CN109556783A - 一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法及系统,将拉伸上工装安装在拉伸机的顶部支架套筒,并由顶部支架套筒带动进行上下移动;框架模拟件及组件法兰模拟件,分别模拟真实工况下通过螺钉连接的组件法兰和框架的连接部位;拉伸下工装与框架模拟件通过沉头螺钉相连,安装在拉伸机的底部支架套筒;试验螺钉模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸下工装底部的开孔,并旋入框架模拟件的螺纹孔;力矩螺丝刀对试验螺钉施加设定的拧紧力矩,产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装传递给拉伸机传感器,使拉伸机传感器得以测出相应的螺钉预紧力,进而算出拧紧力矩系数K的数值。本发明操作方便、测量结果准确且重复性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种螺钉拧紧力矩系数的测量方法及系统,特别涉及适用于电子设备不锈钢螺钉对铝合金螺纹孔的拧紧力矩系数的测量。
背景技术
由于电子设备轻量化、小型化、防腐蚀的要求,连接结构中一般采用不锈钢螺钉拧入铝合金螺纹孔,达到预紧产品的目的。电子设备常见的工况是组件法兰布置通孔,框架作为主承力结构,分布若干铝合金螺纹孔。通过不锈钢螺钉,将组件级产品与框架连接,固定成一个完整的单机,安装结构如图1所示,包含:螺钉1、弹簧垫圈2、平垫圈3、组件法兰4、框架5。本发明即测量这种工况下的拧紧力矩系数。
螺钉连接是机械结构中最为常见的一种连接方式,在装配时需施加一定的预紧力,起到增强连接刚度、紧密性和防松能力的作用。但预紧力过大可能损坏螺钉或螺纹孔上的螺纹,甚至压坏被连接件表面;预紧力过小被连接件在工作载荷下可能出现间隙或松动。因此装配时需向螺钉施加适当的轴向预紧力。
目前装配工艺中直接测量预紧力是非常困难的,最经济的方法是通过拧紧力矩来间接控制轴向预紧力。拧紧力矩T为螺旋副之间的摩擦力矩和紧固件与被连接件支承面间的摩擦力矩之和,理论计算公式如下:
式中:T—拧紧力矩,N·m
K—拧紧力矩系数
F0—设计时确定的预紧力,kN
d—螺纹公称直径,mm
d2—螺纹中径,mm
—螺纹升角,(°),(P为螺纹螺距,mm)
ρv—当量摩擦角,(°),(f为螺纹副间摩擦系数,
β为螺纹牙型斜角,对于标准普通螺纹,β=30°)
fc—紧固件与被连接件支撑面(垫圈)间的摩擦系数
Dw—紧固件与被连接件支承面(垫圈)间的外圆直径,mm
d0—紧固件与被连接件支承面(垫圈)间的内圆直径,mm
当设计规定了预紧力F0,选择适当的K值,可根据公式1计算出拧紧力矩,并利用定力拧紧工具对紧固件施加该力矩拧紧。可见K值的选取直接影响施加的力矩值,现有的普遍研究结果表明K值受众多因素影响,在实测中离散性较大。K值主要与螺纹中径、螺距、螺纹副的摩擦系数、螺钉端面与垫圈的摩擦系数、螺纹牙型角、螺纹升角、垫圈与螺钉端面的接触面积等因素相关。其中,摩擦系数主要与材料的表面粗糙度、润滑条件、材料的软硬程度等因素相关。
具体来讲,K值取决于紧固件尺寸类型、是否安装平弹垫圈、是否涂抹螺纹胶、被连接件螺纹孔材料等因素,不同的使用条件均会导致K值不同。电子设备装配代表了一类工况,K值具有一定相关性和代表性,为了提高拧紧精度和装配质量,有必要对这类典型工况,开展拧紧力矩系数K的测试。
检索到该领域现有的相关专利和论文,分别参见表1和表2。
表1相关专利
序号 | 名称 | 专利号 | 申请人 | 申请日 |
1 | 悬挂式拧紧机拧紧力矩测量配套装置 | 201020614229.1 | 黄跃进 | 2010.11.19 |
2 | 一种螺栓拧紧力系数测量方法 | 201310176015.9 | 国家电网公司 | 2013.5.14 |
3 | 一种螺栓拧紧力矩系数测量装置 | 201610152478.5 | 西北工业大学 | 2016.3.17 |
