一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，具有测量精确、操作方便、结构简单等有益效果。本发明专利技术主要用于切向载荷作用下螺栓松动试验研究，在保证螺栓连接真实结构的同时，能够实现对不同尺寸螺栓及不同材料连接件的试验测量。其方案如下：该试验装置，主要由驱动模块、上连接件支架、下连接件固支架和垫片式压力传感器组成。上连接件支架通过螺栓连接在驱动模块的外围平台上用以固定上连接件，下连接件支架连接在驱动模块的中心往复平台上，用以夹紧下连接件并施加切向载荷，垫片式压力传感器置于螺栓头与上连接件之间用以监测预紧力实时变化。

【技术实现步骤摘要】
一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置
本专利技术属于机械紧固件失效检测
，主要涉及一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置。
技术介绍
由于结构简单、拆卸方便和连接可靠等优点，螺栓连接广泛应用于汽车、飞机及各种机械结构中。螺栓连接在实际工况中会受到不同程度载荷的影响，轻则导致螺栓连接松动失效，重则引起重大事故。而其中，切向载荷对于螺栓连接的影响程度又高于轴向载荷。目前常见的螺栓连接松动试验大多是由虎克振动试验机或疲劳拉伸实验机来完成，此设备主要针对M10以上的大尺寸螺栓进行试验研究，而在现阶段精密机械日益发展的需求下，对小尺寸的螺栓松动研究愈发重要。因此，本专利技术公开了一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，可实现对小尺寸螺栓连接在切向载荷作用下的松动试验研究。
技术实现思路
本专利技术提供了一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，主要用于切向载荷作用下螺栓连接松动试验研究。为了实现这一目的，该试验装置的具体方案如下：该试验装置主要由驱动模块1、上连接件支架2、下连接件支架3和垫片式压力传感器4组成。驱动模块1固定在工装实验台底部基座上，可实现水平方向往复运动；上连接件支架2通过螺栓连接在驱动模块1的外围平台上用以固定上连接件；下连接件支架3连接在驱动模块1的中心往复平台上，用以夹紧下连接件并施加切向载荷；垫片式压力传感器4置于螺栓头与上连接件之间用以测量预紧力变化。该试验装置可通过对螺栓连接中下连接件的切向位移(±15mm)和频率(0-20Hz)控制，从而实现切向载荷作用下的螺栓连接松动过程预紧力衰退测量。所述驱动模块1，内置曲柄滑块机构将电机输出扭矩转化为往复运动，连接下连接件支架3，用以提供螺栓松动试验所需切向载荷。所述上连接件支架2，由底盘、上板和四根六棱柱组成，底盘通过四个螺栓固定在驱动模块1的外围平台上，上板中间开阶梯状长方形通孔，用于固定上连接件，六棱柱预留一定长度方便扭矩扳手在试验开始前拧紧螺栓连接件。所述下连接件支架3，通过螺栓连接在驱动模块1的中心往复平台上来给下连接件施加切向载荷，在其支撑板上表面开四边形凹槽用来夹紧下连接件，且下连接件上表面要高出支撑板上表面1-3mm，下表面预留圆形通孔用以确保螺母与下连接件接触，模拟螺栓真实连接状态。所述垫片式压力传感器4，精度误差2％，符合国家检测标准，用于实时监测试验过程中螺栓连接的预紧力变化。进一步地，试验方法包括如下步骤：将驱动模块1固定在工装实验台底部基座上。将上连接件支架2连接在驱动模块1的外围平台上。将下连接件支架3连接在驱动模块1的中心往复平台上。将上连接件固定在上连接件支架2的阶梯状长方形凹槽中。将下连接件固定在下连接件支架3的四边形凹槽中。将垫片式压力传感器传感器4放置于上连接件与螺栓头下部的平垫片之间，并将垫片式压力传感器4的数据采集线连接至客户端。将被测螺栓、螺母通过扭矩扳手拧紧至规定扭矩。螺栓连接结构装配完成，启动驱动模块1，通过连接件支架3给予下连接件一定频率的切向位移，并记录初始参数。通过垫片式压力传感器4的数据采集系统，可实时监测切向载荷作用下的螺栓连接预紧力衰退曲线。本专利技术的有益效果是：该试验装置可通过对螺栓连接中下连接件的切向位移和频率控制，实现切向载荷作用下的螺栓连接松动过程预紧力衰退的实时监测。