CN110487469B - 一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置。该装置包括：驱动装置、扭矩测量组件、反力机架组件、轴力测量组件和台架；其中，所述驱动装置和扭矩测量组件均固定在所述台架的台面的前端；所述台架的台面的后端设置有导轨，所述反力机架组件设置于所述导轨上且可沿导轨滑动；所述轴力测量组件设置在所述反力机架组件上。应用本发明可以在同一个装置上进行大六角高强螺栓试验和扭剪型高强螺栓试验，对高强螺栓紧固轴力及扭矩系数进行测量，因此可以使得操作变得更为便捷，可以有效地降低人工成本、时间成本及设备维护成本。

Description

一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置

技术领域

本申请涉及工程检测技术领域，尤其涉及一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置。

背景技术

国家标准《钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》(GB/T1231-2006)中对大六角头螺栓连接副的扭矩系数提出了技术要求(3.3节)，并对扭矩系数试验方法做出了规定(4.4节)。《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》(GB/T 3632-2008)中对扭剪型螺栓连接副的紧固轴力提出了技术要求(5.3节)，并对紧固轴力的试验方法做出了规定(6.5节)。

针对这两类试验，目前已有非常成熟的轴力扭矩复合检测仪，但现有的设备自动化程度不高，如部分产品在进行大六角头高强螺栓连接副的扭矩系数试验时需要人工采用扳手进行手动加载卸载，另外在进行扭剪型高强螺栓试验时需要使用单独的扭剪型电动扳手，操作不够便捷，造成人工成本、时间成本及设备维护成本的增加。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置，从而可以在同一个装置上进行高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的测量。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置，该装置包括：驱动装置、扭矩测量组件、反力机架组件、轴力测量组件和台架；

其中，所述驱动装置和扭矩测量组件均固定在所述台架的台面的前端；所述台架的台面的后端设置有导轨，所述反力机架组件设置于所述导轨上且可沿导轨滑动；所述轴力测量组件设置在所述反力机架组件上；

所述驱动装置包括：电机、一级减速机构和二级减速机构；

所述电机，用于向所述一级减速机构输出动力；

所述一级减速机构，用于通过输出轴将所述电机输出的动力输出至所述二级减速机构；

所述二级减速机构，用于将所述一级减速机构输出的动力输出至所述扭矩测量组件；

所述二级减速机构包括：箱体、换向装置、中心轴组件和轴套；

所述换向装置包括：固定套、滑套和换向控制手柄；

所述中心轴组件包括：中心轴和多个行星轮；

所述中心轴的后端和前端分别设置有夹持腔和容纳腔；所述容纳腔的前端的外壁上设置有用于与滑套的后端咬合的咬合部，；

所述多个行星轮位于所述容纳腔的后端的上方，且环绕所述中心轴；

所述一级减速机构的输出轴的后端伸入所述中心轴的容纳腔中，作为太阳轮与所述多个行星轮连接；

所述固定套套设在所述一级减速机构的输出轴上，且所述固定套的前端固定在箱体上；

所述滑套套设在所述固定套的后端，且可沿所述固定套的后端滑动；

所述换向控制手柄与所述滑套固定连接，用于控制所述滑套沿所述固定套的后端滑动；

所述轴套套设在所述中心轴组件的前端，且所述轴套的前端固定在箱体上；

所述轴套的前端的内壁与所述中心轴组件的多个行星轮咬合连接；所述轴套的后端的内壁与所述扭矩测量组件的中心旋转部咬合连接；

所述扭矩测量组件套设在所述中心轴组件的中心轴上；所述扭矩测量组件中还设置有扭矩传感器；

所述扭矩传感器的底部与所述台架的台面固定连接；所述中心旋转部中部设置有供中心轴穿过的通孔；所述中心旋转部的后端设置有用于与套筒连接的连接件；

所述反力机架组件包括：主台架、扭拉组件、小丝杠、大丝杠、丝杠固定套管、丝杠固定螺母和反力架移动装置；

所述扭拉组件固定在所述主台架上，所述扭拉组件的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；

所述小丝杠的前端与所述扭拉组件的后端固定连接，所述小丝杠的后端与轴力测量组件的前端固定连接；

所述轴力测量组件的后端与大丝杠的前端固定连接；所述轴力测量组件中设置有轴力传感器；

所述大丝杠的后端通过丝杠固定套管和丝杠固定螺母固定在所述主台架上；所述丝杠固定套管的前端套设在所述大丝杠的后端外侧，并与所述主台架连接；所述丝杠固定套管的后端设置有丝杠固定螺母；

