專利名稱：一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及有效力矩試驗裝置，尤其涉及螺栓的有效力矩試驗裝置，具體地 說是一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機。
背景技術：
緊固件雖小，但其在電網中扮演了十分重要角色，小到電力金具，大到輸配電線路 鐵塔、變電構架等，緊固件都是重要的基礎零件，其自身質量或安裝質量都將直接影響到電 網工程的質量和運行安全。由于電網的全天候特點所致，與其他領域使用的緊固件相比，除 了通用的技術性能要求外，電網用緊固件的防腐能力也是一個重要的方面。在各種保護鋼基體的涂鍍方法中，熱浸鋅是非常優(yōu)良的一種。它是在鋅呈液體的 熱狀態(tài)下，經過了相當復雜的物理、化學作用之后，在鋼鐵上不僅鍍上較厚的純鋅層，而且 還生成一種鋅一鐵合金層。這種鍍法，不僅具備了電鍍鋅的耐腐蝕特點，而且由于具有鋅鐵 合金層。還具有電鍍鋅所無法相比擬的強耐蝕性和耐候性。因此，熱鍍鋅層緊固件一直是 電網輸配電線路桿塔及變電站構架設計、安裝首選緊固件。然而，正是這個提高了緊固件防腐性能的熱浸鍍鋅層，因外表相對粗糙，使輸配電 線路桿塔及變電站構架的安裝工藝一幾十年來避而不談施工所必須的緊固軸力、扭矩系 數等參數；使用常規(guī)防腐處理的緊固件如發(fā)黑、發(fā)藍、電鍍鋅等均有可參考的施工安裝用的 緊固軸力、扭矩系數等參數及檢驗方法。但是，在熱鍍鋅層緊固件的安裝預緊方面的研究， 卻還是一片空白。輸配電線路桿塔及變電站構架用緊固件的螺桿除承受剪力，同樣需要一 定的緊固軸力，緊固軸力可確保增強桿塔或構架各部件聯(lián)接的可靠性，緊密性和防松能力。 緊固軸力在緊固件施工安裝時往往通過扭力矩來實現；扭力矩不足欠擰將不能發(fā)揮緊固件 的作用，會引起延遲松動；扭力矩過大超擰則會引起緊固件延遲斷擰，上述兩種情況最終都 會使得整個桿塔或構架出現松動。所以，如何準確控制熱鍍鋅層緊固件的緊固程度，研究緊 固件軸力-扭矩關系參數并應用于現場施工，已成為輸配電線路桿塔及變電站構架安裝質 量等級及安全運行可靠性的關鍵?，F有的緊固件軸力-扭矩試驗機，如中國專利申請CN101776500A公開的緊固件軸 力-扭矩聯(lián)合試驗機，參見圖1，該試驗機主機的機座1’上設有操作箱4’和導軌3’，所述 的導軌3’上設有第一車體2’和第二車體18’，所述的第一車體2’設有螺栓夾具6’和負 荷傳感器7’;所述的第二車體18’上設有傳動軸15’，所述的傳動軸15’ 一端設有傳力夾具 11’、位置傳感器12’和扭矩傳感器14’，另一端通過減速機連接到伺服電機17’ ；所述的螺 栓夾具6’和傳力夾具11依次與所述的傳動軸15’同軸設置。上述緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，安裝在車體上的加載機構可以在機座導軌上 自由滑動，加載機構由伺服電機帶動減速機對試樣進行扭轉加載，通過傳感器測量試樣的 扭矩值和加緊載荷，試驗機的正反加載和停車可人工操控，同時扭轉角度由位置傳感器檢 測，檢測到的信號傳遞給處理系統(tǒng)，完成對試樣扭轉指標的測量及曲線的繪制。上述緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，有以下幾個特點[0008]1)內置式軸力傳感器負荷傳感器置于被測螺栓和螺母連接處，等效于被連接件，并通過讀取壓緊力來 反映螺栓的緊固軸力。該種連接方式屬于軸力傳感器內置式，優(yōu)點在于受力直觀、明了，結 構簡單、緊湊，有效地減輕了主機重量。但比較適合小扭矩試樣的測量，如3000Nm。對于大 扭矩試樣的測量，則在安裝和試驗過程中容易對軸力傳感器產生撞擊而影響傳感器性能穩(wěn) 定性。2由于試樣螺栓長度不一，為使試樣螺母端伸出的螺栓保留一定的螺距，需增加或 減少不同厚度的墊圈，墊圈套在螺栓頭定位夾具上。每次調整均要將螺栓頭定位夾具取下， 大大增加了操作過程的繁瑣度。
