CN211904630U - 一种螺纹连接结构防松性能的测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，包括：支撑板、连接板、滑动机构、驱动机构和第一压力传感器；其中，连接板放置于支撑板上，并通过待测试的螺纹连接结构固定连接；滑动机构设置于支撑板和连接板之间，第一压力传感器设置于螺纹连接结构与支撑板或连接板之间；驱动机构与连接板的一端连接，驱动机构的驱动力方向为测试装置的测试方向。本实用新型的实施例通过获取螺纹连接结构处于临界状态时的预先设定的预紧力和驱动力，实现对螺纹连接结构的定量测量和评价，进而便于用户选择合适的螺纹连接结构，并对两种种类或规格不同的螺纹连接结构进行防松性能的对比。

Description

一种螺纹连接结构防松性能的测试装置

技术领域

本实用新型涉及测试技术领域，特别涉及一种螺纹连接结构防松性能的测试装置。

背景技术

螺纹连接结构由于成本低，拆装方便，产生的连接力大等优点，广泛应用于机械、交通、建筑等领域当中。但是在实际使用过程中，由于各种振动冲击等复杂工况的存在，螺纹连接结构容易发生松动失效。因此工程人员常采用一些防松措施来提高防松性能，比如采用防松紧固件。为了方便在不同防松措施之间做出最优选择，或对具体的防松紧固件的设计和制造工艺进行优化，有必要对防松措施的防松性能进行定量的评价。但当前市面上并没有对螺纹连接结构的防松性能进行测量并评价的设备。

实用新型内容

本实用新型实施例要达到的技术目的是提供一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，用以解决当前技术中无法对螺纹连接结构的防松性能进行定量的测量并评价，使得用户在选择不同种类或规格的螺纹连接结构，不能根据实际需求选取，造成成本浪费等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，包括：

支撑板、连接板、驱动机构、滑动机构和第一压力传感器；

其中，连接板放置于支撑板上，并通过待测试的螺纹连接结构固定连接；

滑动机构设置于支撑板与连接板之间；

第一压力传感器设置于螺纹连接结构与支撑板或连接板之间；

驱动机构与连接板的一端连接，驱动机构的驱动力方向为测试装置的测试方向，测试方向垂直于螺纹连接结构的螺旋线的延伸方向。

优选地，如上所述的测试装置，螺纹连接结构包括：内螺纹件和外螺纹件；

其中，外螺纹件包括：设置有受力结构的头部和设置有外螺纹的螺纹部；

支撑板和连接板上均设置有供外螺纹件穿设的安装孔，外螺纹件穿设支撑板和连接板时，第一压力传感器设置于支撑板与外螺纹件的头部或内螺纹件之间。

具体地，如上所述的测试装置，支撑板在远离连接板的一侧设置有一凹槽，第一压力传感器设置于凹槽中，且安装孔连通凹槽。

优选地，如上所述的测试装置，连接板与驱动机构之间设置有一第二压力传感器，第二压力传感器还与驱动机构通信连接。

进一步的如上所述的测试装置，还包括：

位移传感器，位移传感器与驱动机构通信连接。

具体地，如上所述的测试装置，还包括：工作台；

支撑板固定安装于工作台上，且工作台上设置有供螺纹连接结构安装的工艺缺口。

优选地，如上所述的测试装置，滑动机构包括：

设置于支撑板和连接板中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的导槽；

或者，设置于支撑板和连接板连接板中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的滚轮；

或者，设置于支撑板和连接板连接板中的一个上的导槽，以及设置于另一个上对应的滚轮。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，至少具有以下有益效果：

本实用新型的实施例通过第一压力传感器和驱动机构能限定螺纹连接结构的预紧力和受到的驱动力作为评价标准，并判断在此情况下螺纹连接结构是否发生松动，并对螺纹连接结构的防松性能进行量化处理，从而实现对螺纹连接结构的定量测量和评价，进而使得用户在选择螺纹连接结构时，根据量化后的数值选择合适的螺纹连接结构或评价当前选择的螺纹连接结构是否为合适的组合，同时，也可便于用户对两种种类或规格不同的螺纹连接结构进行防松性能的对比。

