本发明专利技术公开了一种评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，包括由两根竖杆和横梁组成的测试架体，横梁下表面安装有伺服电机，伺服电机连接有用于连接螺栓扭矩测试仪，扭矩测试仪下方的竖杆上安装有用于固定螺母的支撑杆；另外，本发明专利技术还公开了一种评价螺栓和螺母及其表面涂层黏着性能的方法，该方法通过在伺服电机下侧安装扭矩测试仪，并在扭矩测试仪下侧安装螺栓，实现三者同轴转动，驱动螺栓和螺母啮合，通过扭矩测试仪记录啮合过程中的扭矩数值，实现评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能。本发明专利技术可用于判定不同尺寸规格螺栓和螺母螺纹及其表面涂层是否发生黏着，从而为工程用螺栓和螺母及其表面防锁死涂层提供参考依据。供参考依据。供参考依据。
【技术实现步骤摘要】
评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置及方法
[0001]本专利技术属于金属材料黏着性能表征
，具体涉及一种评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置及方法。
技术介绍
[0002]螺纹连接是工业应用中最为广泛的一种连接、紧固方式。同等规格的螺栓和螺母通过螺栓外侧以及螺母内侧的螺纹，利用物体的斜面圆形旋转和摩擦力的物理学和数学原理，循序渐进地将两种器物或机件紧固在一起。同时，还可以把螺母从螺栓上旋下，使其分开，故螺栓连接是属于可拆卸连接。螺栓和螺母一般均采用同种金属材料，如合金钢、钛及钛合金、铜合金等材料制备。然而，在日常应用过程中，常常会发生由于螺纹面发生黏着而造成的锁死现象，导致很难实现配件的拆卸。螺纹连接发生锁死的根本原因在于螺纹在同时承受轴向拉力、瞬时高压下的扭转摩擦等啮合面发生相互阻塞、剪切变形，这种剪切变形会进一步导致螺纹面不断发生黏着，进而导致紧固件完全锁死，通常阻塞
→
剪切
→
黏着
→
锁死这一系列动作发生在短短的几秒钟内。
[0003]基础研究表明，导致螺纹面发生锁死的外部因素主要是螺纹面在预紧过程中承受的摩擦剪切力。这种摩擦剪切力的大小与螺纹预紧过程中的扭矩相关。因此，扭矩的大小直接影响到螺纹面啮合时发生剪切变形的程度。一方面，可以通过对比螺纹预紧以及拆卸时获得的扭矩数值对来判定螺纹面是否发生黏着；另一方面，为了改善螺纹连接的防黏着性能，通过表面改性技术对螺纹面进行表面涂层制备或表面强化，通过对比表面处理前后相同规格螺栓和螺母样件的扭矩数值对还可以定性表征涂层对于螺纹防黏着性能的改善作用。
[0004]因此需要通过测试不同状态条件下螺纹连接件的扭矩数值对，建立不同尺寸规格螺栓和螺母部件的防黏着扭矩临界值，从而为工程实践提供有益指导。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置。该装置通过在伺服电机下侧安装扭矩测试仪，并在扭矩测试仪下侧安装螺栓，实现三者同轴转动，驱动螺栓和螺母旋转、啮合，同时通过扭矩测试仪记录啮合过程中的啮合面的扭矩实时数值，实现评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能，设计合理，易于组装，成本较低，能够适应目前大多数尺寸规格螺栓和螺母样件防黏着扭矩的测试，并可用于评判螺纹连接件防锁死处理技术的有效性，从而为螺纹连接件预紧扭矩的设置以及相应的表面防锁死处理技术的可靠性提供参考依据。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，包括测试架体，所述测试架体包括两根竖杆和在两根竖杆顶部设置的横梁，所述横梁的下表面固定安装有伺服电机，所述伺服电机传动连接有用于连接螺栓的扭矩测试仪，所述扭矩测试仪下方的竖杆上安装有用于固定螺母的支撑杆。
[0007]上述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述伺服电机依次通过第一轴承和第一联轴器与扭矩测试仪同轴连接。
[0008]上述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述扭矩测试仪通过第二联轴器和第二轴承与螺栓同轴连接。
[0009]上述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述螺栓下方固定连接有穿过螺母的连杆，所述连杆下方安装有配重。
[0010]上述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述螺栓和螺母为没有涂层的螺栓和螺母，或表面具有涂层的螺栓和螺母。
[0011]另外，本专利技术还提供了一种评价螺栓和螺母及其表面涂层黏着性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0012]步骤一、评价前准备：
[0013]步骤101、将伺服电机固定于测试架体横梁的下表面，然后将伺服电机依次通过第一轴承和第一联轴器与扭矩测试仪同轴连接，再将扭矩测试仪通过第二联轴器和第二轴承与螺栓同轴连接，得到初步安装设备；
[0014]步骤102、在步骤101中得到的初步安装设备的测试架体竖杆上安装支撑杆，然后在支撑杆上固定安装螺母，并保证螺母的中心位置与螺栓中心位置一致且两者能够正常啮合，再在螺栓下部安装穿过螺母的连杆，并在连杆下部安装配重，得到评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能装置；
