CN205607835U - 一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，包括：一固定支撑部，包括一固定支撑立板，所述固定支撑立板上包括第一支撑孔；一可调支撑部，包括一可调支撑立板，所述可调支撑立板上包括第二支撑孔；第一、第二测试板，分别相对固定在所述固定支撑立板和所述可调支撑立板上，所述第一、第二测试板上包括一连接孔；一压头，设置在所述第一、第二测试板之间，包括一套筒安装孔；一组测试用套筒安装螺栓和套筒安装螺母，该螺栓穿设所述套筒安装孔内的所述套筒和所述第一、第二测试板的连接孔并紧固。本实用新型由于连接面状态一致，故测量结果会更加准确，适用于套筒类零件的连接面抗滑移系数测量，且适应范围广。

Description

一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置。

背景技术

在受横向载荷和转矩螺栓/螺栓组连接中，被连接件结合面之间的抗滑移系数的大小会对螺栓的设计选型产生较大的影响，而不同材料之间、不同表面状态都会对结合面抗滑移系数造成不同，因此，需要对实际零件的连接面的抗滑移系数进行测量，以便更加准确地对紧固件进行选型。

GB50205《钢结构工程施工质量验收规范》标准中，高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验章节提出了钢结构高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检测装置，该标准抗滑移系数的检测采用双摩擦面的二栓拼接的拉力试件，这种测试装置适用于厚度较小的钢板连接，对于类似套筒连接中的较长螺栓采用该测试装置会浪费材料，并且不同尺寸、不同厚度的钢板都需加工成该标准拉力试件，无法根据钢板的厚度对试件进行调整，适应性较差。同时，由于圆形衬套加工成类似钢板尺寸的长条结构会引起实际螺栓夹紧力的偏差，造成结合面抗滑移系数的测量不准确。

该标准中抗滑移系数试验装置螺栓轴力的测量采用贴有应变片的高强度螺栓、压力传感器或经预拉力复验的扭剪型高强度螺栓，由于贴有应变片的高强度螺栓需要对实际选用螺栓钻中心孔，压力传感器会增大螺栓的夹紧长度，扭剪型高强度螺栓对实际选用螺栓进行了更换，故三种螺栓轴力测量方法都会对测量结果产生偏差，从而造成最终抗滑移系数测量的偏差。

实用新型内容

应当理解，本公开以上的一般性描述和以下的详细描述都是示例性和说明性的，并且旨在为如权利要求所述的本公开提供进一步的解释。

本实用新型揭示了一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，用以测试一套筒，其特征在于，所述测量装置包括：一固定支撑部，包括一固定支撑立板，所述固定支撑立板上包括第一支撑孔；一可调支撑部，包括一可调支撑立板，所述可调支撑立板上包括第二支撑孔；

第一、第二测试板，分别相对固定在所述固定支撑立板和所述可调支撑立板上，所述第一、第二测试板上各包括一连接孔；

一压头，设置在所述第一、第二测试板之间，包括一套筒安装孔；

一组测试用套筒安装螺栓和套筒安装螺母，所述套筒安装螺栓穿设所述套筒安装孔内的所述套筒和所述第一、第二测试板的连接孔并紧固。

比较好的是，本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部进一步包括一固定支撑部底板，所述可调支撑部进一步包括一可调支撑底板，所述固定支撑部底板上开设至少一安装槽，固定所述可调支撑底板。

比较好的是，本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述测量装置进一步包括第一、第二止动挡板，紧固在所述压头的两端，所述两止动挡板的间距大于所述固定支撑立板的宽度。

比较好的是，本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述安装槽呈长腰形孔，设置在所述固定支撑部底板上并与所述固定支撑立板垂直的方向。

比较好的是，本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部底板和所述固定支撑立板呈L形，所述可调支撑底板和所述可调支撑立板相互垂直。

比较好的是，本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部底板和所述固定支撑立板，以及所述可调支撑底板和所述可调支撑立板均为两块钢板焊接一体成型。

