一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓。调节控制磁流变强度，用于调节预紧力从而满足具有特定预紧力要求的被连接件的场合。装置包括螺栓头、滑槽、螺栓杆、磁流变液、隔离圈、体积补偿器、电磁线圈、密封圈、活塞、滑动垫圈、复位弹簧。在确定被连接件的最佳初始预紧力F0后，调节流入电磁线圈的电流大小从而调整磁流变液的流变强度，最终将磁流变液的剪切屈服应力稳定在被连接件的最佳初始预紧力F0，然后旋紧螺母使得滑动垫圈发生微小的移动，最终确定了该力为被连接件的最佳预紧力F0。该装置连接被连接件后不需要另加预紧力检测，拧紧的过程就是预紧力检测的过程，操作方便、精度高、省时省力。
【专利说明】
一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓
技术领域
[0001]本实用新型涉及具有可调预紧功能的十字螺栓，尤其是涉及一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓。
【背景技术】
[0002]绝大多数螺纹连接在装配时都必须拧紧，使连接在承受工作载荷之前，预先受到预紧力的作用，目地在于增加连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件出现间隙或发生相对滑移。事实证明较大的预紧力对螺纹连接的可靠性以及被连接件的疲劳强度都是有利的，特别对于像气缸盖、管路凸缘、齿轮箱、轴承盖等紧密性要求较高的螺纹连接，预紧更为重要。但过大的预紧力会导致整个连接的结构尺寸增大，也会使连接件在装配或偶然过载时被拉断。因此，为了保证连接所需要的预紧力，又不使螺纹连接件过载，对于重要的螺纹连接，在装配时要注意控制预紧力。
[0003]目前，控制预紧力的方法很多，通常是借助测力矩扳手或定力矩扳手，利用控制拧紧力矩的方法来控制预紧力的大小，测力矩扳手的工作原理是根据扳手上的弹簧元件，在拧紧力的作用下所产生的弹性变形来指示拧紧力矩的大小。该方法虽然操作简单，但是在外部环境变化大的情况下，测力元件的物理特性随之变化大，精度难以保证，因此，很难应用于高精密机械装配场合。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓，该装置不易受外部环境的影响，具有精度高，寿命长，结构紧凑等特点，特别适合应用于高精密机械结构的装配。
[0005]为了有效的实现一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓的如上所述特点，本实用新型是按如下方式来实现的:该装置是由螺栓头，滑槽，螺栓杆，磁流变液，隔离圈，体积补偿器，电磁线圈，密封圈，活塞，滑动垫圈，复位弹簧组成。螺栓杆上半节开有腔室，腔室通过在螺栓杆上开出的四个滑槽与外部空气相连，滑动垫圈通过四个滑槽与螺栓杆建立滑动副，并通过复位弹簧与螺栓头连接，活塞上面开有凹槽，电磁线圈绕在此凹槽中，活塞与滑动垫圈同连，并通过滑动垫圈带动其移动，体积补偿器安装在腔室的底部，螺栓杆、活塞、体积补偿器、密封圈组成一个封闭的腔体，磁流变液充满在这个密封腔体，并通过隔离圈将磁流变液与电磁线圈隔离。
[0006]在确定被连接件的最佳初始预紧力Fq后，调节流入电磁线圈的电流大小从而调整磁流变液的流变强度，最终将磁流变液的剪切屈服应力稳定在被连接件的最佳初始预紧力Fo，然后旋紧螺母使得滑动垫圈发生微小的移动，最终确定了该力为被连接件的最佳预紧力Fo。该装置连接被连接件后不需要另加预紧力检测装置检测，拧紧的过程就是预紧力检测的过程。
[0007]本实用新型所述的一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓的积极效果在于:利用磁流变液具有反应快速、连续、可逆、剪切屈服应力高、耗能低等特点，将磁流变液与螺栓本体进行结合，设计一种具有集成可调预紧功能的十字螺栓。在整个装置中所需的磁流变液体积微小(根据所用螺栓的尺寸确定，一般在0.5mL-5mL之间)，而剪切屈服应力可达到300Mp，工作温度可在-20°C-150°C之间稳定工作，因此，该装置不易受外部环境的影响，具有精度高，寿命长，结构紧凑等特点，特别适合应用于高精密机械结构的装配。
【附图说明】
[0008]图1为一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓的内部结构原理图。
[0009]图2为一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓的外部结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。
[0011]结合图1和图2，本实用新型一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓，该装置是由螺栓头1、滑槽2、螺栓杆3、磁流变液4、隔离圈5、体积补偿器6、电磁线圈7、密封圈9、活塞10、滑动垫圈11、复位弹簧12组成。其内部结构为:螺栓杆3上半节开有腔室，腔室通过在螺栓杆3上开出的四个滑槽2与外部空气相连，滑动垫圈11通过四个滑槽2与螺栓杆3建立滑动副，并通过复位弹簧12与螺栓头I连接，活塞10上面开有凹槽，电磁线圈7绕在此凹槽中，活塞10与滑动垫圈11固连，并通过滑动垫圈11带动其移动，体积补偿器6安装在腔室的底部，螺栓杆3、活塞1、体积补偿器6、密封圈9组成一个封闭的腔体，磁流变液4充满在这个密封腔体，并通过隔离圈5将磁流变液4与电磁线圈7隔离。
[0012]利用磁流变液4具有反应快速、连续、可逆、剪切屈服应力高、耗能低等特点，将磁流变液4与螺栓本体进行结合，设计一种具有集成可调预紧功能的十字螺栓。在整个装置中所需的磁流变液4体积微小(根据所用螺栓的尺寸确定，一般在0.5mL-5mL之间)，而剪切屈服应力可达到300Mp，工作温度可在-20°C-150°C之间稳定工作，因此，该装置不易受外部环境的影响，具有精度高，寿命长，结构紧凑等特点，特别适合应用于高精密机械结构的装配。
[0013]在确定被连接件的最佳初始预紧力Fο后，调节流入电磁线圈7的电流大小从而改变磁流变液4所在空间磁场8的大小，进而调整磁流变液4的流变强度，最终将磁流变液4的剪切屈服应力稳定在被连接件的最佳初始预紧力Fo，然后旋紧螺母使得滑动垫圈11发生微小的移动，最终确定了该力为被连接件的最佳预紧力Fo。该装置连接被连接件后不需要另加预紧力检测装置检测，拧紧的过程就是预紧力检测的过程。
【主权项】
1.一种基于磁流变效应的具有可调预紧功能的十字螺栓，装置是由螺栓头、滑槽、螺栓杆、磁流变液、隔离圈、体积补偿器、电磁线圈、密封圈、活塞、滑动垫圈、复位弹簧组成;其特征在于:所述螺栓杆(3)上半节开有腔室，所述腔室通过在螺栓杆(3)上开出的四个滑槽(2)与外部相连，所述滑动垫圈(11)通过四个滑槽(2)与螺栓杆(3)建立滑动副，并通过复位弹簧(12)与螺栓头(I)连接，所述活塞(10)开有凹槽，电磁线圈(7)绕在此凹槽，活塞(10)与滑动垫圈(11)固连，并通过滑动垫圈(11)带动其移动，所述体积补偿器(6)安装在腔室的底部，所述螺栓杆(3)、活塞(10)、体积补偿器(6)、密封圈(9)组成一个封闭的腔体，所述磁流变液(4)充满在这个密封腔体，并通过隔离圈(5)将磁流变液(4)与电磁线圈(7)隔离。
【文档编号】F16B35/04GK205503689SQ201620173028
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】孙美娜
【申请人】孙美娜