[发明专利]一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法及系统

权利要求书

1.一种螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，用于测量拧紧螺钉时的预紧力，其特征在于，所述系统包含：

可升降的拉伸机；

拉伸上工装，安装在所述拉伸机的顶部支架套筒，并由顶部支架套筒带动进行上下移动；

框架模拟件及组件法兰模拟件，分别模拟真实工况下通过螺钉连接的组件法兰和框架的连接部位；

拉伸下工装，与所述框架模拟件通过沉头螺钉相连，安装在拉伸机的底部支架套筒；

试验螺钉，模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸下工装底部的开孔，并旋入框架模拟件的螺纹孔；

力矩螺丝刀，对所述试验螺钉施加设定的拧紧力矩，产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装传递给拉伸机传感器，使拉伸机传感器得以测出相应的螺钉预紧力。

2.如权利要求1所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，其特征在于，拉伸机的测试系统，从拉伸机传感器处获得测出的螺钉预紧力，利用以下公式算出拧紧力矩系数K：

式中：T—拧紧力矩；

F₀—设计时确定的预紧力；

d—螺纹公称直径；

d₂—螺纹中径；

—螺纹升角，P为螺纹螺距；

ρ_v—当量摩擦角，

f为螺纹副间摩擦系数，β为螺纹牙型斜角；

f_c—紧固件与被连接件支撑面间的摩擦系数；

D_w—紧固件与被连接件支承面间的外圆直径；

d₀—紧固件与被连接件支承面间的内圆直径。

3.如权利要求2所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，其特征在于，所述框架模拟件依次均匀分布多组不同口径的螺纹孔、多组不同口径的镶配钢丝螺套的螺纹孔，以及若干个用以交替连接拉伸下工装的沉头孔；所述组件法兰模拟件依次均匀分布若干个不同口径的通孔，用以连接对应的试验螺钉。

4.如权利要求3所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，其特征在于，所述框架模拟件厚10mm，依次均匀分布的螺纹孔对应于M4螺纹孔、M5螺纹孔、M5螺纹孔镶配钢丝螺套、M6螺纹孔、M6螺纹孔镶配钢丝螺套；所述组件法兰模拟件厚4mm，依次均匀分布Φ4.5、Φ5.5、Φ6.5的通孔；所述拉伸机传感器是量程为5kN的压力传感器。

5.如权利要求1-4中任意一项所述螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，其特征在于，试验模拟的是组件法兰通过不锈钢螺钉与铝合金框架连接的工况。

6.一种电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法，其特征在于，

布置权利要求1-5中任意一项所述的螺钉对螺纹孔的拧紧力矩系数测量试验系统，其中的试验螺钉模拟真实工况依次连接弹簧垫圈、平垫圈、组件法兰模拟件和拉伸上工装底部的开孔；

控制拉伸机进行升降，使拉伸上工装移动到合适的高度，该高度能够使试验螺钉按照真实工况下的螺纹有效圈数旋入框架模拟件处的螺纹内；

校准力矩螺丝刀，为其设定合适的力矩值并记录，用来拧紧试验螺钉；

产生的预紧力通过拉伸上工装和/或拉伸下工装，传递给拉伸机传感器进行记录；

根据测得的预紧力，算出拧紧力矩系数K的数值。

7.如权利要求6所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法，其特征在于，在试验开始前进一步包含对拉伸机传感器的标定：

将标准质量块放置在拉伸上工装上，若观察到的预紧力数值等于质量块的重力，说明拉伸机传感器工作正常，能够开展后续试验。

8.如权利要求6所述电子设备螺钉拧紧力矩系数测量方法，其特征在于，对同一框架模拟件的不同螺纹孔位进行多组试验，取预紧力的平均值进行记录；计算多组试验的螺钉拧紧力矩系数K的数值。