[0015]步骤二、试验执行及数据采集：
[0016]步骤201、在步骤102得到的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能装置上设定测试用试验参数，然后开启伺服电机，带动螺栓转动实现与螺母的正常啮合进行上扣，扭矩测试仪同步工作，记录扭矩输出值及加载曲线，得到上扣实验数据；
[0017]步骤202、待步骤201中螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能装置的扭矩值达到设定值后，伺服电机停止输出，并开启反转功能，实现螺栓和螺母卸扣操作，扭矩测试仪同步工作，记录扭矩输出值及加载曲线，得到卸扣实验数据；
[0018]步骤三、螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的获取：
[0019]步骤301、将步骤201和步骤202中分别得到的上扣实验数据和卸扣实验数据进行对比，得到螺栓和螺母螺纹及其表面涂层的黏着性能。
[0020]本专利技术通过伺服电机带动扭矩测试仪转动从而带动螺栓与螺母进行上扣和卸扣，通过对比扭矩测试仪记录的上扣和卸扣时的扭矩输出值，即可评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层的黏着性能。
[0021]上述的方法，其特征在于，步骤201中所述试验参数包括伺服电机的转速、扭矩测试仪的最大扭矩值和配重重量。本专利技术通过控制伺服电机的转速，控制螺栓和螺母的上扣和卸扣速率，通过控制扭矩测试仪的最大扭矩值控制螺栓和螺母的上扣和卸扣的力度，通过控制配重重量增加螺栓和螺母在啮合过程中啮合齿面的正压力，相当于加速实现啮合面的黏着，通过对以上参数的控制对黏着性能进行详细评价。
[0022]上述的方法，其特征在于，步骤301中所述对比的过程为：如卸扣的扭矩值超过上扣扭矩值，则判定发生黏着，如卸扣扭矩值小于等于上扣扭矩值，则判定未发生黏着，通过观察螺纹啮合面的表面磨损状态对黏着性能进行判定。
[0023]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0024]1、本专利技术通过在伺服电机下侧安装扭矩测试仪，并在扭矩测试仪下侧安装螺栓，实现三者同轴转动，驱动螺栓和螺母旋转、啮合，同时通过扭矩测试仪记录啮合过程中的啮合面的扭矩实时数值，实现评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能，设计合理，易于组装，成本较低，能够适应目前大多数尺寸规格螺栓和螺母样件防黏着扭矩的测试，并可用于评判螺纹连接件防锁死处理技术的有效性，从而为螺纹连接件预紧扭矩的设置以及相应的表面防锁死处理技术的可靠性提供参考依据。
[0025]2、本专利技术不仅可以表征无涂层状态下的螺栓和螺母的黏着性能，也可以表征表面制备涂层后的螺栓和螺母的黏着性能，本专利技术适用于多种尺寸的螺栓和螺母。
[0026]3、本专利技术通过定量表征螺栓和螺母在上本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，包括测试架体(1)，所述测试架体(1)包括两根竖杆(1
‑
1)和在两根竖杆(1
‑
1)顶部设置的横梁(1
‑
2)，所述横梁(1
‑
2)的下表面固定安装有伺服电机(2)，所述伺服电机(2)传动连接有用于连接螺栓(8)的扭矩测试仪(5)，所述扭矩测试仪(5)下方的竖杆(1
‑
1)上安装有用于固定螺母(9)的支撑杆(10)。2.根据权利要求1所述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述伺服电机(2)依次通过第一轴承(3)和第一联轴器(4)与扭矩测试仪(5)同轴连接。3.根据权利要求1所述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述扭矩测试仪(5)通过第二联轴器(6)和第二轴承(7)与螺栓(8)同轴连接。4.根据权利要求1所述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述螺栓(8)下方固定连接有穿过螺母(9)的连杆(11)，所述连杆(11)下方安装有配重(12)。5.根据权利要求1所述的评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的装置，其特征在于，所述螺栓(8)和螺母(9)为没有涂层的螺栓(8)和螺母(9)，或表面具有涂层的螺栓(8)和螺母(9)。6.一种利用如权利要求1～5中任一权利要求所述的装置评价螺栓和螺母螺纹及其表面涂层黏着性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、评价前准备：步骤101、将伺服电机(2)固定于测试架体(1)横梁(1
‑
2)的下表面，然后将伺服电机(2)依次通过第一轴承(3)和第一联轴器(4)与扭矩测试仪(5)同轴连接，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦峰，王毅飞，耿娟娟，张长伟，罗倩，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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