简易的螺栓预紧力标定结构的制作方法

本发明涉及结构件试验强度试验，具体地，涉及一种简易的螺栓预紧力标定结构。

背景技术：

1、螺纹连接时工程上较常见的一种连接紧固方式，一般通过螺栓-螺母对敲、螺栓-螺纹紧固两种形式实现。尤其是在我国航天、航空等领域，对关键连接部位的螺栓预紧力有着严格的要求。保证螺纹连接的紧固效果和防松效果，需对螺栓的拧紧力矩进行定量施加。为了进一步获取螺栓拧紧力矩与螺栓预紧力之间的关系，需进行螺栓预紧力标定，为螺栓拧紧力矩要求的合理提出提供数据支撑。

2、以往的螺栓预紧力标定方法一般通过在螺栓表面粘贴应变片，通过应变数据简介地获得螺栓所产生的轴向力，需要在螺栓本体上粘贴多余传感器，甚至可能破坏螺栓本体，因此，为了快速可靠地获取螺栓预紧力与拧紧力矩之间的定量关系，需发明一种简易的螺栓预紧力标定方法。

3、公开号为cn211085546u的专利文献公开了一种螺栓预紧力传感器及螺栓预紧力传感器系统，包括：螺栓、设置在所述螺栓内部的针型全桥应变片、与所述针型全桥应变片电性相连的惠斯通电桥；其中所述针型全桥应变片适于在螺栓受力时发生形变，即所述惠斯通电桥适于根据针型全桥应变片的形变量输出相应电压值；本发明通过将针型全桥应变片设置在螺栓中，当螺栓受力时针型全桥应变片产生形变，并通过惠斯通电桥产生电压输出以将受力转换为电信号，使螺栓工作时同时测量螺栓紧固力，可以随时判断正在拧紧的螺栓是否达到了设计预紧力的要求。但是该方案在螺栓表面粘贴应变片，可能破坏螺栓本体。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种简易的螺栓预紧力标定结构。

2、根据本发明提供的简易的螺栓预紧力标定结构，包括固定板、测力传感器、母螺纹模拟件、支撑罩以及压紧面模拟件，所述支撑罩与测力传感器均固定设置在固定板的上侧，所述母螺纹模拟件固定连接测力传感器的上端，母螺纹模拟件的顶部设置有螺纹接口；

3、所述测力传感器与母螺纹模拟件均位于所述支撑罩的内部，所述压紧面模拟件设置在支撑罩的顶部，被试螺栓依次穿过压紧面模拟件与支撑罩的顶部与所述母螺纹模拟件上的螺纹接口连接。

4、优选地，所述固定板的上侧设置有传感器限位孔，所述测力传感器的下端设置在传感器限位孔内部。

5、优选地，所述固定板的下侧在与传感器限位孔的同轴处设置有传感器固定孔，所述测力传感器通过力传感器锁紧螺栓固定设置在固定板的上侧，所述力传感器锁紧螺栓穿过所述传感器固定孔与测力传感器底部所具有的螺纹接口连接。

6、优选地，所述母螺纹模拟件的底部与所述测力传感器的顶部均设置有螺纹，所述母螺纹模拟件底部的螺纹通过母螺纹模拟件锁紧螺栓固定连接所述测力传感器顶部的螺纹。

7、优选地，所述支撑罩的底部沿径向向外延伸形成支耳，所述支耳上沿周向均匀设置有多个固定孔，并通过多个支撑罩固定螺栓固定设置在固定板的上侧，支撑罩固定螺栓穿过所述固定孔连接所述固定板上所具有的支撑罩连接孔。

8、优选地，所述支撑罩的顶部设置有压紧面模拟件固定孔与第二穿螺栓通孔，所述压紧面模拟件通过压紧面模拟件固定螺栓固定设置在支撑罩的顶部；

9、所述压紧面模拟件固定螺栓穿过压紧面模拟件所具有的固定通孔连接压紧面模拟件固定孔，被试螺栓依次穿过压紧面模拟件所具有的第一穿螺栓通孔与支撑罩的顶部的第二穿螺栓通孔连接所述母螺纹模拟件。

