一种螺栓松动模拟试验系统的制作方法

1.本实用新型涉及紧固件技术领域，尤其涉及一种螺栓松动模拟试验系统。


背景技术：

2.在铁路建设项目中，会大量使用螺栓等紧固件进行固定。在后期铁路运行过程中，螺栓受到机车行进过程中产生的震动而逐渐发生松动，甚至脱落，造成无法估量的严重后果。因此，需要在螺纹紧固件的失效机理、防松机理、选型设计方法、拧紧力矩控制方法、防松结构等方面开展深入的基础研究工作，以提升螺纹连接结构可靠性，提升产品性能。
3.然而目前市面上针对螺栓松动模拟测试的设备还较少，且大多结构较为复杂，操作不便。


技术实现要素：

4.本实用新型为克服现有技术存在的螺栓松动模拟测试的设备操作比较复杂的问题，提供一种螺栓松动模拟试验系统，结构简单，操作快捷，模拟测试结果直接可见，能对研究螺栓是失效等提供一定的理论研究基础。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种螺栓松动模拟试验系统，包括
7.工作台，具有矩形的窗口和u形槽结构，所述u形槽结构对应设置在所述窗口边缘外；
8.振动机构，安装在所述工作台上；
9.基台，具有通孔和盲孔，下部安装在所述u形槽结构内；
10.连接板，具有第二螺纹孔，叠放在所述基台下方，两边安装在所述u形槽结构内；所述第二螺纹孔与所述通孔对应设置；
11.震动臂，与所述工作台平行设置，一端与所述振动机构连接，另一端伸入所述盲孔内；
12.计时器，用于记录试验时间；
13.塞尺，用于检测螺栓头部与所述基台表面之间的间隙大小。
14.进一步地，所述u形槽结构包括
15.卡板，倒“l”状，具有第一螺纹孔，安装在所述窗口相对两侧对应的所述工作台上，两块所述卡板相对设置构成“门”字状；
16.挡板，垂直安装在所述窗口另一侧对应的所述工作台上，两端分别与两块所述卡板连接；
17.锁紧螺钉，配合安装在所述第一螺纹孔内。
18.进一步地，所述基台相对的两侧下部成型有耳板，所述耳板与所述连接板叠合后插入到所述卡板与所述工作台之间的间隙内。
19.进一步地，所述工作台上安装有振动安装座，所述振动机构安装在所述振动安装
座上。
20.进一步地，所述振动机构包括振动电机，所述震动臂与所述振动电机连接。
21.进一步地，所述振动机构还包括缓冲单元，所述振动电机安装在所述缓冲单元上，所述震动臂与所述缓冲单元连接。
22.进一步地，所述缓冲单元包括
23.减振板；
24.振动板，与所述减振板平行设置；
25.弹簧，安装在所述减振板与所述振动板之间。
26.进一步地，所述震动臂与所述振动板2采用焊接方式连接形成一个整体。
27.进一步地，所述盲孔直径大于所述震动臂尺寸，深度5~10cm。
28.进一步地，所述通孔呈扇形分布。
29.本实用新型的有益效果是：
30.本实用新型为解决现有的模拟设备操作复杂的问题，设计了一种螺栓松动模拟试验系统，该模拟试验系统包括工作台、振动机构、震动臂、基台、连接板、计时器和塞尺。工作台为装置提供安装基础。振动机构安装在工作台上，用与模拟机车行驶中产生的振动。基台叠放在连接板上，两者组合后固定在工作台上，用于待测试的螺栓固定。震动臂的一端与振动机构连接，另一端伸入到基台内，将振动机构产生的振动作用传递至基台处，模拟震动环境，研究螺栓松动的情况。本实用新型中的螺栓松动模拟试验系统结构简答，操作快捷，能有研究螺栓放松等提供一定的理论基础。计时器，用于记录模拟测试的时间。塞尺，用于检测螺栓头部与基台表面间隙大小。采用实用新型中的模拟试验系统进行模拟试验后，通过绘制每个位置的螺栓的测试时间和间隙大小的曲线，即可进行螺栓松动失效等分析。本实用新型中的螺栓松动模拟试验系统结构简单，操作快捷，模拟测试结果直接可见，能对研究螺栓是失效等提供一定的理论研究基础。
附图说明
31.为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为实施例中，螺栓松动模拟试验系统的结构示意图一。
33.图2为实施例中，螺栓松动模拟试验系统的结构示意图二。
34.图3为实施例中，螺栓松动模拟试验系统的结构示意图三。
35.图4为实施例中，工作台的结构示意图一。
36.图5为实施例中，工作台的结构示意图二。
37.图6为实施例中，连接板的结构示意图。
38.图7为实施例中，基台的结构示意图。
具体实施方式
39.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的
那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
