[发明专利]一种测试螺纹紧固件预紧力与扭矩关系的方法

权利要求书

1.一种测试螺纹紧固件预紧力与扭矩关系的方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、建立用于测试螺纹紧固件预紧力与扭矩关系的试验装置，所述装置包括底板（1），镶块（2），压板（3），转接头（4），支架（5），转接盘（6），扭矩传感器（7），扳手（8），轴承（9），力传感器（11），防转销（12）、数据测量采集系统和数据处理系统；底板（1）上钻有螺纹孔，镶块（2）外壁设有外螺纹，镶块（2）中心开有通孔且通孔内设有用于连接被试螺纹紧固件的内螺纹，力传感器（11）中心开有通孔，压板（3）宽度小于力传感器（11）中心通孔直径，压板（3）中心开有通孔；支架（5）架在压板（3）上方，支架（5）上开有用于安装轴承（9）的通孔；轴承（9）的孔中插入转接盘（6），转接盘（6）下部开有多边形方孔，转接头（4）上部设有与多边形方孔相配合的多边形方头配合传递扭矩；扭矩传感器（7）上部开有多边形孔，与扳手（8）上的多边形头配合传递扭矩；力传感器（11）及扭矩传感器（7）的信号线接入数据采集测量系统；

S2、根据被试螺纹紧固件的材料及规格按下式计算最大预紧力试验值及最大紧固扭矩值：

F₀＝ασ_sA_s

T＝KF₀d

式中：

F₀ -------- 预紧力，单位N

α -------- 预紧力试验系数，根据实际使用工况选取

σ_s -------- 螺钉材料在使用温度时的屈服强度，单位MPa

A_s -------- 螺钉公称应力截面积，单位mm²

T -------- 紧固扭矩，单位Nm

K -------- 扭矩系数，根据磨擦表面状况及润滑情况选取

d -------- 螺纹公称直径，单位mm；

S3、根据计算得到的最大预紧力试验值及最大紧固扭矩值选取合适量程的力传感器和扭矩传感器；

S4、将试验装置底板（1）固定在稳固的基体上，确保在螺纹紧固件试验过程中底板（1）稳定不移动；

S5、将镶块（2）旋入底板（1）对应螺纹孔中，并插入防转销（12），防止镶块（2）在使用过程中转动；

S6、将力传感器（11）放置在底板（1）上平面上，力传感器（11）中心通孔正对镶块（2）位置；

S7、将压板（3）套在被试螺纹紧固件上，再将被试螺纹紧固件拧入镶块（2）的螺纹中，使螺纹紧固件、压板（3）、力传感器（11）三者刚好两两相互接触，但不对被试螺纹紧固件施加进一步的扭矩；

S8、在被试螺纹紧固件上插入或套上与螺纹紧固件头部形状与尺寸相配的转接头（4），再依次安放支架（5）、转接盘（6）和扭矩传感器（7），转接盘（6）与转接头（4）相连接；

S9、将力传感器（11）、扭矩传感器（7）分别连接至数据测量采集系统，并将数据测量采集系统中的力传感器（11）、扭矩传感器（7）的测量值清零；

S10、打开数据测量采集系统，开始测量采集数据；使用扳手（8）对被试螺纹紧固件进行拧紧加载，同时数据测量采集系统实时测量采集力传感器（11）测量值即预紧力测量值和扭矩传感器（7）测量值，数据采集间隔根据需要设定；

S11、待力传感器（11）测量值达到并刚刚超过计算得到的最大预紧力试验值时，停止对被试螺纹紧固件的加载，同时反方向旋转扳手（8），对被试螺纹紧固件进行卸载；

S12、将测量得到的一系列力传感器测量值和扭矩传感器测量值导入数据处理系统，通过拟合处理后即得到被试螺纹紧固件预紧力与扭矩的关系表、关系图及相关参数。