本实用新型由于该装置所有试验零件都与实际测量接头处连接面状态一致，故测量结果会更加准确。该装置特别适用于套筒类零件的连接面抗滑移系数测量，通过可调支撑部7调节以适应不同厚度范围的套筒及螺栓的夹紧长度，适应范围广。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本实用新型的详细描述中，本实用新型的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1本实用新型的抗滑移系数试验测量装置的总装图；

图2为去掉可调支撑部7后的示意图；

图3为固定支撑部底板11的结构示意图；

图4为压头4的结构示意图；

图5为本实用新型设置在固定支撑部1上的测试板9的示意图；

图6为本实用新型的剖视图。

附图标记

1－－固定支撑部

2――止动挡板

21――第一止动挡板

22――第二止动挡板

3――止动挡板螺栓

4――压头

40――压头本体

41――套筒安装孔

5――套筒

6――止动挡板

7――可调支撑部

8――测试板螺栓

9――测试板(包括2个，仅图示其中一个)

10――套筒安装螺栓

11――固定支撑部底板

12――固定支撑立板

13――套筒安装螺母

42――止动挡板连接孔

43――止动挡板连接孔

71――可调支撑底板

72――可调支撑立板

91――固定孔

92――连接孔

111――第一安装槽

112――第二安装槽

121――第一支撑孔

721――第二支撑孔

具体实施方式

现在将详细参考附图描述本公开的实施例。现在将详细参考本公开的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本公开中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本公开说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本公开。

图1所示为本实用新型的抗滑移系数试验测量装置的总装图。

在该测量装置中，包括一L形的固定支撑部1，位于底部的是固定支撑底板11，竖直方向的是固定支撑立板12，在固定支撑部底板11上与固定支撑立板12垂直的方向上开设有平行的第一、第二安装槽111和112，如图3所示。

本测量装置还包括一可调支撑部7，该可调支撑部7由相互垂直的两板组成，水平方向位于底部的称为可调支撑底板71，竖直方向的称为可调支撑立板72。在两平行的固定支撑立板12和可调支撑立板72的中央相对应位置各开设有开孔，称为第一支撑孔121和第二支撑孔721，用以插入套筒安装螺栓10和套筒安装螺母11操作之用(后文详述)。

此外，本测量装置包括设置在固定支撑立板12和可调支撑立板72之间的一压头4，如图4所示，该压头4包括一个压头本体40，该压头本体40的中间开设一个圆孔称为套筒安装孔41，用来安装套筒5，该套筒安装孔41的直径比套筒5直径大，不同直径系列的套筒5可以用一套压头4来满足要求，减少了加工成本和试验周期。

图4中还示意了，在压头本体40的垂直与套筒安装孔41的两端面还各设有2个螺纹孔用作定位孔，图示为一端面的止动挡板连接孔42和43，用来安装设置在两端面的第一止动挡板2和第二止动挡板6。两侧的第一止动挡板21和第二止动挡板22的作用是压头4受力时，便于控制确保压头4不会产生倾斜。

图5给出了测试板9和固定支撑立板12组合的结构示意图，该测试板9的开设若干固定孔91，图示中为开设在矩形测试板9的四角，通过四角的固定孔91与固定支撑立板12连接为一体，在该测试板9的中央开设有一连接孔92。本实用新型，设置在压头4两侧的两个测试板结构完全相同。

为了避免在压头4受力时，因两第一止动挡板21和第二止动挡板22与固定支撑部1之间存在较大的摩擦力，因此，两第一、第二止动挡板21、22安装后之间的距离应大于固定支撑部1的固定支撑立板12的宽度。

本实用新型的较佳实施例中，压头本体40采用图4所示的形状，即立方体和半圆柱体的组合，套筒安装孔41开设在半圆柱体的端面上。

上述结构的测量装置中，考虑到采用固定支撑部1和可调支撑部7来支撑测试时需承载待测套筒的重量和施加压力之和，故，本实用新型的固定支撑部1和可调支撑部7各采用两块钢板焊接在一起，具体即是固定支撑部底板11和固定支撑立板12焊接为一体，可调支撑底板71和可调支撑立板72焊接为一体，由此，可以大大减小因选用整块钢板加工量，节约了材料和加工工时。

