击装置； 6-1—靶座芯；
6-2—靶座壳； 6-3—靶座芯固定压盖；
6-4—耐磨圈； 6-5—靶座滑台；
6-6—靶座弹簧； 6-7—靶座弹簧限位器；
6-8—第一应变片； 6-9—螺纹孔；
7—显示控制装置； 7-1—控制操作台；
7-2—信息显示显示装置； 7-21—电压表；
7-22—电流表； 7-23—显示器。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括机座1、动力装置2、传动减速装置3、制动锁紧装置4、施加冲击装置5、监测冲击装置6和显示控制装置7，所述动力装置2、传动减速装置3、制动锁紧装置4、施加冲击装置5、监测冲击装置6和显示控制装置7均安装在机座1上，所述动力装置2与传动减速装置3的一端连接且用于将动力装置2的转动传递给传动减速装置3，所述传动减速装置3的另一端与施加冲击装置5连接且用于将传动减速装置3的转动传递给施加冲击装置5，所述制动锁紧装置4与传动减速装置3连接且用于对传动减速装置3制动，所述监测冲击装置6滑动安装在机座1上，所述监测冲击装置6设置在施加冲击装置5的右侧且与施加冲击装置5配合使待拧紧螺栓拧入监测冲击装置6内，所述显示控制装置7与动力装置2连接用于控制动力装置2动作，所述显示控制装置7与施加冲击装置5连接且用于将施加冲击装置5监测的数据信息传递给显示控制装置7，所述显示控制装置7与监测冲击装置6连接且用于将监测冲击装置6监测的数据信息传递给显示控制装置7。
如图2所示，所述动力装置2包括电机2-1和联轴器2-2，所述电机2-1的输出轴与联轴器2-2的一端固定连接，所述电机2-1固定安装在机座1的左侧上部。
如图2所示，所述传动减速装置3包括离合传动装置和减速装置，所述离合传动装置的一端与动力装置2连接，所述离合传动装置的另一端与减速装置的一端连接，所述减速装置的另一端与施加冲击装置5连接，所述离合传动装置和减速装置均安装在机座1上。
如图2和图7所示，所述离合传动装置包括第一轴3-1、离合器滑套3-2、摩擦片卡套3-3、弹性簧板3-4、弹性柱销3-5、离合压板3-6、离合摩擦片3-7、离合器壳3-8、摩擦盘3-9和离合器支座3-10，所述离合器滑套3-2和摩擦片卡套3-3从左至右依次套装在第一轴3-1上，所述离合器滑套3-2与第一轴3-1滑动连接，所述摩擦片卡套3-3与第一轴3-1固定连接，所述弹性簧板3-4套装在离合器滑套3-2的右侧外部且与离合器滑套3-2固定连接，所述弹性簧板3-4的外侧与离合压板3-6固定连接，所述离合压板3-6设置在离合摩擦片3-7的左侧，所述离合摩擦片3-7套装在摩擦片卡套3-3上且与摩擦片卡套3-3固定连接，所述摩擦盘3-9设置在离合摩擦片3-7的右侧，所述摩擦盘3-9可转动安装在离合器支座3-10内，所述离合器支座3-10固定安装在机座1上，所述离合器壳3-8设置在弹性簧板3-4的外侧且通过弹性柱销3-5与弹性簧板3-4连接，所述离合器壳3-8的一端与摩擦盘3-9的左侧面相接触。
所述联轴器2-2的另一端与第一轴3-1的一端固定连接且用于将电机输出轴的转动传递给第一轴3-1。
