专利名称：风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机的制作方法
技术领域：
本发明涉及机械紧固件安全性能的检测，尤其是大规格、高强度紧固件的扭转力矩、轴向拉力的精确测试所必须的风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机。
技术背景高强度紧固件用于各种机件的可拆连接，在钢结构、风力发电、交通工具、各类机械及国防装备上，已成为不可或缺的重要配件，其数量之多已达到不可计数的天文数字。为了连接可靠、保证安全，风力发电高强度紧固件(以下简称“紧固件”)的承载能力及使用寿命必须充分保证万无一失。于是，紧固件的扭矩、轴力检测就成为必不可少的安全保证。一般的轴力测试机，效率不高，成本不低，操作也不太方便。而且检测精度也嫌不够，因而不太适合紧固件的轴力检测。扭矩检测多用扭力扳手，费工费时，精度也差。更重要的是扭力扳手量程有限，远不能满足大直径超长度高强度紧固件的扭矩检测。据《机械制造》、《紧固件》、《测试仪器》等检索，专用的扭矩、轴力联合检测器械，未见报道先例。超大扭矩(30000Nm)、超大轴力(3000kN)的联合测试机更无任何信息反映。 据此，本发明所提供的技术构思及实际产品，可能具有新颖性。发明目的本发明的目的是为扭矩、轴力量程较大的紧固件，提供一种简易、快捷、方便、高精度的风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机的技术构思及实施方案，将手工、半机械的一般检测方法与技术设备提升到机电一体化、数字化、电脑化的高新水平。
发明内容本发明由下列技术构思来实现。1.系统组成1).动力头A 提供扭矩Ml。2).传动系统B 将Ml传至试件上。3).尾夹头C:将试件夹紧、定位、接收Ml。4).控制显示系统D 选用工作模式输出检测结果。2.工作原理试件紧固于尾夹头C的尾座与拉头中，A、B、C、D四大部件协调动作后，可由扭矩传感器、轴力传感器分别检测试件的扭矩、轴力值，并由显示器等显示相关图形及打印具体结果参数，从而快捷完成风力发电紧固件扭矩、轴力联合检测机的职能任务。
以下结合附图，对本发明作进一步说明[0018]
图1为本发明机构原理示意图。图2为本发明新型结构安装示意图。图3为卡头6的K向视图。实施方式1.系统组成及功能如图1所示，本发明，除机身14、油箱、机电附件等外，主要部件包括1.动力头A， 2.传动系统B，3.尾夹头C，4.控制显示系统D。1)动力头A依次包括电机12、液压泵13、液压马达1。所述之液压马达1为步进式、超高压马达，包括内曲线马达，由PC机控制转向、扭矩和转速。2)传动系统B依次包括联轴器加、轴承及支座3a、联轴器沘、扭矩传感器4、联轴器2c、轴承及支座3b、套筒5及卡头6，可将扭矩Ml传递至试件上。所述之套筒5左端置于联轴器2c中，可随意更换后，予以锁定，其右端为空心套腔，腔内安置多角卡头，含六角、 十二角、三角卡头6 (详见图3)，分别适用多角头试件。套筒5与卡头6可以合二为一，既可专用也可多用。3)尾夹头C依次包括刚性框架尾座7、空心拉头8、轴力传感器9、锁紧螺母10及调节螺杆11，可将试件位置调定、锁紧、接收主动扭矩Ml后产生反扭矩M2。所述之拉头8 左立板上有一槽口 S，供试件安装拆卸用。4)控制显示系统D，主要包括CAN总线、PC机、打印设备等。为扭矩、轴力输出结果提供显示、打印服务。此外，全系统的工作模式，包括最大扭矩模式、最大轴力模式、试件转角模式，均由总线，PC机系统，组合完成。该系统D均为外购件，其技术构思、性能指标、 工作模式等，多为公知公用，由用户选定即可。2.工作原理1)试件安装以六角头螺栓连接副为例。试件装入尾座7及拉头8的前立板槽口 S后，手工旋紧螺栓连接副的螺母，将套筒5及卡头6套在试件螺母上。2)输出扭矩Ml:启动电机12，令液压泵13由油箱中吸油，并输出高压油，使液压马达1旋转，输出主动扭矩Ml。3)扭矩Ml传递扭矩Ml经传动系统B，传至试件螺母上，由尾夹头C产生反向扭矩M2及正反轴向拉力F1、F2。