一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机的制作方法

1.本实用新型属于钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副检测技术领域，具体是一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机。


背景技术：

[0002]“gb/t3632-2008钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副”是适用于工业与民用建筑、桥梁、塔桅结构、锅炉钢结构、起重机械及其他钢结构用用扭剪型高强度螺栓连接副。该螺栓连接副使用时，需要固定小头，旋转螺母至小头断裂时视为装配完成。检测该钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副是否合格的重要指标为小头断裂时，螺栓与螺母间产生的夹紧力值及此时施加在螺母上的扭矩值。
[0003]
当前对该钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副进行检测时，一种方法是固定螺母，旋转螺栓小头使其断裂测定相应的夹紧力值及扭矩——此方法已被“全国紧固件标准化技术委员会”发布的“全国紧标委秘字(2019)003号”文件作废；第二种方法是试验员用手转动中空套筒扭矩扳手给螺母试样施加扭矩，外置防转装置限定扭剪型螺栓小头防止其转动及轴力负荷传感器组合测定应的夹紧力值及扭矩——此方法对于规格大的螺栓螺母试样时比较费力。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机。
[0005]
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0006]
一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机，包括包括底座，所述底座顶部依次设置有转接板和滑板，以及设置于其外侧的安装架，所述安装架采用正面开口的u型结构，所述安装架靠近所述转接板的一端外侧设置有行星齿轮减速机，所述行星齿轮减速机远离所述安装架的一端设置有伺服电机，所述转接板上方设置有主轴换向机构，所述主轴换向机构远离所述滑板的一侧设置有防转装置，用于限定扭剪型螺栓试样转动；
[0007]
所述滑板顶部设置有负荷传感器，所述滑板与所述负荷传感器之间设置有定位导向键，所述负荷传感器靠近所述防转装置的一侧设置有安装板，所述负荷传感器远离所述防转装置的一侧设置有二号防转板，所述安装板外侧设置有面板，所述面板外侧设置有硬垫板，用于为试样螺母提供承载面，所述试样螺母上旋接有试样螺栓。
[0008]
优选的，所述负荷传感器中心处设置有t型套，包括横端和竖端，所述试样螺栓固定端卡设于所述竖端内，所述t型套横端外侧设置有内外套，所述负荷传感器内设置有无内圈满装滚针轴承，所述无内圈满装滚针轴承内设置有毂内支撑套，所述毂内支撑套内设置有推力圆柱滚子轴承，所述推力圆柱滚子轴承与所述负荷传感器承载面完全贴合。
[0009]
优选的，所述滑板与所述底座之间滑动连接，所述滑板上设置有用于定位的限位装置。
[0010]
优选的，所述主轴换向机构包括设置于所述转接板顶部的齿轮箱安装座、设置于所述齿轮箱安装座顶部的齿轮箱。
[0011]
优选的，所述齿轮箱靠近所述行星齿轮减速机的一侧连接有动态扭矩传感器，所述动态扭矩传感器远离所述齿轮箱的一端连接有联轴器，用于将所述行星齿轮减速机与所述动态扭矩传感器连接起来。
[0012]
优选的，所述防转装置包括设置于所述齿轮箱安装座一侧的防转件，以及用于固定所述防转件的一号防转板。
[0013]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0014]
本实用新型中，将被测扭剪型螺栓小头花键固定，旋转被测螺母使得被测螺母与被测扭剪型螺栓间产生夹紧力至被测扭剪型螺栓小头花键部分断裂，测出此时施加在被测螺母上的扭矩值及被测螺母与扭剪型螺栓间产生的夹紧力。
[0015]
