[發(fā)明專利]一種螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810286383.1
• 申請(qǐng)日: 2018-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108663201A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李玉坤;于文廣;張彭;劉欣良;韓晨玉;杜世勇;趙帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明涉及一種螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置，包括：待測(cè)螺栓、角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架、傳力圓盤、傳力螺柱、導(dǎo)軌、平面軸承、拉壓傳感器、液壓缸、數(shù)控液壓系統(tǒng)；待測(cè)螺栓的螺帽固定于平面軸承上方，待測(cè)螺栓的螺柱依次通過(guò)平面軸承、角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架和上傳力圓盤；上傳力圓盤、下傳力圓盤和4根傳力螺柱組成的整體結(jié)構(gòu)可在2根導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)并由導(dǎo)軌來(lái)定位；拉壓傳感器上端與下傳力圓盤連接，下端通過(guò)傳力螺柱與液壓缸的活塞桿相連接；基于PLC控制的數(shù)控液壓系統(tǒng)啟動(dòng)后，液壓缸的活塞桿向下移動(dòng)，依次帶動(dòng)拉壓傳感器、下傳力圓盤和上傳力圓盤向下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)螺栓的拉伸；拉壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拉力值并將數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)控液壓系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)控施力裝置領(lǐng)域，具體地，是涉及多種型號(hào)螺栓軸向應(yīng)力的加載裝置，用于超聲法測(cè)量螺栓使用時(shí)承受軸向應(yīng)力，也可用于超聲法測(cè)量扭力作用下螺栓產(chǎn)生軸向應(yīng)力。

技術(shù)背景

隨著社會(huì)的發(fā)展與科技的進(jìn)步，螺栓作為連接件，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、車輛船舶、飛機(jī)衛(wèi)星、鐵路橋梁、建筑結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域。而螺栓軸向應(yīng)力作為影響螺栓性能、壽命、形變的主要因素愈發(fā)受到重視。螺栓軸向應(yīng)力是否超過(guò)其規(guī)定的承受范圍是判定鋼結(jié)構(gòu)是否穩(wěn)定的一個(gè)重要因素，目前超聲法測(cè)量螺栓軸向應(yīng)力是無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)，但面臨著一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)缺少合適且便捷的螺栓軸向應(yīng)力加載裝置。

為滿足螺栓軸向加載的需要，各科研機(jī)構(gòu)目前多使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)螺栓軸向應(yīng)力加載。但超聲法螺栓無(wú)損檢測(cè)的各類方法都需要在螺栓或螺帽上加持不同的探測(cè)裝置，當(dāng)螺栓固定于電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的夾具上時(shí)，螺帽與夾具間部分空間有限，無(wú)法加持體積較大的探測(cè)裝置，如先把探測(cè)裝置與螺帽固定再使用夾具固定時(shí)易損壞探測(cè)裝置。此外，萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)體積重量等決定了其不易被運(yùn)輸與架設(shè)，不便于進(jìn)行工程實(shí)地檢驗(yàn)與標(biāo)定。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置，操作簡(jiǎn)單、安全可靠、輕小便捷且生產(chǎn)制作成本低。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置，包括：待測(cè)螺栓、角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架、傳力圓盤、傳力螺柱、導(dǎo)軌、平面軸承、拉壓傳感器、液壓缸、數(shù)控液壓系統(tǒng)；待測(cè)螺栓的螺帽固定于平面軸承上方，平面軸承位于角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架上方，待測(cè)螺栓的螺柱依次通過(guò)平面軸承、角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架和上傳力圓盤，其配套螺母位于上傳力圓盤下方；上傳力圓盤、下傳力圓盤和4根100mm傳力螺柱組成的整體結(jié)構(gòu)可在2根導(dǎo)軌上自由滑動(dòng)并由導(dǎo)軌來(lái)定位，導(dǎo)軌固定在角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架上；拉壓傳感器的配套螺柱穿過(guò)下傳力圓盤，通過(guò)螺母與下傳力圓盤連接，拉壓傳感器下端通過(guò)180mm傳力螺柱與液壓缸的活塞桿相連接；液壓缸用托盤托起，托盤由2根120mm螺柱與角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架下板相連；基于PLC控制的數(shù)控液壓系統(tǒng)啟動(dòng)后，液壓缸的活塞桿向下移動(dòng)，依次帶動(dòng)180mm傳力螺柱、拉壓傳感器、下傳力圓盤、100mm傳力螺柱和上傳力圓盤向下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)螺栓的拉伸；拉壓傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拉力值并將數(shù)據(jù)傳遞至數(shù)控液壓系統(tǒng)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：采用上述裝置有兩種施加軸向力的方式：1、由數(shù)控液壓系統(tǒng)控制拉力大小，操作簡(jiǎn)單；2、破壞性實(shí)驗(yàn)時(shí)非人工近距離操作，安全可靠，不會(huì)引發(fā)其它意外傷害；3、模擬扭力作用下螺栓產(chǎn)生軸向應(yīng)力，由扭矩產(chǎn)生軸向力方式更貼合工程實(shí)際，減小實(shí)驗(yàn)與實(shí)際間誤差。

附圖說(shuō)明

圖1是螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置示意圖；

圖2是角鋼支柱實(shí)驗(yàn)框架示意圖；

圖3a是螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)正視圖；

圖3b是螺栓軸向應(yīng)力數(shù)控加載裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖4是液壓缸示意圖；