CN203929305U - 一种螺栓螺母紧固性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺栓螺母紧固性能测试装置，包括测试底座、无法兰夹持机构和法兰夹持机构，解决螺栓螺母紧固性能测试过程中对于螺栓规格较短而不能进行测试，以及对于带法兰面的螺栓螺母测试过程中损坏设备的问题。

Description

一种螺栓螺母紧固性能测试装置

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，尤其涉及一种螺栓螺母紧固性能测试装置。

背景技术

目前在对螺栓及螺母等紧固件进行紧固性能(扭矩、扭矩系数、轴向预紧力、摩擦系数等)测试过程中均采用专门的螺栓扭矩分析设备进行测试，但此种测试方式目前存在以下不足：1、此类设备在测试过程中往往对试样规格有一定的要求，如对较短的螺栓无法进行测试，但是在很多情况下重要安装位置的螺栓由于长度较短而无法进行紧固性能测试，很大程度影响了该类螺栓装配工艺的制定及性能分析，也限制了该类测试设备的使用范围；2、在测试一些带法兰面螺栓/螺母紧固性能时，需要采用一个附加装置将法兰面置于其中，然后螺栓或螺母承受扭矩进行测试，目前的测试设备往往通过定位销固定试验夹具来传递扭矩，该定位销所能承受的弯矩在设备设计之初是能满足该设备最大扭矩量程测试的，但由于附加装置的存在，使得实际定位销承受弯矩力臂加长，从而定位销承受较大弯矩，导致定位销经常性从根部折断，影响测试的正常进行，并提高了测试设备的维修成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种解决螺栓螺母紧固性能测试过程中对于螺栓规格较短而不能进行测试，以及对于带法兰面的螺栓螺母难以测试的问题的螺栓螺母紧固性能测试装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种螺栓螺母紧固性能测试装置，包括测试底座、无法兰夹持机构和法兰夹持机构，

所述测试底座包括：

测试基座，所述测试基座内安装有轴向力传感器，轴向力传感器上设置有扭矩定位销，轴向力传感器内设有用于放置上述夹持机构的空间；所述测试基座外设有垫片基座，所述垫片基座上设有可供螺栓穿过的通孔；

所述无法兰夹持机构包括：

无法兰夹具，所述无法兰夹具可放置在轴向力传感器内空间，并可自由转动，无法兰夹具上设有与扭矩定位销配合的凹槽，无法兰夹具内设有可供螺栓穿过的通孔，通孔内设有限位无法兰螺母的螺母台阶；

所述法兰夹持机构包括：

法兰夹具和法兰面支撑夹具，

所述法兰面支撑夹具可放置在轴向力传感器内空间，并可自由转动，法兰夹具和法兰面支撑夹具内设有可供螺栓穿过的通孔，法兰面支撑夹具的通孔上设有定位法兰面螺母法兰的法兰台阶，法兰夹具上设有凸台，凸台与法兰面支撑夹具配合并固定法兰面螺母法兰，所述法兰夹具上设有与扭矩定位销配合的限位槽。

所述测试基座后端还设有后盖板。

所述垫片基座上设有与螺栓配合的垫片。

所述法兰面支撑夹具外周设有限位台阶。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，

1、很大程度上拓宽了目前螺栓扭矩分析设备的测试范围，降低了对测试螺栓长度规格的要求，对于装配用螺栓/螺母的紧固性能有了精确的测试数据，对于装配工艺的制定和控制有了数据依据；

2、由于扭矩定位销安装于测试设备轴向力传感器上，通过采用最小弯矩的包裹式设计，使扭矩定位销着力点始终处于定位销根部(抗弯能力最大)，减小了定位销承受的弯矩，使符合设备扭矩测试量程的螺栓/螺母测试过程中避免了扭矩定位销的损坏，避免了该项维修成本及对传感器的损伤，有效节约了测试成本和提高了测试效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的螺栓螺母紧固性能测试装置的测试底座的结构示意图；