如图2、图7和图8所示，所述减速装置包括第二轴3-11、空心轴3-12、第一轴承座3-13、太阳轮3-14、行星轮3-15、齿圈3-16、齿圈支座3-17、轴套3-18和行星齿轮轴3-19，所述第二轴3-11的一端沿轴向穿过空心轴3-12后与太阳齿3-14固定连接，所述轴套3-18设置在第二轴3-11的外侧与空心轴3-12的内侧之间的左侧，所述空心轴3-12的左侧通过轴承可转动安装在第一轴承座3-13上，所述第一轴承座3-13固定安装在机座1上，所述齿圈3-16固定安装在齿圈支座3-17内，所述齿圈支座3-17固定安装在机座1上，所述行星轮3-15设置在齿圈3-16的内侧且行星轮3-15的一侧与齿圈3-16相啮合，所述行星轮3-15的另一侧与太阳轮3-14相啮合，所述行星轮3-15套装在行星齿轮轴3-19上且行星轮3-15与行星齿轮轴3-19转动连接，所述行星齿轮轴3-19的一端与空心轴3-12的右侧壁固定连接，所述摩擦盘3-9套装在第二轴3-11的左端外侧且与第二轴3-11固定连接。
如图3和图6所示，所述施加冲击装置5包括第三轴5-1、摆锤滑键5-2、摆锤压板5-3、摆锤5-4、弹簧5-5、榫头5-6、榫头螺栓套5-7、摆锤壳支座5-8、第二应变片5-9和摆锤壳5-10，所述第三轴5-1的左端面与传动减速装置3连接，所述弹簧5-5套装在第三轴5-1上，所述弹簧5-5的一端压紧在摆锤5-4的左侧，所述摆锤5-4套装在第三轴5-1上且能够沿着第三轴5-1滑动，所述摆锤滑键5-2安装在第三轴5-1和摆锤5-4之间且用于阻止摆锤5-4相对于第三轴5-1转动，所述摆锤压板5-3通过螺丝固定在第三轴5-1的右端面上且用于阻挡摆锤5-4防止摆锤5-4在弹簧5-5的推动下从第三轴5-1上滑落，所述摆锤壳5-10设置在摆锤5-4的外侧，所述摆锤壳5-10固定连接在摆锤壳支座5-8上，所述摆锤壳支座5-8固定安装在机座1上，所述榫头5-6的一端从摆锤壳5-10的右侧端面伸入摆锤壳5-10的内部后与摆锤5-4相配合，所述榫头5-6与摆锤壳5-10之间设置有榫头油套5-11和骨架油封5-12，所述榫头油套5-11和骨架油封5-12依次可转动的套装榫头5-6上，所述榫头油套5-11和骨架油封5-12的外圈均固定安装在摆锤壳5-10的右侧内壁上，所述榫头5-6与摆锤壳5-10转动连接，所述榫头5-6的中轴线与第三轴5-1的中轴线重合，所述榫头5-6的另一端与榫头螺栓套5-7的一端可拆卸连接，所述榫头螺栓套5-7的另一端悬空且用于安装螺栓试件，所述第二应变片5-9安装在摆锤壳5-10的外壁上，所述第三轴5-1的左侧设置有行星盘5-19，所述行星盘5-19的左端面与传动减速装置3连接，具体是行星齿轮轴3-19的另一端与行星盘5-19的左断面固定连接，所述弹簧5-5的另一端压紧在行星盘5-19的右端面上，所述第三轴5-1的右侧外壁上开设有第一键槽5-18，所述摆锤滑键5-2安装在第一键槽5-18上，所述摆锤5-4的内壁上开设有第二键槽5-41，所述第二键槽5-41与摆锤滑键5-2相配合，所述摆锤壳5-10的侧壁上沿摆锤壳5-10的圆周方向上开设有环形应变片安装槽5-91，所述第二应变片5-9安装在应变片安装槽5-91内。
如图3和图6所示，所述监测冲击装置6包括靶座芯6-1、靶座壳6-2、靶座芯固定压盖6-3、耐磨圈6-4、靶座滑台6-5、靶座弹簧6-6、靶座弹簧限位器6-7和第一应变片6-8，所述靶座滑台6-5滑动设置在机座1上部且位于施加冲击装置5的右侧，所述靶座弹簧限位器6-7固定设置在机座1的上部且位于靶座滑台6-5右侧，所述靶座弹簧6-6水平设置在靶座弹簧限位器6-7与靶座滑台6-5之间，所述靶座弹簧6-6的一端压紧在靶座弹簧限位器6-7上，所述靶座弹簧6-6另一端压紧在靶座滑台6-5上，所述耐磨圈6-4镶嵌在靶座滑台6-5内，所述靶座壳6-2通过耐磨圈6-4安装在靶座滑台6-5内，所述靶座芯6-1安装在靶座壳6-2的内部且通过靶座芯固定压盖6-3将靶座芯6-1压紧在靶座壳6-2的内部，所述靶座芯6-1上设置有与螺栓试件相配合的螺纹孔6-9，所述靶座芯6-1上设置有用于与待检测螺栓试件的螺纹相配合的螺纹孔6-9，所述靶座芯6-1的外壁与靶座壳6-2的内壁之间设置有第一应变片6-8，所述第一应变片6-8安装在靶座壳6-2的内壁上。
