CN220708930U - 螺栓拉扭试验机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种螺栓拉扭试验机，包括支撑平台、固定夹持机构、旋转夹持机构及轴向加载机构。支撑平台设有直线导轨；固定夹持机构包括定扭转头；旋转夹持机构包括动扭转头；轴向加载机构包括安装支架、承载液压缸及旋转承载座，承载液压缸包括缸筒、缸盖及活塞，旋转承载座包括固定侧承载套及旋转侧承载套；固定夹持机构、轴向加载机构及旋转夹持机构沿直线导轨延伸方向依次设置，以使定扭转头能够随滑动过程伸入固定侧承载套内，动扭转头能够随滑动过程伸入旋转侧承载套内。本实用新型涉及试验装置领域，通过设有承载液压缸的轴向加载机构进一步提高了本螺栓拉扭试验机的测试精度。

Description

螺栓拉扭试验机

技术领域

本实用新型涉及试验装置技术领域，特别涉及一种螺栓拉扭试验机。

背景技术

螺栓是一种最常见的螺纹连接件，而当螺栓被应用在航空或铁路领域上时，对其螺栓的力学性能要求是很高的，例如锁紧拉力、拧断扭矩、预紧力和松脱力矩等性能要求，而对相应性能参数的测试就异常重要，通过对螺栓拉扭力学性能测试来保证紧固件可靠性能和安全保障，而目前市面上的螺栓拉力测试机构一般是通过对在扭转过程中对压力传感器加压来测量轴向力，但这种测量方式在扭转过程中会有摩擦力的干扰，导致测量的结果有偏差。

实用新型内容

在本实用新型的主要目的是提供一种螺栓拉扭试验机，旨在改善上述现有技术的不足，进一步提高本螺栓拉扭试验机的测量精度及工作稳定性。

为实现上述目的，本实用新型提出的螺栓拉扭试验机，包括支撑平台、固定夹持机构、旋转夹持机构以及轴向加载机构。所述支撑平台设有直线导轨；所述固定夹持机构包括定扭转头；所述旋转夹持机构包括动扭转头；所述轴向加载机构包括安装支架、承载液压缸及旋转承载座，所述承载液压缸包括缸筒、缸盖及活塞，所述缸筒设于所述安装支架，并与所述缸盖围合形成容置腔，所述活塞设于所述容置腔内，所述旋转承载座包括固定侧承载套及旋转侧承载套，所述固定侧承载套与旋转侧承载套对应设有贯穿的螺栓过孔，所述固定侧承载套固定连接于所述活塞，所述旋转侧承载套固定连接于所述缸筒；所述固定夹持机构、所述轴向加载机构及所述旋转夹持机构沿所述直线导轨延伸方向依次设置，且所述轴向加载机构及所述旋转夹持机构滑动连接于所述直线导轨，以使所述固定侧承载套能够随滑动过程伸入所述定扭转头内，所述动扭转头能够随滑动过程伸入所述旋转侧承载套内。

作为一种可行的实施方式，所述轴向加载机构还包括旋转轴承，所述旋转轴承套设于所述缸筒外周侧，并夹设于所述安装支架与所述缸筒之间，所述缸筒通过所述旋转轴承活动连接于所述安装支架。

作为一种可行的实施方式，所述旋转轴承的数量为至少两个，至少两个旋转轴承沿所述直线导轨延伸方向间隔排布，并分别连接所述缸筒与所述安装支架。

作为一种可行的实施方式，所述缸筒形成有进油口，所述进油口连通所述容置腔。

作为一种可行的实施方式，所述缸筒还形成有排气孔，所述排气孔连通所述容置腔，并与所述进油口相对设置于所述固定侧承载套两侧。

作为一种可行的实施方式，所述螺栓拉扭试验机还包括液压输出装置，所述液压输出装置固定连接于所述支撑平台，并包括出油管及液压传感器，所述出油管连通所述进油口，以用于朝向所述进油口提供液压油，所述液压传感器设于所述出油管。

作为一种可行的实施方式，所述活塞中部形成有贯通的第一安装孔，所述固定侧承载套外侧周面环设有第一台阶，所述固定侧承载套至少部分伸入所述第一安装孔，以使所述第一台阶至少部分抵接所述活塞。

作为一种可行的实施方式，所述缸筒形成有贯通的第二安装孔，所述旋转侧承载套外侧周面环设有第二台阶，所述旋转侧承载套至少部分伸入所述第二安装孔，以使所述第二台阶至少部分抵接所述缸筒。