专利《悬挂式拧紧机拧紧力矩测量配套装置》将测量仪安放在需要测量的拧紧轴上,可测量拧紧力矩,与本发明用定力拧紧工具施加拧紧力矩,测量此时螺钉预紧力的方法不同。专利《一种螺栓拧紧力系数测量方法》利用拧紧力矩系数模拟测试装置,给出了铁塔镀锌螺栓和螺母相连的工况,拧紧力系数的测量方法。与本发明电子设备不锈钢螺钉与被连接件螺纹孔相连的工况不同,测量方法也有差异。专利《一种螺栓拧紧力矩系数测量装置》同样是针对螺栓螺母结构发明拧紧系数测量装置,工况与测量方法与本发明不同。
表2相关论文
《润滑对钛合金螺栓拧紧力矩的影响》阐述了不同润滑状态对钛合金螺栓拧紧力矩的影响,通过试验测试出钛合金螺栓表面蓝色阳极氧化和表面强化后涂覆润滑剂两种状态的M-F曲线,进而确定两种润滑状态当量拧紧力矩系数K的差别。研究对象为钛合金螺栓螺母连接,与本发明不锈钢螺钉拧入铝合金螺纹孔不同。
《机载电子设备常用螺钉拧紧力矩研究》、《大型电机螺纹连接的拧紧力矩及预紧力计算》和《力矩控制在雷达装配中的应用》这3篇文章阐述了预紧力和拧紧力矩的确定原则和方法,其中拧紧力矩系数K直接使用机械设计手册中的推荐值,而非实际工况的测试值,存在一定误差,本发明即要解决这一问题,测量电子设备螺钉的拧紧力矩系数。
《高强度螺栓失效研究与扭矩系数测定》提出了一种装配现场测量扭矩系数的方法,分析了螺纹间配合精度、表面处理、表面润滑等因素对扭矩系数的影响,并利用此方法进行了167次试验,通过数据分析得到了螺栓失效原因,找到了相应解决办法。该方法采用高强度螺栓连接,针对工况与电子设备常见工况有所不同,与本发明无关。
《大规格螺栓螺母拧紧力矩与预紧力关系研究》研究了大规格螺栓螺母在飞行器实际型号安装环境下,润滑条件、基体材料、安装次数对拧紧力矩与预紧力的影响。研究对象为M18和M22的大规格高温合金螺栓螺母,与本发明的不锈钢螺钉对铝合金螺纹孔不同。
《螺纹紧固件扭矩系数影响因素分析》定性分析了被连接件材料、螺纹加工精度、支撑面粗糙度、紧固件表面处理、表面介质、环境温度、拧紧速度和重复装配对螺纹紧固件扭矩系数的影响,没有对系数进行直接测量,与本发明无关。
《某飞行器用紧固件拧紧力矩与预紧力关系研究》以M8、M10规格钛合金紧固件为研究对象,研究飞行器部段实际安装环境下,安装次数对拧紧力矩与预紧力的影响,以及扭拉系数随安装次数的变化规律。研究对象钛合金螺栓螺母与本发明不同。
发明内容
综上所述,本发明与现有技术的差别在于研究对象不同,针对电子设备不锈钢螺钉对铝合金螺纹孔的常用工况,提供了一种螺钉拧紧力矩系数测量方法。
本发明一个方案提供的一种螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,用于测量拧紧螺钉时的预紧力,所述系统包含:
可升降的拉伸机;
拉伸上工装,安装在所述拉伸机的顶部支架套筒,并由顶部支架套筒带动进行上下移动;
框架模拟件及组件法兰模拟件,分别模拟真实工况下通过螺钉连接的组件法兰和框架的连接部位;
拉伸下工装,与所述框架模拟件通过沉头螺钉相连,安装在拉伸机的底部支架套筒;
试验螺钉,模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装底部的开孔,并旋入框架模拟件的螺纹孔;
力矩螺丝刀,对试验螺钉施加设定的拧紧力矩,产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装传递给拉伸机传感器,使拉伸机传感器得以测出相应的螺钉预紧力。
可选地,拉伸机的测试系统,从拉伸机传感器处获得测出的螺钉预紧力,利用公式2算出拧紧力矩系数K。
可选地,所述框架模拟件依次均匀分布多组不同口径的螺纹孔、多组不同口径的镶配钢丝螺套的螺纹孔,以及若干个用以交替连接拉伸下工装的沉头孔;所述组件法兰模拟件依次均匀分布若干个不同口径的通孔,用以连接对应的试验螺钉。
