CN206105757U - 一种螺栓精确预紧装置 - Google Patents

Abstract

一种螺栓精确预紧装置,是由压力传感器3、轴承9、扭杆4、轴承5、扭盘6、辅助螺母10依次相连组成；压力传感器3在最下面，轴承9位于压力传感器3上方，轴承9的外圈嵌入压力传感器3，轴承9的外圈与压力传感器3的内圈配合连接；扭杆4下部的杆状部分穿过轴承9的内圈，扭杆4的外壁与轴承9的内圈配合连接，并且轴承9的内圈外端面与扭杆4紧密贴合；轴承5在扭杆4上方，扭杆4穿过轴承5内圈，通过配合连接，并且轴承5内圈端面与扭杆4紧密贴合；扭盘6在轴承5上方，轴承5的外圈嵌入扭盘6,通过配合连接；辅助螺母10在使用时嵌入扭盘6上部的沉孔中；本实用新型结构简单，成本低，操作简便，同时具备自动化改装使用的潜力。

Description

一种螺栓精确预紧装置

技术领域

本发明涉及一种螺栓精确预紧装置，属于工程仪器设备领域。

背景技术

螺栓连接是机械产品上应用最广泛的装配方式，其结构简单，连接可靠，拆卸方便。在某些要求较高如发动机装配、风机等的场合下，对螺栓的预紧力偏差要求很高。普通的螺栓拧紧技术，如扭矩法，在实际操作过程中预紧力与预期偏差较大。会出现扭矩过大导致螺栓拉断，或者扭矩已经到极限，但是预紧力不足的现象。

而现有的螺栓精确预紧方法，如伸长量控制法需要昂贵的精密仪器，而且螺栓必须经过特殊处理，如屈服点法需要测量仪器和计算机自动控制，都存在使用上无法大规模应用的问题。

为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的摩擦力对预紧的影响，发明人提供了下文所述的装置。

发明内容

(1)发明目的

为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的摩擦力对预紧的影响，避免利用拧紧的力矩来控制螺栓的预紧力所带来的精度缺陷。本发明提供了一种能够精确预紧螺栓的装置。该装置成本较低，并且体积较小，方便携带，便于在缺少计算机时精确预紧螺栓。

(2)技术方案

本发明一种螺栓精确预紧装置,它是由压力传感器(3)、轴承(9)、扭杆(4)、轴承(5)、扭盘(6)、辅助螺母(10),依次以配合的方式相连组成；使用时它们之间的关系是：压力传感器(3)在最下面，轴承(9)位于压力传感器(3)上方，轴承(9)的外圈嵌入压力传感器(3)，轴承(9)的外圈与压力传感器(3)的内圈配合连接；扭杆(4)下部的杆状部分穿过轴承(9)的内圈，扭杆(4)的外壁与轴承(9)的内圈配合连接，并且轴承(9)的内圈外端面与扭杆(4)紧密贴合；轴承(5)在扭杆(4)上方，扭杆(4)穿过轴承(5)内圈，通过配合连接，并且轴承(5)内圈端面与扭杆(4)紧密贴合。扭盘(6)在轴承(5)上方，轴承(5)的外圈嵌入扭盘(6),通过配合连接。辅助螺母(10)在使用时嵌入扭盘(6)上部的沉孔中。

所述的压力传感器(3)为操作提供可观察的预紧力数值，作为设定预紧力的调节装置，也作为控制螺母拧紧的控制参数；该压力传感器(3)外径为190mm，较大的内径为170mm，较小的内径为140mm，压力传感器(3)总高30mm。其上的压力传感器(3)自带显示器，或者提供连接显示器的接口。

所述的轴承(9)在操作时提供轴向的支撑力，同时使轴承(9)以上的部分和轴承(9)以下的部分围绕轴心的转动分离；该轴承(9)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径170mm；

所述的扭杆(4)在操作时为需要被拧紧的螺母提供扭矩；该扭杆(4)的形状构造如图1所示：主体部分直径为85mm，刚好可以通过轴承内圈，扭杆(4)的最中间留有嵌入螺帽的六边形通孔。外圈直径为190mm，该部分留有孔，供需要加长力矩时使用；

所述的轴承(5)在操作时提供轴向的支撑力，同时使轴承(5)以上的部分和轴承(5)以下的部分围绕轴心的转动运动分离；该轴承(5)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径170mm；

所述的扭盘(6)在操作时提供将辅助螺母(10)拧紧的扭矩，同时为该辅助螺母(10)提供支撑。扭盘(6)的外壁留有孔，供需要加长力矩时使用；该扭盘(6)的形状构造如图2所示：外径为190mm，大孔的内径为170mm，小通孔的内径为13mm，供螺栓(7)穿过。扭盘(6)上部有六边形沉孔，用来固定辅助螺母(10)。

所述的辅助螺母(10)在操作时由扭盘(6)提供扭矩，同时由扭盘(6)支撑。该辅助螺母(10)按照所装配的螺栓(7)选用合适的螺母，即如果装配中为M12的螺栓(7)，即选用M12螺母即可。

采用本发明的一种螺栓精确预紧装置进行螺栓预紧的方法，按下列步骤进行：

步骤1、将已装上螺母但还未预紧的螺栓(7)穿过该装置的中心，螺母嵌入扭杆(4)中央的六边形孔，在扭杆(4)不旋转时，螺母原则上可以在该孔内上下自由移动。螺栓(7)的最上端穿过扭盘(6)中央的通孔，并与嵌入扭盘(6)中央六边形孔的辅助螺母(10)螺纹配合连接；