40.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
41.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。
42.下面结合附图对本实用新型/实用新型的实施例进行详细说明。
43.为了从螺纹紧固件的失效机理、防松机理、选型设计方法、拧紧力矩控制方法、防松结构等方面开展深入的基础研究工作，以提升螺纹连接结构可靠性，提升产品性能，采用适当的装置对螺栓松动过程进行模拟是非常有必要的。然而目前市面上针对螺栓松动模拟测试的设备还较少，且大多结构较为复杂，操作不便。为此，本实施例中提供一种螺栓松动模拟试验系统，其结构如附图1~7所示。该模拟试验系统包括工作台1、振动机构2、震动臂3、基台4、连接板5、计时器6和塞尺7。工作台1为装置提供安装基础。振动机构2安装在工作台上，用与模拟机车行驶中产生的振动。基台4叠放在连接板5上，两者组合后固定在工作台1上，用于待测试的螺栓固定。震动臂3的一端与振动机构2连接，另一端伸入到基台4内，将振动机构2产生的振动作用传递至基台4处，模拟震动环境，研究螺栓松动的情况。计时器6，用于记录模拟测试的时间。塞尺7，用于检测螺栓头部与基台4表面间隙大小。
44.具体的，工作台1，具有平整的工作面11。在工作面11上一边开设有一个矩形的窗口12。窗口12相对两侧对应的工作面11上附近分别设置倒“l”形状的卡板13。两块卡板13相对设置构成“门”字状，在卡板13弯折的两部分板面上开设有若干第一螺纹孔131并设置配合的锁紧螺钉14。在窗口12另一侧边缘对应的工作面11安装有挡板15，挡板15垂直于工作面11设置，两端分别与两块卡板13连接。两块卡板13和挡板14构成u形槽结构。在邻近挡板15的工作面11上设有振动安装座16。上述u形槽结构用于基台4和连接板5的固定，从而为螺栓提供安装基础。振动安装座16为振动机构2提供安装基础，提高其安装位置。
45.振动机构2，安装振动安装座16上。振动机构2，包括振动电机21、振动板22、弹簧23和减振板24。减振板24由橡胶等软质材料加工而成，其安装在振动安装座16上。振动板22与减振板24平行设置。弹簧23均匀安装在振动板22减振板24之间。振动电机21安装在振动板22上。采用振动板22、弹簧23和减振板24构成缓冲单元，可以避免振动电机21产生的振动对工作台1的影响，仅由震动臂3传动振动，更好的模拟振动传递过程。
46.震动臂3，由不锈钢棒等硬质材料加工而成。震动臂3一端与振动板22连接，另一端平行于工作面11指向窗口12上方区域。为了震动臂3与振动板22松脱，两者采用焊接方式连接形成一个整体。
47.基台4，长方体状，其下部可插入到u形槽结构内。基台4的长宽尺寸小于或者等于窗口12的长宽尺寸。基台4相对的两侧下方成型有耳板41，其可插入到相对两块卡板13内
侧。两块耳板41外侧之间的距离等于相对两块卡板13内侧之间的距离。在基台4上沿其厚度方向贯通开设有若干通孔42，通孔42与待检测的螺栓杆部直径一致。在基台4朝向振动机构2的一侧面沿震动臂长度方向开设有盲孔43。盲孔43直径略大于震动臂3尺寸，盲孔深度5~10cm。基台4安装到位后，震动臂3的自由端插入到盲孔43内，其由于振动传递，使得基台4会产生规律振动，从而模拟出某时刻机车行程中的振动向两边传递的情况。
48.本实施例中，通孔42以盲孔43所在区域为其中心，呈扇形均匀分布，利用后其分析其规律。
49.连接板5，矩板状，其上开设有与通孔42对应的第二螺纹孔51，第二螺纹孔51与待检测的螺栓配合。耳板41与连接板5的厚度之和等于卡板13内侧与工作面11之间的距离。即基台4和连接板5组合后，耳板41所在的两侧以及对应的连接板5边缘插入两块卡板13与工作面11之间的间隙内，另一端抵住挡板15。
50.计时器6，采用市售产品，用于记录模拟测试的时间。计时器6可与振动电机6的供电电路连接，一旦振动电机6供电则开始计时。
51.塞尺7，采用常规现有产品。
52.本实施例中的螺栓松动模拟试验系统其工作原理是：
53.将基台4和连接板5插入两块卡板13之间，震动臂3伸入到盲孔43内，然后安装锁紧螺钉14。根据需要安装一个或者多个螺栓，螺栓与连接板5螺纹连接后压紧基台4。开启振动电机21，计时器6开始记录时间。振动作用由震动臂3传递至基台4，从而模拟出振动环境。通过塞尺7定期检测螺栓头部与基台4表面之间的间隙大小，进行螺栓松动分析。通过绘制每个位置的螺栓的测试时间和间隙大小的曲线，即可进行螺栓松动失效等分析。本实施例中的螺栓松动模拟试验系统结构简单，操作快捷，模拟测试结果直接可见，能对研究螺栓是失效等提供一定的理论研究基础。