专利名称：高强度螺栓自动测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于机电一体化的机械测量仪器，特别是一种用于高强度螺栓副扭矩、轴力参数即扭矩系数和扭剪型高强度螺栓副拉力的测量仪器。
现有技术目前，被大量采用的高强度螺栓，包括普通型和扭剪型，规范确定必须按批次抽样测试其扭矩系数以严格控制钢结构工程的紧固连接强度。一般生产厂家和质量检测机构仍延用轴力计检测，轴力计的机架被固定于地基，被测试螺栓与传感器串联，预先调整力矩扳手脱扣值。当人工拧紧螺母到力矩扳手脱扣时，数显测力仪读出对应的拉力值，最后计算扭矩系数。每批次抽样8只为一组。对于大规格M30螺栓副，扭矩在1700Nm范围，人工扳紧、放松，需耗费很大的劳动强度，此外，扭矩扳手的刻线调整精度低于±4％，很难满足检测要求，它只能检测定点扭矩系数，无法探知加扭过程中扭矩系数的变化趋向。
发明的目的本实用新型的目的是提供一种一人即可操作，简便灵活、数据精确，能连续显示扭矩值、拉力值、扭矩系数曲线、长期保存成组数据、打印或向上位管理微机传送数据的高强度螺栓自动测试仪。
技术方案本实用新型由轴力机构、加扭测试机构、微机控制器、机架组成。轴力测试机构由承拉轴力架4、承拉螺杆3、拉力传感器6、联接螺杆9、轴力框10、回转盘11、螺栓定位座12、前承压板13，以及快速预紧驱动器1、预紧螺母2和定位部件组成。定位部件由轴向移动手柄7、轴向移动导轨8、轴向移动滑块27、回转盘11、平衡滚球5、销轴17和销轴套26组成。加扭测试机构由套筒扳15、方轴16、滑环18、扭矩传感器19、轴承座20、加扭驱动器22、销轴17、销轴套26、组成。微机控制器21由键盘、图形液晶屏、微型打印机等组成。微机控制器21与拉力传感器6、快速预紧驱动器1、扭矩传感器19、滑环18、加扭驱动器22电联接，机架24的底部装有导向轮副25。
轴力测试机构的承拉轴力架4呈槽型，槽中的承拉螺杆3、拉力传感器6、联接螺杆9、轴力框10串接一体，其后端(左端)由承拉螺杆3经预紧螺母2架在承拉轴力架4的后端，其前端(右端)的轴力框10中有螺栓定位座12，承拉轴力架4的前端是前承压板13。承拉轴力架4后端有快速预紧驱动器1、预紧螺母2与承拉螺杆3传动连接。承拉轴力架4后端下面装有平衡滚球5与机架台面23接触，中部底面与回转盘11的内盘固定，回转盘11的外盘与轴向移动滑块27连接；移动滑块27与机架台面23上的轴向移动导轨8滑动连接；轴向移动滑块27由轴向移动手柄7带动在轴向导轨8上滑动平移，承拉轴力架4的前端头部底面装有销轴17，机架台面23上有与销轴17相配合的销轴套26。
加扭测试机构设置在轴力测试机构的前方向，即机架台面23的右部；方轴16、滑环18、扭矩传感器19串接一体，架置在与机架23固定连接的两个轴承座20上，并与轴力测试机构同一轴线，方轴16的左端上置有套筒扳15；扭矩传感器19与滑环18、加扭驱动器22由导线联接。
发明优点本实用新型只需要在机械放松状态下更换螺栓副，简单操作微机控制器键盘，即能自动完成快速预紧、加扭(至设定值)、卸扭、快速放松等操作，能连续显示扭矩值、拉力值、扭矩系数曲线，能长期保存成组数据、打印或向上位管理微机传送数据。一人即可操作，简便灵活、测量数据精确，示值精度±1％，大大降低了劳动强度。
本实用新型还具有扭剪型螺栓的测试及放松螺栓的功能，机身自成一体，底部的导向轮副可使仪器任意移动和锁定，无需地基。结构上还具备扭矩和拉力的计量标定条件，符合实际应用的要求。
图1是本实用新型的正视结构示意图。
图2是本实用新型的俯视结构示意图。
图3是本实用新型轴力测试机构部分的局部左视剖面示意图。