步骤2、固定扭杆(4)，转动扭盘(6)，使辅助螺母(10)旋转，此时螺栓(7)被拉紧，直至压力传感器(3)的压力达到螺栓(7)拧紧所需的预紧力；停止旋转扭盘(6)；

步骤3、固定扭盘(6)，旋转扭杆(4)将螺母拧紧。直至压力传感器(3)上的压力值等于相应的压力；停止旋转扭杆(4)；

步骤4、固定扭杆(4)，旋转扭盘(6)将辅助螺母(10)拧松，然后移除整个装置，螺栓(7)全程不旋转，此时螺栓(7)上的压力即等于所需的预紧力。

(3)本发明具有以下优点

1、在螺栓拧紧过程中，本发明通过直接测量螺栓上的轴向力来控制预紧力的施加，完全避免了通过拧紧力矩来控制预紧力的精度不足问题。

2、该装置结构简单，方便携带，不需要高性能计算机的辅助，成本较低，耗能少，操作简便，技巧易掌握，同时具备自动化改装使用的潜力。

附图说明

图1为本发明的螺栓精确预紧装置中扭杆的正视图和剖视图。

图2为本发明的螺栓精确预紧装置中扭盘的正视图和剖视图。

图3为本发明的螺栓精确预紧装置的装配体正视图。

图4为本发明的螺栓精确预紧装置的使用状态剖视图。

图中各标号所代表的的部件说明如下：

1：待预紧的部件；2：需要被预紧的部件；3：压力传感器；4：扭杆；5：轴承；6：扭盘；7：螺栓；8：螺母；9：轴承；10：辅助螺母。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的螺栓精确预紧装置操作实例进行说明。

见图1-4，本发明一种螺栓精确预紧装置,它是由压力传感器3、轴承9、扭杆4、轴承5、扭盘6、辅助螺母10组成；如图1、2、3、4所示，部件1、2通过螺栓7连接，并通过螺母8进行预紧。压力测量压力传感器3可自带显示部件，也可通过电路外接有显示部件。压力传感器3全程与被预紧部件2保持相对静止。轴承9的外圈与压力传感器3内壁配合连接。并保持固定。轴承9的内圈与扭杆4朝下的凹槽配合，并保持固定。扭杆4朝上的凹槽与轴承5的内圈配合，并保持

固定。轴承5的外圈与扭盘6的内壁配合，并保持固定。

操作时，先将螺栓穿过待预紧的部件1和需要被预紧的部件2中间的通孔，然后拧上螺母8，使螺母8紧贴需要被预紧的部件2的上表面，但是保持松连接。然后如图将拧紧装置放置到位。拧上辅助螺母10，并通过旋转扭盘6使辅助螺母10嵌入扭盘6上部的凹槽。固定扭杆4，并旋转扭盘6，使辅助螺母10拧紧，直至压力传感器3的示数等于预定的预紧力。固定扭盘6，旋转扭杆4拧紧螺母8，直至压力传感器3的示数变化到预定值。然后固定扭杆4，旋转扭盘6拧松辅助螺母10，并卸下整个装置。此时螺栓的预紧力为所需要的预紧力。

Claims (4)

1.一种螺栓精确预紧装置,其特征在于：它是由压力传感器(3)、第一轴承(9)、扭杆(4)、第二轴承(5)、扭盘(6)、辅助螺母(10)依次以配合的方式相连组成；该压力传感器(3)在最下面，该第一轴承(9)位于压力传感器(3)上方，第一轴承(9)的外圈嵌入压力传感器(3)，第一轴承(9)的外圈与压力传感器(3)的内圈配合连接；该扭杆(4)下部的杆状部分穿过第一轴承(9)的内圈，扭杆(4)的外壁与第一轴承(9)的内圈配合连接，并且第一轴承(9)的内圈外端面与扭杆(4)紧密贴合；该第二轴承(5)在扭杆(4)上方，扭杆(4)穿过第二轴承(5)内圈，通过配合连接，并且第二轴承(5)内圈端面与扭杆(4)紧密贴合；该扭盘(6)在第二轴承(5)上方，第二轴承(5)的外圈嵌入扭盘(6),通过配合连接；该辅助螺母(10)在使用时嵌入扭盘(6)上部的沉孔中；

所述的压力传感器(3)自带显示器；

所述的扭杆(4)主体部分直径为85mm，最中间留有嵌入螺帽的六边形通孔，外圈直径为190mm，该部分留有孔；

所述的扭盘(6)的外壁留有孔，上部有六边形沉孔；

所述的辅助螺母(10)按照所装配的螺栓(7)选用螺母。

2.根据权利要求1所述的一种螺栓精确预紧装置，其特征在于：该压力传感器(3)外径为190mm，大的内径为170mm，小的内径为140mm，压力传感器(3)总高30mm。

3.根据权利要求1所述的一种螺栓精确预紧装置，其特征在于：该第二轴承(5)和第一轴承(9)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径170mm。

4.根据权利要求1所述的一种螺栓精确预紧装置，其特征在于：该扭盘(6)的外径为190mm，大孔的内径为170mm，小通孔的内径为13mm。