可选地,所述框架模拟件厚10mm,依次均匀分布的螺纹孔对应于M4螺纹孔、M5螺纹孔、M5螺纹孔镶配钢丝螺套、M6螺纹孔、M6螺纹孔镶配钢丝螺套;所述组件法兰模拟件厚4mm,依次均匀分布Φ4.5、Φ5.5、Φ6.5的通孔;所述拉伸机传感器是量程为5kN的压力传感器。
可选地,试验模拟的是组件法兰通过不锈钢螺钉与铝合金框架连接的工况。
本发明另一个方案提供的一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法中,布置上述任意一项的螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其中的试验螺钉模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装底部的开孔;
控制拉伸机进行升降,使拉伸上工装移动到合适的高度,该高度能够使试验螺钉按照真实工况下的螺纹有效圈数旋入框架模拟件处的螺纹内;
校准力矩螺丝刀,为其设定合适的力矩值并记录,用来拧紧试验螺钉;
产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装,传递给拉伸机传感器进行记录;
根据测得的预紧力,算出拧紧力矩系数K的数值。
可选地,在试验开始前进一步包含对拉伸机传感器的标定:
将标准质量块放置在拉伸上工装上,若观察到的预紧力数值等于质量块的重力,说明拉伸机传感器工作正常,能够开展后续试验。
可选地,对同一框架模拟件的不同螺纹孔位进行多组试验,取预紧力的平均值进行记录;计算多组试验的螺钉拧紧力矩系数K的数值。
可选地,测量完一个孔位后,更换框架模拟件与拉伸下工装相连的沉头孔,且更换新的试验螺钉,直到依次测量完框架模拟件上所有孔位对应的数据。
可选地,针对所模拟的真实工况,根据螺钉类型和被连接件螺纹孔的材料,设计加工框架模拟件及上面分布的多组不同类型的螺纹孔,以及组件法兰模拟件及其上面分布的通孔。
本发明通过一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,针对电子设备的实际工况,利用定力拧紧工具对试验螺钉施加一定的拧紧力矩,测量系统能够直观准确地测出此时的螺钉预紧力,然后利用公式2算出拧紧力矩系数K,指导不同工况下螺钉安装,避免出现未拧紧和拧紧过度的现象。
本发明还提供了一种不锈钢螺钉对铝合金螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,用于测量拧紧螺钉时的预紧力。该系统包括拉伸机及其测试系统、拉伸上、下工装、组件法兰模拟件、框架模拟件、拧紧力矩安装工具、试验不锈钢螺钉及平弹垫圈等。试验时用已设定拧紧力矩的安装工具拧紧螺钉,产生的预紧力通过拉伸工装,传递给拉伸机传感器,通过显控软件显示在电脑屏幕中。得到拧紧力矩和预紧力后,利用公式2即可计算拧紧系数K。
在搭建试验系统后,通过设计相应的铝合金工装模拟件,可以测量各种工况下的拧紧力矩系数。
针对电子设备的实际安装条件,根据螺钉类型和被连接件螺纹孔材料,设计并加工框架模拟件和组件法兰模拟件,组件法兰上布置通孔,为兼顾多工况K值测量,框架上可依次分布不同类型的螺纹孔。试验时模拟真实工况依次将不锈钢螺钉穿入弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装的开孔,用力矩螺丝刀将其拧进框架模拟件的螺纹孔中,紧固件与被连接件的装配形式与真实工况一致,测量结果具有代表意义。
为减小随机误差,采取对同一模拟件的不同孔位重复拧紧3-5次取平均值的方式,得到多组数据后计算螺钉拧紧系数K,并进行整理和分析。
《机械设计手册》对于碳素钢螺钉螺母连接,给出了不同摩擦表面状态下的推荐K值。实际工况因螺钉、螺纹孔等材质不同,与手册中的工况无法完全对应。此时实测K值,如果大于手册推荐值,说明预紧力一定时,若按推荐值施加拧紧力矩,所得力矩偏小,螺钉可能出现没拧紧的情况。如果实测K值小于推荐值,则所得力矩偏大,有可能损坏螺钉或螺纹孔上的螺纹,甚至压坏被连接件表面,造成连接失效。