所述反力架移动装置设置在所述主台架上，用于控制所述主台架在导轨上滑动。

进一步的，所述一级减速机构还包括：齿轮箱；

所述一级减速机构的输出轴的前端与齿轮箱连接；

所述电机向所述齿轮箱输出动力；所述齿轮箱将动力输出至所述输出轴。

进一步的，所述固定套的外表面设置有花键。

进一步的，所述轴套的两端的内壁上均设置有内齿轮；所述轴套通过前端的内齿轮与所述中心轴组件的多个行星轮咬合连接，并通过后端的内齿轮与所述扭矩测量组件的中心旋转部咬合连接；

所述中心旋转部的前端的外壁上设置有用于与所述轴套的内齿轮咬合的咬合部。

进一步的，所述二级减速机构中还包括：弹击组件：

所述弹击组件，用于在完成扭剪型高强螺栓试验后将扭断的梅花头从套筒内部弹出。

进一步的，所述弹击组件包括：弹击杆控制装置、弹击杆控制手柄和弹击杆；

所述弹击杆控制装置与所述弹击杆的前端连接，用于锁紧或弹出所述弹击杆的前端；

所述弹击杆控制手柄与所述弹击杆控制装置固定连接，用于控制弹击杆的锁紧和弹出；

所述弹击杆穿设于所述中心轴的中部，当所述弹击杆的前端被所述弹击杆控制装置弹出时，所述弹击杆的后端与中心轴的夹持腔抵接。

进一步的，所述弹击杆控制装置中设置有一个锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧或弹出所述弹击杆的前端。

进一步的，所述主台架包括：四根支柱以及第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；

所述第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板均通过固定底座安装在导轨上；

所述四根支柱分别穿过第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；

所述扭拉组件设置在第一支撑板和第二支撑板之间，所述扭拉组件的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；

所述小丝杠的前端与第二支撑板固定连接，所述小丝杠的后端与轴力测量组件的前端固定连接；

所述轴力测量组件的后端与大丝杠的前端固定连接；所述轴力测量组件中设置有轴力传感器；

所述大丝杠的后端穿过第三支撑板，且所述大丝杠的后端的外侧设置有外螺纹；

所述丝杠固定套管的前端穿过第三支撑板，套设在所述大丝杠的后端外侧，并与第三支撑板螺纹连接；所述丝杠固定套管前端的内壁上设置有内螺纹；所述丝杠固定套管的后端设置有丝杠固定螺母。

进一步的，所述小丝杠的后端通过第一螺母与轴力测量组件的前端固定连接；所述轴力测量组件的后端通过第二螺母与大丝杠的前端固定连接。

进一步的，所述台架的台面上设置有齿条；所述齿条固定在所述台架的台面上，且沿所述导轨的延伸方向延伸；

所述反力架移动装置包括：手轮、轮杆和齿轮；

所述手轮和齿轮分别设置在轮杆的两端；所述轮杆固定在主台架上；所述齿轮与所述台架的台面上的齿条咬合。

如上可见，在本发明中的测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置中，集合了扭矩系数试验及紧固轴力试验的功能，将扭剪型电动扳手的功能特点完全整合到同一个装置上，不再需要单独配置电动扳手，并通过各机械结构之间的传动及系统的控制来实现试验的全自动操作，从而可以在同一个装置上进行大六角高强螺栓试验和扭剪型高强螺栓试验，对高强螺栓紧固轴力及扭矩系数进行测量，因此可以使得操作变得更为便捷，可以有效地降低人工成本、时间成本及设备维护成本。