在具体生产时，固定支撑部1和可调支撑部7采用焊接后再加工底平面、中间圆孔和螺纹孔，这样还同时减少了因焊接造成的尺寸和形状变形，提高了装配精度。

下面介绍应用本实用新型的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置的测量方式与步骤。

请结合图6所示的剖视图。

首先，将两块测试板(以其中之一标示为9为例介绍)通过紧固件分别固定在固定支撑立板12和可调支撑立板72上。

然后，将套筒5穿过压头4上的套筒安装孔41，套筒5的两端抵接固定在固定支撑立板12上的测试板9。

然后，套筒安装螺栓10穿过固定支撑立板12上的第一支撑孔121，再自套筒5的一端穿入另一端穿出，穿出后再通过可调支撑立板72上的第二支撑孔721，套筒安装螺栓10的一端有一安装螺母11。可调支撑部7可以根据待测套筒5的长度，调整可调支撑底板71在第一、第二安装槽111和112中的位置，使可调支撑立板72上的测试板9抵接住套筒5的另一端。

在固定支撑座底板11上的两个安装槽111和112，配合可调支撑部7，用以根据套筒5的厚度来进行调整与固定支撑部1之间的距离，能够适应不同厚度的夹紧件。

图1中的可调支撑部7通过可调支撑部螺栓12进行固定，确保压力测试时支撑部7的刚度和强度。可调支撑部螺栓12采用内六角螺栓，能够使螺栓头沉入到可调支撑部7的底座中，保证压力测试时底平面的平整，并且减小了螺栓头的空间。第一、第二安装槽111和112作为螺栓安装孔，采用长腰型孔，能够适应测试较大厚度范围的被连接件。

固定支撑立板12和可调支撑立板72上用以固定两个测试板的连接孔(图5仅示意了立板12上的固定孔91)。

为了保证连接面抗滑移系数压力试验时，两测试板与固定支撑部1及可调支撑部7不会产生相对滑动，而仅在测试板与套筒5连接面上产生相对滑动，两测试板在安装时，依靠测试板的重力作用，使测试板9上的固定孔91贴紧在测试板螺栓8的上部(以其中一个测试板9为例示意)，同时，采用扭矩法对角拧紧测试板螺栓8。测试板9板材的材料类型、厚度及电泳处理方式、螺栓孔的尺寸都应与实际连接接头处一致，保证抗滑移系数测量的准确。

另一方面，套筒5的外径、套筒安装孔41的直径、端部内外倒角、长度及材料和表面处理方式与实际连接接头处一致。套筒安装螺栓10、套筒安装螺母11拧紧时向上拉紧，确保套筒5和套筒安装螺栓10的下部接触，否则，会造成压力试验时压力不是用来克服套筒5与测试板9之间的摩擦力，而是用来克服套筒安装螺栓10自身的剪切力，使测量压力增大。

套筒安装螺栓10、套筒安装螺母11之间的夹紧力采用螺栓超声波轴力测量仪器进行测量。测量前先确认套筒安装螺栓10的所需夹紧力范围，在套筒安装螺栓10的弹性阶段拧紧，该螺栓10的标定和实际抗滑移系数的拧紧螺栓采用同一螺栓；在该螺栓10的过屈服阶段拧紧，需要对同批次的螺栓标定到实际拧紧阶段以后，且标定至少3个以上的螺栓，并取平均值作为实际拧紧螺栓的标定曲线。螺栓轴力标定和测量时应把温度补偿传感器放置于套筒安装螺栓10附近的测试装置零件上，以便进行螺栓轴力测量的温度补偿。

