本發(fā)明涉及盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子裝配技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定方法及標(biāo)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

重型燃?xì)廨啓C(jī)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，包括轉(zhuǎn)子、葉片及機(jī)匣等多個(gè)零部件，其中，轉(zhuǎn)子是燃?xì)廨啓C(jī)整體設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，分布式拉桿轉(zhuǎn)子因其易于加工、便于冷卻通道設(shè)計(jì)而廣泛應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，而拉桿預(yù)緊力的大小將直接影響拉桿轉(zhuǎn)子的整體性，預(yù)緊力過小會(huì)影響轉(zhuǎn)子的正常連接，預(yù)緊力過大會(huì)導(dǎo)致拉桿轉(zhuǎn)子各零部件強(qiáng)度安全儲(chǔ)備降低，因此，拉桿預(yù)緊力的準(zhǔn)確施加一直是分布式拉桿轉(zhuǎn)子裝配過程中極為重要的一環(huán)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：為盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子的裝配提供一種便捷、可靠、易于實(shí)現(xiàn)的拉桿預(yù)緊力標(biāo)定方法及標(biāo)定系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定方法，所述的標(biāo)定方法包括以下步驟：

s1.將多根拉桿分別軸向貫穿多級(jí)輪盤上沿周向分布的拉桿孔，在拉桿的兩端分別墊設(shè)墊圈組件后擰緊兩端軸頭的螺母，組裝成拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置；

s2.將壓力傳感器加裝到拉桿上，并將壓力傳感器連接至數(shù)據(jù)處理端，形成拉桿預(yù)緊力的采集處理系統(tǒng)；

s3.設(shè)定目標(biāo)扭矩值，利用數(shù)顯扭矩扳手，對(duì)螺母施加扭矩直至達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器在扭矩的作用下對(duì)應(yīng)產(chǎn)生壓力值測(cè)量信號(hào)；

s4.記錄峰值扭矩，采集處理系統(tǒng)讀取與峰值扭矩對(duì)應(yīng)的壓力值，將扭矩值和拉桿預(yù)緊力擬合，得到擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式；

s5.根據(jù)擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式，將要對(duì)拉桿轉(zhuǎn)子施加的拉桿預(yù)緊力轉(zhuǎn)化為擰緊螺母扭矩，完成拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述的墊圈組件包括依次墊在拉桿端部的平墊圈和彈簧墊圈。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述的采集處理系統(tǒng)包括壓力傳感器、網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀及計(jì)算機(jī)，所述的壓力傳感器通過信號(hào)線與網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀相連，網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，在對(duì)螺母施加扭矩使壓力傳感器的電阻值發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀的將采集到的壓力值測(cè)量信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、分析計(jì)算和處理。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，在步驟s2中，所述的壓力傳感器加裝到一拉桿上或分別加裝到每一拉桿上。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，在步驟s3中，數(shù)顯扭矩扳手以相同的扭矩多次對(duì)拉桿上的螺母施加扭矩，將得到的多組拉桿預(yù)緊力進(jìn)行計(jì)算，求取平均拉桿預(yù)緊力。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，在步驟s4中，采用最小二乘法對(duì)峰值扭矩和壓力值進(jìn)行擬合，

假設(shè)偏差函數(shù)為ri＝ti-f(fi)，當(dāng)時(shí)，即以偏差平方和最小來確定擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力之間的關(guān)系式，其中，t為擰緊螺母扭矩，f為拉桿預(yù)緊力。

本發(fā)明還提供一種盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定系統(tǒng)，包括拉桿、輪盤、螺母、施力機(jī)構(gòu)、壓力傳感器，在每一輪盤上設(shè)有沿周向分布的若干拉桿孔，所述的輪盤以拉桿孔的位置為基準(zhǔn)軸向?qū)盈B，形成供拉桿穿過的多級(jí)輪盤，多級(jí)輪盤上的拉桿孔中貫穿有至少一個(gè)拉桿，所述拉桿的兩端分別穿出多級(jí)輪盤并設(shè)置有螺母，拉桿的一端設(shè)置有壓力傳感器，通過施力機(jī)構(gòu)對(duì)螺母施加不同扭矩值而產(chǎn)生預(yù)緊力，從而使壓力傳感器對(duì)應(yīng)采集拉桿的壓力值。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述的墊圈組件包括平墊圈和彈簧墊圈，平墊圈和彈簧墊圈在拉桿上依次從多級(jí)輪盤向著螺母的方向墊設(shè)，所述的平墊圈緊貼輪盤設(shè)置，所述的彈簧墊圈緊貼螺母設(shè)置。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述的壓力傳感器裝設(shè)在靠近多級(jí)輪盤的拉桿上。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施例中，所述的施力機(jī)構(gòu)為數(shù)顯扭矩扳手。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