本实用新型实现了钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副检测时与实际使用时的状态一致；
[0016]
本实用新型满足了全国紧固件标准化技术委员会对钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副的试验方法。
附图说明
[0017]
图1是本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机的整体结构示意图；
[0018]
图2是本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机的剖视图；
[0019]
图3是本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机中a处结构放大图；
[0020]
图4是本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机中整体结构示意图二。
[0021]
附图标记：1、底座；2、安装架；3、行星齿轮减速机；4、伺服电机；5、滑板；6、负荷传感器；7、安装板；8、硬垫板；9、面板；10、试样螺母；11、试样螺栓；12、转接板；13、齿轮箱安装座；14、齿轮箱；15、联轴器；16、动态扭矩传感器；17、一号防转板；18、防转件；19、t型套；20、毂内支撑套； 21、二号防转板；22、无内圈满装滚针轴承；23、推力圆柱滚子轴承；24、定位导向键；25、内外套。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图1，进一步说明本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机的具体实施方式。本实用新型一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机不限于以下实施例的描述。
[0023]
实施例1：
[0024]
本实施例给出一种针对扭剪型螺栓的扭矩系数试验机的具体结构，如图1 所示，包括底座1，底座1顶部依次设置有转接板12和滑板5，以及设置于其外侧的安装架2，安装架2采用正面开口的u型结构，安装架2靠近转接板12 的一端外侧设置有行星齿轮减速机3，行星齿轮减速机3远离安装架2的一端设置有伺服电机4，转接板12上方设置有主轴换向机构，主轴换向机构远离滑板 5的一侧设置有防转装置，用于限定扭剪型螺栓试样转动；
[0025]
滑板5顶部设置有负荷传感器6，滑板5与负荷传感器6之间设置有定位导向键24，负荷传感器6靠近防转装置的一侧设置有安装板7，负荷传感器6远离防转装置的一侧设置
有二号防转板21，安装板7外侧设置有面板9，面板9 外侧设置有硬垫板8，用于为试样螺母10提供承载面，试样螺母10上旋接有试样螺栓11。
[0026]
负荷传感器6中心处设置有t型套19，包括横端和竖端，试样螺栓11固定端卡设于竖端内，t型套19横端外侧设置有内外套25，负荷传感器6内设置有无内圈满装滚针轴承22，无内圈满装滚针轴承22内设置有毂内支撑套20，毂内支撑套20内设置有推力圆柱滚子轴承23，推力圆柱滚子轴承23与负荷传感器6承载面完全贴合。
[0027]
滑板5与底座1之间滑动连接，滑板5上设置有用于定位的限位装置。
[0028]
主轴换向机构包括设置于转接板12顶部的齿轮箱安装座13、设置于齿轮箱安装座13顶部的齿轮箱14。
[0029]
齿轮箱14靠近行星齿轮减速机3的一侧连接有动态扭矩传感器16，动态扭矩传感器16远离齿轮箱14的一端连接有联轴器15，用于将行星齿轮减速机3 与动态扭矩传感器16连接起来。
[0030]
防转装置包括设置于齿轮箱安装座13一侧的防转件18，以及用于固定防转件18的一号防转板17。
[0031]
其中：
[0032]
伺服电机4：该试验机动力源，提供旋转扭矩；
[0033]
行星齿轮减速机3：将伺服电机4的输出扭矩放大；
[0034]
安装板7：将伺服电机4及行星齿轮减速机3固定于底座1上；
[0035]
底座1：该试验机的基座；
[0036]
联轴器15：用于将行星齿轮减速机3输出轴与动态扭矩传感器16输入轴连接在一起；
[0037]
