CN217097514U - 一种扭力扳手率定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种扭力扳手率定装置，包括测试盒和丝杆，测试盒为正面不封闭并且内部中空的长方体盒体，包括顶板、底板和垂直连接在顶板和底板之间的三块侧板；测试盒的顶板上设置有夹持件，测试盒的底板上开有底孔，丝杆通过底孔伸入测试盒内，并通过螺母螺纹连接在底板上。本实用新型结构简单，实施成本低，采用在液压万能试验机上张拉本实用新型的扭力扳手率定装置的试验方法，试验过程与现场实际施工工况一致，模拟了锚杆的实际张拉过程，试验过程的其他因素对试验结果影响小，得到的数据较为准确，通过实验得到的数据进行回归计算，形成回归方程，使用方法简单方便。

Description

一种扭力扳手率定装置

技术领域

本实用新型涉及扭力扳手率定装置技术领域，具体涉及一种扭力扳手率定装置。

背景技术

在水利水电工程中，大型洞室或高边坡的支护经常会使用到预应力锚杆，预应力锚杆通常采用穿心式千斤顶、拉伸机、扭力扳手等机具进行张拉施工。考虑到当预应力锚杆外露长度较短时，如果采用穿心式千斤顶或拉伸机，需对锚杆进行接长处理，底部需加空心垫块。由于穿心式千斤顶及拉伸机较为笨重，现场固定困难，且螺母拧动不易，如采用此方法，将大大降低工效，增加施工工期，影响到后续的浇筑施工。而采用扭力扳手进行张拉，施工工艺简单，人员投入少，且现场施工易于控制。

因预应力锚杆的设计规格不尽相同，针对不同规格的预应力锚杆，需要对扭力扳手进行率定，以便确定扭力扳手力矩与锚杆拉应力的换算关系，以保证预应力锚杆的张拉拉力满足设计要求。目前，扭力扳手的扭力与预应力锚杆设计要求的拉拔力的对应关系没有统一的标准，主要通过以下几种方法解决：1、采用扭力扳手厂家提供的参考数据，该数据为厂家提供的大致参考数据，准确度较低或根据各种施工环境得出，误差比较大。2、采用经验公式，锚杆预应力通常是通过拧紧锚杆尾部螺母、压紧托板实现的，因此确定锚杆预紧扭矩对应的锚杆预紧力大小非常重要。锚杆预应力与螺母安装扭矩、螺纹规格及摩擦系数等因素之间的关系为：Ft＝T·tg(β+ρ)，推导出扭力与预紧拉力的关系经验公式为

得出k值，但该方法经验系数k为综合系数，包含了各个因素的影响，对确定锚杆预紧扭矩与预紧力之间的关系影响大，仅靠经验和厂家推荐数值进行取值，预应力锚杆施工质量控制困难。3、采用在锚杆杆体上设置锚杆应力计，扭力扳手通过对锚杆施加应力，同步在锚杆应力计显示拉力值进行对应，找出对应关系，形成回归曲线，指导施工，该方法接近比较实际，但需单独采购锚杆测力计和测力读数仪，加上由于安装锚杆应力计，要求孔径较大，且锚杆安装要求较高，试验测试将影响现场正常施工。

鉴于以上分析，研究一种用于率定扭力扳手的装置，寻找扭力扳手的力矩与拉应力的对应关系十分必要。

实用新型内容

本实用新型为解决现有技术中的问题，提供了一种扭力扳手率定装置。

一种扭力扳手率定装置，包括测试盒和丝杆，测试盒为正面不封闭并且内部中空的长方体盒体，包括顶板、底板和垂直连接在顶板和底板之间的三块侧板；测试盒的顶板上设置有夹持件，测试盒的底板上开有底孔，丝杆通过底孔伸入测试盒内，并通过螺母螺纹连接在底板上。

进一步的技术方案是：所述夹持件的中心与丝杆的中心位于同一轴线上。

进一步的技术方案是：夹持件为螺纹杆制作而成，顶板上设置有顶孔，夹持件穿过顶孔并通过螺帽固定连接在顶板上。

进一步的技术方案是：伸入测试盒内的丝杆上连接有钢垫板，钢垫板设置在螺母和底板之间。

进一步的技术方案是：所述测试盒的顶板、底板和侧板均采用双层钢板制成。

进一步的技术方案是：所述测试盒的内部净空长为20cm、宽为20cm、高为30cm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型结构简单，实施成本低，采用在液压万能试验机上张拉本实用新型的扭力扳手率定装置的试验方法，试验过程与现场实际施工工况一致，模拟了锚杆的实际张拉过程，试验过程的其他因素对试验结果影响小，得到的数据较为准确，通过实验得到的数据进行回归计算，形成回归方程，使用方法简单方便。测试盒选用双层钢板制作而成，强度高。本实用新型使用时对现场影响小，在试验室即可进行，减少了施工设备及人员的投入，提高了施工工效、节省了施工工期。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型的侧面结构示意图；