如图2、图3和图4所示，所述制动锁紧装置4包括离合器板手轴4-1、小齿轮4-2、离合器扳手4-3、刹车轴4-4、刹车带4-5、刹车轮4-6、刹车摩擦环4-7、滑动轴承座4-8、滑动定位装置4-9和板手轴轴承座，所述离合器板手轴4-1通过板手轴轴承座可转动安装在机座1上，所述板手轴轴承座包括第三轴承座4-10和第二轴承座4-11，所述第三轴承座4-10和第二轴承座4-11均固定安装在机座1上且第三轴承座4-10与第二轴承座4-11平行设置，所述离合器板手轴4-1的一端依次穿过第二轴承座4-11、小齿轮4-2和第三轴承座4-10后与离合扳手4-3的一端固定连接，所述离合器扳手4-3的另一端与传动减速装置3的离合器滑套3-2铰接，通过转动离合器板手轴4-1可以使得固定在离合器板手轴4-1端部的离合器扳手4-3带动离合器滑套3-2沿着第一轴3-1左右滑动，进而控制离合摩擦片3-7与摩擦盘3-9压紧或者分开；
所述小齿轮4-2与离合器板手轴4-1固定连接，所述离合器板手轴4-1的另一端上设置有控制手轮4-12，所述控制手轮4-12位于第二轴承座4-11的外侧，所述滑动轴承座4-8和滑动定位装置4-9固定安装在机座1上，所述刹车轴4-4与离合板手轴4-1垂直设置且刹车轴4-4设置在离合板手轴4-1的上方，所述刹车轴4-4的一端依次穿过刹车轮4-6和滑动定位装置4-9后与滑动轴承座4-8滑动连接，所述刹车摩擦环4-7固定安装在传动减速装置3上的空心轴3-12上，所述刹车摩擦环4-7与刹车轮4-6通过刹车带4-5连接，通过刹车带4-5抱紧刹车摩擦环4-7对空心轴3-12制动；
所述刹车摩擦环4-7与刹车轮4-6通过刹车带4-5连接，所述刹车轴4-4左侧下部的外壁上设置一个齿条状结构4-41，所述齿条状结构4-41与小齿轮4-2相啮合且能够在小齿轮4-2的转动下带动刹车轴4-4向左或者向右移动，所述刹车轴4-4上设置有弧形凹槽4-42，所述弧形凹槽4-42设置在刹车轴4-4与刹车轮4-6连接处，所述弧形凹槽4-42的弧形面与刹车轮4-6内壁的一侧相接触且通过弧形凹槽4-42的弧形面推动刹车轮4-6张紧刹车带4-5实现刹车。
如图2和图3所示，所述显示控制装置7包括控制操作台7-1、信息显示装置7-2和控制器7-3，所述信息显示装置7-2安装在控制操作台7-1上，所述控制器7-3安装在控制操作台7-1内，所述控制器7-3与施加冲击装置5连接且用于收集和处理施加冲击装置5监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置7-2，所述控制器7-3与监测冲击装置6连接且用于收集和处理监测冲击装置6监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置7-2，所述信息显示装置7-2包括、和用于显示应变片数据的显示器7-23，所述电压表7-21和电流表7-22均与动力装置2连接且用于监测动力装置2的电压和电流，所述与控制器7-3连接且用于将控制器7-3传递的数据信息进行显示；
所述机座1包括机座本体1-1和导轨1-2，所述导轨1-2固定设置在机座本体1-1的右侧上部，所述监测冲击装置6可滑动安装在导轨1-2上。