附图说明

图1为本实用新型的测试装置的结构示意图；

【附图标记说明】

1、支撑板；101、凹槽；2、连接板；3、驱动机构；4、第一压力传感器；

5、螺纹连接结构；501、外螺纹件；5011、头部；502、内螺纹件；

6、第二压力传感器；7、位移传感器；8、工作台；801、工艺缺口。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本实用新型的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本实用新型的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本实用新型的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

参见图1，本实用新型的一优选实施例提供了一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，包括：

支撑板1、连接板2、驱动机构3、滑动机构和第一压力传感器4；

其中，连接板2放置于支撑板1上，并通过待测试的螺纹连接结构5固定连接；

滑动机构设置于支撑板1与连接板2之间；

第一压力传感器4设置于螺纹连接结构5与支撑板1或连接板2之间；

驱动机构3与连接板2的一端连接，驱动机构3的驱动力方向为测试装置的测试方向，测试方向垂直于螺纹连接结构5的螺旋线的延伸方向。

这里需要说明的是，上述的螺旋线的延伸方向即为螺纹轴线方向，如图1中的i所示。

在本实用新型的实施例中，连接板2放置于支撑板1上，并通过待测试的螺纹连接结构5固定连接，使得在进行测试时，支撑板1和连接板2用于模拟被压件，为螺纹连接结构5提供连接基础，便于螺纹连接结构5的安装，其中支撑板1固定连接在一工作台上。螺纹连接结构5在安装过程中会对支撑板1和连接板2模拟的被压件产生挤压力，第一压力传感器4由于设置于螺纹连接结构5与支撑板1或连接板2之间，因此螺纹连接结构5在对被压件进行挤压时，也会对第一压力传感器4进行挤压，使得第一压力传感器4通过监测受到的挤压力，即可监测螺纹连接结构5在安装过程中或安装完成后的预紧力。驱动机构3与连接板2的一端连接，用于向连接板2周期性施加测试方向上的驱动力，进而模拟通过螺纹连接结构5固定连接的被压件在长时间使用时的受力情况，其中周期性的驱动力会形成闭环控制，有利于防止测试时驱动力的幅值、频率和波形因时间因素而产生改变导致没有对比性的情况发生。

需要说明的是，该测试装置还可以包括有控制器，该控制器与第一压力传感器4和驱动机构3通信连接，使得第一压力传感器4监测到的预紧力可上传至控制器，进而控制器可根据接收到的预紧力，可绘制表示预紧力随测试时间累积而变化的过程，或者预紧力随振动周期个数累积而变化的过程的预紧力变化曲线，并根据预紧力变化曲线处理方法对预紧力变化曲线进行处理，得到当前测试环节中待测试的螺纹连接结构5的松动情况，同时可发送携带有控制驱动机构进行驱动时的预设驱动频率和预设振动周期的信息，以及预设驱动力或预设驱动位移的信息的驱动信号至驱动机构3，使得驱动机构3根据该驱动信号进行周期性驱动。

这里应当指出，所述驱动机构3在产生驱动力的时候也会产生驱动位移，即连接板2在驱动机构3的驱动力作用下产生的往复位移，所述驱动机构3也可以根据驱动位移进行周期性的驱动，模拟通过螺纹连接结构5固定连接的被压件在长时间使用时的受力情况；优选地，可以对周期性的驱动位移进行闭环控制，防止测试时驱动位移的幅值、频率和波形因时间因素而产生改变导致没有对比性的情况发生。在实际操作中，对驱动力闭环控制或对驱动位移闭环控制应当二者取其一。

