CN110926772A - 一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，包括夹具主体、进给螺杆、进给滑块、定位滑块和定制卡紧块等。在夹具主体的底部开有矩形槽，用以放置定位滑块和定制卡紧块，并使其在矩形槽内移动。通过旋转进给螺杆，可使其带动进给滑块在夹具主体上部的槽内上下移动，进而调整定位滑块的位置。紧固试验中用到的法兰安放在定位滑块外侧弧形区域的突出部上。旋转法兰可以调整紧固法兰螺栓的位置，能够完成法兰上所有螺栓的紧固。该装置适用于不同规格的法兰，并在紧固试验过程中限制了螺杆的转动，提高了法兰螺栓紧固试验的效率。

Description

一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置
技术领域
本发明涉及一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，属于机械制造及装配领域。
背景技术
法兰连接是将两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，然后在两个法兰盘之间加上法兰垫，最后用螺栓将两个法兰盘拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。因其拆卸方便、强度高、密封性能好等优点，被广泛应用于管道和压力容器领域。服役过程中法兰连接的连接质量直接取决于螺栓的夹紧力。螺栓夹紧力太小或夹紧力分布不均匀时，都会在很大程度上降低法兰连接的性能，可能会导致泄露现象的出现，甚至会造成严重的事故。
由GB/T 16823.2-1997螺纹紧固件紧固通则，采用各种紧固方法均会造成一定程度上螺栓夹紧力的分散。此外，法兰连接中多个螺栓被采用，螺栓的拧紧会对已紧固螺栓造成一定影响，增大了法兰连接中各个螺栓夹紧力的分散程度。工程实践中，为了提高法兰连接的装配质量，常采用同批次的螺栓及法兰进行实验，预先确定单个螺栓夹紧力的分散程度和法兰连接的弹性交互作用系数，进而确定法兰螺栓的拧紧次序及紧固方法。在法兰螺栓的紧固实验过程中，不仅要完成对法兰的安放，还要在紧固过程中限制螺栓的转动。各个规格法兰连接的广泛使用需要一种适用范围广泛的法兰螺栓紧固试验装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是为法兰螺栓紧固实验的开展提供一种适用于多规格法兰螺栓的紧固实验装置，并且能提升法兰螺栓紧固实验的效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置。本装置包括：进给螺杆1、夹具主体2、进给滑块3、定位滑块、定制卡紧块、制动块6和紧定螺钉7。
夹具主体2的上部为一中间开有凹槽的长方体结构，夹具主体2的底部为一底板，底板的中间设有矩形槽，夹具主体2上部的凹槽竖直布置，底部的矩形槽水平布置，上部凹槽与底部矩形槽连通；矩形槽中用以放置定位滑块和定制卡紧块；定位滑块和定制卡紧块均能够沿矩形槽进行水平滑动，定制卡紧块设置在定位滑块的外侧；进给滑块3的截面形状为倒梯形结构，进给滑块3安装在定位滑块中的倒梯形凹槽内，进给滑块3的中间设有通孔；夹具主体2的顶部设有螺纹孔，进给螺杆1穿过夹具主体2上部的螺纹孔后伸入至进给滑块3的通孔内；制动块6预先放置在进给滑块3内部的贯穿槽内，旋转进给螺杆使其与制动块6接触，使用紧定螺钉7将制动块6与进给螺杆1相固定。
定位滑块包括第一定位滑块4a和第二定位滑块4b，第一定位滑块4a和第二定位滑块4b对称布置；
定制卡紧块包括第一定制卡紧块5a和第二定制卡紧块5b，第一定制卡紧块5a和第二定制卡紧块5b对称布置。
