[实用新型]确定紧固施工方案的试验系统

说明书

本实用新型涉及确定紧固施工方案的试验系统，该系统包括两片法兰、待测紧固件、紧固工具和压力传感器，压力传感器的探测头设置于两片法兰之间，待测紧固件中的螺栓贯穿法兰的孔和压力传感器的孔。还包括定反力臂垫圈和定反力臂套筒，所述定反力臂垫圈套设于螺栓且位于一侧螺母处下方，定反力臂套筒的上侧与紧固工具的一端连接。本实用新型试验系统，通过模拟施工现场，可以准确测量出螺栓达载时的预紧力并准确记录紧固工具的工作状态，施工时基于测量出的预紧力和紧固工具的工作状态而进行紧固作业，可以保障紧固件达到施工要求的预紧力，防止因预紧力偏差而导致连接不牢靠，设备密封失效发生泄漏。

技术领域

本实用新型涉及技术紧固技术领域，特别涉及一种确定紧固施工方案的试验系统。

背景技术

利用紧固件(例如螺栓)连接管道，在施工中应用非常普遍。设计院根据要连接的管道的参数(管径、材质等)确定所需法兰的规格(孔数、厚度、材质等)，进而再确定所需的螺栓的规格(直径、材质等)，以及螺栓所需要达到的预紧力，施工单位在施工时，通过扳手给螺栓施加扭矩来产生相应的预紧力。理论上，通过施加相应力矩就可以达到所需的预紧力F。然而现实中，时常出现螺栓实际达到的预紧力不够或过大的情况发生，使得连接件的连接强度偏差过大在密封处发生泄漏，或者因预紧力过大而损坏螺栓，原因就在于所需的预紧力是通过经验公式计算出来的，而实际值无从得知，理论计算值与实际值存在一定误差。目前可测试紧固件K值的试验系统并未消除紧固过程中的反力臂等因素，易造成试验误差，不能准确提供紧固施工时的参数。

实用新型内容

本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足，提供一种可以准确确定紧固施工方案的试验系统。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型实施例提供了以下技术方案：

一种确定紧固施工方案的试验系统，所述试验系统包括两片法兰、待测紧固件、紧固工具和压力传感器，其中一片法兰固定于基座，压力传感器的探测头设置于两片法兰之间，待测紧固件的螺栓贯穿法兰的孔和压力传感器的孔；其中，所述紧固工具用于拧动待测紧固件的螺母，使螺栓达到紧固状态，并记录扭矩值；所述压力传感器用于测量拧动螺母过程中法兰所受到的压力值，所述压力值即为待测紧固件的预紧力。

进一步地，还包括定反力臂垫圈和定反力臂套筒，所述定反力臂垫圈设于螺栓且位于一侧螺母处下方，定反力臂垫圈的外轮廓为正多边形，且所述定反力臂垫圈至少一面设置有径向单向齿；所述定反力臂套筒的上侧与紧固工具的一端连接，定反力臂套筒包括同轴的外套筒和内套筒，外套筒的下侧开口形状与定反力臂垫圈的外轮廓相匹配，外套筒用于锁紧定反力臂垫圈以产生定力矩反力臂，内套筒与外套筒间隙配合，内套筒的下侧开口形状与螺母的外轮廓相匹配，内套筒用于锁紧并驱动螺母旋转；所述外套筒不随内套筒旋转而旋转。

紧固工具一般可以使用扭矩扳手、电动扳手、液压扳手、气动扳手，本方案中，通过在扳手上设置定反力臂套筒，同时在螺母处设置定反力臂垫圈，定反力臂垫圈的径向单向齿使定反力臂垫圈与被紧固物件表面不发生相对旋转，外套筒与定反力臂垫圈配合成为反力臂支点，内套筒向螺母输出扭矩，作用力与反作用力同轴旋转，定反力臂套筒仅受到扭矩输出方向的扭转力，降低了所述定反力臂套筒所受力矩和力系的复杂度，消除扳手在紧固过程中的侧向偏载，使紧固过程中作用力与反作用力皆作用于螺栓径向直线方向，解决螺栓受力不均等问题，保证试验的准确性。

进一步地，上述试验系统中还包括万能试验机，用于测量螺栓的屈服强度和断裂强度，以便于检验螺栓是否合格并根据屈服强度控制拧动螺母过程中加载给螺栓的拧紧力矩。试验过程中，需要达到紧固状态，又要保障螺栓不被过度拉扯而损坏，因此，通过测试螺栓的屈服强度，以测出的实际屈服强度为参考设计加载给螺栓的拧紧力矩，可以使螺母与法兰达到紧固状态且螺栓不失去机械性能。