这里需要说明的是，在所述驱动力或驱动位移的作用下，所述螺纹连接结构5的预紧力可以发生变化，通常会减小，预紧力的持续减小会导致松动失效。

这里还还需要说明的是，本实用新型中所述预紧力通常也被称为紧固力，是指螺纹连接结构作用在被连接件上的夹紧力，在本实用新型中螺纹连接结构的预紧力、紧固力和夹紧力是同一个含义，不做区分。

本实用新型的实施例通过第一压力传感器4和驱动机构3，能获取螺纹连接结构5的预紧力和施加在连接板2上的驱动力，通过对预紧力和驱动力进行预先设定并闭环控制，使得控制器可以获得在某设定条件下的预紧力变化曲线，并根据预紧力的变化曲线判断在此情况下螺纹连接结构5是否发生松动；进一步的，通过对比不同设定条件下螺纹连接结构5松动情况的判断结果，可获取螺纹连接结构5处于发生松动和未发生松动之间的临界状态时对应的预先设定条件，包括初始预紧力、驱动力或驱动位移，进而对螺纹连接结构5的防松性能进行量化处理，从而实现对螺纹连接结构5的防松性能的定量测量和评价，进而使得用户在选择螺纹连接结构5时，根据量化后的数值选择合适的螺纹连接结构5，或评价当前选择的螺纹连接结构5是否为合适的组合，同时，也可便于用户对两种种类或规格不同的螺纹连接结构5进行防松性能的对比。

可选地，基于本实用新型所述的防松性能测试装置对螺纹连接结构5的防松性能进行定量测量和评价时，可以采用两种测试方式：

方式一：对驱动力进行闭环控制，此时可将初始预紧力和驱动力两个变量中的一个变量保持不变，并得到螺纹连接结构5处于临界状态时另一个变量的值，进而得到对比结果。

方式二：对驱动位移进行闭环控制，此时可将初始预紧力和驱动位移两个变量中的一个变量保持不变，并得到螺纹连接结构5处于临界状态时另一个变量的值，进而得到对比结果。

这里需要说明的是，本实用新型所述的临界状态为表征螺纹连接结构5发生松动和未发生松动之间的状态。

还需要说明的是，上述的控制器可为单一控制模块，也可由多个控制模块组成，当由多个控制模块组成时，每个模块可设置在不同的结构中，例如，将发送驱动信号的控制模块设置于驱动机构3中。所述控制模块可以为实体结构，也可以为在具有运算能力的处理器中的软件程序。当控制模块执行或被执行时能够实现螺纹连接结构防松性能的测试方法和/或预紧力变化曲线处理方法。

在本实用新型的实施例中驱动力或驱动位移的波形优选正弦波或三角形波，可选的，采用其他的周期性波形作为驱动力或驱动位移的波形用于实现闭环控制也属于本实用新型的保护范围。测试方向优选垂直于螺纹连接结构5的螺旋线的延伸方向的方向，进而模拟螺纹连接结构5受到的径向力，可选地，根据螺纹连接结构5的使用场景不同，测试方向可进行相应更改，例如被压件主要受沿螺纹连接结构5的螺旋线的延伸方向的振动力时，选用螺纹连接结构5的螺旋线的延伸方向作为测试方向。

具体地，支撑板1和连接板2之间设置的滑动机构，能够减小支撑板1和连接板2之间的摩擦力，有利于驱动力完全用于驱动连接板2，进而有利于得到的结果的准确性。

可选地，当对两种种类或规格不同的螺纹连接结构5进行防松性能的对比时，可通过将预紧力和驱动力两个变量中的一个变量保持不变，通过得到螺纹连接结构5处于临界状态时另一个变量的值，即可得到对比结果，临界状态为表征螺纹连接结构5发生松动和未发生松动之间的状态。

参见图1，优选地，如上所述的测试装置，螺纹连接结构5包括：内螺纹件502和外螺纹件501；

其中，外螺纹件501包括：设置有受力结构的头部5011和设置有外螺纹的螺纹部；

支撑板1和连接板2上均设置有供外螺纹件501穿设的安装孔，外螺纹件501穿设支撑板1和连接板2时，第一压力传感器4设置于支撑板1与外螺纹件501的头部5011或内螺纹件502之间。