如图4和图5所示，所述滑动定位装置4-9包括滑动定位装置座体4-91、压簧4-92和钢珠4-93，所述滑动定位装置座体4-91上设置有盲孔4-911，所述压簧4-92安装在盲孔4-911内且压簧4-92的一端压紧在盲孔4-911的孔底上，所述钢珠4-93设置在盲孔4-911的孔口处且钢珠4-93能够沿着盲孔4-911的侧壁向孔内滑动，所述压簧4-92的另一端压紧在钢珠4-93底部的外表面上，所述刹车轴4-4上设置有与钢珠4-93相配合的定位凹槽4-43，所述定位凹槽4-43设置在齿条状结构4-41与弧形凹槽4-42之间。所述定位凹槽4-43的数量为两个，所述两个定位凹槽4-43依次间隔设置。
本发明的工作原理为：打开电源开关，启动电机2-1，电机输出轴通过联轴器2-2将电机2-1输出轴的转动传递给第一轴3-1，第一轴3-1带动摩擦片卡套3-3转动，摩擦片卡套3-3带动离合摩擦片3-7转动，转动控制手轮4-12；动控制手轮4-12带动离合器板手轴4-1转动，离合器板手轴4-1带动小齿轮4-2转动，小齿轮4-2通过齿条状结构4-41带动刹车轴4-4移动，刹车轴4-4移动使得刹车轮4-6滑入弧形凹槽4-42的底部，因此刹车带4-5松开刹车摩擦环4-7；同时离合器板手轴4-1带动离合器扳手4-3转动，离合器扳手4-3与离合器滑套3-2铰接，离合器扳手4-3带动离合器滑套3-2向右滑动，弹性簧板3-4向右移动，带动离合压板3-6压紧离合摩擦片3-7，离合摩擦片3-7被压紧在摩擦盘3-9上，在摩擦力的作用下离合摩擦片3-7与摩擦盘3-9一起转动。
摩擦盘3-9转动带动第二轴3-11转动，第二轴3-11有带动太阳轮3-14转动，太阳轮3-14带动设置在它周围的三个行星轮3-15沿着齿圈3-16转动。
三个行星轮3-15通过行星盘5-19带动第三轴5-1转动，第三轴5-1通过摆锤滑键5-2带动滑动安装在第三轴5-1上的摆锤5-4转动，所述摆锤5-4带动榫头5-6转动，榫头5-6带动榫头螺栓套5-7转动，进而将装在榫头螺栓套5-7内的螺栓试件旋入靶座芯6-1的螺纹孔6-9内，
在加载初期螺纹连接所需要的扭矩不大，摆锤5-4与榫头5-6紧贴转动。在加载后期螺纹连接会使连接件相互挤压，需要更大的扭矩才能拧紧，由于反向作用力使得摆锤5-4反压弹簧5-5，当摆锤5-4左移超过榫头5-6底部高度时，由于弹簧5-5的弹力作用右压摆锤5-4，使得摆锤5-4再一次击打榫头5-6，如此反复将连续产生间断的冲击载荷和拧紧螺栓。
靶座滑台6-5安装在导轨1-2上，可以沿着导轨1-2左右移动，靶座弹簧6-6推动靶座滑台6-5靠近施加冲击装置5，使得螺栓试件的靶座芯6-1一直保持与螺栓试件处于压紧状态。
通过在设置在靶座芯6-1的外壁与靶座壳6-2的内壁之间设置的第一应变片6-8对靶座的扭矩进行实时监测；通过设置在应变片安装槽5-91内的第二应变片5-9对摆锤5-4冲击榫头5-6所产生的扭矩进行实时监测；
这里第一应变片6-8和第二应变片5-9均为KFG系列通用箔式应变片；第一应变片6-8的类型为：双轴5片；第二应变片5-9的类型为：单轴5片。
