[發(fā)明專利]多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)集成式壓?扭復(fù)合傳感器測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710040461.5
• 申請(qǐng)日: 2017-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN106644237A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙又杰;許新軍;林新生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海百若試驗(yàn)儀器有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24
• 代理公司: 上海滬慧律師事務(wù)所31311
• 代理人: 朱九皋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及各類標(biāo)準(zhǔn)件力學(xué)、摩擦學(xué)性能測(cè)試領(lǐng)域，特別是一種多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)的集成式壓-扭復(fù)合傳感器測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

螺紋緊固件連接系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛是螺栓-螺母連接副的形式，多數(shù)應(yīng)用在預(yù)緊力作用下，預(yù)緊力下的連接可以提高螺栓連接的可靠性，并能增強(qiáng)被連接體的緊密性和剛度。在螺紋緊固件連接系統(tǒng)中，沒有預(yù)緊力或預(yù)緊力不夠時(shí)，起不到真正的連接作用，一般稱之為欠擰；但過高的預(yù)緊力或者超擰也會(huì)導(dǎo)致螺紋連接的失敗。由于安裝現(xiàn)場(chǎng)很難直接測(cè)量預(yù)緊力，所以螺紋緊固件的預(yù)緊力則多是采用控制扭矩和轉(zhuǎn)角的手段來實(shí)現(xiàn)。這就需要知道螺紋緊固件的扭矩、轉(zhuǎn)角和預(yù)緊力之間的關(guān)系。即螺紋緊固件的扭矩-夾緊力關(guān)系。

螺紋緊固件扭矩-夾緊力關(guān)系，不僅涉及到扭矩系數(shù)、摩擦系數(shù)（含螺紋摩擦系數(shù)和支撐面摩擦系數(shù)）、緊固軸力、緊固扭矩等一系列螺紋連接副的緊固特性的測(cè)試及計(jì)算方法，還涉及到螺紋緊固件的應(yīng)力截面積和承載面積的計(jì)算方法等基礎(chǔ)術(shù)語、符號(hào)的規(guī)定。

我國(guó)在概括了國(guó)際上有關(guān)螺紋緊固件扭矩-夾緊力關(guān)系的研究成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證，對(duì)我國(guó)也是適用的。因此，在制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在充分消化、分析日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)JIS B1082-1987《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》、JIS B 1083-1990《螺紋緊固件緊固通則》及JIS B 1084-1990《螺紋緊固件擰緊試驗(yàn)方法》三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，提出了等效采用的意見。

因此，我國(guó)有關(guān)螺紋緊固件扭矩-夾緊力關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)也包括下列三個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：

GB/T16823.1-1997《螺紋緊固件應(yīng)力截面積和承載面積》；

GB/T16823.2-1997《螺紋緊固件緊固通則》；

GB/T16823.3-2010 《緊固件扭矩- 夾緊力試驗(yàn)》。

國(guó)內(nèi)用于分析緊固件扭矩-夾緊力關(guān)系的測(cè)量裝置主要采用分體式結(jié)構(gòu)形式，即：動(dòng)態(tài)扭矩傳感器、負(fù)荷傳感器、靜態(tài)扭矩傳感器三者分離。分別測(cè)量其總扭矩、夾緊軸力、螺紋幅扭矩。這種結(jié)構(gòu)的測(cè)量裝置具有設(shè)計(jì)制造簡(jiǎn)單、安裝方便，但是存在較大的問題，試驗(yàn)過程中螺栓裝夾費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不利于工程應(yīng)用。對(duì)于集成式壓—扭復(fù)合測(cè)量裝置，雖然國(guó)外有相關(guān)單位進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，但是規(guī)格不全、價(jià)格昂貴、進(jìn)貨時(shí)間較長(zhǎng)、接口與儀器制造單位的控制器不兼容等問題，大大制約了集成式壓—扭復(fù)合測(cè)量裝置在緊固件性能測(cè)試中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)集成式壓-扭復(fù)合傳感器測(cè)量裝置，主要解決上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，它可以將盤式靜態(tài)扭矩傳感器、負(fù)荷傳感器、自動(dòng)定心滾子軸承及相關(guān)零部件進(jìn)行集成，可以用于取代長(zhǎng)期以來進(jìn)口、價(jià)格昂貴的壓—扭復(fù)合傳感器和操作不便的分體式加載裝置；它使試驗(yàn)夾具數(shù)量大大減少、試驗(yàn)過程簡(jiǎn)化、操作方便。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)集成式壓-扭復(fù)合傳感器測(cè)量裝置，其特征在于：它包括座板、安裝立板、負(fù)荷傳感器、自動(dòng)定心滾子軸承、盤式靜態(tài)扭矩傳感器、承力套、止動(dòng)套、長(zhǎng)止動(dòng)銷、圓墊片、止動(dòng)卡套、密封圈、定位銷、外止動(dòng)板、止動(dòng)板、螺栓墊片、螺栓以及短止動(dòng)銷；其中：自動(dòng)定心滾子軸承外圈與負(fù)荷傳感器定位孔配合并安裝到位；短止動(dòng)銷端面與承力套小端面對(duì)齊后與小端面的定位銷孔配合，并在側(cè)面頂絲孔內(nèi)安裝頂絲固定；安裝有短定位銷的承力套通過定位軸與自動(dòng)定心滾子軸承內(nèi)圈定位；盤式扭矩傳感器通過定位銷與承力套定位；隨后與負(fù)荷傳感器通過定位銷進(jìn)行定位，并用螺栓將其固定在負(fù)荷傳感器上；密封圈安裝在負(fù)荷傳感器與承力套中間的卡槽內(nèi)；長(zhǎng)止動(dòng)銷端面與止動(dòng)套的小端面對(duì)齊后裝入負(fù)荷傳感器、盤式靜態(tài)扭矩傳感器、承力套的定位孔內(nèi)，并在側(cè)面頂絲孔內(nèi)安裝頂絲固定；止動(dòng)板通過圓柱面與負(fù)荷傳感器中心孔定位，并將外止動(dòng)板卡在止動(dòng)墊板對(duì)稱面上，使外止動(dòng)板螺紋間隙孔與負(fù)荷傳感器的螺紋孔對(duì)齊后用螺栓固定；螺栓墊片安裝在止動(dòng)板的卡槽內(nèi)；圓墊片、止動(dòng)卡套沿長(zhǎng)止動(dòng)銷裝入止動(dòng)套內(nèi)；被測(cè)試螺栓穿過螺栓墊片的孔，再穿過止動(dòng)板、止動(dòng)套、圓墊片、止動(dòng)卡套擰到嵌在止動(dòng)卡套的螺母上。

所述的多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)集成式壓-扭復(fù)合傳感器測(cè)量裝置，其特征在于：自動(dòng)定心滾子軸承的兩定位圈分別與外圈與負(fù)荷傳感器的定位孔、承力套相應(yīng)的定位軸配合；承力套定位銷孔與盤式靜態(tài)扭矩傳感器定位銷孔通過定位銷配合，負(fù)荷傳感器與盤式靜態(tài)扭矩傳感器通定位銷定位配合。