本發(fā)明的標(biāo)定方法和標(biāo)定系統(tǒng)通過裝設(shè)拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置將螺母與拉桿之間的摩擦扭矩等進(jìn)行了“短路”，直接將擰緊螺母扭矩與拉桿的預(yù)緊力關(guān)聯(lián)擬合，從而精確得到擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式，以便燃?xì)廨啓C(jī)拉桿轉(zhuǎn)子裝配時(shí)能按照該關(guān)系式找出施加預(yù)緊力時(shí)所要對(duì)螺母施加的扭矩的大小，標(biāo)定方法便捷、可靠、易于實(shí)現(xiàn)，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明中拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置與采集處理系統(tǒng)的連接示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例中擬合出的擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力關(guān)系曲線；

圖4是本發(fā)明中標(biāo)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

符號(hào)說明：

1.拉桿2.輪盤3.平墊圈4.彈簧墊圈5.螺母6.壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的技術(shù)方案進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用于方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

實(shí)施例1

請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明是一種盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力標(biāo)定方法，具體地，標(biāo)定方法包括以下步驟：

步驟一,組裝拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置：

本發(fā)明中的拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置主要包括拉桿1、輪盤2、墊圈組件和螺母5，輪盤2上設(shè)有周向布置的若干拉桿孔，將多根拉桿1分別穿過拉桿孔，依次穿過多級(jí)輪盤2，通過拉桿1將多級(jí)輪盤2串聯(lián)起來，然后在拉桿1的兩端分別墊設(shè)墊圈組件后擰緊兩端軸頭的螺母5，這樣每塊獨(dú)立的輪盤2通過擰緊螺母5產(chǎn)生的預(yù)緊力而組成了一個(gè)分布式拉桿轉(zhuǎn)子預(yù)緊力標(biāo)定裝置。

其中，墊圈組件包括依次墊在拉桿端部的平墊圈3和彈簧墊圈4。平墊圈3是用于減少螺母5與輪盤2之間的摩擦，彈簧墊圈墊4用來防止螺母松動(dòng)。在螺栓聯(lián)接中，只有適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力才能保證螺栓可靠聯(lián)接，而拉桿預(yù)緊力則是通過控制施加于拉桿的擰緊力矩或轉(zhuǎn)角來間接實(shí)現(xiàn)的，但是，拉桿預(yù)緊力與擰緊力矩之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系嚴(yán)重地受到摩擦條件的影響，摩擦一方面是螺紋自鎖防松的必要條件，另一方面摩擦?xí)拇罅繑Q緊力矩(能量)，從而影響拉桿預(yù)緊力。

因此，為進(jìn)一步減小螺母5與輪盤2之間的摩擦影響拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定過程，本發(fā)明通過添加平墊圈3和彈簧墊圈4的墊圈組件，不僅使得螺母5與輪盤2之間的摩擦減小，這樣在擰緊螺母5時(shí)施加的擰緊力矩(能量)更多的用于拉桿螺紋自鎖放松(轉(zhuǎn)化為拉桿預(yù)緊力)；而且還能防止螺母5在擰緊的過程中回轉(zhuǎn)導(dǎo)致拉桿1的預(yù)緊力下降。此外，還可在拉桿1上涂刷潤滑油，以減小螺母5與拉桿1之間的摩擦扭矩。

拉桿預(yù)緊力標(biāo)定裝置與采集處理系統(tǒng)的組裝連接后的示意圖參見圖2。

步驟二，將壓力傳感器6加裝到拉桿1上，并將壓力傳感器6連接至數(shù)據(jù)處理端，形成拉桿預(yù)緊力的采集處理系統(tǒng)；

其中，壓力傳感器可加裝到單一拉桿上或分別加裝到每一拉桿上，當(dāng)只有單一拉桿上裝設(shè)有壓力傳感器時(shí)，也可利用壓力傳感器6依次逐個(gè)測(cè)量每個(gè)拉桿1上的預(yù)緊力；為便于測(cè)量，還可在每一拉桿1上分別裝設(shè)有壓力傳感器6，測(cè)量壓力值時(shí)對(duì)應(yīng)讀取相應(yīng)壓力傳感器即可。