图中，1是快速预紧驱动器，2是预紧螺母，3是承拉螺杆，4是承拉轴力架，5是平衡滚球，6是拉力传感器，7是轴向移动手柄，8是轴向移动导轨，9是联接螺杆，10是轴力框，11是回转盘，12是螺栓定位座，13是前承压板，14是被测螺栓副，15是套筒扳，16是方轴，17是销轴，18是滑环，19是扭矩传感器，20是轴承座，21是微机控制器，22是加扭驱动器，23是机架台面，24是机架，25是导向轮副、26是销轴套，27是轴向移动滑块。
实施例
以下结合附图和实施例对本实用新型作详细描述如图1所示，本实用新型由轴力测试机构、加扭测试机构、微机控制器、机架四个部分组成，轴力测试机构由承拉轴力架4、承拉螺杆3、拉力传感器6、联接螺杆9、轴力框10、回转盘11、螺栓定位座12、前承压板13、以及快速预紧驱动器1、预紧螺母2和轴力测试机构的定位部件组成；加扭测试机构由套筒扳15、方轴16、滑环18、扭矩传感器19、轴承座20、加扭驱动器22组成；微机控制器21由键盘、图形液晶屏、微型打印机组成；微机控制器21与拉力传感器6、预紧驱动器1、扭矩传感器19、滑环18，加扭驱动器22电联接；机架24的底部安装有导向轮25。
轴力测试机构的承拉轴力架4呈槽型，槽中的承拉螺杆3、拉力传感器6、联接螺杆9、轴力框10串接一体，其后端(左端)由承拉螺杆3经预紧螺母2架在承拉轴力架4的后端上，其前端(右端)的轴力框10置槽中可以轴向平移滑动。轴力框10中有螺栓定位座12，承拉轴力架4右端面是前承压板13。承拉轴力架4左下面装有平衡滚球5与机架台面23接触，回转盘11的上部与承拉轴力架4的底面连接，回转盘11的下部与轴向移动滑块27连接；移动滑块27置于机架台面23固定的轴向移动导轨8内，它由轴向移动手柄7带动在轴向导轨8上滑动平移，如图2和图3所示，轴力测试机构的定位部件由轴向移动手柄7、轴向移动导轨8、轴向移动滑块27、回转盘11、平衡滚球5、销轴17和销轴套26组成。轴向移动手柄7通过链传动使滑块27在轴向移动导轨8内移动。定位部件的销轴17安装在承拉轴力架4前端的底面上，与安装在机架台面23上的销轴套26相配合。
加扭测试机构设置在轴力测试机构的正前向，即机架24台面23的右部，由套筒扳15、方轴16、滑环18、扭矩传感器19、轴承座20、加扭驱动器22组成。方轴16、滑环18、扭矩传感器19串联成一体，置在与机架24台面23固定的两个轴承座20上，并与轴力测试机构同一轴线，方轴16的左前端有六角套筒扳15。扭矩传感器19的电信号通过滑环18引出。加扭驱动器22由机械减速器和电机组成。
微机控制器21由键盘、图形液晶屏、微型打印机等组成。微机控制器21与拉力传感器6、快速预紧驱动器1、扭矩传感器19、滑环18、加扭驱动器22有导线联接。
机架的底部安装有导向轮副。本机装有四只导向轮，并且每只导向轮都能锁定。
被测试螺栓副14置于承拉架4的前端(右端)，槽中轴力框10中的螺栓定位座12及前承压板13之间，经轴力框10和联接螺杆9与拉力传感器6串联，后端(左端)有承拉螺杆3、经预紧螺母2和快速预紧驱动器1等组成轴力测试机构。整个承拉轴力架4通过回转盘11、轴向移动滑块27、轴向移动导轨8，安装在机架24的工作台面23上。当进行普通高强螺栓副14的检测时，扳转定位部件的轴向移动手柄7，使承拉轴力架4向前(右)移动，被测试螺栓副14的螺母套入六角套筒扳15内，同时承拉轴力架4前端(右端)下面的销轴17插入机架台面23上的销轴套26，以加大径向承扭强度。加扭机构包括六角套筒扳15、方轴16、扭矩传感器19、滑环18及加扭驱动器22，两个轴承座20，保证加扭时扭矩传感器19与被测螺栓副14同轴，并且没有扭矩附加误差。
