專利名稱：一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及有效力矩試驗(yàn)裝置，尤其涉及螺栓的有效力矩試驗(yàn)裝置，具體地 說是一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)。
背景技術(shù)：
緊固件雖小，但其在電網(wǎng)中扮演了十分重要角色，小到電力金具，大到輸配電線路 鐵塔、變電構(gòu)架等，緊固件都是重要的基礎(chǔ)零件，其自身質(zhì)量或安裝質(zhì)量都將直接影響到電 網(wǎng)工程的質(zhì)量和運(yùn)行安全。由于電網(wǎng)的全天候特點(diǎn)所致，與其他領(lǐng)域使用的緊固件相比，除 了通用的技術(shù)性能要求外，電網(wǎng)用緊固件的防腐能力也是一個(gè)重要的方面。在各種保護(hù)鋼基體的涂鍍方法中，熱浸鋅是非常優(yōu)良的一種。它是在鋅呈液體的 熱狀態(tài)下，經(jīng)過了相當(dāng)復(fù)雜的物理、化學(xué)作用之后，在鋼鐵上不僅鍍上較厚的純鋅層，而且 還生成一種鋅一鐵合金層。這種鍍法，不僅具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點(diǎn)，而且由于具有鋅鐵 合金層。還具有電鍍鋅所無法相比擬的強(qiáng)耐蝕性和耐候性。因此，熱鍍鋅層緊固件一直是 電網(wǎng)輸配電線路桿塔及變電站構(gòu)架設(shè)計(jì)、安裝首選緊固件。然而，正是這個(gè)提高了緊固件防腐性能的熱浸鍍鋅層，因外表相對(duì)粗糙，使輸配電 線路桿塔及變電站構(gòu)架的安裝工藝一幾十年來避而不談施工所必須的緊固軸力、扭矩系 數(shù)等參數(shù)；使用常規(guī)防腐處理的緊固件如發(fā)黑、發(fā)藍(lán)、電鍍鋅等均有可參考的施工安裝用的 緊固軸力、扭矩系數(shù)等參數(shù)及檢驗(yàn)方法。但是，在熱鍍鋅層緊固件的安裝預(yù)緊方面的研究， 卻還是一片空白。輸配電線路桿塔及變電站構(gòu)架用緊固件的螺桿除承受剪力，同樣需要一 定的緊固軸力，緊固軸力可確保增強(qiáng)桿塔或構(gòu)架各部件聯(lián)接的可靠性，緊密性和防松能力。 緊固軸力在緊固件施工安裝時(shí)往往通過扭力矩來實(shí)現(xiàn)；扭力矩不足欠擰將不能發(fā)揮緊固件 的作用，會(huì)引起延遲松動(dòng)；扭力矩過大超擰則會(huì)引起緊固件延遲斷擰，上述兩種情況最終都 會(huì)使得整個(gè)桿塔或構(gòu)架出現(xiàn)松動(dòng)。所以，如何準(zhǔn)確控制熱鍍鋅層緊固件的緊固程度，研究緊 固件軸力-扭矩關(guān)系參數(shù)并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)施工，已成為輸配電線路桿塔及變電站構(gòu)架安裝質(zhì) 量等級(jí)及安全運(yùn)行可靠性的關(guān)鍵?，F(xiàn)有的緊固件軸力-扭矩試驗(yàn)機(jī)，如中國專利申請(qǐng)CN101776500A公開的緊固件軸 力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，參見圖1，該試驗(yàn)機(jī)主機(jī)的機(jī)座1’上設(shè)有操作箱4’和導(dǎo)軌3’，所述 的導(dǎo)軌3’上設(shè)有第一車體2’和第二車體18’，所述的第一車體2’設(shè)有螺栓夾具6’和負(fù) 荷傳感器7’;所述的第二車體18’上設(shè)有傳動(dòng)軸15’，所述的傳動(dòng)軸15’ 一端設(shè)有傳力夾具 11’、位置傳感器12’和扭矩傳感器14’，另一端通過減速機(jī)連接到伺服電機(jī)17’ ；所述的螺 栓夾具6’和傳力夾具11依次與所述的傳動(dòng)軸15’同軸設(shè)置。上述緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，安裝在車體上的加載機(jī)構(gòu)可以在機(jī)座導(dǎo)軌上 自由滑動(dòng)，加載機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加載，通過傳感器測(cè)量試樣的 扭矩值和加緊載荷，試驗(yàn)機(jī)的正反加載和停車可人工操控，同時(shí)扭轉(zhuǎn)角度由位置傳感器檢 測(cè)，檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給處理系統(tǒng)，完成對(duì)試樣扭轉(zhuǎn)指標(biāo)的測(cè)量及曲線的繪制。上述緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，有以下幾個(gè)特點(diǎn)[0008]1)內(nèi)置式軸力傳感器負(fù)荷傳感器置于被測(cè)螺栓和螺母連接處，等效于被連接件，并通過讀取壓緊力來 反映螺栓的緊固軸力。