采集處理系統(tǒng)主要包括壓力傳感器6、網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀及計(jì)算機(jī)，壓力傳感器6通過信號(hào)線與網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀相連，網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀通過數(shù)據(jù)線與計(jì)算機(jī)相連，當(dāng)對(duì)螺母施加扭矩使壓力傳感器6的電阻值發(fā)生變化時(shí)，網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀的將采集到的壓力值測(cè)量信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、分析計(jì)算和處理。本發(fā)明中的壓力傳感器6選用膜片式壓力傳感器，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)的壓力直接作用于傳感器膜片上，使得膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，從而使得傳感器的電阻值發(fā)生變化，壓力傳感器經(jīng)內(nèi)部電路處理后輸出對(duì)應(yīng)這一壓力的測(cè)量信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)分布式分析采集儀再將信號(hào)進(jìn)行處理后給計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析計(jì)算，這樣就構(gòu)成了預(yù)緊力采集系統(tǒng)。在預(yù)緊力采集系統(tǒng)使用前，需按照壓力傳感器靈敏度調(diào)試采集系統(tǒng)的精度。

步驟三，設(shè)定目標(biāo)扭矩值，利用數(shù)顯扭矩扳手，對(duì)螺母5施加扭矩直至達(dá)到設(shè)定值時(shí)，壓力傳感器6在扭矩的作用下對(duì)應(yīng)產(chǎn)生壓力值測(cè)量信號(hào)；

具體地，設(shè)置數(shù)顯扭矩扳手為峰值追隨模式，當(dāng)設(shè)定目標(biāo)扭矩值后對(duì)螺母5施加扭矩，當(dāng)施加扭矩達(dá)到設(shè)定值時(shí)，數(shù)顯扭矩扳手將會(huì)發(fā)出警報(bào)，此時(shí)終止添加扭矩；

步驟四，記錄數(shù)顯扭矩扳手峰值扭矩，采集處理系統(tǒng)讀取與峰值扭矩對(duì)應(yīng)的壓力值，將扭矩值和拉桿預(yù)緊力擬合，得到擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式；

為了減小由于拉桿等部件由于加工裝配誤差帶來的測(cè)量影響，在采集數(shù)據(jù)時(shí)，以相同的扭矩，對(duì)拉桿1上的螺母5多次施加扭矩，之后再對(duì)多次測(cè)量的拉桿預(yù)緊力求平均，求取平均拉桿預(yù)緊力。

在將上述得到的平均預(yù)緊力及其對(duì)應(yīng)的扭矩值在坐標(biāo)軸上標(biāo)出，觀察峰值扭矩與壓力值的數(shù)據(jù)點(diǎn)，確定近似函數(shù)類型，本發(fā)明采用最小二乘法對(duì)峰值扭矩和壓力值進(jìn)行擬合，假設(shè)偏差函數(shù)為ri＝ti-f(fi)，當(dāng)偏差平方和最小，即時(shí)求該曲線，從而確定擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力之間的關(guān)系式，其中，t為擰緊螺母扭矩，f為拉桿預(yù)緊力。如圖3所示，根據(jù)測(cè)得的平均預(yù)緊力及其對(duì)應(yīng)的扭矩值，形成曲線，得到擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式t＝2.2915f+1.881，r²＝0.9976，其中t為擰緊螺母扭矩，f為拉桿預(yù)緊力，r²為反映兩變量間線性相關(guān)關(guān)系的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)。

步驟五，根據(jù)擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式，將目標(biāo)預(yù)緊力轉(zhuǎn)化為數(shù)顯扭矩扳手所要對(duì)螺母施加的扭矩，借用數(shù)顯扭矩扳手給螺母添加扭矩，從而達(dá)到標(biāo)定拉桿預(yù)緊力的目的，完成預(yù)緊力的標(biāo)定。

本標(biāo)定方法直接將擰緊螺母扭矩與拉桿的預(yù)緊力關(guān)聯(lián)起來，從而得出精確的拉桿預(yù)緊力與擰緊螺母扭矩之間的關(guān)系式，為燃?xì)廨啓C(jī)拉桿轉(zhuǎn)子裝配提供了一種便捷可靠、易于實(shí)現(xiàn)的方法，為以后拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力的精確施加打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，具有廣泛的工程應(yīng)用前景。

