[发明专利]轴向振动下螺钉松动机理检测装置及方法

说明书

本发明公开了轴向振动下螺钉松动机理检测装置及方法，包括基座，基座的两侧对称固定有第一侧立柱和第二侧立柱，第一侧立柱上连接有L型的第一立柱连接件，第二侧立柱上连接有L型的第二立柱连接件，第一立柱连接件和第二立柱连接件之间连接有激振器支架，激振器支架的中部连接有激振器，基座的中心位置设置有法兰，法兰通过一组预埋有应变片的测量螺钉与基座上表面的螺纹孔连接，激振器倒立设置，且激振器正下方的顶杆中心与法兰中心对正连接，测量螺钉连接至数据采集仪。本发明结构简单，可以进行多螺钉在轴向振动情况下出现松动的全过程监测，探究在轴向振动状态下螺钉连接预紧力下降导致的松动过程及机理，可以为螺钉连接防松提供实验基础。

技术领域

本发明属于螺钉检测实验技术领域，具体涉及一种轴向振动下螺钉松动机理检测装置及方法。

背景技术

螺纹连接由于其易于装配和维修，是工程机械中应用量最大的一种连接。在工程机械中，螺纹连接常被用于重要连接部位的连接。用于连接的螺纹其设计的螺旋升角满足自锁条件，在静连接和温度变化不大的情况下一般螺纹连接不会松脱。但是，工程机械工作过程中，由于其复杂和恶劣的工作环境，螺纹连接常常受到冲击、振动和变载荷，从而导致连接副松脱，引起严重后果，监测振动载荷下螺栓预紧力的变化，研究螺纹连接在轴向振动载荷下的松动机理对螺纹连接实施防松有重要意义。

工程机械由于结构尺寸较大，大量的螺纹连接采用螺钉连接。螺钉连接在工作过程中由于冲击振动等导致预紧力下降导致松动，目前进行螺纹松动测量的实验大多都采用螺栓螺母连接形式；对螺纹连接轴向载荷的实验也主要是施加轴向力已有采用带应变计的实验大多目的是能更准确的控制螺栓拧紧力。首先，工程机械中轴向振动也是导致螺钉连接松动的主要原因之一。其次，螺纹连接的初始松动阶段，螺纹材料在外载荷作用下发生的变形导致材料内部应力下降，但这一阶段内外螺纹间尚无明显的相对运动；当螺纹连接承受载荷过大，材料出现高应力区，在振动等交变载荷作用下，材料塑性变形累计加速，预紧力急剧下降，内外螺纹间出现明显结构性松动，但这一理论中螺纹受载后。从材料松动到结构松动的变化发生的规律在多螺栓实验中尚无验证。基于以上两点原因，为进一步深入研究螺钉连接在轴向振动的状态下的松动机理，进一步检测在轴向振动下螺钉连接从材料松动到结构松动的详细变化，进而实现在发生结构松动前有效防松，有必要提供在轴向振动状态下采用带有应变计的多个螺钉松动机理测量的装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴向振动下螺钉松动机理检测装置及方法，以克服现有技术存在的缺陷，本发明结构简单，可以进行多螺钉在轴向振动情况下出现松动的全过程监测，探究在轴向振动状态下螺钉连接预紧力下降导致的松动过程及机理，可以为螺钉连接防松提供实验基础。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

轴向振动下螺钉松动机理检测装置，包括基座，基座的两侧对称固定有第一侧立柱和第二侧立柱，所述第一侧立柱上连接有L型的第一立柱连接件，所述第二侧立柱上连接有L型的第二立柱连接件，所述第一立柱连接件和第二立柱连接件之间连接有激振器支架，所述激振器支架的中部连接有激振器，且激振器位于基座的正上方，所述基座的中心位置设置有法兰，所述法兰通过一组预埋有应变片的测量螺钉与基座上表面的螺纹孔连接，所述激振器倒立设置，且激振器正下方的顶杆中心与法兰中心对正连接，所述测量螺钉连接至数据采集仪。

进一步地，所述基座的两侧对称设置有若干T型槽，所述第一侧立柱和第二侧立柱上设置有若干螺栓孔，所述第一侧立柱和第二侧立柱通过穿插在螺栓孔中的T型螺栓与T型槽固定。

进一步地，所述测量螺钉设置有8个，且测量螺钉均匀的分布在法兰的周向上。

进一步地，所述第一侧立柱和第一立柱连接件之间以及第二侧立柱和第二立柱连接件之间均通过螺栓连接。

轴向振动下螺钉松动机理检测方法，包括以下步骤：