4)输出显示当Ml = M2，Fl = F2时，由控制显示系统D显示并打印输出扭矩轴力值及相应的参数曲线图。据此，可判定六角螺栓连接副的安全性。5)模式选择按试件及检测要求，全系统工作模式包括最大扭矩模式、最大轴力模式、试件转角模式均由CAN总线，PC机系统组合完成。3.系统安装如图2所示[0041]1)元件选择(1)液压马达1 相比齿轮传动箱更为平稳、易于调速、随动精准，成本也不高。与之配套的液压泵3，电机12皆为成熟产品，采购更方便。(2)轴承及支座3a，3b因负载较大、均为重型轴承，包括双排座滚柱轴承，成组配对，更为经济，日后维修也更方便。(3)扭矩传感器4.轴力传感器9选用量程大，精度高的传感器。成本勿须计较，以保证安全性。(4)机身 14保证足够的刚性及重力稳定性，下部留有足够空间安装油箱、液压泵13及电机12 等。上部水平面保证平直度。2)安装要点(1)机身 14 防止时效变形，保证水平基面的精度。(2)保证液压马达1，传动系统B、尾夹头C的同轴度、运动精度。(3)专用测试室保持恒温、清洁、独立运行。发明优点综上所述，本发明具有如下优点1)扭矩M(30000Nm)，轴力F(3000kN)量程特大，能够满足大直径(M7》超长度 (4M)紧固件的测试需要。2)与原有测试设备相比，本发明的检测精度提高30倍，可达1. 5%。。3)具有多种工况模式可供选用，适应范围更为广泛。4)计算机控制液压马达1更为精准，操作方便。5)机电一体化，输出数字、图像化、厂方用户均感方便，可靠，一目了然。6)整机成本低，用处大，充分满足用户需求，保证紧固件安全、可靠。
权利要求1.一种风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，包括动力头(A)、传动系统(B)、尾夹头 (C)、及控制显示系统(D)，其特征是1).所述之动力头(A)依次包括电机(12)、液压泵(13)、液压马达(1)；2).所述之传动系统(B)依次包括联轴器( )、轴承及支座(3a)、联轴器(2b)、扭矩传感器G)、连轴器(2c)、轴承及支座C3b)、套筒( 及卡头(6)；3).所述之尾夹头(C)依次包括刚性框架尾座(7)、空心拉头(8)、轴力传感器(9)、锁紧螺母(10)及调节螺杆(11)；4).所述之控制显示系统(D)主要包括CAN总线、PC机、打印设备。
2.根据权利要求(1)所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是液压马达(1)为步进式，超高压马达，包括内曲线马达，由PC机控制转向、扭矩和转速。
3.根据权利要求(1)所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是 轴承及支座(3a)、(3b)均为重型轴承，包括双排座滚柱轴承，成组配对。
4.根据权利要求(1)所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是所述之套筒( 左端置于联轴器OC)中，其右端为空心套腔，腔内安置多角卡头，含六角、十二角、三角卡头(6)，套筒( 与卡头(6)可以合二为一。
5.根据权利要求1所述之风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机，其特征是 所述之拉头(8)左立板上有一槽口(S)。
专利摘要一种风力发电紧固件扭矩、轴力联合测试机主要由(液压)动力头A、(机械)传动系统B、可调尾夹头C及控制显示系统D构成，最大量程为直径(M72)，超长度(4m)扭矩(30000Nm)、轴力(3000kN)检测精度为1.5‰，由PC机控制工作模式，可自动打印相关图形及输出数据。本机量程大，高精度，适用范围广，成本不高，可广泛用于紧固件的安全检测。
文档编号G01L5/00GK202158920SQ20112007820
公开日2012年3月7日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者陶鸿安 申请人:上海金马高强紧固件有限公司