10、优选地，所述支撑罩的侧壁设置有传感器测试孔，所述传感器测试孔用于将所述测力传感器的信号线缆引出。

11、优选地，所述第一穿螺栓通孔与第二穿螺栓通孔均与所述被试螺栓间隙配合。

12、优选地，所述测力传感器的下端与所述传感器限位孔过盈配合。

13、与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

14、本发明结构简单，操作方便，通过采用将被试螺栓的预紧力通过母螺纹模拟件传递至测力传感器的技术手段，能够在不破坏螺栓本体、不需要在螺栓本体上粘贴多余传感器的基础上，实现螺栓预紧力与拧紧力矩之间关系的快速标定。

技术特征：

1.一种简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，包括固定板(2)、测力传感器(3)、母螺纹模拟件(5)、支撑罩(6)以及压紧面模拟件(8)，所述支撑罩(6)与测力传感器(3)均固定设置在固定板(2)的上侧，所述母螺纹模拟件(5)固定连接测力传感器(3)的上端，母螺纹模拟件(5)的顶部设置有螺纹接口；

2.根据权利要求1所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述固定板(2)的上侧设置有传感器限位孔，所述测力传感器(3)的下端设置在传感器限位孔内部。

3.根据权利要求2所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述固定板(2)的下侧在与传感器限位孔的同轴处设置有传感器固定孔，所述测力传感器(3)通过力传感器锁紧螺栓(1)固定设置在固定板(2)的上侧，所述力传感器锁紧螺栓(1)穿过所述传感器固定孔与测力传感器(3)底部所具有的螺纹接口连接。

4.根据权利要求1所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述母螺纹模拟件(5)的底部与所述测力传感器(3)的顶部均设置有螺纹，所述母螺纹模拟件(5)底部的螺纹通过母螺纹模拟件锁紧螺栓(4)固定连接所述测力传感器(3)顶部的螺纹。

5.根据权利要求1所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述支撑罩(6)的底部沿径向向外延伸形成支耳，所述支耳上沿周向均匀设置有多个固定孔，并通过多个支撑罩固定螺栓(7)固定设置在固定板(2)的上侧，支撑罩固定螺栓(7)穿过所述固定孔连接所述固定板(2)上所具有的支撑罩连接孔。

6.根据权利要求1所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述支撑罩(6)的顶部设置有压紧面模拟件固定孔与第二穿螺栓通孔，所述压紧面模拟件(8)通过压紧面模拟件固定螺栓(9)固定设置在支撑罩(6)的顶部；

7.根据权利要求1所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述支撑罩(6)的侧壁设置有传感器测试孔，所述传感器测试孔用于将所述测力传感器(3)的信号线缆引出。

8.根据权利要求6所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述第一穿螺栓通孔与第二穿螺栓通孔均与所述被试螺栓(10)间隙配合。

9.根据权利要求2所述的简易的螺栓预紧力标定结构，其特征在于，所述测力传感器(3)的下端与所述传感器限位孔过盈配合。

技术总结
本发明提供了一种简易的螺栓预紧力标定结构，包括固定板、测力传感器、母螺纹模拟件、支撑罩以及压紧面模拟件，所述支撑罩与测力传感器均固定设置在固定板的上侧，所述母螺纹模拟件固定连接测力传感器的上端，母螺纹模拟件的顶部设置有螺纹接口；所述测力传感器与母螺纹模拟件均位于所述支撑罩的内部，所述压紧面模拟件设置在支撑罩的顶部，被试螺栓依次穿过压紧面模拟件与支撑罩的顶部与所述母螺纹模拟件上的螺纹接口连接。本发明将被试螺栓的预紧力通过母螺纹模拟件传递至测力传感器，能够在不破坏螺栓本体、不需要在螺栓本体上粘贴多余传感器的基础上，实现螺栓预紧力与拧紧力矩之间关系的快速标定。

技术研发人员：王小卫,潘浚铭,崔国平,楼云锋,康士朋,沈俭,潘智勇
受保护的技术使用者：上海航天精密机械研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27