上、下连接件支架的结构设计不仅可以更换不同材料、不同粗糙度的连接件进行试验，还能保证真实的螺栓连接结构。同时，通过更换不同孔径的连接件，可以实现对不同尺寸螺栓连接的测量，扩大试验装置的应用范围。附图说明图1为切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置总装图。图2为该试验装置的分解图。其中1-被测螺栓，2-垫片式压力传感器，3-上连接件,4-下连接件,5-被测螺母，6-平垫片，7-上连接件支架，8-下连接件支架，9-连接用M3螺栓，10-驱动模块。图3为上连接件支架。图4为下连接件支架。图5为被测螺栓连接结构图。具体实施方式下面以某数控铣床电主轴装配中10.9级M6螺栓连接结构为例对本专利技术具体实施方式进行说明，但本专利技术并不局限于此。试验过程包括如下测试步骤：步骤1：将驱动模块1固定在工装实验台底部基座上。步骤2：将上连接件支架2连接在驱动模块1的外围平台上。步骤3：将下连接件支架3连接在驱动模块1的中心往复平台上。步骤4：将上连接件固定在上连接件支架2的阶梯状长方形凹槽中。步骤5：将下连接件固定在下连接件支架3的四边形凹槽中。步骤6：将垫片式压力传感器传感器4放置于上连接件与螺栓头下部的平垫片之间，并将垫片式压力传感器4的数据采集线连接至客户端。步骤7：将被测M6螺栓放置于连接件上，并将螺母通过扭矩扳手拧紧至规定扭矩。步骤8：螺栓连接结构装配完成，启动驱动模块1，通过连接件支架3给予下连接件一定切向激励，频率5Hz，位移±2mm，循环次数2000次，并记录初始参数。步骤9：通过垫片式压力传感器4的数据采集系统，可实时监测切向载荷作用下的螺栓连接预紧力衰退曲线。综上所述，本专利技术的试验装置可以简单有效的实现对切向载荷作用下的螺栓预紧力实时监测，且能保证数据的准确性。针对小尺寸的螺栓连接松动问题，本试验装置控制精准、操作方便，对切向载荷作用下的螺栓连接结构松动机理研究具有重要意义。以上内容是结合具体的优选实例对本专利技术所做的进一步说明，并不能认定本专利技术仅限于此。对于本领域的技术人员来说，凡在本申请的构思和原则内，所作的修改、改进及替换等，都应当包含在本申请的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，其特征在于：/n所述试验装置由驱动模块(1)、上连接件支架(2)、下连接件支架(3)和垫片式压力传感器(4)四种构件组成；/n驱动模块(1)固定在工装实验台底部基座上，实现水平方向往复运动；上连接件支架(2)通过螺栓连接在驱动模块1的外围平台上用以固定上连接件；下连接件支架(3)连接在驱动模块(1)的中心往复平台上，用以夹紧下连接件并施加切向载荷；垫片式压力传感器(4)置于螺栓头与上连接件之间用以测量预紧力变化。/n

【技术特征摘要】
1.一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，其特征在于：
所述试验装置由驱动模块(1)、上连接件支架(2)、下连接件支架(3)和垫片式压力传感器(4)四种构件组成；
驱动模块(1)固定在工装实验台底部基座上，实现水平方向往复运动；上连接件支架(2)通过螺栓连接在驱动模块1的外围平台上用以固定上连接件；下连接件支架(3)连接在驱动模块(1)的中心往复平台上，用以夹紧下连接件并施加切向载荷；垫片式压力传感器(4)置于螺栓头与上连接件之间用以测量预紧力变化。


2.根据权利要求1所述的一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，其特征在于，通过对螺栓连接中下连接件的切向位移和频率控制，实现切向载荷作用下的螺栓连接松动过程预紧力衰退的实时监测。


3.根据权利要求1所述的一种切向载荷作用下螺栓连接松动试验装置，其特征在于，驱动模块内置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彩霞，李翔，刘志峰，李迎，赵永胜，杨聪彬，何金林，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11