作为一种可行的实施方式，所述固定夹持机构还包括固定支架及扭矩传感器，所述扭矩传感器设于所述固定支架，所述定扭转头设于所述扭矩传感器靠近所述轴向加载机构的一侧。

作为一种可行的实施方式，所述旋转夹持机构还包括旋转支架及驱动电机，所述驱动电机设于所述旋转支架，所述动扭转头设于所述驱动电机靠近所述轴向加载机构的一侧，并与所述驱动电机驱动连接。

本实用新型技术方案提出的螺栓拉扭试验机与现有技术相比，其有益效果在于：

通过在轴向加载机构中设置安装支架、承载液压缸及旋转承载座，所述承载液压缸包括缸筒、缸盖及活塞，所述缸筒设于所述安装支架，并与所述缸盖围合形成容置腔，所述活塞设于所述容置腔内，所述旋转承载座包括固定侧承载套及旋转侧承载套，所述固定侧承载套与旋转侧承载套对应设有贯穿的螺栓过孔，所述固定侧承载套固定连接于所述活塞，所述旋转侧承载套固定连接于所述缸筒；并且，使所述固定夹持机构、所述轴向加载机构及所述旋转夹持机构沿所述直线导轨延伸方向依次滑动连接于所述直线导轨，以使所述定扭转头能够随滑动过程伸入所述固定侧承载套内，所述动扭转头能够随滑动过程伸入所述旋转侧承载套内。如此，通过承载液压缸控制定扭转头及动扭转头的相对距离，避免了使用传统压力传感器在旋转摩擦力的影响下而导致测量结果的不准确，进一步提高了本螺栓拉扭试验机的测量精度及工作稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型螺栓拉扭试验机一实施例的结构示意图；

图2为图1中实施例轴向加载机构的结构示意图。

附图标号说明：

100、螺栓拉扭试验机；10、支撑平台；11、直线导轨；30、固定夹持机构；31、定扭转头；33、固定支架；35、扭矩传感器；50、旋转夹持机构；51、动扭转头；53、旋转支架；55、驱动电机；70、轴向加载机构；71、安装支架；73、承载液压缸；731、缸筒；732、进油口；733、缸盖；734、排气孔；735、活塞；737、第一安装孔；738、第二安装孔；75、旋转承载座；751、固定侧承载套；752、螺栓过孔；753、旋转侧承载套；754、第一台阶；755、第二台阶；77、旋转轴承。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

为下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

螺栓是一种最常见的螺纹连接件，而当螺栓被应用在航空或铁路领域上时，对其螺栓的力学性能要求是很高的，例如锁紧拉力、拧断扭矩、预紧力和松脱力矩等性能要求，而对相应性能参数的测试就异常重要，通过对螺栓拉扭力学性能测试来保证紧固件可靠性能和安全保障，而目前市面上的螺栓拉力测试机构一般是通过对在扭转过程中对压力传感器加压来测量轴向力，但这种测量方式在扭转过程中会有摩擦力的干扰，导致测量的结果有偏差。

本申请螺栓拉扭试验机所提出的技术方案通过在轴向加载机构中设置安装支架、承载液压缸及旋转轴承座，在对待测螺栓进行拉扭试验的过程中，进一步增加试验精度及稳定性，也即，增加本申请螺栓拉扭试验机的工作精度及工作稳定性。

参照图1和图2，本实用新型中的螺栓拉扭试验机100包括支撑平台10、固定夹持机构30、旋转夹持机构50和轴向加载机构70。支撑平台10设有直线导轨11；固定夹持机构30包括定扭转头31；旋转夹持机构50包括动扭转头51；轴向加载机构70包括安装支架71、承载液压缸73及旋转承载座75，承载液压缸73包括缸筒731、缸盖733及活塞735，缸筒731设于安装支架71，并与缸盖733围合形成容置腔，活塞735设于容置腔内，旋转承载座75包括固定侧承载套751及旋转侧承载套753，固定侧承载套751与旋转侧承载套753对应设有贯穿的螺栓过孔752，固定侧承载套751固定连接于活塞735，旋转侧承载套753固定连接于缸筒731；其中，固定夹持机构30、轴向加载机构70及旋转夹持机构50沿直线导轨11延伸方向依次滑动连接于直线导轨11，以使定扭转头31能够随滑动过程伸入固定侧承载套751内，动扭转头51能够随滑动过程伸入旋转侧承载套753内。