下面介绍如何应用本实用新型的测量装置进行测量。

首先，把整个抗滑移系数测量装置放置于压力试验机的自动对中底座上，调整测试装置的受力中心位于试验机的轴线上，使套筒5不产生额外的附加载荷。试验时，试验机缓慢加载，并观察压力曲线，直到套筒5产生明显的滑动，或曲线出现平缓或下降时即可停止加载。根据载荷记录曲线发生突变时的力值F，套筒安装螺栓10的夹紧力N以及套筒5的连接面数量，就可根据如下的公式计算得出螺栓连接面的抗滑移系数：

μ＝F/2N

本实用新型由于该装置所有试验零件都与实际测量接头处连接面状态一致，故测量结果会更加准确。该装置特别适用于套筒类零件的连接面抗滑移系数测量，通过可调支撑部7调节以适应不同厚度范围的套筒及螺栓的夹紧长度，适应范围广。

此外，由于该装置针对不同套筒进行测量时，特别在套筒5和测试板9尺寸和表面状态、材料等发生变化时，只需更换套筒5和测试板9两个零件即可，不需对其它零件进行更换。

上述测试过程中，套筒安装螺栓10的夹紧力测量采用螺栓轴力超声波测试仪器或类似设备测量，测量过程中螺栓10的测量状态与螺栓10的实际安装状态完全一致，仅对该套筒安装螺栓10的两端部磨平，而两端部的磨平对螺栓10轴力测量结果不会产生任何影响，同时，测量时温度传感器吸附于测量装置的套筒安装螺栓10连接处考虑温度补偿，从而使螺栓10夹紧力测量更加准确，抗滑移系数计算也就更加准确。

通过该螺栓连接面抗滑移系数测量装置可以较准确的测量出实际螺栓结合面处的抗滑移系数，能够为紧固件的选型提供更准确的数据，使紧固件选用更加准确及合理，从而能够减轻被连接的设计重量。

此外，本实用新型的测量装置适用于类似套筒或厚板连接件采用的较长螺栓连接中连接面抗滑移系数的测量，通过适当减薄压头4的厚度，也能够满足较薄板厚螺栓连接面抗滑移系数的测量。

前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域内的技术人员是显而易见的，可把这里所述的总的原理应用到其他实施例而不使用创造性。因而，本发明将不限于这里所示的实施例，而应依据符合这里所揭示的原理和新特征的最宽范围。

Claims (6)

1.一种螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，用以测试一套筒，其特征在于，所述测量装置包括：

一固定支撑部，包括一固定支撑立板，所述固定支撑立板上包括第一支撑孔；

一可调支撑部，包括一可调支撑立板，所述可调支撑立板上包括第二支撑孔；

第一、第二测试板，分别相对固定在所述固定支撑立板和所述可调支撑立板上，所述第一、第二测试板上各包括一连接孔；

一压头，设置在所述第一、第二测试板之间，包括一套筒安装孔；

一组测试用套筒安装螺栓和套筒安装螺母，所述套筒安装螺栓穿设所述套筒安装孔内的所述套筒和所述第一、第二测试板的连接孔并紧固。

2.根据权利要求1所述的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部进一步包括一固定支撑部底板，所述可调支撑部进一步包括一可调支撑底板，所述固定支撑部底板上开设至少一安装槽，固定所述可调支撑底板。

3.根据权利要求1或2所述的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述测量装置进一步包括第一、第二止动挡板，紧固在所述压头的两端，所述两止动挡板的间距大于所述固定支撑立板的宽度。

4.根据权利要求3所述的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述安装槽呈长腰形孔，设置在所述固定支撑部底板上并与所述固定支撑立板垂直的方向。

5.根据权利要求4所述的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部底板和所述固定支撑立板呈L形，所述可调支撑底板和所述可调支撑立板相互垂直。

6.根据权利要求5所述的螺栓连接摩擦面的抗滑移系数测量装置，其特征在于，

所述固定支撑部底板和所述固定支撑立板，以及所述可调支撑底板和所述可调支撑立板均为两块钢板焊接一体成型。