該種連接方式屬于軸力傳感器內(nèi)置式，優(yōu)點(diǎn)在于受力直觀、明了，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，有效地減輕了主機(jī)重量。但比較適合小扭矩試樣的測(cè)量，如3000Nm。對(duì)于大 扭矩試樣的測(cè)量，則在安裝和試驗(yàn)過程中容易對(duì)軸力傳感器產(chǎn)生撞擊而影響傳感器性能穩(wěn) 定性。2由于試樣螺栓長(zhǎng)度不一，為使試樣螺母端伸出的螺栓保留一定的螺距，需增加或 減少不同厚度的墊圈，墊圈套在螺栓頭定位夾具上。每次調(diào)整均要將螺栓頭定位夾具取下， 大大增加了操作過程的繁瑣度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種適于大扭矩測(cè) 試，且操作方便的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)。為解決上述問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試 驗(yàn)機(jī)，包括主機(jī)和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的主機(jī)包括機(jī)柜，所述的機(jī)柜上從右向左 依次設(shè)有電機(jī)、減速機(jī)、扭矩傳感器、軸承座、反力框架和負(fù)荷傳感器，其特征在于所述的軸 承座上設(shè)有與試樣螺母配套的接頭，所述的扭矩傳感器右端通過第一聯(lián)軸器與所述減速機(jī) 相連，左端通過第二聯(lián)軸器與所述接頭相連；所述反力框架的底板上設(shè)有直線導(dǎo)軌，所述的 直線導(dǎo)軌上設(shè)有滑塊，所述的滑塊上設(shè)有放置試樣螺栓的卡座，所述的卡座的右端設(shè)有卡 槽，所述的卡座的左端連接一個(gè)絲杠，所述反力框架的右端設(shè)有墊板支架，所述的負(fù)荷傳感 器設(shè)置在反力框架的左端板外側(cè)，所述絲杠的左端穿過所述的反力框架左端板和負(fù)荷傳感 器，其端部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母，所述的調(diào)節(jié)螺母上設(shè)有手柄；所述的負(fù)荷傳感器和扭矩傳感器連 接到微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)時(shí)，選擇配套墊板并置于墊板 支架上。其次螺栓放入卡座內(nèi)并穿過墊板支架和配套墊板，其中螺栓頭置于遠(yuǎn)離第二聯(lián)軸 器的一端。再將標(biāo)準(zhǔn)墊片套于螺栓桿上，并擰緊螺母。最后將螺母配套接頭套在螺母上，螺 栓頭部用配套墊和配套墊條做周向和軸向固定，試樣安裝完畢。按上述方法，完成試樣組件裝夾后，由于試樣螺栓長(zhǎng)度不一，為使試樣螺母端伸出 的螺栓部分長(zhǎng)度適中，滿足試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求，需移動(dòng)卡座位置來調(diào)節(jié)螺栓試樣露出螺母端面 的長(zhǎng)度?？ㄗ淖笥乙苿?dòng)需通過連接卡座的絲杠的前進(jìn)或后退。絲杠的前進(jìn)或后退需通過 旋轉(zhuǎn)反力框架左側(cè)調(diào)節(jié)螺母上的手柄。由電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)對(duì)試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加載，通過扭矩傳感器測(cè)量試樣的扭矩值，負(fù) 荷傳感器測(cè)量試樣的軸力值，試驗(yàn)機(jī)的正反加載和停車可人工操控，檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給 處理系統(tǒng)，完成對(duì)試樣扭轉(zhuǎn)指標(biāo)的測(cè)量及曲線的繪制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1將負(fù)荷傳感器通過反力框架連接，置于設(shè)備的一端，屬于負(fù)荷傳感器外置式結(jié) 構(gòu)，有效避免傳感器受到來自緊固件或夾具的撞擊，由此得到的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。特別適 用于大規(guī)格、高等級(jí)緊固件試驗(yàn)，如IOOOONm的測(cè)試，而該類緊固件在安裝和試驗(yàn)過程中對(duì) 負(fù)荷傳感器很容易產(chǎn)生撞擊從而影響傳感器性能穩(wěn)定性。[0018]2由于試樣螺栓長(zhǎng)度不一，為使試樣螺母端伸出的螺栓保留2-3個(gè)螺距，本實(shí)用新 型設(shè)計(jì)了一個(gè)反力框架，通過旋轉(zhuǎn)反力框架左側(cè)螺母上的手柄，帶動(dòng)絲杠的前進(jìn)或后退，實(shí) 現(xiàn)卡座的左右移動(dòng)，從而調(diào)節(jié)螺栓伸出螺母端的長(zhǎng)度。