作为一种可行的实施方式，轴向加载机构70设置和旋转夹持架构设置于直线导轨11上，轴向加载机构70能够通过承载液压缸73在直线滑轨上朝向固定夹持机构30进行移动，从而使得固定侧承载套751能够移动至定扭转头31上并且伸入定扭转头31中。且旋转夹持机构50同样设置于直线滑轨上，旋转夹持机构50的动扭转头51能够移动至旋转侧承载套753并且伸入旋转侧承载套753中。

承载液压缸73是一种用于将液体能量转化为机械能量的装置。承载液压缸73包括缸筒731、缸盖733和活塞735。承载液压缸73通过在缸筒731内注入液压油，并利用液压油的压力将活塞735推动，从而产生机械力来实现工作。首先，承载液压缸73的工作原理是基于帕斯卡定律。根据帕斯卡定律，液体在一个封闭的容器中传递压力时，该压力会均匀地传递到容器中的每个点。承载液压缸73的缸筒731和活塞735组成了一个密封的容器，而液压油则被注入到缸筒731内。当液压油被注入缸筒731内时，增加的压力会均匀地作用于承载液压缸73内的每个面积。活塞735的面积与承载液压缸73的面积成比例，因此增加的压力将使活塞735向前或向后推动。

具体的，承载液压缸73的工作过程可以分为两个阶段：进给阶段和回程阶段。在进给阶段，液压泵将液压油推送到缸筒731内，增加缸筒731内的压力，从而推动活塞735向前运动。在回程阶段，液压泵停止供油，而承载液压缸73内的液压油被排出或回流到液压油箱，使缸筒731内的压力降低，活塞735则会受外部力或重力的作用而回程。

需要说明的是，承载液压缸73作为一种带动轴向加载机构70进行移动的可行方案，可使用其他结构代替缸筒731，例如通过驱动电机55带动缸筒731，以带动轴向加载机构70在直线导轨11上进行移动。

在本实施例中，通过在轴向加载机构70中设置安装支架71、承载液压缸73及旋转承载座75，承载液压缸73包括缸筒731、缸盖733及活塞735，缸筒731设于安装支架71，并与缸盖733围合形成容置腔，活塞735设于容置腔内，旋转承载座75包括固定侧承载套751及旋转侧承载套753，固定侧承载套751与旋转侧承载套753对应设有贯穿的螺栓过孔752，固定侧承载套751固定连接于活塞735，旋转侧承载套753固定连接于缸筒731；并且，使固定夹持机构30、轴向加载机构70及旋转夹持机构50沿直线导轨11延伸方向依次滑动连接于直线导轨11，以使固定侧承载套751能够随滑动过程伸入定扭转头31内，动扭转头51能够随滑动过程伸入旋转侧承载套753内。如此，通过承载液压缸73控制定扭转头31及动扭转头51的相对距离，避免了使用传统压力传感器在旋转摩擦力的影响下而导致测量结果的不准确，进一步提高了本螺栓拉扭试验机100的测量精度及工作稳定性。

在本实用新型一实施例的技术方案中，轴向加载机构70还包括旋转轴承77，旋转轴承77套设于缸筒731外周侧，并夹设于安装支架71与缸筒731之间，缸筒731通过旋转轴承77活动连接于安装支架71。

作为一种可行的实施方式，旋转轴承77套用于连接缸筒731和安装支架71，通过这样的设置，可实现缸筒731和安装支架71的稳定连接，从而实现缸筒731带动安装支架71在直线导轨11上进行移动。

在本实用新型一实施例的技术方案中，旋转轴承77的数量为至少两个，至少两个旋转轴承77沿直线导轨11延伸方向间隔排布，并分别连接缸筒731与安装支架71。

作为一种可行的实施方式，旋转轴承77的数量和缸筒731的数量相对应，从而实现旋转轴承77和缸筒731的连接，并且通过至少两个旋转轴承77与缸筒731的连接，可以提高连接的稳定性。

在本实用新型一实施例的技术方案中，缸筒731形成有进油口732，进油口732连通容置腔。

作为一种可行的实施方式，缸筒731可以为一个长形的金属筒体，缸筒731的形状大致为长筒形。缸筒731具有一个进油口732，该进油口732与承载液压缸73的容置腔相连通。进油口732的作用是引导液压油进入容置腔中。

容置腔可用来容纳液压油。当液压油通过进油口732进入承载液压缸73时，液压油会进入容置腔中，并沿着缸筒731的内表面进行填充。通过进油口732的连通，液压油可以有效地进入液压缸，为活塞735的运动提供动力。