动态扭矩传感器16：用于测量试样螺母10旋紧扭矩；
[0038]
齿轮箱14：用于将动态扭矩传感器16的实心轴转化为中空套筒；
[0039]
一号防转板17：用于固定防转件18；
[0040]
防转件18：用于固定试样螺栓11小头；
[0041]
中空套筒：用于给试样螺母施加扭矩；
[0042]
硬垫板8：用于给试样螺母10当作支撑面；
[0043]
面板9：用于固定硬垫板8；
[0044]
负荷传感器6：用于测量试样螺栓11和试样螺母10间的夹紧力；
[0045]
t型套19：用于给试样螺栓11当作架；
[0046]
还包括以下部件：滑板5、线性导轨、台面板、手动操作盒、电气控制箱、控制电脑、试验软件等；
[0047]
本实用新型将扭矩输出实心轴转化为空心套筒输出，将被测扭剪型螺栓小头穿过空心套筒，另加防转件固定被测扭剪型螺栓小头，用中空套筒对被测螺母施加扭矩。
[0048]
工作原理：如图1-3所示，实验过程如下：
[0049]
1.将伺服电机4轴插入行星齿轮减速机3输入联轴器15，采用螺栓将伺服电机4固定于行星齿轮减速机3输入端法兰上；
[0050]
2.将行星齿轮减速机3安装板采用螺栓固定于底座1上；
[0051]
3.将装有伺服电机4的行星齿轮减速机3采用螺栓固定安装于减速机安装板上，利
用行星齿轮减速机3输出端大轴肩定位；
[0052]
4.行星齿轮减速机3输出轴上装驱动键，再将刚性联轴器15套于行星齿轮减速机3输出轴上，采用6-m12锥端紧定螺钉将联轴器15固定于行星齿轮减速机3输出轴上；
[0053]
5.在动态扭矩传感器16输入轴上装上驱动键并将其插入联轴器15内且采用6-m12锥端紧定螺钉将动态扭矩传感器16输入轴固定于联轴器15上并在动态扭矩传感器16输出轴上装上驱动键；
[0054]
6.将转接板12及齿轮箱安装座13采用螺栓固定在一起，再将1：1齿轮箱 14采用螺栓固定于齿轮箱安装座13上；
[0055]
7.将步骤6组成的组件放置于底座1上，移动该组件使得1：1齿轮箱14 带键槽圆孔套在动态扭矩传感器16输出轴上，并调整1：1齿轮箱14轴端与动态扭矩传感器16的距离，再用螺栓将转接板12固定于底座1上；
[0056]
8.将定位导向键24采用螺栓固定于滑板5上，再将传感器安装板7卡在导向定位键24上并采用螺栓固定于滑板5上，将负荷传感器6采用螺栓固定于传感器安装板7上，将无内圈满装滚针轴承22装于负荷传感器6内；
[0057]
9.将推力圆柱滚子轴承23装于毂内支撑套20上，再将该整体装入无内圈满装滚针轴承22内，使得推力圆柱滚子轴承23与负荷传感器6承载面完全贴合；
[0058]
10.在毂支撑套20上装入4件防转销，并转动毂内支撑套20使得其上两个盲孔连线平行于滑板5，将二号防转板21卡在定位导向键24上且将毂内支撑套 20上的防转销装入该板的孔内，再用螺栓将其固定于滑板5上；
[0059]
11.将两套线性导轨装于底座1上，要求两线性导轨平行且垂直于减速机安装板；
[0060]
12.将装配好的传动毂总成采用螺栓固定于线性导轨滑块上，要求该传动毂总成在线性导轨上移动自如；
[0061]
13.将一号防转板17采用螺栓固定于齿轮箱安装座13槽内；
[0062]
14.将试样螺栓11装相应入t型套19内，再将t型套19从二号防转板21 右侧穿入，穿过毂内支撑套20；
[0063]
15.将穿过硬垫板8的试样螺栓11上旋上试样螺母10；
[0064]
16.将相应防转件18从一号防转板17左侧装入一号防转板17中，调整试样螺栓11角度使得试样螺栓11头部花键与防转件18对应；
[0065]
17.将相应的内外套25装于试样螺母10上，推动滑板5使得试样螺栓11 头部花键完全装于防转件18内，使得内外套25装入1：1齿轮箱14内六角孔内；
[0066]
18.使得内外套25与1：1齿轮箱14内六角空心轴完全贴合，内外套25与硬垫板8距离约1mm；
[0067]
19.点击试验软件运行按钮，试验开始，当试样螺栓11头部花键断裂时，试验停止，手动按下手动操作盒上反转按钮，使得试样螺母10逆时针旋转与试样螺栓11松开，试验完成。
[0068]
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。