因此实测K值具有很强的实用性,可指导不同工况下电子设备的螺钉安装,避免出现未拧紧和拧紧过度的现象。
本发明提供的螺钉拧紧力矩系数测量方法,针对不同工况下螺钉拧紧力矩系数离散性大的问题,可模拟电子设备的实际安装条件,使所测拧紧力矩系数K更接近真实情况,结合设计规定的预紧力,给出适当的拧紧力矩来拧紧螺钉。有助于提高拧紧精度和装配质量,对电子设备螺钉装配具有指导意义。本方法还具有操作方便、测量结果准确且重复性强的特点。
附图说明
图1是电子设备安装结构图;
图2是本发明的实施流程图;
图3是试验系统方案图;
图4是预紧力随拧紧力矩的变化图。
具体实施方式
如图2所示,本发明所述一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,包含以下的实施流程。
1.制定螺钉拧紧力矩系数测量试验方案,绘制试验系统方案图。该系统可以对螺钉施加一定的拧紧力矩,并能够准确测出此时的螺钉预紧力。
2.明确需要测试K值工况的试验条件,根据螺钉类型和被连接件螺纹孔材料,设计加工框架模拟件和组件法兰模拟件。
3.标定拉伸机的压力传感器,用标准质量块放置在拉伸上工装上,观察预紧力数值,若等于质量块重力说明压力传感器工作正常,可以开展后续试验。
4.按试验系统方案图布置试验设备,不锈钢螺钉依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装的开孔。调节拉伸机升降按钮,使拉伸上工装处于合适的高度。
5.为力矩螺丝刀设定合适的力矩值并记录,用其拧紧螺钉。产生的预紧力显示在屏幕软件中,记录下数值。对同一模拟件不同孔位进行多组试验取平均值,减少加工工艺引起的误差。
6.根据公式2计算步骤5中多组试验的螺钉拧紧系数K值,并进行数据整理和分析。
式中:T—拧紧力矩,N·m
F0—设计时确定的预紧力,kN
d—螺纹公称直径,mm
d2—螺纹中径,mm
—螺纹升角,(°),(P为螺纹螺距,mm)
ρv—当量摩擦角,(°),(f为螺纹副间摩擦系数,
β为螺纹牙型斜角,对于标准普通螺纹,β=30°)
fc—紧固件与被连接件支撑面(垫圈)间的摩擦系数
Dw—紧固件与被连接件支承面(垫圈)间的外圆直径,mm
d0—紧固件与被连接件支承面(垫圈)间的内圆直径,mm
以下通过一个具体实施例,来阐述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法的试验方案和思路,并以M5不锈钢螺钉与铝合金6061-T6螺纹孔连接为例,说明典型工况下本方法的具体实施流程,计算出拧紧力矩系数K并进行分析。
1.制定螺钉拧紧力矩系数测量试验方案,绘制试验系统方案图如图3,该系统包括拉伸机及其测试系统、拉伸上工装11、拉伸下工装12、组件法兰模拟件13、框架模拟件14、拧紧力矩安装工具(如力矩螺丝刀17)、试验螺钉15及平弹垫圈16等。试验思路是利用力矩螺丝刀17对试验螺钉15施加一定的拧紧力矩,拉伸机传感器可准确测出此时的螺钉预紧力,利用公式2计算拧紧系数K。
示例的拉伸上工装11包含一矩形架体及在其内部的菱形支撑,力矩螺丝刀17可在菱形支撑内部的空间进行操作,组件法兰模拟件13位于拉伸上工装11的菱形支撑底部的上表面,试验螺钉15连接平弹垫圈16后穿过组件法兰模拟件13旋入拉伸上工装11下方框架模拟件14的螺纹孔。
2.明确需要测试K值工况的试验条件,根据螺钉类型和被连接件螺纹孔材料,设计加工框架模拟件14和组件法兰模拟件13。本实施例为模拟组件法兰通过M5内六角螺钉与铝合金框架连接的工况。组件法兰和框架材料为铝合金6061-T6,组件法兰上布置通孔,框架上分布螺纹孔,组件通过M5不锈钢螺钉A2-70、弹簧垫圈(QJ2963.2)和平垫圈(GB/T97.1)安装固定在框架上,螺纹有效圈数为8圈或以上。