發(fā)明內容本實用新型要解決的是現有技術存在的上述問題，旨在提供一種適于大扭矩測 試，且操作方便的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機。為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試 驗機，包括主機和微機測控系統(tǒng)，其特征在于所述的主機包括機柜，所述的機柜上從右向左 依次設有電機、減速機、扭矩傳感器、軸承座、反力框架和負荷傳感器，其特征在于所述的軸 承座上設有與試樣螺母配套的接頭，所述的扭矩傳感器右端通過第一聯(lián)軸器與所述減速機 相連，左端通過第二聯(lián)軸器與所述接頭相連；所述反力框架的底板上設有直線導軌，所述的 直線導軌上設有滑塊，所述的滑塊上設有放置試樣螺栓的卡座，所述的卡座的右端設有卡 槽，所述的卡座的左端連接一個絲杠，所述反力框架的右端設有墊板支架，所述的負荷傳感 器設置在反力框架的左端板外側，所述絲杠的左端穿過所述的反力框架左端板和負荷傳感 器，其端部設有調節(jié)螺母，所述的調節(jié)螺母上設有手柄；所述的負荷傳感器和扭矩傳感器連 接到微機測控系統(tǒng)。本實用新型的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，試驗時，選擇配套墊板并置于墊板 支架上。其次螺栓放入卡座內并穿過墊板支架和配套墊板，其中螺栓頭置于遠離第二聯(lián)軸 器的一端。再將標準墊片套于螺栓桿上，并擰緊螺母。最后將螺母配套接頭套在螺母上，螺 栓頭部用配套墊和配套墊條做周向和軸向固定，試樣安裝完畢。按上述方法，完成試樣組件裝夾后，由于試樣螺栓長度不一，為使試樣螺母端伸出 的螺栓部分長度適中，滿足試驗標準要求，需移動卡座位置來調節(jié)螺栓試樣露出螺母端面 的長度?？ㄗ淖笥乙苿有柰ㄟ^連接卡座的絲杠的前進或后退。絲杠的前進或后退需通過 旋轉反力框架左側調節(jié)螺母上的手柄。由電機帶動減速機對試樣進行扭轉加載，通過扭矩傳感器測量試樣的扭矩值，負 荷傳感器測量試樣的軸力值，試驗機的正反加載和停車可人工操控，檢測到的信號傳遞給 處理系統(tǒng)，完成對試樣扭轉指標的測量及曲線的繪制。與現有技術相比，本實用新型具有以下優(yōu)點1將負荷傳感器通過反力框架連接，置于設備的一端，屬于負荷傳感器外置式結 構，有效避免傳感器受到來自緊固件或夾具的撞擊，由此得到的數據更加穩(wěn)定可靠。特別適 用于大規(guī)格、高等級緊固件試驗，如IOOOONm的測試，而該類緊固件在安裝和試驗過程中對 負荷傳感器很容易產生撞擊從而影響傳感器性能穩(wěn)定性。[0018]2由于試樣螺栓長度不一，為使試樣螺母端伸出的螺栓保留2-3個螺距，本實用新 型設計了一個反力框架，通過旋轉反力框架左側螺母上的手柄，帶動絲杠的前進或后退，實 現卡座的左右移動，從而調節(jié)螺栓伸出螺母端的長度。該種方式不需通過增加或減少墊圈 來調整螺栓伸出螺母端的長度。即達到省時、省力、省事的目的。根據本實用新型，所述的機柜正面設有拉門，其內可放置高壓器和其它控制電器， 便于調試和維修。根據本實用新型，所述的機柜上設有工作平臺，所述的電機、減速機、扭矩傳感器、 軸承座、反力框架和負荷傳感器等工作部件均設置在該工作平臺上，便于這些部件的安裝、 調試和操作。根據本實用新型，所述的扭矩傳感器設置在一個墊塊上，墊塊固定在機柜的工作 平臺上，使扭矩傳感器能夠更好地定位，并保持與扭矩傳感器和接頭的同軸性。根據本實用新型，軸承座的前端設有手控盒，可對主機電源及主機急停進行控制。

圖1是本現有技術的結構示意圖。圖2是本實用新型主機的結構示意圖。圖3是本實用新型電機減速機段的結構示意圖。圖4是本實用新型扭矩傳感器段的結構示意圖。圖5是本實用新型反力框架段的結構示意圖。圖6是本實用新型安裝螺栓-螺母組件試樣的示意圖。
具體實施方式
本實用新型的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，包括主機和微機測控系統(tǒng)。參照圖2，所述的主機包括機柜1，所述的機柜1正面設有兩個拉門2，機柜1上方 設有工作平臺3。所述的工作平臺3上從右向左依次設有電機減速機段A、扭矩傳感器段B 和反力框架段C三個部分的機構。參照圖3，所述的電機減速機段A包括電機(4)和減速機(5)，電機(4)的左側軸 伸端M通過第一聯(lián)軸器6與扭矩傳感器8相連。所述的電機(4)選用伺服電機，具有智能 化的自動調整增益、高速高響應、超低振動的特點。減速機(5)選用行星齒輪減速機，較普 通減速機具有磨損小、體積小、高效率等優(yōu)點。參照圖4，所述的扭矩傳感器段B包括扭矩傳感器(8)和軸承座(10)。所述的軸 承座10上設有與試樣螺母配套的接頭12，軸承座10的前端設有手控盒11。所述的扭矩傳 感器8設置在一個墊塊7上，所述墊塊7固定在工作平臺3上。所述的扭矩傳感器8右端 轉軸沈通過第一聯(lián)軸器6與所述減速機5的軸伸端M相連，左端通過第二聯(lián)軸器9與所 述接頭12相連。參照圖5，所述反力框架包括底板13、前后兩個側板16、左端板20和右端板27，所 述反力框架的底板13上設有直線導軌18，所述的直線導軌18上設有滑塊17，所述的滑塊 17上設有放置試樣螺栓的卡座15，所述的卡座15的右端設有卡槽25，所述的卡座15的左 端連接一個絲杠19，所述反力框架的右端板27上設有墊板支架14，所述的負荷傳感器21設置在反力框架的左端板20外側，所述絲杠19的左端穿過所述的反力框架左端板20和負 荷傳感器21，其端部設有調節(jié)螺母22，所述的調節(jié)螺母22上設有手柄23 ；所述的所述反力框架也可以不設右端板27。