图3是底板的结构示意图；

图4是钢垫板的结构示意图；

图5是三次试验中扭力扳手力矩与拉应力对比关系图；

图6是扭力扳手力矩与对应关系图；

图中：

1、测试盒，2、顶板，3、底板，4、侧板，5、顶孔，6、底孔，7、夹持件，8、丝杆，9、螺母，10、钢垫板，11、螺帽。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”，“上”，“下”，“左”，“右”，“竖直”，“水平”，“内”，“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”，“相连”，“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域所属的技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

一种扭力扳手率定装置，包括测试盒1和丝杆8，测试盒1为正面不封闭并且内部中空的长方体盒体，包括顶板2、底板3和垂直连接在顶板2和底板3之间的三块侧板4，三块侧边4分别设置在左侧、右侧和后侧；测试盒1的顶板2上设置有夹持件7，测试盒1的底板3上开有底孔6，丝杆8通过底孔6伸入测试盒内，并通过螺母9螺纹连接在底板3上。

夹持件7的中心与丝杆8的中心位于同一轴线上，使得万能试验机对测试盒进行稳定夹持。

在一实施例中，夹持件7焊接在测试盒1顶部。在另一优选的实施例中，夹持件7为螺纹钢制作而成，顶板2上设置有顶孔5，夹持件7穿过顶孔5并通过螺帽11固定连接在顶板2上。顶孔5中心和底孔6中心位于同一轴线上。夹持件7能够拆卸，方便收纳存储。

伸入测试盒1内的丝杆8上连接有钢垫板10，钢垫板10设置在螺母9和底板3之间。钢垫板10用于保护螺母9和底板3，通过加大两者的接触面积，使施加在螺母9上的扭力可以更好的分散，防止构件局部抗压破坏。

优选的实施例中，所述测试盒1的顶板2、底板3和侧板4均采用双层钢板制成，双层钢板能够提高测试盒的强度，具体的，钢板的厚度为1cm。

测试盒1的内部净空长为20cm、宽为20cm、高为30cm。

在一具体的实施例中，结合水利水电工程中抽水蓄能电站主厂房的预应力锚杆张拉施工进行说明，主厂房岩锚梁的预应力锚杆为锚杆长度为10m、直径为36mm的Ⅲ级螺纹钢，主厂房预应力锚杆外露为10cm，使用本实用新型进行扭力扳手率定的方法如下：

在本实例中，丝杆8的大小、螺距及螺母9尺寸等试验工件与现场的预应力锚杆完全相同，丝杆8为直径为36mm、长15cm的螺纹钢。顶板2上开设直径为40mm的顶孔5，夹持件7为直径为36mm的螺纹钢，夹持件7固定连接在顶孔5上。底板3上开设有直径为40mm的底孔6，保证丝杆8能在底孔内自由移动，测试盒顶孔中心与底孔中心位于同一轴线上。

首先将万能试验机的上钢筋夹具对测试盒的夹持件7进行夹持固定，再将万能试验机的下钢筋夹具将位于测试盒外部的丝杆部分夹持固定，伸入测试盒内的丝杆长度控制在5cm左右，并在丝杆上加装钢垫板10，再在测试盒内的丝杆上螺纹连接有螺母。通过拧动螺母，将拉应力传递给万能试验机。

扭力扳手从150N.M开始试验，一直试验至950N.M，每次设定的扭力增量为100N.M，当扭力扳手达到预设的扭力时,记录万能试验机的拉应力值。经过三次重复试验所取得的成果资料分析，具体试验所取得成果资料详见表1和图5，三组试验数据相关性很强，施加相同力矩值，所测的各拉应力值偏差较小,且力矩与拉应力的对应关系为正态分布。

表1

根据上述分析数据建立扭力扳手力矩-拉应力的对应关系曲线。如图6所示，通过对试验所取得的各力距平均拉应力进行回归计算，回归方程为：Y(KN)＝0.1692X(N.M)+1.1867(KN)，R²＝0.9993，在本实施例中，回归方程拟合较好，为后续主厂房预应力锚杆的张拉施工提供了基准数据，各预应力锚杆力矩值可通过回归方程计算确定。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种扭力扳手率定装置，其特征在于，包括测试盒和丝杆，测试盒为正面不封闭并且内部中空的长方体盒体，包括顶板、底板和垂直连接在顶板和底板之间的三块侧板；测试盒的顶板上设置有夹持件，测试盒的底板上开有底孔，丝杆通过底孔伸入测试盒内，并通过螺母螺纹连接在底板上。

2.根据权利要求1所述的一种扭力扳手率定装置，其特征在于，所述夹持件的中心与丝杆的中心位于同一轴线上。

3.根据权利要求2所述的一种扭力扳手率定装置，其特征在于，夹持件为螺纹杆制作而成，顶板上设置有顶孔，夹持件穿过顶孔并通过螺帽固定连接在顶板上。

4.根据权利要求1所述的一种扭力扳手率定装置，其特征在于，伸入测试盒内的丝杆上连接有钢垫板，钢垫板设置在螺母和底板之间。

5.根据权利要求1所述的一种扭力扳手率定装置，其特征在于，所述测试盒的顶板、底板和侧板均采用双层钢板制成。

6.根据权利要求5所述的一种扭力扳手率定装置，其特征在于，所述测试盒的内部净空长为20cm、宽为20cm、高为30cm。

Images