[發(fā)明專利]一種車輪芯軸螺栓預(yù)緊力檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310491534.4
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN104568281A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃德杰;王青娣;陳松海
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江萬向精工有限公司;萬向集團(tuán)公司
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及螺栓預(yù)緊力檢測裝置，尤其涉及一種車輪芯軸螺栓預(yù)緊力檢測裝置。

背景技術(shù)

目前，在第一代、第二代輪轂軸承單元中，輪轂軸承通過芯軸與芯軸螺栓配合鎖緊，為了研究芯軸螺栓摩擦系數(shù)、芯軸與芯軸螺栓貼合面積與其預(yù)緊力的關(guān)系，需要輪轂軸承裝車狀態(tài)下的游隙或預(yù)緊力提供支持，因此需要檢測芯軸螺栓的扭矩與預(yù)緊力的線性關(guān)系。現(xiàn)有技術(shù)中，常見的螺栓預(yù)緊力檢測一般采用下述兩種方案：第一種方案，在螺栓末端中心打孔，把敏感元件埋入螺栓內(nèi)部，通過敏感元件感知螺栓的變形情況，對敏感元件輸出的電信號進(jìn)行分析處理，獲取到預(yù)緊力，進(jìn)行檢測；第二種方案，在螺栓上沒有螺紋的螺柱上加工出測量平面，把應(yīng)變片粘貼于該測量平面，通過螺栓內(nèi)孔引出信號線，利用應(yīng)變片的應(yīng)變來探測螺栓預(yù)緊力。對于第一種方案，有些螺栓自身硬度很高，不便于打孔，有些螺栓型號很小，打孔非常困難，同時(shí)孔與螺母的同軸度、孔內(nèi)的光滑程度等都極難控制，從而導(dǎo)致檢測精度低，檢測困難；針對第二種方案，螺栓太小，也難以加工出平面，應(yīng)變片缺乏安裝位置，有些螺栓的螺柱整體都帶有螺紋，加工平面后會影響螺栓的正常使用。綜上，現(xiàn)在的螺絲軸向預(yù)緊力檢測都對螺栓自身帶有破壞性，而且檢測環(huán)境、狀態(tài)一致性很難控制，從而導(dǎo)致檢測精度低，甚至完全無法檢測。

中國專利授權(quán)公告號：CN202867494U，授權(quán)公告日2013年4月10日，公開了一種設(shè)有預(yù)緊力檢測轉(zhuǎn)頭的螺栓，包括螺栓、檢測轉(zhuǎn)頭、固定桿、彈簧、固定銷及粘結(jié)劑，螺栓的軸心設(shè)有臺階孔、固定銷孔及調(diào)節(jié)銷孔，檢測轉(zhuǎn)頭上設(shè)有擺動臂及調(diào)節(jié)銷，固定桿上設(shè)有凸臺及螺帽；固定桿設(shè)于臺階孔內(nèi)，粘結(jié)劑將固定桿端頭與臺階孔固連，檢測轉(zhuǎn)頭套裝在固定桿的凸臺上，固定銷嵌在固定銷孔內(nèi)，彈簧設(shè)于調(diào)節(jié)銷與固定銷之間。通過肉眼觀測檢測轉(zhuǎn)頭的位置，即可及早發(fā)現(xiàn)螺栓的預(yù)緊力降低或失效，具有結(jié)構(gòu)簡單，檢測方便的優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是該種檢測方式中需要在螺栓的軸心加工出臺階孔，一批螺栓上，每次螺栓都加工臺階孔，每個(gè)臺階孔的同軸度、深度、直徑、粗糙度等都會有差異，因此預(yù)緊力檢測精度低，一致性差。同時(shí)螺栓中心打孔還會降低螺栓自身強(qiáng)度，破壞螺栓自身結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的螺栓預(yù)緊力檢測過程中會破壞螺栓自身結(jié)構(gòu)，同時(shí)檢測精度低的不足，提供了一種在不破壞螺栓自身結(jié)構(gòu)的情況下，能夠準(zhǔn)確檢測螺栓預(yù)緊力的車輪芯軸螺栓預(yù)緊力檢測裝置，該種裝置檢測方便，可用于車輪芯軸螺栓出廠檢驗(yàn)以及維修時(shí)的檢驗(yàn)，從而保證輪轂軸承單元性能穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種車輪芯軸螺栓預(yù)緊力檢測裝置，包括基座、連接塊和芯軸，連接塊與基座連接，芯軸與連接塊連接，芯軸的中心設(shè)有通孔，所述的通孔的軸線與基座垂直，所述的通孔的下端設(shè)有內(nèi)螺紋，通孔內(nèi)設(shè)有芯軸螺栓，芯軸螺栓的下端與通孔的下端螺紋連接，芯軸的上端外側(cè)套設(shè)有支撐套，所述的支撐套與芯軸間隙配合，支撐套的上端高出芯軸上端，芯軸螺栓與支撐套的上端接觸，支撐套的外側(cè)面上貼有應(yīng)變片組，應(yīng)變片組與應(yīng)變適配器連接，所述的應(yīng)變適配器與工控機(jī)連接，芯軸螺栓的上端設(shè)有套筒，所述的套筒與扭矩扳手連接。套筒套在芯軸螺栓上，扭矩扳手與套筒連接，扭矩扳手轉(zhuǎn)動后，芯軸螺栓與芯軸之間不斷擰緊，芯軸螺栓擠壓支撐套使得支撐套變形，支撐套上的應(yīng)變片組也產(chǎn)生形變，芯軸螺栓的預(yù)緊力與支撐套的支撐力是一對作用力與反作用力，力的大小相等，扭矩扳手每轉(zhuǎn)動一個(gè)特定的扭矩都會記載下來，同時(shí)觀察工控機(jī)上對應(yīng)的電壓值，應(yīng)變片組已經(jīng)通過應(yīng)變片標(biāo)定裝置標(biāo)定過，因此每個(gè)電壓都能對應(yīng)一個(gè)壓力值（該壓力值等于芯軸螺栓的預(yù)緊力），從而得出扭矩與預(yù)緊力的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)預(yù)緊力的檢測，該種預(yù)緊力檢測過程中不需要破壞螺栓自身結(jié)構(gòu)，不會影響螺栓強(qiáng)度，整個(gè)檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單，檢測非常方便，檢測結(jié)果準(zhǔn)確。

作為優(yōu)選，所述的支撐套包括上支撐套和下支撐套，所述的上支撐套的上端向外延伸形成上翻邊，所述的下支撐套的下端向外延伸形成下翻邊，所述的應(yīng)變片組貼在下支撐套上。為了使得支撐套受壓后能具有較大應(yīng)變量，支撐套自身的長度較長而壁厚較薄，這樣支撐套在受到較小的壓力作用時(shí)也能形變，然而這樣也導(dǎo)致支撐套受到壓力較大時(shí)其中間部位可能沿徑向拱起而導(dǎo)致應(yīng)變片失效，因此把支撐套分為上支撐套和下支撐套，上支撐套和下支撐套自身長度都遠(yuǎn)小于單個(gè)支撐套的長度，因此受到較大的壓力后其中間部位不易拱起，從而保持應(yīng)變片組能夠穩(wěn)定的檢測到應(yīng)變量。

作為優(yōu)選，所述的應(yīng)變片組包括四個(gè)應(yīng)變片，四個(gè)應(yīng)變片采用全橋方式連接。全橋連接方式，檢測精度高，