图2为无法兰夹持机构的结构示意图；

图3为图2的无法兰夹具的结构示意图；

图4为图3的A-A剖视图；

图5为法兰夹持机构的结构示意图；

图6为图5的法兰面支撑夹具的结构示意图；

图7为图5的法兰夹具的结构示意图；

图8为图7的A-A剖视图；

上述图中的标记均为：1、测试基座，2、轴向力传感器，21、扭矩定位销，3、垫片基座，31、垫片，4、后盖板，5、无法兰夹具，51、凹槽，52、螺母台阶，6、法兰夹具，61、限位槽，62、凸台，7、法兰面支撑夹具，71、法兰台阶，72、限位台阶，73、配合台阶，8、法兰面螺栓，9、无法兰螺母，10、无法兰面螺栓，11、法兰面螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

一种螺栓螺母紧固性能测试装置，包括测试底座、无法兰夹持机构和法兰夹持机构。

参见图1，测试底座包括：

测试基座1，测试基座1内安装有轴向力传感器2，轴向力传感器2上设置有扭矩定位销21，轴向力传感器2内设有用于放置上述夹持机构的空间；测试基座1外设有垫片基座3，垫片基座3上设有可供螺栓穿过的通孔；测试基座1后端还设有后盖板4。垫片基座3上设有与螺栓配合的垫片31。

如图2-4所示，无法兰夹持机构包括：

无法兰夹具5，无法兰夹具5可放置在轴向力传感器2内空间，并可自由转动，如图3所示，无法兰夹具5上设有与扭矩定位销21配合的凹槽51，如图4所示，无法兰夹具5内设有可供螺栓穿过的通孔，通孔内设有限位无法兰螺母9的螺母台阶52；

如图5-8所示，法兰夹持机构包括：

法兰夹具6和法兰面支撑夹具7，

法兰面支撑夹具7可放置在轴向力传感器2内空间，并可自由转动，法兰夹具6和法兰面支撑夹具7内设有可供螺栓穿过的通孔，如图6所示，法兰面支撑夹具7的通孔上设有定位法兰面螺母11法兰的法兰台阶71，法兰面支撑夹具7外周设有限位台阶72。

如图7-8所示，法兰夹具6上设有凸台62，凸台62与法兰面支撑夹具7配合并固定法兰面螺母11法兰，法兰夹具6上设有与扭矩定位销21配合的限位槽61。

1、根据具体测试螺栓或螺母等紧固件规格加工相应装配孔径的内嵌式测试夹具，如图1、图2、图3。此夹具均采用单向内部中空的设计，在测试安装时采用内嵌式安装(将螺栓置入中空区域)，避免了常规的平面安装而导致要求长螺栓才能进行测试；

2、此内嵌式测试夹具与设备测试底座存在一定间隙，避免了测试过程中由于微量变形与设备测试底座顶紧而产生的数据差异，测试过程中在保证夹具装配孔径边缘部分强度的前提下，可根据轴向力大小调整夹具底面厚度，保证夹具有良好的刚性和强度；

3、在需要测试法兰面螺栓8或螺母时，根据测试设备的测试通道及扭矩定位销21规格设计包裹式测试夹具，此包裹式夹具与法兰面支撑夹具7如图2配合使用。

4、法兰面支撑夹具7采用台肩式设计，台肩部分外径小于扭矩定位销21间距，以不与定位销发生干涉，以便与被完全包裹；

5、法兰夹具6采用包裹式设计，用来承受螺栓头部或螺母的测试扭矩，并与扭矩定位销21直接配合，定位销弯矩着力点处于定位销根部，而且此种方法不因紧固件规格而改变，很大程度上减小了扭矩定位销21的所承受的弯矩，避免其因弯矩过大而折断的现象。