附图说明

图1为本发明实施例中的测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置的侧视示意图。

图2为本发明实施例中的测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置的俯视示意图。

图3为本发明实施例中的驱动装置和扭矩测量组件的结构示意图。

图4为本发明实施例中的电机和一级减速机构的结构示意图。

图5为本发明实施例中的二级减速机构的结构示意图。

图6为本发明实施例中除去箱体的二级减速机构的结构示意图。

图7为本发明实施例中的换向装置的结构示意图。

图8为本发明实施例中的中心轴组件的结构示意图。

图9为本发明实施例中的中心轴组件截面示意图。

图10为本发明实施例中的轴套的结构示意图。

图11为本发明实施例中的轴套的截面示意图。

图12为本发明实施例中的扭矩测量组件的结构示意图。

图13为本发明实施例中的换向装置的原理示意图。

图14为本发明实施例中的箱体的结构示意图。

图15为本发明实施例中的第二固定板的示意图。

图16为本发明实施例中的一级减速机构、二级减速机构和扭矩测量组件的俯视示意图。

图17为本发明实施例中的弹击组件的原理示意图。

图18为本发明实施例中的弹击组件的结构示意图。

图19为本发明实施例中的反力机架组件和轴力测量组件的侧视示意图一。

图20为本发明实施例中的反力机架组件和轴力测量组件的侧视示意图二。

图21为本发明实施例中的反力机架组件和轴力测量组件的俯视示意图。

图22为本发明实施例中的小丝杠、大丝杠和轴力测量组件的连接示意图。

图23为本发明实施例中的轴力测量组件的示意图。

图24为本发明实施例中的扭拉组件的结构示意图一。

图25为本发明实施例中的扭拉组件的结构示意图二。

图26为本发明实施例中的反力架移动装置的侧视示意图。

图27为本发明实施例中的反力架移动装置的正视示意图。

图28为本发明实施例中的反力架移动装置的俯视示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明实施例中的测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置包括：驱动装置11、扭矩测量组件12、反力机架组件13、轴力测量组件14和台架15；

其中，所述驱动装置11和扭矩测量组件12均固定在所述台架15的台面的前端；所述台架15的台面的后端设置有导轨16，所述反力机架组件13设置于所述导轨16上且可沿导轨16滑动；所述轴力测量组件14设置在所述反力机架组件13上；

所述驱动装置11包括：电机21、一级减速机构22和二级减速机构23；

所述电机21，用于向所述一级减速机构22输出动力；

所述一级减速机构22，用于通过输出轴222将所述电机21输出的动力输出至所述二级减速机构23；

所述二级减速机构23，用于将所述一级减速机22构输出的动力输出至所述扭矩测量组件12；

所述二级减速机构23包括：箱体31、换向装置32、中心轴组件33和轴套34；

所述换向装置32包括：固定套41、滑套42和换向控制手柄43；

所述中心轴组件33包括：中心轴51和多个行星轮52；

所述中心轴51的后端设置有夹持腔53；所述中心轴51的前端设置有容纳腔54；所述容纳腔54的前端的外壁上设置有咬合部55，用于与换向装置32中的滑套42的后端咬合；

所述多个行星轮52位于所述容纳腔54的后端的上方，且环绕所述中心轴51；

所述一级减速机构的输出轴222的后端伸入所述中心轴51前端的容纳腔54中，作为太阳轮与所述多个行星轮52连接；

所述固定套41套设在所述一级减速机构的输出轴222上，且所述固定套41的前端固定在箱体上；例如，所述固定套41的前端固定在箱体31上的第一固定板35上；

所述滑套42套设在所述固定套41的后端，且可沿所述固定套41的后端滑动；

所述换向控制手柄43与所述滑套42固定连接，用于控制所述滑套42沿所述固定套41的后端滑动；

所述轴套34套设在所述中心轴组件33的前端上，且所述轴套34的前端固定在箱体上；例如，所述轴套34的前端固定在箱体31上的第二固定板36上；

所述轴套34的前端的内壁与所述中心轴组件的多个行星轮52咬合连接；所述轴套34的后端的内壁与所述扭矩测量组件12的中心旋转部62咬合连接；

所述扭矩测量组件12套设在所述中心轴组件的中心轴51上；

所述扭矩测量组件12中还设置有扭矩传感器61；

所述扭矩传感器61的底部与所述台架15的台面固定连接；所述中心旋转部62中部设置有供中心轴51穿过的通孔；所述中心旋转部的后端设置有用于与套筒连接的连接件64；

所述反力机架组件13包括：主台架81、扭拉组件82、小丝杠83、大丝杠84、丝杠固定套管85、丝杠固定螺母86和反力架移动装置87；

所述扭拉组件82固定在所述主台架81上，所述扭拉组件82的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；

