[實(shí)用新型]一種用于檢測(cè)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320624874.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN203561575U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 洪軍;朱林波;楊國(guó)慶;蔣翔俊;劉偉強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N19/02
• 分類號(hào): G01N19/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 汪人和

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于摩擦系數(shù)檢測(cè)試驗(yàn)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種用于檢測(cè)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)

螺紋連接因連接強(qiáng)度高、便于裝拆且成本低廉，已成為機(jī)械系統(tǒng)裝配環(huán)節(jié)中應(yīng)用最典型、最廣泛的連接方式之一，螺紋連接質(zhì)量的好壞直接影響機(jī)械產(chǎn)品整體性能的優(yōu)劣。從螺紋擰緊方法上分類，目前工程實(shí)際中扭矩法最為通用，但由于裝配界面潤(rùn)滑、表面形貌、被連接件材料特性的差異，采用此方法往往導(dǎo)致所得的預(yù)緊力離散度較大，極大限制了其在一些關(guān)鍵零部件裝配環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

針對(duì)扭矩法中預(yù)緊力離散度較大的問(wèn)題，近年來(lái)學(xué)者們提出通過(guò)構(gòu)建擰緊扭矩與預(yù)緊力之間的關(guān)聯(lián)模型，計(jì)算滿足目標(biāo)預(yù)緊力要求的螺栓擰緊扭矩。然而，此方法在應(yīng)用中需要技術(shù)人員提供必要的連接參數(shù)量值，如螺栓頭支承面摩擦系數(shù)、螺紋嚙合面摩擦系數(shù)、螺距、螺栓頭有效半徑等，螺紋嚙合面摩擦系是影響該模型計(jì)算精度的重要因素之一。目前學(xué)者和技術(shù)人員在應(yīng)用該模型時(shí)，螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的確定大都采用設(shè)計(jì)手冊(cè)或者憑借技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)，且現(xiàn)有螺栓連接檢測(cè)裝置尚且不能單獨(dú)檢測(cè)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)，螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的不確定性嚴(yán)重影響了擰緊扭矩的設(shè)計(jì)精度。因此，有必要提出一種用于檢測(cè)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置，為工程技術(shù)人員在保障目標(biāo)預(yù)緊力條件下準(zhǔn)確設(shè)計(jì)擰緊扭矩提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)依據(jù)，從而提高擰緊扭矩與預(yù)緊力理論模型的計(jì)算精度，降低目標(biāo)預(yù)緊力的離散度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種用于檢測(cè)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)的試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置能夠改善擰緊扭矩與預(yù)緊力理論模型的計(jì)算精度，降低目標(biāo)預(yù)緊力的離散度，同時(shí)為其他螺紋副連接結(jié)構(gòu)摩擦系數(shù)的檢測(cè)提供方法參照。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：包括基座，基座上固定有試驗(yàn)臺(tái)支撐件，試驗(yàn)臺(tái)支撐件上安裝有連接件，被測(cè)螺栓從連接件的下端穿入，上端穿出；被測(cè)螺栓的螺栓頭部與連接件下底面之間還套設(shè)有螺栓套筒；被測(cè)螺母套裝在被測(cè)螺栓的末端，被測(cè)螺母與連接件上表面之間套設(shè)有軸承支承裝置；被測(cè)螺栓上還套設(shè)有測(cè)量裝置以及用于給被測(cè)螺栓施加預(yù)緊力的加載裝置。

所述的基座包括固定在底面上的鑄鐵平臺(tái)和圓盤底座，鑄鐵平臺(tái)的上表面開設(shè)有用于固定圓盤底座的T型槽，試驗(yàn)臺(tái)支撐件固定在圓盤底座上。

所述的試驗(yàn)臺(tái)支撐件包括三個(gè)結(jié)構(gòu)相同的L型支撐架，三個(gè)L型支撐架以短邊為底面，均勻布置并固定在圓盤底座上；連接件安裝在三個(gè)L型支撐架的內(nèi)側(cè)，且連接件與L型支撐架的內(nèi)側(cè)接觸面為圓弧面。

所述的連接件包括上連接件和下連接件，測(cè)量裝置設(shè)置在上連接件與下連接件之間，上連接件的上表面開設(shè)有用于放置軸承支撐裝置的圓形凹槽，中間沿軸向開設(shè)有能夠使被測(cè)螺栓穿過(guò)的通孔；下連接件的下表面開設(shè)有用于安裝螺栓套筒的矩形槽，中間沿軸向也開設(shè)有能夠使被測(cè)螺栓穿過(guò)的通孔；上連接件與下連接件的側(cè)面沿軸向均勻開設(shè)有與試驗(yàn)臺(tái)支撐件相配合用于固定上連接件和下連接件的螺紋孔。

所述的軸承支撐裝置包括套設(shè)在螺栓上的推力圓柱滾子軸承和軸承套筒，推力圓柱滾子軸承的軸圈安裝在上連接件上表面的圓形凹槽內(nèi)，推力圓柱滾子軸承的座圈安裝在軸承套筒上。

所述的測(cè)量裝置包括用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)螺栓擰緊過(guò)程中軸向預(yù)緊力變化信號(hào)的墊圈式力傳感器以及分別設(shè)置在墊圈式力傳感器上表面和下表面上的力傳感器上墊片和力傳感器下墊片；墊圈式力傳感器套裝在螺栓上，并固定在上連接件和下連接件之間；墊圈式力傳感器還連接有電荷放大器，墊圈式力傳感器通過(guò)電荷放大器與數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理模塊相連。

所述的加載裝置包括設(shè)置在被測(cè)螺栓末端的與螺母相配合為螺栓施加預(yù)緊力的擰緊軸；擰緊軸上連接有用于控制擰緊軸的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)上還連接有用于采集、存儲(chǔ)以及分析擰緊軸輸出扭矩反饋信號(hào)的數(shù)據(jù)處理模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

本實(shí)用新型螺栓從連接件的底部穿入，從連接件的上部穿出，并在螺栓的末端設(shè)置螺母，通過(guò)加載裝置給螺栓施加預(yù)緊力，并根據(jù)套裝在螺栓上的測(cè)量裝置，可以單獨(dú)檢測(cè)螺紋嚙合面的摩擦系數(shù)，能夠針對(duì)不同工程直徑、不同等級(jí)、不同潤(rùn)滑方式、不同材料特性及不同預(yù)緊力等參數(shù)對(duì)螺紋嚙合面摩擦系數(shù)進(jìn)行測(cè)量。為工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)螺栓擰緊扭矩提供基本的數(shù)據(jù)支持，降低螺栓預(yù)緊力的離散度，保障螺栓連接性能滿足工程需求。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型圓盤底板的等軸側(cè)視圖；

圖3為本實(shí)用新型三個(gè)L型支撐架的等軸側(cè)視圖；

圖4為本實(shí)用新型上連接件的等軸側(cè)視圖；