[發明專利]螺紋連接接口防松性能試驗裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201710526059.8
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107271166B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 莫易敏;郭勝會;劉衛;周科帆;閆毓卿
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;鄭夢閣

1.一種螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，包括基臺以及安裝于該基臺上的接口組件、擰緊系統、傳感系統、振動系統以及緊固系統，其中，

所述接口組件包括螺栓以及套于螺栓上的第一被連接件、第二被連接件和螺母，第一被連接件和第二被連接件及其結合面參數與實際接口的參數與裝配方式一致以模擬實際被連接件參數；

所述擰緊系統通過套筒與螺栓的頭部連接且其輸出軸設置有總扭矩轉速傳感器；

所述緊固系統用于將第二被連接件固定于基臺上；

所述振動系統的輸出軸通過拉壓力傳感器與第一被連接件的傳力臂連接以帶動第一被連接件橫向位移；

所述傳感系統包括夾持于所述螺母上的固定裝置以及依次與該固定裝置連接的螺紋扭矩傳感器和軸向力傳感器，該軸向力傳感器固定于基臺上，傳感系統和振動系統配合在不改變擰緊狀態的情況下，通過多因素試驗設計計算被測緊固件支承面及螺紋的摩擦系數并量化工作載荷與接口參數對防松性能的影響規律。

2.如權利要求1所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述擰緊系統包括固定于所述基臺上的調速電機以及套于該調速電機輸出軸上的聯軸器，所述總扭矩轉速傳感器的一端與聯軸器連接，另一端與套筒固定連接，該套筒套于螺栓的頭部。

3.如權利要求1所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述固定裝置與第二被連接件之間設有間隙。

4.如權利要求3所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述固定裝置與第二被連接件之間的間隙為3％L～12％L，L為螺栓公稱長度。

5.如權利要求1所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述軸向力傳感器通過第一基座固定于基臺上。

6.如權利要求5所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述螺紋扭矩傳感器與固定裝置固定連接，所述軸向力傳感器的兩端分別與螺紋扭矩傳感器和基臺固定連接。

7.如權利要求1所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述基臺上設有第二基座，所述緊固系統將第二被連接件固定于第二基座上。

8.如權利要求1所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述振動系統為固定于基臺上的振動機。

9.如權利要求7所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置，其特征在于，所述緊固系統與第二基座為可拆卸連接。

10.一種基于權利要求1至9中任意一項所述的螺紋連接接口防松性能試驗裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

選取多套第一被連接件和第二被連接件，并依次安裝于基臺上通過擰緊系統施加扭矩，直至達到預定的初始軸向力后移開擰緊系統，并記錄總扭矩、螺紋扭矩與軸向力以計算螺紋摩擦系數與支承面摩擦系數；

將拉壓力傳感器與第一被連接件的傳力臂連接，控制振動系統的輸出軸在橫向位移過程中以預定的橫向交變載荷幅值、頻率和循環次數運動，運動停止后通過分析軸向力變化曲線，判斷緊固件是否發生旋轉松動，并記錄最終的殘余軸向力；

統計所有第一被連接件和第二被連接件的初始軸向力和殘余軸向力，并計算軸向力損失量的最大值；

計算實際工作載荷下螺紋連接接口的防松性能，即在軸向力和工作載荷的共同作用下第一被連接件和第二被連接件是否發生滑移。