所述小丝杠83的前端与所述扭拉组件82的后端固定连接，所述小丝杠83的后端与轴力测量组件14的前端固定连接；

所述轴力测量组件14的后端与大丝杠84的前端固定连接；所述轴力测量组件14中设置有轴力传感器；

所述大丝杠84的后端通过丝杠固定套管85和丝杠固定螺母86固定在所述主台架81上；所述丝杠固定套管85的前端套设在所述大丝杠84的后端外侧，并与所述主台架81连接；所述丝杠固定套管85的后端设置有丝杠固定螺母86；

所述反力架移动装置87设置在所述主台架上，用于控制所述主台架在导轨16上滑动。

根据上述结构可知，当滑套42在换向控制手柄43的控制下移至前端(即图中的左侧位置)时，可以进行大六角高强螺栓试验。此时，滑套42与中心轴51的前端(即图中的左端)的咬合部55脱开(因此，中心轴51可自由转动)，一级减速机构的输出轴222将动力输出至中心轴组件33的多个行星轮52上，并通过行星轮52将动力传送至与行星轮52咬合的轴套34上；然后轴套34将动力传输至扭矩测量组件12的中心旋转部62，带动中心旋转部62发生旋转，使得连接在中心旋转部62右侧端部的套筒也发生旋转(注：图中未示出套筒)，以实现对大六角头高强螺栓连接副的螺母的拧紧或拧松。

当滑套42在换向控制手柄43的控制下移至后端(即图中的右侧位置)时，可以进行扭剪型高强螺栓试验。此时，滑套42与中心轴51的前端(即图中的左端)的咬合部55咬合，使得中心轴51固定，该中心轴51不发生旋转，此时可以将扭剪型螺栓的梅花头插入夹持腔53内的锁紧头中固定，不产生旋转；输出轴222将动力输出至中心轴组件33的多个行星轮52上，并通过行星轮52将动力传送至与行星轮52咬合的轴套34上；然后轴套34将动力传输至扭矩测量组件12的中心旋转部62，带动中心旋转部62发生旋转。此时，中心轴51不发生旋转，即扭剪型螺栓的梅花头被固定，而扭剪型螺栓的螺母则被插入到中心旋转部62右侧端部的套筒中，并随着套筒的旋转而发生旋转。当梅花头被扭断时，使得套筒停止旋转，即使得螺母也停止旋转。此时，通过轴力传感器采集到的轴力峰值即为该扭剪型螺栓连接副的紧固轴力，从而完成扭剪型高强螺栓试验。

另外，更进一步的，在本发明的一个具体实施例中，所述一级减速机构22还包括：齿轮箱221；

所述一级减速机构的输出轴222的前端与齿轮箱221连接；

所述电机21向所述齿轮箱221输出动力；所述齿轮箱221将动力输出至所述输出轴222。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述固定套41的前端可以通过两个螺栓固定在箱体31上的第一固定板35上。而所述第一固定板35则可以是焊接在所述箱体的内壁上。由于固定套的前端固定在箱体上，因此固定套安装完成后不会发生旋转，从而可以作为反力部件为与其咬合的滑套及与滑套咬合的中心轴51在旋转时提供反力。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述固定套41的外表面设置有花键。因此，所述滑套可以通过该花键与所述固定套41滑动连接，从而可以沿所述固定套41的后端滑动。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述轴套34的两端的内壁上均设置有内齿轮341；所述轴套34通过前端的内齿轮与所述中心轴组件的多个行星轮52咬合连接；所述轴套34通过后端的内齿轮与所述扭矩测量组件12的中心旋转部62咬合连接；

所述中心旋转部62的前端的外壁上设置有用于与所述轴套34的内齿轮341咬合的咬合部63。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述二级减速机构中还可进一步包括：弹击组件37；

所述弹击组件，用于在完成扭剪型高强螺栓试验后将扭断的梅花头从套筒内部弹出。

另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种实现方法来实现上述的所述弹击组件，只要使得该弹击组件可以实现在完成扭剪型高强螺栓试验之后将扭断的梅花头从套筒内部弹出的功能即可。以下将以其中的一种具体的实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述弹击组件37包括：弹击杆控制装置71、弹击杆控制手柄72和弹击杆73；

