CN206038207U - 一种多功能螺栓紧固系统的集成式压扭复合测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及各类标准件测试领域，公开了一种多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，包括螺栓夹具，该夹具通过止动定位销嵌插在承力套中心孔内；承力套通过深沟球轴承定位压紧在推力球轴承上，安装在安装套上；盘式静态扭矩传感器通过台阶配合装入定位销后用螺栓固定，其挡盖用螺栓固定在该传感器上；负荷传感器通过台阶配合后用螺栓固定，其盖板通过承力垫定位用螺栓固定在该传感器上，承力垫通过台阶卡在该传感器的孔内；试验垫板安装在承力垫的卡槽内；试验螺栓依次穿过试验垫板、承力垫、螺栓夹具、螺栓垫片、螺母止动卡套，与在螺母止动卡套上的螺母拧紧固定。本实用新型能替代分体式传感器组，使试验夹具数量减少、操作方便。

Description

一种多功能螺栓紧固系统的集成式压扭复合测量装置

技术领域

本实用新型涉及金属材料测试及各类标准件测试领域，特别是一种多功能螺栓紧固系统的集成式压扭复合测量装置。

背景技术

螺纹紧固件连接系统应用最为广泛是螺栓-螺母连接副的形式，多数应用在预紧力作用下，预紧力下的连接可以提高螺栓连接的可靠性，并能增强被连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件连接系统中，没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧力或者超拧也会导致螺纹连接的失败。由于安装现场很难直接测量预紧力，所以螺纹紧固件的预紧力则多是采用控制扭矩和转角的手段来实现。这就需要知道螺纹紧固件的扭矩、转角和预紧力之间的关系，即螺纹紧固件的扭(矩)-拉(力)关系。

螺纹紧固件扭-拉关系，不仅涉及到扭矩系数、摩擦系数(含螺纹摩擦系数和支撑面摩擦系数)、紧固轴力、紧固扭矩等一系列螺纹连接副的紧固特性的测试及计算方法，还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算方法等基础术语、符号的规定。

目前分析螺纹紧固件扭-拉关系最核心部件为拉-扭复合传感器，此传感器制造难度大，目前国内没有生产企业，要生产用于分析螺纹紧固件扭-拉关系的多功能螺栓紧固分析系统，只有进口，价格特别昂贵，规格不全，进货时间长，每年的标定也要依赖外方，使用成本也很高，严重制约了紧固件生产、使用部门对紧固件性能的分析测试，不利于紧固件质量的提高，也不利于科学使用紧固件。国内用于分析紧固件扭-拉关系的测量装置主要采用分体式结构形式，即动态扭矩传感器、负荷传感器、静态扭矩传感器三者分离，分别测量其总扭矩、夹紧轴力、螺纹幅扭矩。本公司专利(授权公告号：CN204165843U)可将拉-扭复合传感器的功能通过负荷传感器和扭矩传感器的独立组合来实现，但依然是分体式传感器组，测试过程中夹具数量多，操作不便捷，造成测试时间过长，螺栓装夹费时费力，不利于工程应用等问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，解决了传统装置的试验夹具数量多、操作更繁琐和测试时间长的问题。

本实用新型可以通过以下技术方案实现：

一种多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，包括螺栓夹具，所述螺栓夹具通过止动定位销嵌插在承力套中心孔内；所述承力套通过深沟球轴承定位压紧在推力球轴承上，并安装在安装套上；盘式静态扭矩传感器套在所述螺栓夹具的一端通过与所述承力套左侧的台阶配合定位装入定位销后并用螺栓固定在一起，盘式静态扭矩传感器挡盖通过螺栓固定在盘式静态扭矩传感器上；负荷传感器套在所述螺栓夹具的另一端通过与所述安装套右侧的台阶配合定位并用螺栓固定在一起，承力垫通过自身的台阶卡在所述负荷传感器的孔内，负荷传感器盖板通过所述承力垫定位并用螺栓固定在所述负荷传感器上；试验垫板安装在所述承力垫的卡槽内；试验螺栓依次穿过所述试验垫板、承力垫、螺栓夹具、螺栓垫片、螺母止动卡套，并与固定在所述螺母止动卡套上的螺母拧紧固定。

进一步，所述深沟球轴承设置在推力球轴承对应侧或者对应端，并且与所述承力套安装轴和安装套安装孔配合；所述推力球轴承的两定位圈分别与所述安装套的定位孔和承力套的定位轴相配合。

进一步，所述安装套安装在支架上，所述支架通过键定位安装在座板上。

本实用新型有益的技术效果在于：

将盘式静态扭矩传感器和负荷传感器进行集成，替代分体式传感器组，减少了螺栓测试过程中夹具数量，操作简单方便，缩短了测试时间，本装置价格低廉，规格齐全，打破了国外集成式测量装置的垄断，十分有利于多功能螺栓紧固分析系统的普及和推广，对于提高紧固件的质量，科学使用紧固件具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型的A-A剖面示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

