CN109580064B - 一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，包括整体式测量支架，该整体式测量支架作为测量平台，在其支架上部的支架平台处设置有一螺栓载荷固定组件，通过设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪对设置在螺栓载荷固定组件中的被测螺栓施力，将整个螺栓载荷固定组件向右推行；螺栓载荷固定组件与力传感器连接，螺栓载荷固定组件向右推行时对该力传感器施力，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，通过测量被测件的位移的变化转变为力的变化，从而得知螺栓受到的轴向力，检测方法准确，对后续工艺部门的角度和力矩的监控参数时获得更有力的理论依据。
Description
技术领域
本发明涉及测量设备领域，尤其涉及一种应用于当作连接件使用的螺栓的对其进行轴向载荷测量设备及测量方法。
背景技术
目前，在各家机械生产及装配行业中经常会使用到螺栓来作为零部件之间的连接件，因为对于螺栓的选型非常重要，而非专业的设计人员，通常是根据机械手册或者国标进行相关的螺栓选型，而未对螺栓的轴向力和端面压紧力作出区分对待，因此在螺栓的工艺打造过程中，只针对了螺栓的角度和力矩。
但是，随着螺栓连接在各种零部件连接场合的应用，其选择参数也越发严谨，现有技术对螺栓的力矩控制最有效的方法是进行角度和力矩的双重监控，而更为严格的控制方法还会对螺栓的力矩和角度再次细分成分阶段控制，因此，针对此现状，需要将螺栓的轴向受力计算清楚，才能为螺栓的力矩和角度的分阶段控制提供更为详细的数据依据，另一方面，通过了解螺栓的轴向力也为螺栓选型提供了理论依据，尤其是增加了螺纹锁固胶的螺栓，而螺纹锁固胶的胶量终究会存在一定的差异，而通过批量和极限样件的螺栓轴向力测量，得到角度和力矩的监控要求，进一步完善螺栓选择参数。
发明内容
为了解决现有技术下的螺栓的力矩和角度的分阶段控制所需要的数据依据，以及完善螺栓选择参数的问题，本发明提供了一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，本发明使用螺栓连接的两个部件，通过测量被测件的位移的变化而转变为力的变化，从而得知螺栓受到的轴向力，对后续工艺部门的角度和力矩的监控参数时获得更有力的理论依据。
本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，其具体结构和方法如下所述：
一种螺栓轴向载荷测量设备，包括整体式测量支架，其特征在于：
所述的整体式测量支架作为测量平台，在其支架上部的支架平台处设置有一螺栓载荷固定组件，通过设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪对设置在螺栓载荷固定组件中的被测螺栓施力，将整个螺栓载荷固定组件向右推行；
所述的螺栓载荷固定组件与力传感器连接，螺栓载荷固定组件向右推行时对该力传感器施力，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
根据本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备，其特征在于，所述的螺栓载荷固定组件包括垂直式的左部推板、滑动式检测块、螺栓检测用配合件和垂直式的右部推板，其中，滑动式检测块设置在整体式测量支架上部的支架平台上，该滑动式检测块可沿着支架平台左右滑动，被测螺栓呈水平式的旋接设置在滑动式检测块左部的中间位置，而螺栓检测用配合件则呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并固定，被测螺栓正对了螺栓检测用配合件的检测用螺纹啮合面，左部推板设置在滑动式检测块的左侧，而右部推板则在滑动式检测块的右侧，且该右部推板与力传感器连接。
根据本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备，其特征在于，所述的左部推板的垂直板面上开设有检测通孔，扭矩枪通过该检测通孔对设置在螺栓载荷固定组件的滑动式检测块左部的中间位置的被测螺栓施力。
一种螺栓轴向载荷测量方法，基于上述的一种螺栓轴向载荷测量设备，其具体步骤如下：
1)确认作为测量平台的整体式测量支架水平稳固放置，无歪斜；
2)将被测螺栓呈水平式的旋接设置在螺栓载荷固定组件的滑动式检测块左部的中间位置，并确认被测螺栓的一端对准了左部推板的垂直板面上开设的检测通孔；
3)将螺栓检测用配合件呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并将其固定，并调整检测用螺纹啮合面对准被测螺栓的另一端；