所述弹击杆控制装置71与所述弹击杆73的前端连接，用于锁紧或弹出所述弹击杆73的前端；

所述弹击杆控制手柄72与所述弹击杆控制装置71固定连接，用于控制弹击杆73的锁紧和弹出；

所述弹击杆73穿设于所述中心轴51的中部，当所述弹击杆73的前端被所述弹击杆控制装置71弹出时，所述弹击杆73的后端与中心轴51的夹持腔53抵接。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述弹击杆控制装置71中设置有一个锁紧装置74，所述锁紧装置74用于锁紧或弹出所述弹击杆73的前端。

当进行扭剪型高强螺栓试验时，可以使用弹击杆73将试验结束后留在套筒内部的被扭断的梅花头弹出。具体实现方式为当试验开始时，将扭剪型螺栓安装在套筒内，使得其梅花头端部位于套筒图中所示位置的最左侧的内腔(即中心轴51的夹持腔53)中，梅花头将弹击杆顶至左侧，弹击杆的左端通过弹击杆控制装置(例如，弹击杆控制装置中的锁紧装置)夹紧固定于左侧位置，此时弹击杆的左端处于锁紧状态。在试验完成后，手动旋转弹击杆控制手柄，其带动弹击杆控制装置向右侧移动，使得弹击杆从锁紧状态转换为弹出状态，带动弹击杆向右侧弹出，使得弹击杆的右端迅速弹击在扭剪型高强螺栓的梅花头上，将梅花头从套筒内部弹出。

另外，在本发明的技术方案中，可以使用多种实现方法来实现上述的所述反力机架组件，只要使得该换向装置可以实现反力机架组件的功能即可。以下将以其中的一种具体的实现方式为例对本发明的技术方案进行详细的介绍。

例如，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述反力机架组件13包括：主台架81、扭拉组件82、小丝杠83、大丝杠84、丝杠固定套管85、丝杠固定螺母86和反力架移动装置87；

所述主台架包括：四根支柱91以及第一支撑板92、第二支撑板93和第三支撑板94；

所述第一支撑板92、第二支撑板93和第三支撑板94均通过固定底座95安装在导轨16上；

所述四根支柱91分别穿过第一支撑板92、第二支撑板93和第三支撑板94；

所述扭拉组件82设置在第一支撑板92和第二支撑板93之间，所述扭拉组件82的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；较佳的，所述容置腔内设置有内螺纹，从而便于装卸螺栓；

所述小丝杠83的前端与第二支撑板93固定连接，所述小丝杠83的后端与轴力测量组件14的前端固定连接；

所述轴力测量组件14的后端与大丝杠84的前端固定连接；所述轴力测量组件14中设置有轴力传感器；

所述大丝杠84的后端穿过第三支撑板94，且所述大丝杠84的后端的外侧设置有外螺纹；

所述丝杠固定套管85的前端穿过第三支撑板94，套设在所述大丝杠84的后端外侧，并与第三支撑板94螺纹连接；所述丝杠固定套管85前端的内壁上设置有内螺纹；所述丝杠固定套管85的后端设置有丝杠固定螺母86。因此，只需通过转动丝杠固定套管后端的丝杠固定螺母86，即可实现大丝杠的轴向移动。

所述反力架移动装置87设置在所述主台架上，用于控制所述主台架在导轨16上滑动。

另外，所述小丝杠83的后端通过第一螺母88与轴力测量组件14的前端固定连接；所述轴力测量组件14的后端通过第二螺母89与大丝杠84的前端固定连接。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述台架15的台面上设置有齿条80；所述齿条80固定在所述台架15的台面上，且沿所述导轨16的延伸方向延伸；

所述反力架移动装置87包括：手轮871、轮杆872和齿轮873；

所述手轮871和齿轮873分别设置在轮杆872的两端；所述轮杆872固定在主台架上(例如，固定在主台架的任意一个支撑板上)；所述齿轮873与所述台架15的台面上的齿条80咬合。

