[發(fā)明專利]螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置及其檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710526059.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN107271166B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莫易敏;郭勝會(huì);劉衛(wèi);周科帆;閆毓卿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): 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(mèng)閣

本發(fā)明公開了一種螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置，包括基臺(tái)以及安裝于該基臺(tái)上的接口組件、擰緊系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)以及緊固系統(tǒng)，其中，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；擰緊系統(tǒng)通過套筒與螺栓的頭部連接且其輸出軸設(shè)置有總扭矩轉(zhuǎn)速傳感器；緊固系統(tǒng)用于將第二被連接件固定于基臺(tái)上；振動(dòng)系統(tǒng)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；傳感系統(tǒng)包括夾持于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(tái)上。本發(fā)明提出的螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置，實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)際接口軸向力損失量、緊固件支承面摩擦系數(shù)和螺紋摩擦系數(shù)的測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及緊固件測(cè)試工具技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置及其檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

螺紋連接接口是機(jī)械機(jī)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用的連接結(jié)構(gòu)，主要由被連接件、緊固件及相關(guān)組件組成，因受到交變載荷的作用，接口會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，從而喪失連接作用，導(dǎo)致設(shè)備或部件失效或破壞，甚至出現(xiàn)安全事故。接口的松動(dòng)過程按松動(dòng)機(jī)理可分為材料松動(dòng)和結(jié)構(gòu)松動(dòng)。材料松動(dòng)是在載荷作用下緊固件和被連接件發(fā)生接觸表面內(nèi)嵌和局部塑性變形造成軸向力損失所致，經(jīng)過一定時(shí)間，內(nèi)嵌和塑性變形處于穩(wěn)定狀態(tài)，材料松動(dòng)不再繼續(xù)發(fā)生；當(dāng)作用于被連接件上的橫向力超過由軸向力產(chǎn)生的摩擦力，相對(duì)滑移就會(huì)發(fā)生，在重復(fù)的橫向交變載荷作用下，當(dāng)現(xiàn)對(duì)滑動(dòng)量超過某一臨界值時(shí)緊固件就會(huì)發(fā)生自松動(dòng)現(xiàn)象，稱為結(jié)構(gòu)松動(dòng)。當(dāng)初始軸向力不足時(shí)，材料松動(dòng)和結(jié)構(gòu)松動(dòng)會(huì)同時(shí)發(fā)生。

隨著螺紋連接接口防松性能的深入研究，對(duì)影響防松性能的因素有了更清晰的認(rèn)識(shí)，工作載荷中的軸向力、橫向交變載荷幅值及頻率，緊固件(螺栓、螺母、墊片、彈簧墊圈、止動(dòng)部件等)數(shù)量、規(guī)格型號(hào)、強(qiáng)度等級(jí)、表面處理、摩擦系數(shù)，被連接件材料、尺寸、孔徑尺寸及位置、結(jié)合面相關(guān)參數(shù)(尺寸、加工方式、表面處理、摩擦系數(shù)、粗糙度及平整度)，都是影響接口軸向力損失量與防松性能的重要因素。

由于螺紋連接接口松動(dòng)機(jī)理及影響因素的復(fù)雜性，目前仍沒有一個(gè)形式簡(jiǎn)單、預(yù)測(cè)準(zhǔn)確的通用模型可以計(jì)算螺紋連接接口的軸向力損失量與防松性能，比較有效的方法是通過橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)研究防松性能的影響規(guī)律。目前的橫向振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)只能模擬工作載荷與緊固件的部分參數(shù)，缺乏對(duì)實(shí)際接口中緊固件支承面摩擦系數(shù)、螺紋摩擦系數(shù)與被連接件材料、尺寸、孔徑尺寸及位置、結(jié)合面相關(guān)參數(shù)的有效測(cè)試和模擬，造成無法準(zhǔn)確檢測(cè)螺紋連接接口的軸向力損失量與防松性能，更無法指導(dǎo)、規(guī)范工程實(shí)際中緊固件及被連接件的制造、設(shè)計(jì)與裝配。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置及其檢測(cè)方法，旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際接口軸向力損失量、緊固件支承面摩擦系數(shù)和螺紋摩擦系數(shù)的測(cè)量。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種螺紋連接接口防松性能試驗(yàn)裝置，包括基臺(tái)以及安裝于該基臺(tái)上的接口組件、擰緊系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、振動(dòng)系統(tǒng)以及緊固系統(tǒng)，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(jié)合面參數(shù)與實(shí)際接口的參數(shù)與裝配方式一致；

所述擰緊系統(tǒng)通過套筒與螺栓的頭部連接且其輸出軸設(shè)置有總扭矩轉(zhuǎn)速傳感器；

所述緊固系統(tǒng)用于將第二被連接件固定于基臺(tái)上；

所述振動(dòng)系統(tǒng)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(dòng)第一被連接件橫向位移；

所述傳感系統(tǒng)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(tái)上。

優(yōu)選地，所述擰緊系統(tǒng)包括固定于所述基臺(tái)上的調(diào)速電機(jī)以及套于該調(diào)速電機(jī)輸出軸上的聯(lián)軸器，所述總扭矩轉(zhuǎn)速傳感器的一端與聯(lián)軸器連接，另一端與套筒固定連接，該套筒套于螺栓的頭部。

優(yōu)選地，所述固定裝置與第二被連接件之間設(shè)有間隙。