本发明涉及机械工程技术领域，尤其涉及一种扭拉关系标定装置及方法。
背景技术：
螺纹连接在工程中广泛应用，螺纹连接的可靠性是保证机械产品性能的主要因素。在工程应用中，装配阶段提供的轴向预紧力对产品性能有着至关重要的影响。而实际装配环节，螺钉一般由操作工人利用扭矩扳手等手动工具拧紧，即通过对螺纹连接件施加一个扭矩，产生合适的预紧力。由于摩擦、加工精度、连接件和被连接件的材料等差异，工人手工拧紧所施加的扭矩产生的预紧力有很大的离散性。这就需要知道对螺钉施加的扭矩与预紧力之间的关系。但是，针对广泛应用于航空航天等领域中的小型螺钉，目前还没有方法与设备实现其扭拉关系的标定。因此，亟需一种可以实现小型螺钉的扭拉关系标定方法与装置。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种扭拉关系标定装置及方法，解决了螺钉扭拉关系的标定问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种扭拉关系标定装置，包括：
底座，在所述底座上开设有螺纹孔，所述螺纹孔的直径与待测试螺钉的直径对应；
多个压力传感器，设置在所述底座内，并在所述螺纹孔的外围间隔设置；
显示器，与每一所述压力传感器连接，用于显示每一所述压力传感器所检测的压力值。
可选地，所述底座的内部设置有线路连接通道，其中所述压力传感器与所述显示器相连接的连接线设置于所述线路连接通道中。
可选地，所述底座的端面上设置有延伸部，所述延伸部上设置有与所述线路连接通道连通的通孔。
可选地，所述延伸部的数量与所述压力传感器的数量相同，每一所述压力传感器与所述显示器相连接的连接线分别通过一个所述延伸部穿出。
可选地，所述压力传感器的数量为六个。
可选地，所述标定装置还包括：用于将待测试螺钉拧紧在所述螺纹孔中，并反馈扭矩数值的扭矩控制装置。
依据本发明的另一个方面，提供了一种采用上述的扭拉关系标定装置的扭拉关系标定方法，所述方法包括：
将待测试螺钉放置于所述螺纹孔中；
对所述待测试螺钉施加使所述待测试螺钉拧设于所述底座上的扭矩，并获取拧设过程时的扭矩数值；
通过所述显示器获取每一所述压力传感器检测的压力数值；
根据所述扭矩数值和所述压力数值计算所述待测试螺钉的扭矩系数。
可选地，对所述待测试螺钉施加使所述待测试螺钉拧设于所述底座上的扭矩，并获取拧设过程时的扭矩数值的步骤通过一扭矩控制装置执行。
可选地，根据所述扭矩数值和所述压力数值计算所述待测试螺钉的扭矩系数的步骤包括：
根据所述压力数值计算所述待测试螺钉在拧设过程中的预紧力；
根据所述扭矩数值和所述预紧力计算所述待测试螺钉的扭矩系数。
可选地，所述预紧力为各个所述压力传感器检测的压力数值的和。
可选地，根据所述扭矩数值和所述预紧力计算所述待测试螺钉的扭矩系数的步骤包括：
通过公式
其中，k表示扭矩系数，t表示扭矩，f表示预紧力，d表示待测试螺钉的公称直径。
本发明的实施例的有益效果是：
上述方案中的扭拉关系标定装置，通过压力传感器测量螺钉的预紧力，并结合螺钉拧设过程中的的扭矩数值，实现螺钉等螺纹连接件的扭拉关系的标定，对于评估连接件的防松性能和确定装配工艺有着重要的意义。
附图说明
图1表示本发明实施例的扭拉关系标定装置的结构图；
图2表示本发明实施例的扭拉关系标定方法的流程图。
其中图中：1、底座，2、螺纹孔，3、压力传感器，4、显示器；
11、线路连接通道，12、延伸部。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明的实施例提供了一种扭拉关系标定装置，包括：
底座1，在所述底座1上开设有螺纹孔2，所述螺纹孔2的直径与待测试螺钉的直径对应；
多个压力传感器3，设置在所述底座1内，并在所述螺纹孔2的外围间隔设置；
显示器4，与每一所述压力传感器3连接，用于显示每一所述压力传感器3所检测的压力值。
该实施例中，在所述底座1上开设有与待测试螺钉配合的螺纹孔2，在所述螺纹孔2的周围，均匀间隔设置有多个所述压力传感器3，所述压力传感器3通过连接线与外部的显示器4连接，且所述压力传感器3的厚度较薄，优选地，所述压力传感器3的厚度为3.5mm。在对所述待测试螺钉的扭拉关系标定过程中，将所述待测试螺钉在所述螺纹孔2内拧紧，获取拧紧过程的扭矩值，所述压力传感器3可以在拧紧过程中对待测试螺钉预紧力进行实时测量，并根据显示器4上显示的由多个所述压力传感器3测得的预紧力，可以实现扭矩系数的计算。