根据第一应变片6-8和第二应变片5-9的监测数据控制是否停车。停车时，转动控制手轮4-12；动控制手轮4-12带动离合器板手轴4-1转动，离合器板手轴4-1带动小齿轮4-2转动，小齿轮4-2通过齿条状结构4-41带动刹车轴4-4移动，刹车轴4-4移动使得刹车轮4-6从弧形凹槽4-42的底部滑出，因此刹车带4-5拉紧，刹车带4-5压紧刹车摩擦环4-7；对空心轴3-12制动，空心轴3-12有与行星齿轮轴3-19的一端连接，行星齿轮轴3-19的另一端与行星盘5-19的左断面固定连接，空心轴3-12将制动力传递给行星齿轮轴3-19，行星齿轮轴3-19有将制动力转动给第三轴5-1，进而实现快速制动停机。同时离合器板手轴4-1带动离合器扳手4-3转动，离合器扳手4-3与离合器滑套3-2铰接，离合器扳手4-3带动离合器滑套3-2向左滑动，弹性簧板3-4向左移动，带动离合压板3-6远离离合摩擦片3-7，离合摩擦片3-7与摩擦盘3-9分开，离合摩擦片3-7的动力不能传递给摩擦盘3-9。
刹车轴4-4上的定位凹槽4-43与滑动定位装置4-9的钢珠4-93相配合可对实验装置的工作状态和制动状态进行定位。
当实验结束时，按电机电机2-1反转按钮使得螺栓试件被旋出。若测量其它型号大小的扭矩，则更换螺栓试件、榫头螺栓套5-7和靶座芯6-1重复上述操作进行实验。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：包括机座(1)、动力装置(2)、传动减速装置(3)、制动锁紧装置(4)、施加冲击装置(5)、监测冲击装置(6)和显示控制装置(7)，所述动力装置(2)、传动减速装置(3)、制动锁紧装置(4)、施加冲击装置(5)、监测冲击装置(6)和显示控制装置(7)均安装在机座(1)上，所述动力装置(2)与传动减速装置(3)的一端连接且用于将动力装置(2)的转动传递给传动减速装置(3)，所述传动减速装置(3)的另一端与施加冲击装置(5)连接且用于将传动减速装置(3)的转动传递给施加冲击装置(5)，所述制动锁紧装置(4)与传动减速装置(3)连接且用于对传动减速装置(3)制动，所述监测冲击装置(6)滑动安装在机座(1)上，所述监测冲击装置(6)设置在施加冲击装置(5)的右侧且与施加冲击装置(5)配合使待拧紧螺栓拧入监测冲击装置(6)内，所述显示控制装置(7)与动力装置(2)连接用于控制动力装置(2)动作，所述显示控制装置(7)与施加冲击装置(5)连接且用于将施加冲击装置(5)监测的数据信息传递给显示控制装置(7)，所述显示控制装置(7)与监测冲击装置(6)连接且用于将监测冲击装置(6)监测的数据信息传递给显示控制装置(7)。
2.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述动力装置(2)包括电机(2-1)和联轴器(2-2)，所述电机(2-1)的输出轴与联轴器(2-2)的一端固定连接，所述电机(2-1)固定安装在机座(1)的左侧上部。
3.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述传动减速装置(3)包括离合传动装置和减速装置，所述离合传动装置的一端与动力装置(2)连接，所述离合传动装置的另一端与减速装置的一端连接，所述减速装置的另一端与施加冲击装置(5)连接，所述离合传动装置和减速装置均安装在机座(1)上。
