[发明专利]多功能螺栓组综合试验台及测控系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械零件力学性能检测。

背景技术

螺栓联接是机器中广泛采用的联接形式，常是可拆式联接。其在机械领域应用十分广泛，例如流体传动中液压缸的法兰盘联接、汽车发动机中汽缸盖与缸体的联接等。如何精确测试和分析螺栓组在受到静载荷或动载荷作用下所引起的不同的应力变化情况是工程技术人员面临的一个重要难题。

目前，市面上常见的螺栓试验台主要有拉伸螺栓试验台，倾覆力矩螺栓试验台以及剪切螺栓试验台，螺栓试验台功能单一，操作复杂，为了使螺栓内部的应力演变过程能够更为形象直观地展现，研发智能控制的综合螺栓试验台对减小螺栓试验工作量、提高试验效率、获得精准的螺栓受载后的应力变化过程具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种多功能螺栓组综合试验台及测控系统。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，多功能螺栓组综合试验台，其特征在于:主要包括台架、底座、液压缸、安装台、倾覆试验板、剪切试验板和拉伸试验板。

所述台架包括顶板和支撑柱。四根支撑柱将顶板支撑在底座的上方。

所述顶板下方安装可以水平滑动的液压缸。所述液压缸的活塞杆面向安装在底座上的安装台。

所述安装台是一个四面镂空的中空立方体。所述安装台的内腔中固定有一块金属支撑板。

所述安装台被悬空地支撑在底座的上方。所述安装台可在底座上方作360°旋转。

所述倾覆试验板包括一个圆板和一个三角形柄部。

剪切试验板和拉伸试验板均为处于安装台的内腔中的金属平板。

所述支撑板、圆板、倾覆试验板和剪切试验板均具有若干供被试螺栓穿过的通孔。每一根被试螺栓依次穿过圆板、支撑板、剪切试验板和拉伸试验板，并旋入螺母。

所述三角形柄部伸出安装台外部。

进一步，所述液压缸安装于步进电机滑台。

所述步进电机滑台包括固定在顶板下方的滑轨。所述滑轨上具有滑块。所述滑块通过步进电机驱动。所述液压缸固定在滑块下方。

进一步，安装台通过两个支撑柱架在底座上。这两个支撑柱位于安装台的两侧。每一个支撑柱的下端固定在底座上表面。每一个支撑柱的上端向安装台弯折90°后，通过轴承与安装台的侧壁连接。

进一步，所述活塞杆的端头安装有弹簧。

进一步，所述安装台可被锁紧机构锁紧。

进一步，所述底座的上表面具有安装档柱和挡板的接口。所述档柱和挡板分别位于安装台的转轴两侧。所述档柱被固定安装在底座的上表面后，旋转安装台，使得拉伸试验板冲上。此时，档柱的上端支撑安装台的下端。此时，安装挡板，所述挡板的一侧紧靠安装台的侧面。

本发明还公开基于上述试验台的多功能螺栓组综合测试方法，其特征在于，包括：

倾覆试验：

支撑板的板面与底座的上表面垂直，液压缸滑行至倾覆板的柄部，通过弹簧连接液压缸的活塞杆和倾覆板的柄部。液压缸拉伸弹簧，作用力传递至倾覆板。

剪切试验：

支撑板的板面与底座的上表面垂直，液压缸滑行至剪切板处，通过弹簧连接液压缸的活塞杆和剪切板，通过液压缸的伸缩拉、压弹簧，使作用力传递至剪切板。

拉伸试验：

支撑板的板面水平。液压缸滑行至拉伸板处，

通过弹簧连接液压缸的活塞杆和拉伸板，液压缸拉伸弹簧并将作用力传递至拉伸板。

本发明还公开基于上述测试方法的多功能螺栓组测控系统，包括以下步骤：

1)在每一次试验启动液压缸前，先进行系统初始化。

2)根据试验要求设置载荷F₀

3)液压缸活塞杆动作，并读取液压缸动作后，压力传感器的载荷 F。

判断F是否等于F₀：

若F₀＞F，液压缸活塞杆前进。

若F₀＜F，液压缸活塞杆后退。

4)重复步骤)，直至F＝F₀后，采用测量系统进行螺栓应力测量，形成应力变化曲线，再根据要求进行下一次试验或者结束试验。

本发明设计的多功能螺栓组试验台及测控系统可减小螺栓试验工作量、提高试验效率、获得精准的螺栓受载后的应力变化数据，为螺栓及相关材料研发生产企业提供基础数据，可增强相关企业的研发实力和经济效益。

附图说明

图1螺栓综合实验台总布局

图2螺栓倾覆试验

图3螺栓剪切试验