其中，1-安装套、2-承力套、3-定位销、4-推力球轴承、5-深沟球轴承、6-螺栓夹具、7-止动定位销、8-盘式静态扭矩传感器、9-扭矩传感器挡盖、10-负荷传感器、11-负荷传感器端盖、12-承力垫、13-试验垫板、14-螺栓垫片、15-螺母止动卡套、16-支架、17-座板、18-试验螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施例进一步详细说明。

参照附图1和图2，承力套2通过深沟球轴5定位压紧在推力球轴承4上，并安装在安装套1上；螺栓夹具6通过止动定位销7嵌插在承力套2中心孔内；同时盘式静态扭矩传感器8套在螺栓夹具6的一端通过与承力套6左侧的台阶配合定位装入定动销3后用螺栓固定在一起；扭矩传感器挡盖9采用螺栓与盘式扭矩传感器8固定连接。负荷传感器10套在所述螺栓夹具6的另一端通过与安装套1右侧的台阶配合定位并用螺栓固定在一起，承力垫12通过自身的台阶卡在负荷传感器10的孔内；负荷传感器盖板11通过承力垫12定位并用螺栓固定在负荷传感器10上。试验垫板13安装在承力垫12卡槽内，试验螺栓18依次穿过试验垫板13、承力垫12、螺栓夹具6、螺栓垫片14、螺母止动卡套15，并与固定在螺母止动卡套15上的螺母拧紧固定。

深沟球轴承4设置在推力球轴承5对应侧或者对应端，并且与承力套2安装轴和安装套1安装孔配合；推力球轴承4的两定位圈分别与安装套1的定位孔和承力套2的定位轴相配合。

安装套1安装在支架16上，所述支架通过键定位安装在座板17上。

本实用新型中，负荷传感器10通过承力垫12测量试验螺栓18的夹紧力，使用动态扭矩传感器用于施加紧固扭矩T给试验螺栓18，使用盘式扭静态矩传感器8通过止动定位销7测试螺母螺纹扭矩，进而得到试验螺栓18的螺纹扭矩Tth。测试时，动态扭矩传感器施加紧固扭矩T给试验螺栓18，螺栓头下支撑面和试验垫片13之间产生相对滑动，存在支撑面摩擦扭矩Tb，根据施加的紧固扭矩T，测量出的螺纹扭矩Tth可以计算出支撑面摩擦扭矩Tb，依据GB/T16823.3-2010《紧固件扭矩-夹紧力试验》标准的规定，再结合紧固件的结构特性，可以测试分析螺纹紧固件的扭-拉关系，如以下方程式所示：

T＝Tb+Tth

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，其特征在于：包括试验螺栓(18),所述试验螺栓(18)的螺纹部分穿过试验垫板(13)和承力垫(12)的中心孔与固定在螺栓夹具(6)内部的螺母螺纹配合固定；所述螺栓夹具(6)通过止动定位销(7)嵌插在承力套(2)中心孔内；盘式静态扭矩传感器(8)通过与所述承力套(2)左侧的台阶配合定位装入定位销(3)后并用螺栓固定在一起，所述盘式静态扭矩传感器(8)通过止动定位销(7)测试螺母的螺纹扭矩；所述承力套(2)通过深沟球轴承(5)定位压紧在推力球轴承(4)上，并安装在安装套(1)上；所述试验垫板(13)紧贴所述试验螺栓(18)的顶部且安装在承力垫(12)的卡槽内；所述承力垫(12)通过自身的台阶卡在负荷传感器(10)的孔内，所述负荷传感器(10)通过与所述安装套(1)右侧的台阶配合定位并用螺栓固定在一起，所述负荷传感器(10)通过所述承力垫(12)测量试验螺栓(18)的夹紧力。

2.根据权利要求1所述的多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，其特征在于：所述螺母通过螺母止动卡套(15)固定在螺栓夹具(6)的内部，所述螺母止动卡套(15)和螺栓夹具(6)之间设置有螺栓垫片(14)。

3.根据权利要求1所述的多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，其特征在于：所述深沟球轴承(4)设置在推力球轴承(5)对应侧或者对应端，并且与所述承力套(2)安装轴和安装套(1)安装孔配合；所述推力球轴承(4)的两定位圈分别与所述安装套(1)的定位孔和承力套(2)的定位轴相配合。

4.根据权利要求1所述的多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，其特征在于：盘式静态扭矩传感器挡盖(9)通过螺栓固定在所述盘式静态扭矩传感器(8)上；负荷传感器盖板(11)通过所述承力垫(12)定位并用螺栓固定在所述负荷传感器(10)上。

5.根据权利要求1-4之一所述的多功能螺栓紧固系统集成式压扭复合测量装置，其特征在于：所述安装套(1)安装在支架(16)上，所述支架(16)通过键定位安装在座板(17)上。