該種方式不需通過增加或減少墊圈 來調(diào)整螺栓伸出螺母端的長(zhǎng)度。即達(dá)到省時(shí)、省力、省事的目的。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的機(jī)柜正面設(shè)有拉門，其內(nèi)可放置高壓器和其它控制電器， 便于調(diào)試和維修。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的機(jī)柜上設(shè)有工作平臺(tái)，所述的電機(jī)、減速機(jī)、扭矩傳感器、 軸承座、反力框架和負(fù)荷傳感器等工作部件均設(shè)置在該工作平臺(tái)上，便于這些部件的安裝、 調(diào)試和操作。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的扭矩傳感器設(shè)置在一個(gè)墊塊上，墊塊固定在機(jī)柜的工作 平臺(tái)上，使扭矩傳感器能夠更好地定位，并保持與扭矩傳感器和接頭的同軸性。根據(jù)本實(shí)用新型，軸承座的前端設(shè)有手控盒，可對(duì)主機(jī)電源及主機(jī)急停進(jìn)行控制。

圖1是本現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型電機(jī)減速機(jī)段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型扭矩傳感器段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型反力框架段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型安裝螺栓-螺母組件試樣的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，包括主機(jī)和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。參照?qǐng)D2，所述的主機(jī)包括機(jī)柜1，所述的機(jī)柜1正面設(shè)有兩個(gè)拉門2，機(jī)柜1上方 設(shè)有工作平臺(tái)3。所述的工作平臺(tái)3上從右向左依次設(shè)有電機(jī)減速機(jī)段A、扭矩傳感器段B 和反力框架段C三個(gè)部分的機(jī)構(gòu)。參照?qǐng)D3，所述的電機(jī)減速機(jī)段A包括電機(jī)(4)和減速機(jī)(5)，電機(jī)(4)的左側(cè)軸 伸端M通過第一聯(lián)軸器6與扭矩傳感器8相連。所述的電機(jī)(4)選用伺服電機(jī)，具有智能 化的自動(dòng)調(diào)整增益、高速高響應(yīng)、超低振動(dòng)的特點(diǎn)。減速機(jī)(5)選用行星齒輪減速機(jī)，較普 通減速機(jī)具有磨損小、體積小、高效率等優(yōu)點(diǎn)。參照?qǐng)D4，所述的扭矩傳感器段B包括扭矩傳感器(8)和軸承座(10)。所述的軸 承座10上設(shè)有與試樣螺母配套的接頭12，軸承座10的前端設(shè)有手控盒11。所述的扭矩傳 感器8設(shè)置在一個(gè)墊塊7上，所述墊塊7固定在工作平臺(tái)3上。所述的扭矩傳感器8右端 轉(zhuǎn)軸沈通過第一聯(lián)軸器6與所述減速機(jī)5的軸伸端M相連，左端通過第二聯(lián)軸器9與所 述接頭12相連。參照?qǐng)D5，所述反力框架包括底板13、前后兩個(gè)側(cè)板16、左端板20和右端板27，所 述反力框架的底板13上設(shè)有直線導(dǎo)軌18，所述的直線導(dǎo)軌18上設(shè)有滑塊17，所述的滑塊 17上設(shè)有放置試樣螺栓的卡座15，所述的卡座15的右端設(shè)有卡槽25，所述的卡座15的左 端連接一個(gè)絲杠19，所述反力框架的右端板27上設(shè)有墊板支架14，所述的負(fù)荷傳感器21設(shè)置在反力框架的左端板20外側(cè)，所述絲杠19的左端穿過所述的反力框架左端板20和負(fù) 荷傳感器21，其端部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母22，所述的調(diào)節(jié)螺母22上設(shè)有手柄23 ；所述的所述反力框架也可以不設(shè)右端板27。所述的墊板支架14也可直接固定在 反力框架的前后側(cè)板16之間。所述的負(fù)荷傳感器21、扭矩傳感器8和電機(jī)4連接到微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。參照?qǐng)D6，按以下方法安裝試樣螺栓-螺母組件試樣先將試樣螺栓28放入卡座 15內(nèi)并穿過墊板支架14，其中試樣螺栓頭置于遠(yuǎn)離第二聯(lián)軸器9的一端。其次將配套墊片 29插入試樣螺栓頭與卡座15之間，防止試樣螺栓右移。再用配套墊條30插入卡座14，固 定試樣螺栓頭，防止試樣螺栓頭轉(zhuǎn)動(dòng)。