4.按照权利要求3所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述离合传动装置包括第一轴(3-1)、离合器滑套(3-2)、摩擦片卡套(3-3)、弹性簧板(3-4)、弹性柱销(3-5)、离合压板(3-6)、离合摩擦片(3-7)、离合器壳(3-8)、摩擦盘(3-9)和离合器支座(3-10)，所述离合器滑套(3-2)和摩擦片卡套(3-3)从左至右依次套装在第一轴(3-1)上，所述离合器滑套(3-2)与第一轴(3-1)滑动连接，所述摩擦片卡套(3-3)与第一轴(3-1)固定连接，所述弹性簧板(3-4)套装在离合器滑套(3-2)的右侧外部且与离合器滑套(3-2)固定连接，所述弹性簧板(3-4)的外侧与离合压板(3-6)固定连接，所述离合压板(3-6)设置在离合摩擦片(3-7)的左侧，所述离合摩擦片(3-7)套装在摩擦片卡套(3-3)上且与摩擦片卡套(3-3)固定连接，所述摩擦盘(3-9)设置在离合摩擦片(3-7)的右侧，所述摩擦盘(3-9)可转动安装在离合器支座(3-10)内，所述离合器支座(3-10)固定安装在机座(1)上，所述离合器壳(3-8)设置在弹性簧板(3-4)的外侧且通过弹性柱销(3-5)与弹性簧板(3-4)连接，所述离合器壳(3-8)的一端与摩擦盘(3-9)的左侧面相接触。
5.按照权利要求4所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述减速装置包括第二轴(3-11)、空心轴(3-12)、第一轴承座(3-13)、太阳轮(3-14)、行星轮(3-15)、齿圈(3-16)、齿圈支座(3-17)、轴套(3-18)和行星齿轮轴(3-19)，所述第二轴(3-11)的一端沿轴向穿过空心轴(3-12)后与太阳齿(3-14)固定连接，所述轴套(3-18)设置在第二轴(3-11)的外侧与空心轴(3-12)的内侧之间的左侧，所述空心轴(3-12)的左侧通过轴承可转动安装在第一轴承座(3-13)上，所述第一轴承座(3-13)固定安装在机座(1)上，所述齿圈(3-16)固定安装在齿圈支座(3-17)内，所述齿圈支座(3-17)固定安装在机座(1)上，所述行星轮(3-15)设置在齿圈(3-16)的内侧且行星轮(3-15)的一侧与齿圈(3-16)相啮合，所述行星轮(3-15)的另一侧与太阳轮(3-14)相啮合，所述行星轮(3-15)套装在行星齿轮轴(3-19)上且行星轮(3-15)与行星齿轮轴(3-19)转动连接，所述行星齿轮轴(3-19)的一端与空心轴(3-12)的右侧壁固定连接，所述摩擦盘(3-9)套装在第二轴(3-11)的左端外侧且与第二轴(3-11)固定连接。
6.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述施加冲击装置(5)包括第三轴(5-1)、摆锤滑键(5-2)、摆锤压板(5-3)、摆锤(5-4)、弹簧(5-5)、榫头(5-6)、榫头螺栓套(5-7)、摆锤壳支座(5-8)、第二应变片(5-9)和摆锤壳(5-10)，所述第三轴(5-1)的左端面与传动减速装置(3)连接，所述弹簧(5-5)套装在第三轴(5-1)上，所述弹簧(5-5)的一端压紧在摆锤(5-4)的左侧，所述摆锤(5-4)套装在第三轴(5-1)上且能够沿着第三轴(5-1)滑动，所述摆锤滑键(5-2)安装在第三轴(5-1)和摆锤(5-4)之间且用于阻止摆锤(5-4)相对于第三轴(5-1)转动，所述摆锤压板(5-3)通过螺丝固定在第三轴(5-1)的右端面上且用于阻挡摆锤(5-4)防止摆锤(5-4)在弹簧(5-5)的推动下从第三轴(5-1)上滑落，所述摆锤壳(5-10)设置在摆锤(5-4)的外侧，所述摆锤壳(5-10)固定连接在摆锤壳支座(5-8)上，所述摆锤壳支座(5-8)固定安装在机座(1)上，所述榫头(5-6)的一端从摆锤壳(5-10)的右侧端面伸入摆锤壳(5-10)的内部后与摆锤(5-4)相配合，所述榫头(5-6)与摆锤壳