4)确认右部推板与力传感器连接，力传感器处于归零状态，且力传感器与显示设备信号连接通畅；
5)启动设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪，穿过检测通孔对被测螺栓产生扭矩，将被测螺栓拧入检测用螺纹啮合面；
6)随着步骤5)中螺纹啮合的拧紧力矩的增大，被测螺栓推动螺栓检测用配合件向右移动，即，滑动式检测块和右部推板向右侧移动，与该右部推板连接的力传感器受力变形，获得力矩输出，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
根据本发明的一种螺栓轴向载荷测量方法，其特征在于，所述的步骤5)中被测螺栓拧入检测用螺纹啮合面，此过程中，被测螺栓应以匀速且慢速状态与螺栓检测用配合件拧紧。
根据本发明的一种螺栓轴向载荷测量方法，其特征在于，所述的步骤5)中的扭矩枪可替换为采用力矩扳手手动拧动被测螺栓，将被测螺栓与螺栓检测用配合件接触。
根据现场情况选用不同的扭矩施加方式，获得轴向载荷参数。
使用本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法获得了如下有益效果：
本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，通过测量被测件的位移的变化转变为力的变化，从而得知螺栓受到的轴向力，检测方法准确，对后续工艺部门的角度和力矩的监控参数时获得更有力的理论依据。
附图说明
图1为本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法的装置部分的具体结构示意图；
图2为本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法的扭矩与轴向载荷对应关系图。
图中：1-整体式测量支架，1a-支架平台，2-扭矩枪，3-被测螺栓，4-力传感器，A-螺栓载荷固定组件，A1-左部推板，A1a-检测通孔，A2-滑动式检测块，A3-螺栓检测用配合件，A3a-检测用螺纹啮合面，A4-右部推板。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法做进一步的描述。
如图1所示，一种螺栓轴向载荷测量设备，包括整体式测量支架1，该整体式测量支架作为测量平台，在其支架上部的支架平台1a处设置有一螺栓载荷固定组件A，通过设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪2对设置在螺栓载荷固定组件中的被测螺栓3施力，将整个螺栓载荷固定组件向右推行；
螺栓载荷固定组件A与力传感器4连接，螺栓载荷固定组件向右推行时对该力传感器施力，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
螺栓载荷固定组件A包括垂直式的左部推板A1、滑动式检测块A2、螺栓检测用配合件A3和垂直式的右部推板A4，其中，滑动式检测块设置在整体式测量支架1上部的支架平台1a上，该滑动式检测块可沿着支架平台左右滑动，被测螺栓3呈水平式的旋接设置在滑动式检测块左部的中间位置，而螺栓检测用配合件则呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并固定，被测螺栓正对了螺栓检测用配合件的检测用螺纹啮合面A3a，左部推板设置在滑动式检测块的左侧，而右部推板则在滑动式检测块的右侧，且该右部推板与力传感器4连接。
左部推板A1的垂直板面上开设有检测通孔A1a，扭矩枪2通过该检测通孔对设置在螺栓载荷固定组件A的滑动式检测块A2左部的中间位置的被测螺栓3施力。
一种螺栓轴向载荷测量方法，基于上述的一种螺栓轴向载荷测量设备，其具体步骤如下：
1)确认作为测量平台的整体式测量支架1水平稳固放置，无歪斜；
2)将被测螺栓3呈水平式的旋接设置在螺栓载荷固定组件A的滑动式检测块A2左部的中间位置，并确认被测螺栓的一端对准了左部推板A1的垂直板面上开设的检测通孔A1a；
3)将螺栓检测用配合件A3呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并将其固定，并调整检测用螺纹啮合面A3a对准被测螺栓的另一端；
4)确认右部推板A4与力传感器4连接，力传感器处于归零状态，且力传感器与显示设备信号连接通畅；
5)启动设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪2，穿过检测通孔对被测螺栓产生扭矩，将被测螺栓拧入检测用螺纹啮合面；
6)随着步骤5)中螺纹啮合的拧紧力矩的增大，被测螺栓推动螺栓检测用配合件向右移动，即，滑动式检测块和右部推板向右侧移动，与该右部推板连接的力传感器受力变形，获得力矩输出，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