夹具主体2底部的矩形槽用以放置定位滑块(4a和4b)和定制卡紧块(5a和5b)，使定位滑块(4a和4b)和定制卡紧块(5a和5b)能够在矩形槽内移动；进给滑块3能够在夹具主体2上部的槽内移动。进给螺杆1穿过夹具主体2上部的螺纹孔，伸入至进给滑块3的通孔内。制动块6穿入至进给滑块3的贯穿槽内。
通过紧定螺钉7将制动块6固定在进给螺杆1的末端，进给螺杆1旋转使得进给滑块3上下移动，进而带动定位滑块(4a和4b)在夹具主体2底部的矩形槽内左右移动。定位滑块(4a和4b)的外侧为弧形，外侧弧形区域底部含有凸缘，用于放置法兰。定制卡紧块(5a和5b)根据实验中用到的法兰规格和螺栓定制，在紧固试验过程中防止螺栓的转动。
使用该装置进行法兰螺栓紧固实验时，首先将连接法兰放置在定位滑块的凸缘上，将螺栓预先安放在法兰的螺栓孔内，并安装垫片及螺母。其中，安放与定制卡紧块相邻的螺栓时注意将螺栓头部外六角侧边与定制卡紧块平行放置。按照紧固实验预先设定的紧固策略，可以使用螺栓紧固工具对与定制卡紧块相接触两个位置的螺母进行紧固，拧紧结束时，沿逆时针方向(右旋螺栓，左旋螺栓为顺时针)旋转法兰，按紧固策略将相应位置处的螺栓旋转至与定制卡紧块相平行的位置，旋转就位后，对其实施紧固。依次旋转法兰，可完成对所有法兰螺栓的紧固。紧固完成后，可以直接将紧固完成后的法兰连接组件取出。
当需要对不同规格的法兰螺栓进行紧固实验时，旋转进给螺杆1，使其带动进给滑块3上下移动，进而调整定位滑块的位置，使其能够将不同型号的法兰放置在其外侧凸缘上。更换针对法兰型号和螺栓规格定制的定制卡紧块。法兰螺栓紧固实验的具体紧固流程如上所述。
本发明的优点在于：滑块式结构，其零件均在特定槽的内部移动，保证了移动的运动精度。通过更换实验装置中的定制零部件，可以用于对多种规格法兰螺栓的实验，扩大了实验装置的使用范围。充分利用法兰连接对称性的结构特点，采用有限的螺栓卡紧块可以实现所有法兰螺栓的紧固。
附图说明
图1滑块式法兰螺栓紧固实验装置整体示意图。
其中：1—进给螺杆，2—夹具主体，3—进给滑块，4a、4b—定位滑块，5a、5b—定制卡紧块，6—制动块，7—紧定螺钉
图2滑块式法兰螺栓紧固实验装置局部剖面示意图。
图3滑块式法兰螺栓紧固实验装置应用示意图。
图4定位滑块示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对该实验装置作进一步详细描述。
如图1所示的滑块式法兰螺栓紧固实验装置整体示意图。夹具主体2底部周边有六个孔，用于将其固定在平板或工作台上。将制动块6穿入进给滑块3的贯通槽内，把进给滑块放置在夹具主体2的上部槽中。将进给螺杆1穿过进给滑块的通孔，使紧定螺钉7穿过进给滑块3通孔的底部，把制动块6固定在进给螺杆1的底部。把定位滑块(4a和4b)安放在夹具主体2底部的矩形槽内，使其向进给滑块3移动，并与进给滑块3相接触。此时，旋转进给螺杆1即可带动制动块6以及紧定螺钉7，让进给滑块在夹具主体2的上部槽内上下移动，进而使得定位滑块4a和4b左右移动。
进行法兰螺栓紧固实验时，将实验中用到的两个法兰放置在定位滑块(4a和4b)外侧弧形区域下部的凸缘上，旋转进给螺杆1，使其带动进给滑块3移动，将定位滑块(4a和4b)调整到合适的位置，以安放法兰连接组件。依据实际需求选择定制卡紧块(5a和5b)的个数(单个或成对使用)，并将其放置在夹具主体2底部的矩形槽内，进行螺栓紧固时，可以避免螺栓的转动。紧固力矩作用下，外六角螺栓头部侧边的一端与定制卡紧块(5a和5b)相接触，而定制卡紧块(5a和5b)与螺栓外六角螺杆头部侧表面接触的宽度不大于外六角螺杆头部侧表面宽度，防止螺栓紧固完成后法兰无法转动。定制卡紧块(5a和5b)与螺栓接触的两个表面具有一定的间隙，避免旋转法兰组件时螺栓与定制卡紧块(5a和5b)出现干涉。对其余的螺栓进行紧固时，沿螺栓与定制卡紧块(5a和5b)相接触的方向转动法兰，就位后即可开始紧固。然后继续旋转法兰，直至将法兰上的所有螺栓紧固完成。当拧紧次序出现对角拧紧时，定制卡紧块(5a和5b)成对使用可以在单次的法兰旋转时紧固两个螺栓，提升紧固实验效率。