(5-10)之间设置有榫头油套(5-11)和骨架油封(5-12)，所述榫头油套(5-11)和骨架油封(5-12)依次可转动的套装榫头(5-6)上，所述榫头油套(5-11)和骨架油封(5-12)的外圈均固定安装在摆锤壳(5-10)的右侧内壁上，所述榫头(5-6)与摆锤壳(5-10)转动连接，所述榫头(5-6)的中轴线与第三轴(5-1)的中轴线重合，所述榫头(5-6)的另一端与榫头螺栓套(5-7)的一端可拆卸连接，所述榫头螺栓套(5-7)的另一端悬空且用于安装螺栓试件，所述第二应变片(5-9)安装在摆锤壳(5-10)的外壁上，所述第三轴(5-1)的左侧设置有行星盘(5-19)，所述行星盘(5-19)的左端面与传动减速装置(3)连接，所述弹簧(5-5)的另一端压紧在行星盘(5-19)的右端面上，所述第三轴(5-1)的右侧外壁上开设有第一键槽(5-18)，所述摆锤滑键(5-2)安装在第一键槽(5-18)上，所述摆锤(5-4)的内壁上开设有第二键槽(5-41)，所述第二键槽(5-41)与摆锤滑键(5-2)相配合，所述摆锤壳(5-10)的侧壁上沿摆锤壳(5-10)的圆周方向上开设有环形应变片安装槽(5-91)，所述第二应变片(5-9)安装在应变片安装槽(5-91)内。
7.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述监测冲击装置(6)包括靶座芯(6-1)、靶座壳(6-2)、靶座芯固定压盖(6-3)、耐磨圈(6-4)、靶座滑台(6-5)、靶座弹簧(6-6)、靶座弹簧限位器(6-7)和第一应变片(6-8)，所述靶座滑台(6-5)滑动设置在机座(1)上部且位于施加冲击装置(5)的右侧，所述靶座弹簧限位器(6-7)固定设置在机座(1)的上部且位于靶座滑台(6-5)右侧，所述靶座弹簧(6-6)水平设置在靶座弹簧限位器(6-7)与靶座滑台(6-5)之间，所述靶座弹簧(6-6)的一端压紧在靶座弹簧限位器(6-7)上，所述靶座弹簧(6-6)另一端压紧在靶座滑台(6-5)上，所述耐磨圈(6-4)镶嵌在靶座滑台(6-5)内，所述靶座壳(6-2)通过耐磨圈(6-4)安装在靶座滑台(6-5)内，所述靶座芯(6-1)安装在靶座壳(6-2)的内部且通过靶座芯固定压盖(6-3)将靶座芯(6-1)压紧在靶座壳(6-2)的内部，所述靶座芯(6-1)上设置有与螺栓试件相配合的螺纹孔(6-9)，所述靶座芯(6-1)上设置有用于与待检测螺栓试件的螺纹相配合的螺纹孔(6-9)，所述靶座芯(6-1)的外壁与靶座壳(6-2)的内壁之间设置有第一应变片(6-8)，所述第一应变片(6-8)安装在靶座壳(6-2)的内壁上。
8.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述制动锁紧装置(4)包括离合器板手轴(4-1)、小齿轮(4-2)、离合器扳手(4-3)、刹车轴(4-4)、刹车带(4-5)、刹车轮(4-6)、刹车摩擦环(4-7)、滑动轴承座(4-8)、滑动定位装置(4-9)和板手轴轴承座，所述离合器板手轴(4-1)通过板手轴轴承座可转动安装在机座(1)上，所述板手轴轴承座包括第三轴承座(4-10)和第二轴承座(4-11)，所述第三轴承座(4-10)和第二轴承座(4-11)均固定安装在机座(1)上且第三轴承座(4-10)与第二轴承座(4-11)平行设置，所述离合器板手轴(4-1)的一端依次穿过第二轴承座(4-11)、小齿轮(4-2)和第三轴承座(4-10)后与离合扳手(4-3)的一端固定连接，所