需要说明的是，进油口732的位置和形式可能因承载液压缸73的形状以及用途而有所不同。一般来说，进油口732通常位于缸筒731的一端或侧面，并与容置腔相连。从而可方便液压油的输入和控制。

在本实用新型一实施例的技术方案中，缸筒731还形成有排气孔734，排气孔734连通容置腔，并与进油口732相对设置于固定侧承载套751两侧。

作为一种可行的实施方式，排气孔734的作用是用于将空气或气体排出承载液压缸73的容置腔，并与进油口732形成连通。排气孔734通常位于缸筒731的固定侧承载套751的两侧，并与进油口732相对设置。排气孔734与进油口732相对设置是为了确保承载液压缸73内的液压油能够完全填充，同时排除容置腔中的空气或气体。当液压油从进油口732进入承载液压缸73时，排气孔734允许空气或气体通过连通通道排出，以确保容置腔内的液压油能够充分填满。固定侧承载套751是连接承载液压缸73和固定夹持机构30，固定侧承载套751承受着承载液压缸73的力和压力。在固定侧承载套751的两侧设置排气孔734与进油口732相对，可以提供平衡的液压油流动，有效排除空气或气体，并确保承载液压缸73的正常工作。

需要注意的是，排气孔734的尺寸和数量可能会根据承载液压缸73的设计和尺寸而有所不同。排气孔734通常具有适当的直径和位置，以确保在承载液压缸73启动和操作过程中，能够及时而有效地排除空气或气体，从而保持液压系统的正常工作状态。

在本实用新型一实施例的技术方案中，螺栓拉扭试验机100还包括液压输出装置，液压输出装置固定连接于支撑平台10，并包括出油管及液压传感器，出油管连通进油口732，以用于朝向进油口732提供液压油，液压传感器设于出油管。

作为一种可行的实施方式，液压输出装置固定连接在支撑平台10上，并由出油管和一个液压传感器组成。出油管与进油口732相连通，用于向进油口732方向提供液压油。液压传感器则放置在出油管上。液压输出装置的作用是将液压压力传递给轴向加载机构70，以提供所需的力或动力。通过连接出油管和进油口732，液压油可以从液压输出装置流入承载液压缸73的容置腔中，驱动活塞735的运动。液压传感器负责监测液压油的压力或流量情况，以提供给系统的控制器或监测设备。

需要说明的是，出油管和进油口732之间的连接通道应保持畅通，以确保液压油能够顺利地进入液压缸的容置腔。此外，液压传感器应正确地安装在出油管上，以准确地监测液压油的压力或流量，从而提供准确的数据。

在本实用新型一实施例的技术方案中，活塞735中部形成有贯通的第一安装孔737，固定侧承载套751外侧周面环设有第一台阶754，固定侧承载套751至少部分伸入第一安装孔737，以使第一台阶754至少部分抵接活塞735。

作为一种可行的实施方式，通过在活塞735上设置有第一安装孔737，并在固定侧承载套751上设置有第一台阶754，第一台阶754和第一安装孔737相对应设置，从而可使得固定侧承载套751和活塞735实现稳定的连接。

在本实用新型一实施例的技术方案中，缸筒731形成有贯通的第二安装孔738，旋转侧承载套753外侧周面环设有第二台阶755，旋转侧承载套753至少部分伸入第二安装孔738，以使第二台阶755至少部分抵接缸筒731。

作为一种可行的实施方式，通过在活塞735上设置有第二安装孔738，并在旋转侧承载套753上设置有第二台阶755，第二台阶755和第二安装孔738相对应设置，从而可使得旋转侧承载套753和活塞735实现稳定的连接。

在本实用新型一实施例的技术方案中，固定夹持机构30还包括固定支架33及扭矩传感器35，扭矩传感器35设于固定支架33，定扭转头31设于扭矩传感器35靠近轴向加载机构70的一侧。

作为一种可行的实施方式，固定支架33是用于支撑和固定扭矩传感器35的结构。它提供了稳定的支撑平台10，使扭矩传感器35能够准确地测量扭矩。固定支架33应该合适地安装在液压输出装置上，以确保扭矩传感器35能够正确地测量和监测扭矩。扭矩传感器35则是用于测量和监测扭矩的装置。它能够感知轴向加载机构70施加的扭矩大小。通过将扭矩传感器35安装在固定支架33上，可以准确地获得轴向加载机构70施加的扭矩信息。这些扭矩信息可以用于控制和监测轴向加载机构70的工作状态，也可以作为反馈信号来判断是否达到了预期的负载或力矩值。定扭转头31是固定在扭矩传感器35上，靠近轴向加载机构70一侧的部件。它的作用是将轴向加载机构70施加的扭矩传递给扭矩传感器35。通过定扭转头31的设计和安装，扭矩能够准确地传递并由扭矩传感器35测量。通过这样的设置，可以实时获得扭矩信息，以便控制和监测轴向加载机构70的工作状态和待测螺栓的抗扭性能。