再選擇配套墊板31，將標(biāo)準(zhǔn)墊片32置于配套墊板31 的容置槽內(nèi)，并擰緊試樣螺母33。最后將接頭12套在試樣螺母33上，試樣安裝完畢。按上述方法，完成試樣組件裝夾后，由于試樣螺栓長(zhǎng)度不一，為使試樣螺母端伸出 的螺栓部分長(zhǎng)度適中，實(shí)現(xiàn)配套插頭對(duì)試樣螺母的固定，故需移動(dòng)卡座位15置來緊固試樣 螺栓一端。通過旋轉(zhuǎn)反力框架左側(cè)調(diào)節(jié)螺母上的手柄23，實(shí)現(xiàn)卡座15的左右移動(dòng)，加載時(shí) 確保調(diào)節(jié)螺母緊貼負(fù)荷傳感器21，直至根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值對(duì)試樣組件產(chǎn)生一定的夾持 載荷。由電機(jī)4帶動(dòng)減速機(jī)5對(duì)試樣進(jìn)行扭轉(zhuǎn)加載，通過扭矩傳感器測(cè)量試樣的扭矩值 和加緊載荷，試驗(yàn)機(jī)的正反加載和停車可人工操控，檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給處理系統(tǒng)，完成對(duì) 試樣扭轉(zhuǎn)指標(biāo)的測(cè)量及曲線的繪制。應(yīng)該理解到的是上述實(shí)施例只是對(duì)本實(shí)用新型的說明，而不是對(duì)本實(shí)用新型的 限制，任何不超出本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，包括主機(jī)和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的 主機(jī)包括機(jī)柜(1)，所述的機(jī)柜(1)上從右向左依次設(shè)有電機(jī)G)、減速機(jī)(5)、扭矩傳感器 (8)、軸承座(10)、反力框架和負(fù)荷傳感器(21)，其特征在于所述的軸承座(10)上設(shè)有與 試樣螺母配套的接頭(12)，所述的扭矩傳感器(8)右端通過第一聯(lián)軸器(6)與所述減速機(jī) (5)相連，左端通過第二聯(lián)軸器(9)與所述接頭(12)相連；所述反力框架的底板(13)上設(shè) 有直線導(dǎo)軌(18)，所述的直線導(dǎo)軌(18)上設(shè)有滑塊(17)，所述的滑塊(17)上設(shè)有放置試 樣螺栓的卡座(15)，所述的卡座(1 的右端設(shè)有卡槽(25)，所述的卡座(1 的左端連接 一個(gè)絲杠(19)，所述反力框架的右端設(shè)有墊板支架(14)，所述的負(fù)荷傳感器設(shè)置在反 力框架的左端板00)外側(cè)，所述絲杠(19)的左端穿過所述的反力框架左端板OO)和負(fù)荷 傳感器(21)，其端部設(shè)有調(diào)節(jié)螺母(22)，所述的調(diào)節(jié)螺母0 上設(shè)有手柄；所述的負(fù) 荷傳感器和扭矩傳感器(8)連接到微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的機(jī)柜(1)正 面設(shè)有拉門O)。
3.如權(quán)利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的機(jī)柜(1)上 設(shè)有工作平臺(tái)(3)。
4.如權(quán)利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，其特征在于所述的扭矩傳感器 (8)設(shè)置在一個(gè)墊塊(7)上。
5.如權(quán)利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，其特征在于軸承座(10)的前端 設(shè)有手控盒(11)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗(yàn)機(jī)，包括主機(jī)和微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于所述的主機(jī)包括機(jī)柜，所述的機(jī)柜上從右向左依次設(shè)有電機(jī)、減速機(jī)、扭矩傳感器、軸承座、反力框架和負(fù)荷傳感器。本實(shí)用新型將負(fù)荷傳感器通過反力框架連接，置于設(shè)備的一端，屬于負(fù)荷傳感器外置式結(jié)構(gòu)，有效保護(hù)避免傳感器受到來自緊固件或夾具的撞擊，由此得到的數(shù)據(jù)更加穩(wěn)定可靠。由于采用反力框架，不需通過增加或減少墊圈來調(diào)整螺栓伸出螺母端的長(zhǎng)度。即達(dá)到省時(shí)、省力、省事的目的。
文檔編號(hào)G01N3/26GK201903421SQ20102064987
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者李國勇, 李 瑞, 王梁, 錢苗 申請(qǐng)人:浙江華電器材檢測(cè)研究所