因此，通过转动手轮，可以带动齿轮转动，然后通过齿轮与所述台架的台面上的齿条咬合，将转动力传到齿条上，从而带动主台架在导轨上发生移动。

在本发明的技术方案中，轴力测量组件中设置有轴力传感器。在安装时，轴力测量组件14的一侧通过小丝杠83与第二支撑板93连接，另一侧连接在大丝杠84上，并可以通过第一螺母88和第二螺母89来定位。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，上述的扭拉组件82中还设置有卡接口821。在对待测螺栓进行轴力测量时，可以将待测螺栓的螺栓头卡接在卡接口821中。

因此，在对待测螺栓进行轴力测量时，可以通过反力架移动装置87(例如，通过转动手轮)将主台架81移动到合适的位置，然后将待测螺栓的栓头卡接在扭拉组件中(例如，卡接在卡接口821中)，接着将待测螺栓的螺杆伸出到第一支撑板92的外侧，用待测螺栓的螺母固定；然后，将待测螺栓的螺母卡接在套筒中，该套筒与扭矩测量组件12的中心旋转部62的后端的连接件64连接。当电机启动时，电机可以通过一级减速机构22和二级减速机构23，驱动中心旋转部62发生旋转，因而带动待测螺栓的螺母发生旋转。当待测螺栓的螺母发生旋转时，轴力传感器可以通过其所承受的来自小丝杠的拉力来测量得到待测螺栓实际所受的轴力值。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述扭拉组件82中还设置有安装孔822，用于将扭拉组件82装配在第一支撑板92和第二支撑板93之间的空间中。

另外，较佳的，在本发明的一个具体实施例中，所述扭拉组件82上的安装孔内还设置有内螺纹，从而便于对扭拉组件进行安装和拆卸。

综上所述，在本发明的技术方案中，上述测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置中集合了扭矩系数试验及紧固轴力试验的功能，将扭剪型电动扳手的功能特点完全整合到同一个装置上，不再需要单独配置电动扳手，并通过各机械结构之间的传动及系统的控制来实现试验的全自动操作，从而可以在同一个装置上进行大六角高强螺栓试验和扭剪型高强螺栓试验，对高强螺栓紧固轴力及扭矩系数进行测量，因此可以使得操作变得更为便捷，可以有效地降低人工成本、时间成本及设备维护成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种测量高强螺栓紧固轴力及扭矩系数的装置，其特征在于，该装置包括：驱动装置、扭矩测量组件、反力机架组件、轴力测量组件和台架；

其中，所述驱动装置和扭矩测量组件均固定在所述台架的台面的前端；所述台架的台面的后端设置有导轨，所述反力机架组件设置于所述导轨上且可沿导轨滑动；所述轴力测量组件设置在所述反力机架组件上；