所述的墊板支架14也可直接固定在 反力框架的前后側板16之間。所述的負荷傳感器21、扭矩傳感器8和電機4連接到微機測控系統(tǒng)。參照圖6，按以下方法安裝試樣螺栓-螺母組件試樣先將試樣螺栓28放入卡座 15內并穿過墊板支架14，其中試樣螺栓頭置于遠離第二聯(lián)軸器9的一端。其次將配套墊片 29插入試樣螺栓頭與卡座15之間，防止試樣螺栓右移。再用配套墊條30插入卡座14，固 定試樣螺栓頭，防止試樣螺栓頭轉動。再選擇配套墊板31，將標準墊片32置于配套墊板31 的容置槽內，并擰緊試樣螺母33。最后將接頭12套在試樣螺母33上，試樣安裝完畢。按上述方法，完成試樣組件裝夾后，由于試樣螺栓長度不一，為使試樣螺母端伸出 的螺栓部分長度適中，實現配套插頭對試樣螺母的固定，故需移動卡座位15置來緊固試樣 螺栓一端。通過旋轉反力框架左側調節(jié)螺母上的手柄23，實現卡座15的左右移動，加載時 確保調節(jié)螺母緊貼負荷傳感器21，直至根據試驗標準的規(guī)定值對試樣組件產生一定的夾持 載荷。由電機4帶動減速機5對試樣進行扭轉加載，通過扭矩傳感器測量試樣的扭矩值 和加緊載荷，試驗機的正反加載和停車可人工操控，檢測到的信號傳遞給處理系統(tǒng)，完成對 試樣扭轉指標的測量及曲線的繪制。應該理解到的是上述實施例只是對本實用新型的說明，而不是對本實用新型的 限制，任何不超出本實用新型實質精神范圍內的發(fā)明創(chuàng)造，均落入本實用新型的保護范圍 之內。
權利要求1.一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，包括主機和微機測控系統(tǒng)，其特征在于所述的 主機包括機柜(1)，所述的機柜(1)上從右向左依次設有電機G)、減速機(5)、扭矩傳感器 (8)、軸承座(10)、反力框架和負荷傳感器(21)，其特征在于所述的軸承座(10)上設有與 試樣螺母配套的接頭(12)，所述的扭矩傳感器(8)右端通過第一聯(lián)軸器(6)與所述減速機 (5)相連，左端通過第二聯(lián)軸器(9)與所述接頭(12)相連；所述反力框架的底板(13)上設 有直線導軌(18)，所述的直線導軌(18)上設有滑塊(17)，所述的滑塊(17)上設有放置試 樣螺栓的卡座(15)，所述的卡座(1 的右端設有卡槽(25)，所述的卡座(1 的左端連接 一個絲杠(19)，所述反力框架的右端設有墊板支架(14)，所述的負荷傳感器設置在反 力框架的左端板00)外側，所述絲杠(19)的左端穿過所述的反力框架左端板OO)和負荷 傳感器(21)，其端部設有調節(jié)螺母(22)，所述的調節(jié)螺母0 上設有手柄；所述的負 荷傳感器和扭矩傳感器(8)連接到微機測控系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，其特征在于所述的機柜(1)正 面設有拉門O)。
3.如權利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，其特征在于所述的機柜(1)上 設有工作平臺(3)。
4.如權利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，其特征在于所述的扭矩傳感器 (8)設置在一個墊塊(7)上。
5.如權利要求1所述的緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，其特征在于軸承座(10)的前端 設有手控盒(11)。
專利摘要本實用新型公開了一種緊固件軸力-扭矩聯(lián)合試驗機，包括主機和微機測控系統(tǒng)，其特征在于所述的主機包括機柜，所述的機柜上從右向左依次設有電機、減速機、扭矩傳感器、軸承座、反力框架和負荷傳感器。本實用新型將負荷傳感器通過反力框架連接，置于設備的一端，屬于負荷傳感器外置式結構，有效保護避免傳感器受到來自緊固件或夾具的撞擊，由此得到的數據更加穩(wěn)定可靠。由于采用反力框架，不需通過增加或減少墊圈來調整螺栓伸出螺母端的長度。即達到省時、省力、省事的目的。
文檔編號G01N3/26GK201903421SQ20102064987
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權日2010年12月9日
發(fā)明者李國勇, 李 瑞, 王梁, 錢苗 申請人:浙江華電器材檢測研究所