在本实用新型一实施例的技术方案中，旋转夹持机构50还包括旋转支架53及驱动电机55，驱动电机55设于旋转支架53，动扭转头51设于驱动电机55靠近轴向加载机构70的一侧，并与驱动电机55驱动连接。

作为一种可行的实施方式，旋转支架53是用于支撑和固定驱动电机55的结构。它提供了一个稳定的支撑平台10，使驱动电机55能够正确地定位和运行。驱动电机55是用于提供旋转力和驱动液压输出装置件。驱动电机55能够将旋转力传递给动扭转头51，并通过驱动连接与动扭转头51相连接。通过驱动电机55的输出力和控制，液压输出装置可以实现旋转运动，从而实现测试螺栓的抗扭性能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种螺栓拉扭试验机，其特征在于，包括：

支撑平台，所述支撑平台设有直线导轨；

固定夹持机构，所述固定夹持机构包括定扭转头；

旋转夹持机构，所述旋转夹持机构包括动扭转头；以及

轴向加载机构，所述轴向加载机构包括安装支架、承载液压缸及旋转承载座，所述承载液压缸包括缸筒、缸盖及活塞，所述缸筒设于所述安装支架，并与所述缸盖围合形成容置腔，所述活塞设于所述容置腔内，所述旋转承载座包括固定侧承载套及旋转侧承载套，所述固定侧承载套与旋转侧承载套对应设有贯穿的螺栓过孔，所述固定侧承载套固定连接于所述活塞，所述旋转侧承载套固定连接于所述缸筒；

其中，所述固定夹持机构、所述轴向加载机构及所述旋转夹持机构沿所述直线导轨延伸方向依次设置，且所述轴向加载机构及所述旋转夹持机构滑动连接于所述直线导轨，以使所述固定侧承载套能够随滑动过程伸入所述定扭转头内，所述动扭转头能够随滑动过程伸入所述旋转侧承载套内。

2.根据权利要求1所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述轴向加载机构还包括旋转轴承，所述旋转轴承套设于所述缸筒外周侧，并夹设于所述安装支架与所述缸筒之间，所述缸筒通过所述旋转轴承活动连接于所述安装支架。

3.根据权利要求2所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述旋转轴承的数量为至少两个，至少两个旋转轴承沿所述直线导轨延伸方向间隔排布，并分别连接所述缸筒与所述安装支架。

4.根据权利要求1所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述缸筒形成有进油口，所述进油口连通所述容置腔。

5.根据权利要求4所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述缸筒还形成有排气孔，所述排气孔连通所述容置腔，并与所述进油口相对设置于所述固定侧承载套两侧。

6.根据权利要求4所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述螺栓拉扭试验机还包括液压输出装置，所述液压输出装置固定连接于所述支撑平台，并包括出油管及液压传感器，所述出油管连通所述进油口，以用于朝向所述进油口提供液压油，所述液压传感器设于所述出油管。

7.根据权利要求1所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述活塞中部形成有贯通的第一安装孔，所述固定侧承载套外侧周面环设有第一台阶，所述固定侧承载套至少部分伸入所述第一安装孔，以使所述第一台阶至少部分抵接所述活塞。

8.根据权利要求7所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述缸筒形成有贯通的第二安装孔，所述旋转侧承载套外侧周面环设有第二台阶，所述旋转侧承载套至少部分伸入所述第二安装孔，以使所述第二台阶至少部分抵接所述缸筒。

9.根据权利要求1至8中任一所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述固定夹持机构还包括固定支架及扭矩传感器，所述扭矩传感器设于所述固定支架，所述定扭转头设于所述扭矩传感器靠近所述轴向加载机构的一侧。

10.根据权利要求1至8中任一所述的螺栓拉扭试验机，其特征在于，所述旋转夹持机构还包括旋转支架及驱动电机，所述驱动电机设于所述旋转支架，所述动扭转头设于所述驱动电机靠近所述轴向加载机构的一侧，并与所述驱动电机驱动连接。