法兰面螺栓8紧固性能测试：如图2所示，

1、根据螺栓规格按照图3-4设计相应孔径的测试夹具，内嵌深度根据螺栓规格和测试扭矩估算的轴向力设定；

2、将夹具安装到设备测试底座上，调整位置，避免夹具偏置，如螺栓较长则需增减垫片基座3，如螺栓较短则采用最薄的垫片基座3配合；

3、将螺栓安装于设备测试基座1，手动拧紧配套螺母,调整好测试设备拧紧端，设置好测试参数及设备保护装置，启动设备开始测试。

无法兰面螺栓10紧固性能测试：如图5所示，

1、根据螺栓规格按照图6设计相应孔径的法兰面支撑夹具7，内嵌深度根据螺栓规格和测试扭矩估算的轴向力设定；

2、将法兰面支撑夹具7安装到设备测试底座上，调整位置，避免夹具偏置，如螺栓较长则需增减垫片基座3，如螺栓较短则采用最薄的垫片基座3配合；

3、将螺栓安装于设备测试基座1，手动将法兰面螺母11拧入法兰面支撑夹具7接触；

4、将法兰夹具6(如图7-8安装到设备测试基座1，如图5，调整好测试设备拧紧端，设置好测试参数及保护装置，启动设备开始测试。

注：测试螺母与测试螺栓过程相似，只是拧紧端为被测试螺母(有法兰面或无法兰面)，安装过程与测试螺栓安装过程相似，只是设备测试底座安装螺栓头部(有/无法兰面)。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，

1、很大程度上拓宽了目前螺栓扭矩分析设备的测试范围，降低了对测试螺栓长度规格的要求，对于装配用螺栓/螺母的紧固性能有了精确的测试数据，对于装配工艺的制定和控制有了数据依据；

2、扭矩定位销21安装于测试设备轴向力传感器2上，通过采用最小弯矩的包裹式设计，使扭矩定位销21着力点始终处于定位销根部抗弯能力最大，减小了定位销承受的弯矩，使符合设备扭矩测试量程的螺栓/螺母测试过程中避免了扭矩定位销21的损坏，避免了该项维修成本及对传感器的损伤，有效节约了测试成本和提高了测试效率。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种螺栓螺母紧固性能测试装置，其特征在于，包括测试底座、无法兰夹持机构和法兰夹持机构，

所述测试底座包括：

测试基座(1)，所述测试基座(1)内安装有轴向力传感器(2)，轴向力传感器(2)上设置有扭矩定位销(21)，轴向力传感器(2)内设有用于放置上述夹持机构的空间；所述测试基座(1)外设有垫片基座(3)，所述垫片基座(3)上设有可供螺栓穿过的通孔；

所述无法兰夹持机构包括：

无法兰夹具(5)，所述无法兰夹具(5)可放置在轴向力传感器(2)内空间，并可自由转动，无法兰夹具(5)上设有与扭矩定位销(21)配合的凹槽(51)，无法兰夹具(5)内设有可供螺栓穿过的通孔，通孔内设有限位无法兰螺母(9)的螺母台阶(52)；

所述法兰夹持机构包括：

法兰夹具(6)和法兰面支撑夹具(7)，

所述法兰面支撑夹具(7)可放置在轴向力传感器(2)内空间，并可自由转动，法兰夹具(6)和法兰面支撑夹具(7)内设有可供螺栓穿过的通孔，法兰面支撑夹具(7)的通孔上设有定位法兰面螺母(11)法兰的法兰台阶(71)，法兰夹具(6)上设有凸台(62)，凸台(62)与法兰面支撑夹具(7)配合并固定法兰面螺母(11)法兰，所述法兰夹具(6)上设有与扭矩定位销(21)配合的限位槽(61)。

2.如权利要求1所述的螺栓螺母紧固性能测试装置，其特征在于，所述测试基座(1)后端还设有后盖板(4)。

3.如权利要求1或2所述的螺栓螺母紧固性能测试装置，其特征在于，所述垫片基座(3)上设有与螺栓配合的垫片(31)。

4.如权利要求3所述的螺栓螺母紧固性能测试装置，其特征在于，所述法兰面支撑夹具(7)外周设有限位台阶(72)。