为兼顾其他工况测K值试验,本实施例的系统设计框架模拟件14厚10mm,依次均匀分布13组M4螺纹孔、M5螺纹孔、M5螺纹孔镶配钢丝螺套、M6螺纹孔、M6螺纹孔镶配钢丝螺套,以及若干与拉伸下工装12相连的沉头孔。组件法兰模拟件13厚4mm,依次均匀分布Φ4.5、Φ5.5、Φ6.5的通孔。通过用不同沉头孔与拉伸下工装12相连,本套模拟件可以分别测试13组M4、M5、M6铝合金螺纹孔,及M5、M6铝合金螺纹孔镶配钢丝螺套条件下的K值。
3.标定拉伸机的压力传感器,打开拉伸机及测试系统开关,选择量程为5kN的传感器。将拉伸上工装11安装在拉伸机顶部支架套筒18中,装入销钉卡位。电脑软件中预紧力数值置零后,将标准质量块放置在拉伸上工装11上,观察预紧力数值,若等于质量块重力说明压力传感器工作正常,可以开展后续试验。
4.按图3布置试验设备,将设计好的框架模拟件14与拉伸下工装12通过沉头螺钉相连,安装在拉伸机底部支架套筒19中,装入销钉卡位。试验不锈钢螺钉表面简单处理(去油、去污)后,模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件13和拉伸上工装11底部的开孔。调节拉伸机升降按钮,通过顶部支架套筒18带动拉伸上工装11上下移动。计算距离使螺钉15可以进入框架模拟件14螺纹8圈或以上时,停止升降按钮,使拉伸上工装11处于合适的高度。将电脑软件中位移置零,方便下组试验调节。
5.试验前需校准力矩螺丝刀17,设定规定的力矩值并记录,用其拧紧螺钉15,达到规定的力矩时停止。产生的预紧力通过拉伸工装,传递给拉伸机传感器,传感器通过显控软件,将预紧力显示在电脑屏幕中,记录下数值。为减小随机误差每个孔位重复拧紧3-5次取平均值,每次拧紧前需用吹耳球将螺纹孔吹干净,以防止孔内碎屑对K值有影响。测量完一个孔位后,更换框架模拟件14与拉伸下工装12相连的沉头孔,并更换新螺钉15依次测量模拟件上13个孔位的数据,测试多个孔位可进一步降低螺纹孔制造工艺对K值的影响。
6.按步骤5进行13个孔位的K值测试,每组测量5次取预紧力平均值,再对4个孔位测量预紧力随拧紧力矩的变化情况。根据公式2计算螺钉拧紧系数K值,整理数据如表3。
表3拧紧力矩系数K试验表
通过17组试验数据,计算K值平均为0.378。《机械设计手册》中一般加工表面、无润滑时K值取0.18~0.21。本实施例K值明显偏大,是因为手册中试验用的螺栓螺母材料为材质较硬的碳素钢,而本例紧固件为不锈钢,螺纹孔材料为铝合金6061-T6,材质均偏软。根据公式1,螺纹副间的摩擦系数和紧固件与支撑面间的摩擦系数均偏大,导致本工况下的K值比手册中的推荐值大。若预紧力一定,按照手册中提供的K值施加拧紧力矩,所得到的力矩偏小,螺钉可能出现没拧紧的情况。因此为提高拧紧精度,按本方法开展拧紧力矩系数K的测试具有很强实用性,可指导不同工况下电子设备的螺钉安装,避免出现未拧紧和拧紧过度的现象。
通过绘制预紧力随拧紧力矩的变化图,如图4可以发现,两者基本呈一条直线,根据公式2直线斜率的倒数除以螺纹公称直径即为K值,说明K值与拧紧力矩的大小没有关系。4组试验的斜率很接近,说明本测试方法的可重复性强。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,用于测量拧紧螺钉时的预紧力,其特征在于,所述系统包含:
可升降的拉伸机;
拉伸上工装,安装在所述拉伸机的顶部支架套筒,并由顶部支架套筒带动进行上下移动;
框架模拟件及组件法兰模拟件,分别模拟真实工况下通过螺钉连接的组件法兰和框架的连接部位;
拉伸下工装,与所述框架模拟件通过沉头螺钉相连,安装在拉伸机的底部支架套筒;
试验螺钉,模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸下工装底部的开孔,并旋入框架模拟件的螺纹孔;
力矩螺丝刀,对所述试验螺钉施加设定的拧紧力矩,产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装传递给拉伸机传感器,使拉伸机传感器得以测出相应的螺钉预紧力。