步骤5)中被测螺栓3拧入检测用螺纹啮合面A3a，此过程中，被测螺栓应以匀速且慢速状态与螺栓检测用配合件拧紧。
扭矩枪2可替换为采用力矩扳手手动拧动被测螺栓3，将被测螺栓与螺栓检测用配合件接触。
实施例
如图2所示，本实施例中采用了扭矩扳手拧紧到目标扭矩T0，记录此时的传感器示数f’，即为螺栓的轴向载荷，与被测螺栓的保证载荷f0对比，f’-f0≤0视为合格，具体数据间下表
| 被测螺栓编号(No.) | 目标扭矩(T0) | 轴向载荷(f') | 保证载荷(f0) |
| 1 | 45Nm | 25.6kN | 30.4kN |
| 2 | 45Nm | 24.2kN | 30.5kN |
| 3 | 45Nm | 28.1kN | 30.6kN |
表1使用本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法的实测数据表
本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法，通过测量被测件的位移的变化转变为力的变化，从而得知螺栓受到的轴向力，检测方法准确，对后续工艺部门的角度和力矩的监控参数时获得更有力的理论依据。
本发明的一种螺栓轴向载荷测量设备及测量方法适用于各种螺栓轴向载荷测量的领域。
Claims (6)
1.一种螺栓轴向载荷测量设备，包括整体式测量支架(1)，其特征在于：
所述的整体式测量支架(1)作为测量平台，在其支架上部的支架平台(1a)处设置有一螺栓载荷固定组件(A)，通过设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪(2)对设置在螺栓载荷固定组件中的被测螺栓(3)施力，将整个螺栓载荷固定组件向右推行；
所述的螺栓载荷固定组件(A)与力传感器(4)连接，螺栓载荷固定组件向右推行时对该力传感器施力，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
2.如权利要求1所述的一种螺栓轴向载荷测量设备，其特征在于，所述的螺栓载荷固定组件(A)包括垂直式的左部推板(A1)、滑动式检测块(A2)、螺栓检测用配合件(A3)和垂直式的右部推板(A4)，其中，滑动式检测块设置在整体式测量支架(1)上部的支架平台(1a)上，该滑动式检测块可沿着支架平台左右滑动，被测螺栓(3)呈水平式的旋接设置在滑动式检测块左部的中间位置，而螺栓检测用配合件则呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并固定，被测螺栓正对了螺栓检测用配合件的检测用螺纹啮合面(A3a)，左部推板设置在滑动式检测块的左侧，而右部推板则在滑动式检测块的右侧，且该右部推板与力传感器(4)连接。
3.如权利要求2所述的一种螺栓轴向载荷测量设备，其特征在于，所述的左部推板(A1)的垂直板面上开设有检测通孔(A1a)，扭矩枪(2)通过该检测通孔对设置在螺栓载荷固定组件(A)的滑动式检测块(A2)左部的中间位置的被测螺栓(3)施力。
4.一种螺栓轴向载荷测量方法，基于上述任一权利要求的一种螺栓轴向载荷测量设备，其具体步骤如下：
1)确认作为测量平台的整体式测量支架(1)水平稳固放置，无歪斜；
2)将被测螺栓(3)呈水平式的旋接设置在螺栓载荷固定组件(A)的滑动式检测块(A2)左部的中间位置，并确认被测螺栓的一端对准了左部推板(A1)的垂直板面上开设的检测通孔(A1a)；
3)将螺栓检测用配合件(A3)呈垂直式的设置在滑动式检测块上部的中心位置处的卡槽内并将其固定，并调整检测用螺纹啮合面(A3a)对准被测螺栓的另一端；
4)确认右部推板(A4)与力传感器(4)连接，力传感器处于归零状态，且力传感器与显示设备信号连接通畅；
5)启动设置在整体式测量支架左侧的扭矩枪(2)，穿过检测通孔对被测螺栓产生扭矩，将被测螺栓拧入检测用螺纹啮合面；
6)随着步骤5)中螺纹啮合的拧紧力矩的增大，被测螺栓推动螺栓检测用配合件向右移动，即，滑动式检测块和右部推板向右侧移动，与该右部推板连接的力传感器受力变形，获得力矩输出，产生轴向载荷数据，最后通过与力传感器信号连接的显示设备显示轴向载荷数据。
5.如权利要求4所述的一种螺栓轴向载荷测量方法，其特征在于，所述的步骤5)中被测螺栓(3)拧入检测用螺纹啮合面(A3a)，此过程中，被测螺栓应以匀速且慢速状态与螺栓检测用配合件拧紧。
6.如权利要求4所述的一种螺栓轴向载荷测量方法，其特征在于，所述的步骤5)中的扭矩枪(2)可替换为采用力矩扳手手动拧动被测螺栓(3)，将被测螺栓与螺栓检测用配合件接触。
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