[发明专利]一种螺栓轴力系数测定装置

说明书

本发明提供一种螺栓轴力系数测定装置，包括螺栓拉伸装置和超声探头；螺栓拉伸装置包括中空驱动缸、环形测力传感器和与待测螺栓螺纹配合的拉母；中空驱动缸固定在安装架上，且环形测力传感器同轴设置在中空驱动缸上方；待测螺栓同轴穿入环形测力传感器、中空驱动缸与拉母螺纹连接；中空驱动缸的活塞杆驱动拉母向下运动以轴向拉伸待测螺栓；待测螺栓的螺栓头与环形测力传感器抵接，超声探头设置在螺栓头顶部；由于保证了待测螺栓中空驱动缸和环形测力传感器的同轴度，使得中空驱动缸施加的载荷可均匀地传递给待测螺栓，使待测螺栓轴向拉伸；由于环形测力传感器与中空驱动缸同轴设置，保证螺栓轴力地测定精度，进而保证轴力系数地测定精度。

技术领域

本发明属于螺栓性能测量技术领域，具体涉及一种螺栓轴力系数测定装置。

背景技术

确定一个螺栓的拧紧轴力时，通常是先将同类型、同批次、同规格的螺栓在专用标定装置上进行屈服区轴力与伸长量的标定，获得伸长量与轴力的映射关系(即轴力系数)，然后根据螺栓拧紧后的伸长量和获得的轴力系数，确定该螺栓的拧紧轴力。

申请号为202110266940.5，专利名称为大型螺栓轴向拉伸应力超声测量标定实验台及方法的发明专利，其公开了支撑座、安装机构、顶升装置和测量标定系统，顶升装置位于安装机构的固定梁与滑动梁之间的两端，测量标定系统的压力传感器位于顶升装置的伸缩端与滑动梁下侧面之间，螺栓穿过固定梁与滑动梁的工位孔固定，超声波探头连接于螺栓下端端头并位于固定梁下部；顶升装置向上顶升轴向拉伸螺栓，获取螺柱承受的轴向拉伸应力及对应的声时变化，实现超声应力测量标定；但由其说明书和图2可知，顶升装置有两个，且两个顶升装置分别位于待标定螺栓的两侧，这就使得顶升装置提供的顶升力需通过滑动梁间接传递螺栓使螺栓轴向拉伸；在此过程中，滑动梁极易向上弯曲变形，不仅使得螺栓受力不均，而且两压力传感器测定的压力值之和与螺栓的实际轴向力存在较大偏差(即螺栓轴向力测定不准)，导致螺栓的标定精度较差。

发明内容

鉴于以上现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种螺栓轴力系数测定装置，其通过环形测力传感器、中空驱动缸和拉母配合拉伸待测螺栓，由于待测螺栓、中空驱动缸和环形测力传感器同轴设置，使得载荷能均匀地施加在待测螺栓上，进而均匀传递给与中空驱动缸同轴设置的环形测力传感器，保证螺栓轴力地测定精度，进而提高轴力系数地测定精度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种螺栓轴力系数测定装置，包括螺栓拉伸装置和超声探头；所述螺栓拉伸装置包括中空驱动缸、环形测力传感器和拉母；所述中空驱动缸固定在安装架上，且环形测力传感器同轴设置在中空驱动缸的上方；待测螺栓同轴穿入环形测力传感器和中空驱动缸；所述待测螺栓的螺栓头与环形测力传感器抵接，待测螺栓的螺栓杆与拉母螺纹连接；所述中空驱动缸的活塞杆驱动拉母运动以轴向拉伸待测螺栓；所述环形测力传感器用于检测轴向拉伸待测螺栓时产生的力；所述超声探头设置在待测螺栓的螺栓头顶部，用于检测待测螺栓轴向拉伸产生的形变量；在整个拉伸过程中，由于保证了待测螺栓、中空驱动缸和环形测力传感器三者之间的同轴度，使得中空驱动缸施加的载荷可均匀地传递给待测螺栓，使待测螺栓轴向拉伸；由于环形测力传感器与中空驱动缸同轴设置，保证螺栓轴力地测定精度，进而提高轴力系数地测定精度。

优选地，所述活塞杆具有供待测螺栓的螺栓杆穿过的第二通孔；所述拉母包括位于活塞杆下方的拉母头和同轴固定在拉母头顶部的拉母套筒；所述拉母套筒伸入所述活塞杆的第二通孔内与待测螺栓的螺栓杆螺纹连接；所述拉母套筒的外径与第二通孔的孔径相匹配；通过拉母套筒与第二通孔的配合，保证拉母与中空驱动缸的同轴度，进而保证待测螺栓与中空驱动缸的同轴度，降低待测螺栓安装难度的同时，确保待测螺栓安装位置的准确度。

优选地，所述待测螺栓的螺栓头通过调整套筒与环形测力传感器抵接；所述调整套筒与环形测力传感器同轴设置；所述调整套筒由至少一个调整套筒节段拼接而成，以满足不同长度待测螺栓地测定需求。