进行高强度螺栓副测试时，首先按标准设置参数，装上被测螺栓副14，转动移动手柄7，使被测螺栓副14的螺母插入六角套筒扳15内，启动自动测试程序，本测试仪便自动由快速预紧驱动器1快速消除轴向间隙，自动进入加扭(至设置扭矩值)、卸扭，再由快速预紧驱动器1快速放松被测试螺栓副14到便于更换状态，右移脱开六角套筒扳15，更换被测螺栓副14，本测试仪即能显示设置扭矩值及对应的拉力值，并予以存储，同时还能查看当前扭矩系数曲线或予以打印。
进行扭剪型高强螺栓测试时，可转动轴向移动手柄7将承拉轴力架4左移，并顺向旋转45°左右，附图2所示。采用专用电动扭剪扳手，扭断扭剪头，留下拉力值。此后再转回承拉轴力架4，使被检测高强螺栓副14的螺母套入六角套筒扳15，操作加扭机构，拧松被测螺栓14至便于更换状态，重复操作。可存储成组数据。
本测试仪实施例还设置了扭矩和拉力的计量标定附件。
权利要求1.一种高强度螺栓自动测试仪，由轴力测试机构、加扭测试机构、微机控制器、机架组成，其特征是轴力测试机构由承拉轴力架(4)、承拉螺杆(3)、拉力传感器(6)、联接螺杆(9)、轴力框(10)、回转盘(11)、螺栓定位座(12)、前承压板(13)，以及快速预紧驱动器(1)、预紧螺母(2)和定位部件组成；定位部件由轴向移动手柄(7)、轴向移动导轨(8)、轴向移动滑块(27)、回转盘(11)、平衡滚球(5)、销轴(17)和销轴套(26)组成；加扭测试机构由套筒扳(15)、方轴(16)、滑环(18)、扭矩传感器(19)、轴承座(20)、加扭驱动器(22)、销轴(17)、销轴套(26)组成；微机控制器(21)由键盘、图形液晶屏、微型打印机组成；微机控制器(21)与拉力传感器(6)、快速预紧驱动器(1)、扭矩传感器(19)、滑环(18)、加扭驱动器(22)电联接；机架(24)的底部装有导向轮副(25)。
2.按权利要求1所述的高强度螺栓自动测试仪，其特征是轴力测试机构的承拉轴力架(4)呈槽型，槽中的承拉螺杆(3)、拉力传感器(6)、联接螺杆(9)、轴力框(10)串接一体，其后端(左端)由承拉螺杆(3)经预紧螺母(2)架在承拉轴力架(4)的后端，其前端(右端)的轴力框(10)中有螺栓定位座(12)，承拉轴力架(4)的前端是前承压板(13)；承拉轴力架(4)后端有快速预紧驱动器(1)、预紧螺母(2)与承拉螺杆(3)传动连接；承拉轴力架(4)后端下面装有平衡滚球(5)与机架台面(23)接触，中部底面与回转盘(11)的内盘固定，回转盘(11)的外盘与轴向移动滑块(27)连接；移动滑块(27)与机架台面(23)上的轴向移动导轨(8)滑动连接；轴向移动滑块(27)由轴向移动手柄(7)带动在轴向导轨(8)上滑动平移；承拉轴力架(4)的前端头部底面装有销轴(17)，机架台面(23)上有与销轴(17)相配合的销轴套(26)。
3.按权利要求1所述的高强度螺栓自动测试仪，其特征是加扭测试机构设置在轴力测试机构的前端，即机架台面(23)的右部；方轴(16)、滑环(18)、扭矩传感器(19)串接一体，架置在与机架(23)固定连接的两个轴承座(20)上，并与轴力测试机构同一轴线，方轴(16)的左端上置有套筒扳(15)。
专利摘要本实用新型是一种用于测试普通高强度螺栓扭矩系数和扭剪型高强度螺栓拉力的仪器。由轴力测试机构、加扭测试机构、微机控制器、机架组成。轴力测试机构由承拉轴力架、承拉螺杆、拉力传感器、联接螺栓、轴力框、前承压板以及定位装置组成，加扭测试机构由套筒、方轴、扭矩传感器、轴承座、加扭驱动器组成。一人即可操作，简便灵活，大大降低了劳动强度，测量数据精确，示值精度±1％，能连续显示扭矩、拉力值、扭矩系数曲线，长期保存成组数据，打印或向上位管理微机传送数据。
文档编号G01L5/24GK2791624SQ20052001980
公开日2006年6月28日 申请日期2005年4月28日 优先权日2005年4月28日
发明者冯金益 申请人:冯金益, 冯卫东, 荣凡