在本实用新型的实施例中，螺纹连接结构5包括：相互匹配的内螺纹件502和外螺纹件501，在支撑板1和连接板2上设置有安装孔，便于外螺纹件501的穿设减少安装难度，同时安装孔的孔径大于外螺纹件501，便于在同一套支撑板1和连接板2上对多种种类或规格的螺纹连接结构5进行测试，有利于减少成本，并提高测试装置的通用性。有上述可知连接板2会接受驱动机构3施加的驱动力，存在连接板2在驱动力的作用下产生位移的情况，因此将第一压力传感器4设置在支撑板1与外螺纹件501的头部5011或内螺纹件502之间，有利于避免第一压力传感器4因产生位移导致检测的预紧力出现不必要的误差的情况，进而保证整个测试装置的精度。

由于不同的螺纹连接结构5之间会存在误差，因此需要每一个螺纹连接结构5的外螺纹件501为同一批次的产品，来减小每一个螺纹连接结构5的外螺纹件501之间的误差，每一个螺纹连接结构5的内螺纹件502为同一批次的产品，来减小每一个螺纹连接结构5的内螺纹件502之间的误差，进而减小每一个螺纹连接结构5之间的误差，有利于保证测试的准确性。

可选地，螺纹连接结构5还包括至少一个垫片，垫片设置于内螺纹件502与连接板2之间、内螺纹件502与支撑板1之间、外螺纹件501的头部5011与连接板2之间或外螺纹件501的头部5011与支撑板1之间中的至少一个，用于模拟真实的螺纹连接环境，减小螺纹连接结构5对支撑板1或连接板2的压强，保证支撑板1和连接板2的使用寿命，同理，在第一压力传感器4与外螺纹件501的头部5011或内螺纹件502之间也可设置一个垫片。

参见图1，具体地，如上所述的测试装置，支撑板1在远离连接板2的一侧设置有一凹槽101，第一压力传感器4设置于凹槽101中，且安装孔连通凹槽101。

在本实用新型的实施例中，支撑板1在远离连接板2的一侧设置有一凹槽101，第一压力传感器4设置于凹槽101中，且安装孔连通凹槽101；凹槽101的设置一方面有利于保证第一压力传感器4的定位和安装的准确性，同时有利于避免第一压力传感器4在螺纹连接结构5传递的摩擦力和/或驱动力的作用下产生位移，进而保证整个测试装置的精度。

参见图1，优选地，如上所述的测试装置，连接板2与驱动机构3之间设置有一第二压力传感器6，第二压力传感器6还与驱动机构3通信连接。

在本实用新型的实施例中，测试装置还包括设置于连接板2与驱动机构3之间的第二压力传感器6，第二压力传感器6与驱动机构3通信连接，使得驱动机构3在根据预设的驱动力进行驱动时，第二压力传感器6能检测驱动机构3输出的实际驱动力，并反馈至驱动机构3，使得驱动机构3能根据反馈的实际驱动力进行调节，进而保证驱动机构3实际输出的驱动力与预设的驱动力的误差较小，进而有利于保证测试的准确性。

参见图1，进一步的如上所述的测试装置，还包括：

位移传感器7，位移传感器7与驱动机构3通信连接。

在本实用新型的一具体实施例中，测试装置还包括设置于连接板2上的位移传感器7，位移传感器7与驱动机构3通信连接，使得驱动机构3在根据预设的驱动位移进行驱动时，位移传感器7能检测驱动机构3输出的实际驱动位移，并反馈至驱动机构3，使得驱动机构3能根据反馈的实际驱动位移进行调节，形成闭环控制，进而保证驱动机构3实际输出的驱动位移与预设的驱动位移的误差较小，进而有利于保证测试的准确性。