2.如权利要求1所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其特征在于,拉伸机的测试系统,从拉伸机传感器处获得测出的螺钉预紧力,利用以下公式算出拧紧力矩系数K:
式中:T—拧紧力矩;
F0—设计时确定的预紧力;
d—螺纹公称直径;
d2—螺纹中径;
—螺纹升角,P为螺纹螺距;
ρv—当量摩擦角,
f为螺纹副间摩擦系数,β为螺纹牙型斜角;
fc—紧固件与被连接件支撑面间的摩擦系数;
Dw—紧固件与被连接件支承面间的外圆直径;
d0—紧固件与被连接件支承面间的内圆直径。
3.如权利要求2所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其特征在于,所述框架模拟件依次均匀分布多组不同口径的螺纹孔、多组不同口径的镶配钢丝螺套的螺纹孔,以及若干个用以交替连接拉伸下工装的沉头孔;所述组件法兰模拟件依次均匀分布若干个不同口径的通孔,用以连接对应的试验螺钉。
4.如权利要求3所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其特征在于,所述框架模拟件厚10mm,依次均匀分布的螺纹孔对应于M4螺纹孔、M5螺纹孔、M5螺纹孔镶配钢丝螺套、M6螺纹孔、M6螺纹孔镶配钢丝螺套;所述组件法兰模拟件厚4mm,依次均匀分布Φ4.5、Φ5.5、Φ6.5的通孔;所述拉伸机传感器是量程为5kN的压力传感器。
5.如权利要求1-4中任意一项所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其特征在于,试验模拟的是组件法兰通过不锈钢螺钉与铝合金框架连接的工况。
6.一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,其特征在于,
布置权利要求1-5中任意一项所述的螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统,其中的试验螺钉模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装底部的开孔;
控制拉伸机进行升降,使拉伸上工装移动到合适的高度,该高度能够使试验螺钉按照真实工况下的螺纹有效圈数旋入框架模拟件处的螺纹内;
校准力矩螺丝刀,为其设定合适的力矩值并记录,用来拧紧试验螺钉;
产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装,传递给拉伸机传感器进行记录;
根据测得的预紧力,算出拧紧力矩系数K的数值。
7.如权利要求6所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,其特征在于,在试验开始前进一步包含对拉伸机传感器的标定:
将标准质量块放置在拉伸上工装上,若观察到的预紧力数值等于质量块的重力,说明拉伸机传感器工作正常,能够开展后续试验。
8.如权利要求6所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,其特征在于,对同一框架模拟件的不同螺纹孔位进行多组试验,取预紧力的平均值进行记录;计算多组试验的螺钉拧紧力矩系数K的数值。
9.如权利要求8所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,其特征在于,测量完一个孔位后,更换框架模拟件与拉伸下工装相连的沉头孔,且更换新的试验螺钉,直到依次测量完框架模拟件上所有孔位对应的数据。
10.如权利要求6所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法,其特征在于,针对所模拟的真实工况,根据螺钉类型和被连接件螺纹孔的材料,设计加工框架模拟件及上面分布的多组不同类型的螺纹孔,以及组件法兰模拟件及其上面分布的通孔。
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