所述驱动装置包括：电机、一级减速机构和二级减速机构；

所述电机，用于向所述一级减速机构输出动力；

所述一级减速机构，用于通过输出轴将所述电机输出的动力输出至所述二级减速机构；

所述二级减速机构，用于将所述一级减速机构输出的动力输出至所述扭矩测量组件；

所述二级减速机构包括：箱体、换向装置、中心轴组件和轴套；

所述换向装置包括：固定套、滑套和换向控制手柄；

所述中心轴组件包括：中心轴和多个行星轮；

所述中心轴的后端和前端分别设置有夹持腔和容纳腔；所述容纳腔的前端的外壁上设置有用于与滑套的后端咬合的咬合部；

所述多个行星轮位于所述容纳腔的后端的上方，且环绕所述中心轴；

所述一级减速机构的输出轴的后端伸入所述中心轴的容纳腔中，作为太阳轮与所述多个行星轮连接；

所述固定套套设在所述一级减速机构的输出轴上，且所述固定套的前端固定在箱体上；

所述滑套套设在所述固定套的后端，且可沿所述固定套的后端滑动；

所述换向控制手柄与所述滑套固定连接，用于控制所述滑套沿所述固定套的后端滑动；

所述轴套套设在所述中心轴组件的前端，且所述轴套的前端固定在箱体上；

所述轴套的前端的内壁与所述中心轴组件的多个行星轮咬合连接；所述轴套的后端的内壁与所述扭矩测量组件的中心旋转部咬合连接；

所述扭矩测量组件套设在所述中心轴组件的中心轴上；所述扭矩测量组件中还设置有扭矩传感器；

所述扭矩传感器的底部与所述台架的台面固定连接；所述中心旋转部中部设置有供中心轴穿过的通孔；所述中心旋转部的后端设置有用于与套筒连接的连接件；

所述反力机架组件包括：主台架、扭拉组件、小丝杠、大丝杠、丝杠固定套管、丝杠固定螺母和反力架移动装置；

所述扭拉组件固定在所述主台架上，所述扭拉组件的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；

所述小丝杠的前端与所述扭拉组件的后端固定连接，所述小丝杠的后端与轴力测量组件的前端固定连接；

所述轴力测量组件的后端与大丝杠的前端固定连接；所述轴力测量组件中设置有轴力传感器；

所述大丝杠的后端通过丝杠固定套管和丝杠固定螺母固定在所述主台架上；所述丝杠固定套管的前端套设在所述大丝杠的后端外侧，并与所述主台架连接；所述丝杠固定套管的后端设置有丝杠固定螺母；

所述反力架移动装置设置在所述主台架上，用于控制所述主台架在导轨上滑动；

当所述滑套在换向控制手柄的控制下移至前端时，所述滑套与中心轴的前端的咬合部脱开，用于进行大六角高强螺栓试验；

当所述滑套在换向控制手柄的控制下移至后端时，所述滑套与中心轴的前端的咬合部咬合，用于进行扭剪型高强螺栓试验；

所述一级减速机构还包括：齿轮箱；

所述一级减速机构的输出轴的前端与齿轮箱连接；

所述电机向所述齿轮箱输出动力；所述齿轮箱将动力输出至所述输出轴；

所述固定套的外表面设置有花键。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述轴套的两端的内壁上均设置有内齿轮；所述轴套通过前端的内齿轮与所述中心轴组件的多个行星轮咬合连接，并通过后端的内齿轮与所述扭矩测量组件的中心旋转部咬合连接；

所述中心旋转部的前端的外壁上设置有用于与所述轴套的内齿轮咬合的咬合部。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述二级减速机构中还包括：弹击组件：

所述弹击组件，用于在完成扭剪型高强螺栓试验后将扭断的梅花头从套筒内部弹出。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述弹击组件包括：弹击杆控制装置、弹击杆控制手柄和弹击杆；

所述弹击杆控制装置与所述弹击杆的前端连接，用于锁紧或弹出所述弹击杆的前端；

所述弹击杆控制手柄与所述弹击杆控制装置固定连接，用于控制弹击杆的锁紧和弹出；

所述弹击杆穿设于所述中心轴的中部，当所述弹击杆的前端被所述弹击杆控制装置弹出时，所述弹击杆的后端与中心轴的夹持腔抵接。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于：

所述弹击杆控制装置中设置有一个锁紧装置，所述锁紧装置用于锁紧或弹出所述弹击杆的前端。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述主台架包括：四根支柱以及第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；

所述第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板均通过固定底座安装在导轨上；

所述四根支柱分别穿过第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；

所述扭拉组件设置在第一支撑板和第二支撑板之间，所述扭拉组件的前端设置有用于连接并固定被测螺栓的容置腔；

所述小丝杠的前端与第二支撑板固定连接，所述小丝杠的后端与轴力测量组件的前端固定连接；

所述轴力测量组件的后端与大丝杠的前端固定连接；所述轴力测量组件中设置有轴力传感器；

所述大丝杠的后端穿过第三支撑板，且所述大丝杠的后端的外侧设置有外螺纹；

所述丝杠固定套管的前端穿过第三支撑板，套设在所述大丝杠的后端外侧，并与第三支撑板螺纹连接；所述丝杠固定套管前端的内壁上设置有内螺纹；所述丝杠固定套管的后端设置有丝杠固定螺母。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述小丝杠的后端通过第一螺母与轴力测量组件的前端固定连接；所述轴力测量组件的后端通过第二螺母与大丝杠的前端固定连接。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：

所述台架的台面上设置有齿条；所述齿条固定在所述台架的台面上，且沿所述导轨的延伸方向延伸；

所述反力架移动装置包括：手轮、轮杆和齿轮；

所述手轮和齿轮分别设置在轮杆的两端；所述轮杆固定在主台架上；所述齿轮与所述台架的台面上的齿条咬合。