具体地，如上所述的测试装置，还包括：工作台；

支撑板1固定安装于工作台8上，且工作台8上设置有供螺纹连接结构5安装的工艺缺口801。

在本实用新型的实施例中，工作台8用于固定支撑板1，其中具体的固定方式包括但不限于焊接和螺接。工艺缺口801能供螺纹连接结构5穿过并安装，使得支撑板1可设置在工作台8的边缘部位也可设置在工作台8的中间部位，增大了支撑板1在工作台8上的固定安装的范围。

优选地，如上所述的测试装置，滑动机构包括：

设置于支撑板1和连接板2中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的导槽；

或者，设置于支撑板1和连接板2连接板中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的滚轮；

或者，设置于支撑板1和连接板2连接板中的一个上的导槽，以及设置于另一个上对应的滚轮。

在本实用新型的实施例中，还给出了滑动机构的具体组成，可选的，上述三种滑动机构的形式仅为申请人所提供的优选方式，在此基础上，本领域的技术人员进行适应性修改后得到的滑动机构的形式也属于本实用新型的保护范围，例如，支撑板1和连接板2上相对应的各设置有导槽，在导槽内设置有滚珠。

可选地，上述的第二压力传感器6和位移传感器7还可通过上述的控制器与驱动机构3通信连接，即第二压力传感器6和位移传感器7检测到的数据先上传至控制器后，控制器通过改变驱动信号中所携带的信息或直接转发等形式反馈至驱动机构3，使驱动机构3根据反馈的信息进行闭环调节。

此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种螺纹连接结构防松性能的测试装置，其特征在于，包括：

支撑板(1)、连接板(2)、驱动机构(3)、滑动机构和第一压力传感器(4)；

其中，所述连接板(2)放置于所述支撑板(1)上，并通过待测试的螺纹连接结构(5)固定连接；

所述滑动机构设置于所述支撑板(1)与所述连接板(2)之间；

所述第一压力传感器(4)设置于所述螺纹连接结构(5)与所述支撑板(1)或所述连接板(2)之间；

所述驱动机构(3)与所述连接板(2)的一端连接，所述驱动机构(3)的驱动力方向为测试装置的测试方向，所述测试方向垂直于所述螺纹连接结构(5)的螺旋线的延伸方向。

2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述螺纹连接结构(5)包括：内螺纹件(502)和外螺纹件(501)；

其中，所述外螺纹件(501)包括：设置有受力结构的头部(5011)和设置有外螺纹的螺纹部；

所述支撑板(1)和所述连接板(2)上均设置有供所述外螺纹件(501)穿设的安装孔，所述外螺纹件(501)穿设所述支撑板(1)和所述连接板(2)时，所述第一压力传感器(4)设置于所述支撑板(1)与所述外螺纹件(501)的所述头部(5011)或所述内螺纹件(502)之间。

3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，所述支撑板(1)在远离所述连接板(2)的一侧设置有一凹槽(101)，所述第一压力传感器(4)设置于所述凹槽(101)中，且所述安装孔连通所述凹槽(101)。

4.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述连接板(2)与所述驱动机构(3)之间设置有一第二压力传感器(6)，所述第二压力传感器(6)还与所述驱动机构(3)通信连接。

5.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：

位移传感器(7)，所述位移传感器与所述驱动机构(3)通信连接。

6.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，还包括：工作台；

所述支撑板(1)固定安装于所述工作台(8)上，且所述工作台(8)上设置有供所述螺纹连接结构(5)安装的工艺缺口(801)。

7.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述滑动机构包括：

设置于所述支撑板(1)和所述连接板(2)中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的导槽；

或者，设置于所述支撑板(1)和所述连接板(2)连接板中的一个上的导轨，以及设置于另一个上对应的滚轮；

或者，设置于所述支撑板(1)和所述连接板(2)连接板中的一个上的导槽，以及设置于另一个上对应的滚轮。

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