扭拉关系是指螺纹连接件在紧固过程中施加的扭矩和产生的预紧力之间的关系，扭矩系数是扭矩和预紧力之间关系的具体表征。对螺钉的扭拉关系进行标定，也就是求扭矩系数值。该扭拉关系标定装置可以实现螺钉等螺纹连接件的扭拉关系的标定，为评估连接件的防松性能和确定装配工艺奠定了基础。
本发明的上述实施例中，所述底座1的内部设置有线路连接通道11，其中所述压力传感器3与所述显示器4相连接的连接线设置于所述线路连接通道11中。
具体地，所述底座1的端面上设置有延伸部12，所述延伸部12上设置有与所述线路连接通道11连通的通孔。
所述延伸部12的数量与所述压力传感器3的数量相同，每一所述压力传感器3与所述显示器4相连接的连接线分别通过一个所述延伸部12穿出。
该实施例中，所述底座1的端面为与所述底座1上开设所述螺纹孔2的表面相邻的面，所述延伸部12设置在所述底座1的端面上，与所述底座1内部的线路连接通道11连通，所述连接线穿过所述底座1内部的线路连接通道11以及底座1的端面上的延伸部12，将多个所述压力传感器3与所述显示器4连接，多个所述压力传感器3测得的多个方向的压力值的和即为螺钉拧紧过程中的预紧力，预紧力数值可以通过所述显示器4显示。
本发明的上述实施例中，所述压力传感器3的数量为六个。
该实施例中，六个所述压力传感器3在所述底座1内部围绕所述螺纹孔2均匀间隔设置，可以测得在螺钉拧紧过程中的多个方向的压力，六个所述压力传感器3测得的压力之和即为螺钉拧紧过程中的预紧力。
本发明的上述实施例中，所述标定装置还包括：用于将待测试螺钉拧紧在所述螺纹孔中，并反馈扭矩数值的扭矩控制装置。
该实施例中，在对螺钉标定过程中，需要通过所述扭矩控制装置精确控制螺钉的拧紧扭矩，并反馈出扭矩数值。所述扭矩控制装置可以为任意可测得扭矩的装置，优选地，所述扭矩控制装置为数显扭矩扳手。
如图2所示，本发明的实施例还提供了一种采用上述的扭拉关系标定装置的扭拉关系标定方法，所述方法包括：
步骤21、将待测试螺钉放置于所述螺纹孔中；
步骤22、对所述待测试螺钉施加使所述待测试螺钉拧设于所述底座上的扭矩，并获取拧设过程时的扭矩数值；
步骤23、通过所述显示器获取每一所述压力传感器检测的压力数值；
步骤24、根据所述扭矩数值和所述压力数值计算所述待测试螺钉的扭矩系数。
该实施例中，在对所述待测试螺钉的扭拉关系标定过程中，将所述待测试螺钉在所述螺纹孔内拧紧，并获取拧紧过程的扭矩数值，所述压力传感器可以在拧紧过程中对所述待测试螺钉预紧力进行实时测量，并根据显示器上显示的由多个所述压力传感器测得的预紧力，可以实现扭矩系数的计算。其中，所述预紧力为每一所述压力传感器检测的压力数值的和。
扭拉关系是指螺纹连接件在紧固过程中施加的扭矩和产生的预紧力之间的关系，扭矩系数是扭矩和预紧力之间关系的具体表征。对螺钉的扭拉关系进行标定，也就是求扭矩系数值。该扭拉关系标定方法可以实现螺钉等螺纹连接件的扭拉关系的标定，为评估连接件的防松性能和确定装配工艺奠定了基础。
本发明的上述实施例中，对所述待测试螺钉施加使所述待测试螺钉拧设于所述底座上的扭矩，并获取拧设过程时的扭矩数值的步骤通过一扭矩控制装置执行。
该实施例中，在对螺钉标定过程中，需要通过所述扭矩控制装置精确控制螺钉的拧紧扭矩，并反馈出扭矩数值。所述扭矩控制装置可以为任意可测得扭矩的装置，优选地，所述扭矩控制装置为数显扭矩扳手。
本发明的上述实施例中，步骤24包括：
根据所述压力数值计算所述待测试螺钉在拧设过程中的预紧力；
根据所述扭矩数值和所述预紧力计算所述待测试螺钉的扭矩系数。
具体地，所述预紧力为各个所述压力传感器检测的压力数值的和。
根据所述扭矩数值和所述预紧力计算所述待测试螺钉的扭矩系数的步骤包括：
通过公式
其中，k表示扭矩系数，t表示扭矩，f表示预紧力，d表示待测试螺钉的公称直径。
该实施例中，扭矩系数是扭矩和预紧力之间关系的具体表征，对螺钉的扭拉关系进行标定，也就是求扭矩系数值。
需要说明的是，该方法是与上述个体推荐装置对应的方法，上述装置实施例中所有实现方式均适用于该方法的实施例中，也能达到相同的技术效果。
本发明的该实施例，扭拉关系标定装置通过压力传感器测量螺钉的预紧力，并结合螺钉拧设过程中的的扭矩数值，实现螺钉等螺纹连接件的扭拉关系的标定，对于评估连接件的防松性能和确定装配工艺有着重要的意义。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。