Claims (7)

1.一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：包括进给螺杆(1)、夹具主体(2)、进给滑块(3)、定位滑块、定制卡紧块、制动块(6)和紧定螺钉(7)；
夹具主体(2)的上部为一中间开有凹槽的长方体结构，夹具主体(2)的底部为一底板，底板的中间设有矩形槽，夹具主体(2)上部的凹槽竖直布置，底部的矩形槽水平布置，上部凹槽与底部矩形槽连通；矩形槽中用以放置定位滑块和定制卡紧块；定位滑块和定制卡紧块均能够沿矩形槽进行水平滑动，定制卡紧块设置在定位滑块的外侧；进给滑块(3)的截面形状为倒梯形结构，进给滑块(3)安装在定位滑块中的倒梯形凹槽内，进给滑块(3)的中间设有通孔；夹具主体(2)的顶部设有螺纹孔，进给螺杆(1)穿过夹具主体(2)上部的螺纹孔后伸入至进给滑块(3)的通孔内；制动块(6)预先放置在进给滑块(3)内部的贯穿槽内，旋转进给螺杆使其与制动块(6)接触，使用紧定螺钉(7)将制动块(6)与进给螺杆(1)相固定。
2.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：定位滑块包括第一定位滑块(4a)和第二定位滑块(4b)，第一定位滑块(4a)和第二定位滑块(4b)对称布置。
3.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：定制卡紧块包括第一定制卡紧块(5a)和第二定制卡紧块(5b)，第一定制卡紧块(5a)和第二定制卡紧块(5b)对称布置。
4.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：夹具主体(2)底部的矩形槽用以放置定位滑块和定制卡紧块，使定位滑块和定制卡紧块能够在矩形槽内移动；进给滑块(3)能够在夹具主体(2)上部的槽内移动；进给螺杆(1)穿过夹具主体(2)上部的螺纹孔，伸入至进给滑块(3)的通孔内；制动块(6)穿入至进给滑块(3)的贯穿槽内。
5.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：通过紧定螺钉(7)将制动块(6)固定在进给螺杆(1)的末端，进给螺杆(1)旋转使得进给滑块(3)上下移动，进而带动定位滑块在夹具主体(2)底部的矩形槽内左右移动；定位滑块(4a和4b)的外侧为弧形，外侧弧形区域底部含有凸缘，用于放置法兰；定制卡紧块根据实验中用到的法兰规格和螺栓型号定制，在紧固试验过程中防止螺栓的转动。
6.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：使用该装置进行法兰螺栓紧固实验时，首先将连接法兰放置在定位滑块的凸缘上，将螺栓预先安放在法兰的螺栓孔内，并安装垫片及螺母；安放与定制卡紧块螺栓时注意将螺栓头部外六角侧边与定制卡紧块平行放置；按照紧固实验预先设定的紧固策略，可以使用螺栓紧固工具对与定制卡紧块相接触两个位置的螺母进行紧固，拧紧结束时，沿逆时针方向旋转法兰，按紧固策略将相应位置处的螺栓旋转至与定制卡紧块接触相平行，旋转就位后，对其实施紧固；依次旋转法兰，完成对所有法兰螺栓的紧固；紧固完成后，直接将紧固完成后的法兰连接组件取出。
7.根据权利要求1所述的一种滑块式法兰螺栓紧固实验装置，其特征在于：当需要对不同规格的法兰螺栓进行紧固实验时，旋转进给螺杆(1)，带动进给滑块(3)上下移动，进而调整定位滑块的位置，使其能够将不同型号的法兰放置在其外侧凸缘上，更换针对法兰型号和螺栓规格定制的定制卡紧块。
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