實(shí)施例2

請(qǐng)參閱圖4，本發(fā)明中的盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子拉桿預(yù)緊力的標(biāo)定系統(tǒng)包括拉桿1、輪盤2、螺母5、施力機(jī)構(gòu)(圖中未示出)、壓力傳感器6，在每一輪盤2上設(shè)有沿周向分布的若干拉桿孔，輪盤2以拉桿孔的位置為基準(zhǔn)軸向?qū)盈B，形成供拉桿1穿過的多級(jí)輪盤。多級(jí)輪盤上的拉桿孔中貫穿有至少一個(gè)拉桿1，拉桿1的兩端分別穿出多級(jí)輪盤并設(shè)置有螺母5，拉桿1的一端設(shè)置有壓力傳感器6，通過施力機(jī)構(gòu)對(duì)螺母5施加不同扭矩值而產(chǎn)生預(yù)緊力，從而使壓力傳感器6對(duì)應(yīng)采集拉桿1的壓力值。

在多級(jí)輪盤與螺母5之間的拉桿1上還墊設(shè)有墊圈組件，墊圈組件包括平墊圈3和彈簧墊圈4，平墊圈3和彈簧墊圈4在拉桿1上依次從多級(jí)輪盤向著螺母5的方向墊設(shè)，平墊圈3緊貼輪盤2設(shè)置，彈簧墊圈4緊貼螺母5設(shè)置。平墊圈3是用于減少螺母5與輪盤2之間的摩擦，彈簧墊圈墊4用來防止螺母松動(dòng)，從而避免摩擦對(duì)拉桿預(yù)緊力標(biāo)定結(jié)果帶來的影響，從而使標(biāo)定計(jì)算更精準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的拉桿孔是以輪盤中心軸為軸心在輪盤2上以45度角間隔分布，因此，輪盤2上設(shè)置有8個(gè)拉桿孔，對(duì)應(yīng)的，本發(fā)明中的輪盤2上最多可貫穿有8個(gè)拉桿1，當(dāng)然，輪盤2上拉桿1的個(gè)數(shù)可根據(jù)需要進(jìn)行選擇，在此處不做具體限定。

為方便測(cè)定預(yù)緊力，在每一拉桿1上都可分別裝設(shè)有壓力傳感器6，也可利用壓力傳感器6依次測(cè)量每個(gè)拉桿1上的預(yù)緊力。為了標(biāo)定數(shù)據(jù)的精確性，通常是將壓力傳感器6裝設(shè)在拉桿靠近多級(jí)輪盤處。壓力傳感器6一般則選用膜片式壓力傳感器，也可選用其他類型的壓力傳感器，在此不做具體限定，以能實(shí)現(xiàn)拉桿1上的預(yù)緊力測(cè)定為準(zhǔn)。

在本實(shí)施例中，施力機(jī)構(gòu)選用能數(shù)顯扭矩扳手，因數(shù)顯扭矩扳手能精確顯示對(duì)螺母施加的扭矩，方便拉桿的標(biāo)定計(jì)算過程。

當(dāng)需要進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，將多根拉桿1分別穿過拉桿孔，依次穿過多級(jí)輪盤2，通過拉桿1將多級(jí)輪盤2串聯(lián)起來，在靠近輪盤2的拉桿1處裝設(shè)壓力傳感器6，然后在拉桿1的兩端分別墊設(shè)墊圈組件后擰緊兩端軸頭的螺母5，這樣每塊獨(dú)立的輪盤2通過擰緊螺母5產(chǎn)生的預(yù)緊力而組成了拉桿轉(zhuǎn)子預(yù)緊力標(biāo)定系統(tǒng)。

當(dāng)利用數(shù)顯扭矩扳手對(duì)螺母5施加設(shè)定的扭矩時(shí)，壓力直接作用于壓力傳感器6的膜片上，使得膜片產(chǎn)生與介質(zhì)壓力成正比的微位移，從而使得傳感器的電阻值發(fā)生變化，壓力傳感器經(jīng)內(nèi)部電路處理后輸出對(duì)應(yīng)這一壓力值，這樣，即可獲得設(shè)定值扭矩對(duì)應(yīng)的壓力值，通過更改施加到螺母上的設(shè)定扭矩值，就得到不同扭矩值對(duì)應(yīng)的不同壓力值，從而能計(jì)算得到擰緊螺母扭矩與拉桿預(yù)緊力的關(guān)系式。

本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本發(fā)明可以以許多其他具體形式實(shí)現(xiàn)而不脫離本發(fā)明的精神或范圍，以上公開的僅為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施方式。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可如所附權(quán)利要求書界定的本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)作出變化和修改。