述离合器扳手(4-3)的另一端与传动减速装置(3)铰接，所述小齿轮(4-2)与离合器板手轴(4-1)固定连接，所述离合器板手轴(4-1)的另一端上设置有控制手轮(4-12)，所述控制手轮(4-12)位于第二轴承座(4-11)的外侧，所述滑动轴承座(4-8)和滑动定位装置(4-9)固定安装在机座(1)上，所述刹车轴(4-4)与离合板手轴(4-1)垂直设置且刹车轴(4-4)设置在离合板手轴(4-1)的上方，所述刹车轴(4-4)的一端依次穿过刹车轮(4-6)和滑动定位装置(4-9)后与滑动轴承座(4-8)滑动连接，所述刹车摩擦环(4-7)固定安装在传动减速装置(3)上，所述刹车摩擦环(4-7)与刹车轮(4-6)通过刹车带(4-5)连接，所述刹车轴(4-4)左侧下部的外壁上设置一个齿条状结构(4-41)，所述齿条状结构(4-41)与小齿轮(4-2)相啮合且能够在小齿轮(4-2)的转动下带动刹车轴(4-4)向左或者向右移动，所述刹车轴(4-4)上设置有弧形凹槽(4-42)，所述弧形凹槽(4-42)设置在刹车轴(4-4)与刹车轮(4-6)连接处，所述弧形凹槽(4-42)的弧形面与刹车轮(4-6)内壁的一侧相接触且通过弧形凹槽(4-42)的弧形面推动刹车轮(4-6)张紧刹车带(4-5)实现刹车。
9.按照权利要求1所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述显示控制装置(7)包括控制操作台(7-1)、信息显示装置(7-2)和控制器(7-3)，所述信息显示装置(7-2)安装在控制操作台(7-1)上，所述控制器(7-3)安装在控制操作台(7-1)内，所述控制器(7-3)与施加冲击装置(5)连接且用于收集和处理施加冲击装置(5)监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置(7-2)，所述控制器(7-3)与监测冲击装置(6)连接且用于收集和处理监测冲击装置(6)监测的数据信息并将收集处理后的数据信息传递给信息显示装置(7-2)，所述信息显示装置(7-2)包括电压表(7-21)、电流表(7-22)和用于显示应变片数据的显示器(7-23)，所述电压表(7-21)和电流表(7-22)均与动力装置(2)连接且用于监测动力装置(2)的电压和电流，所述显示器(7-23)与控制器(7-3)连接且用于将控制器(7-3)传递的数据信息进行显示；
所述机座(1)包括机座本体(1-1)和导轨(1-2)，所述导轨(1-2)固定设置在机座本体(1-1)的右侧上部，所述监测冲击装置(6)可滑动安装在导轨(1-2)上。
10.按照权利要求8所述的一种冲击式螺栓锁紧实验装置，其特征在于：所述滑动定位装置(4-9)包括滑动定位装置座体(4-91)、压簧(4-92)和钢珠(4-93)，所述滑动定位装置座体(4-91)上设置有盲孔(4-911)，所述压簧(4-92)安装在盲孔(4-911)内且压簧(4-92)的一端压紧在盲孔(4-911)的孔底上，所述钢珠(4-93)设置在盲孔(4-911)的孔口处且钢珠(4-93)能够沿着盲孔(4-911)的侧壁向孔内滑动，所述压簧(4-92)的另一端压紧在钢珠(4-93)底部的外表面上，所述刹车轴(4-4)上设置有与钢珠(4-93)相配合的定位凹槽(4-43)，所述定位凹槽(4-43)设置在齿条状结构(4-41)与弧形凹槽(4-42)之间。
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