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      螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置制造方法

      文檔序號(hào):6067387閱讀:380來(lái)源:國(guó)知局
      螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置制造方法
      【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于航空航天測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置。該裝置包括環(huán)形的墊圈,墊圈上下端面分別加工一環(huán)形凸臺(tái);墊圈受彎處加工有四個(gè)凹槽,在墊圈四個(gè)凹槽處的上表面和下表面分別粘貼應(yīng)變片,共粘貼8片,R1-R4在上表面,R5-R8在下表面;四個(gè)橋臂R1R2、R3R4、R5R6、R7R8構(gòu)成全橋電路。所述墊圈上端面與下端面的凸臺(tái)直徑不同。所述墊圈受彎處以90°均布加工有四個(gè)凹槽。通過(guò)本實(shí)用新型所述螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置可以有效的測(cè)量螺紋連接緊固件的真實(shí)預(yù)緊力,并采用試驗(yàn)的手段對(duì)特定螺栓進(jìn)行擰緊力矩和預(yù)緊力的標(biāo)定,給出螺紋連接安裝時(shí)擰緊力矩的參考范圍。
      【專(zhuān)利說(shuō)明】
      螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置

      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型屬于航空航天測(cè)量【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置。

      【背景技術(shù)】
      [0002]在航空航天產(chǎn)品的艙體和部段中,大量地采用螺紋連接結(jié)構(gòu)占作為連接緊固件,其中尤其以部段對(duì)接面中螺栓的應(yīng)用最為廣泛。通過(guò)對(duì)螺栓施加擰緊力矩來(lái)產(chǎn)生預(yù)緊力,達(dá)到對(duì)部段間的連接和緊固。部段間連接件預(yù)緊力設(shè)計(jì)是否合理,直接影響到部段連接可靠性,如連接強(qiáng)度、剛度和防松等。
      [0003]以往的螺紋連接預(yù)緊力設(shè)計(jì)都是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到的,而其實(shí)際載荷無(wú)從得知。這使得正式產(chǎn)品存在一定的安全隱患,預(yù)緊力過(guò)低會(huì)達(dá)不到連接和緊固的效果,預(yù)緊力過(guò)高則會(huì)損害對(duì)接面。


      【發(fā)明內(nèi)容】

      [0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置,以有效的測(cè)量螺紋連接緊固件的真實(shí)預(yù)緊力。
      [0005]為達(dá)到上述目的,本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案為:
      [0006]一種螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置,包括環(huán)形的墊圈,墊圈上下端面分別加工一環(huán)形凸臺(tái);墊圈受彎處加工有四個(gè)凹槽,在墊圈四個(gè)凹槽處的上表面和下表面分別粘貼應(yīng)變片,共粘貼8片,R1-R4在上表面,R5-R8在下表面;四個(gè)橋臂R1R2、R3R4、R5R6、R7R8構(gòu)成全橋電路。
      [0007]所述墊圈上端面與下端面的凸臺(tái)直徑不同。
      [0008]所述墊圈受彎處以90°均布加工有四個(gè)凹槽。
      [0009]本實(shí)用新型所取得的有益效果為:
      [0010]通過(guò)本實(shí)用新型所述螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置可以有效的測(cè)量螺紋連接緊固件的真實(shí)預(yù)緊力,并采用試驗(yàn)的手段對(duì)特定螺栓進(jìn)行擰緊力矩和預(yù)緊力的標(biāo)定,給出螺紋連接安裝時(shí)擰緊力矩的參考范圍。

      【專(zhuān)利附圖】

      【附圖說(shuō)明】
      [0011]圖1為墊圈截面圖;
      [0012]圖2為全橋電路圖;
      [0013]圖3為墊圈四個(gè)凹槽處的上表面應(yīng)變片安裝示意圖;
      [0014]圖4為墊圈四個(gè)凹槽處的下表面應(yīng)變片安裝示意圖;
      [0015]圖5為擰緊力矩與預(yù)緊力關(guān)系圖。

      【具體實(shí)施方式】
      [0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
      [0017]如圖1所示,本實(shí)用新型所述螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置包括環(huán)形墊圈,環(huán)形墊圈上下端面分別加工一環(huán)形凸臺(tái),上端面與下端面的凸臺(tái)直徑不同;當(dāng)墊圈受到軸向壓力時(shí),會(huì)在兩個(gè)凸臺(tái)之間產(chǎn)生附加彎矩,使其上端面產(chǎn)生拉應(yīng)變,下端面產(chǎn)生壓應(yīng)變;如圖3、圖4所示,墊圈受彎處以90°均布加工有四個(gè)凹槽,在墊圈四個(gè)凹槽處的上表面和下表面分別粘貼應(yīng)變片,共粘貼8片,R1-R4在上表面,R5-R8在下表面;如圖2所示,安裝全橋電路對(duì)墊圈焊接導(dǎo)線(xiàn),四個(gè)橋臂分別為R1R2、R3R4、R5R6、R7R8 ;
      [0018]在具體實(shí)施的時(shí)候,按照以下步驟進(jìn)行:
      [0019]步驟一:如圖1所示,加工一環(huán)形墊圈,其上下端面分別加工一環(huán)形凸臺(tái),上端面與下端面的凸臺(tái)直徑不同。當(dāng)墊圈受到軸向壓力時(shí),會(huì)在兩個(gè)凸臺(tái)之間產(chǎn)生附加彎矩,使其上端面產(chǎn)生拉應(yīng)變,下端面產(chǎn)生壓應(yīng)變;
      [0020]步驟二:在墊圈受彎處以90°均布加工四個(gè)凹槽,削弱其局部剛度,使其在受壓時(shí)產(chǎn)生更大的應(yīng)變,增加其測(cè)量時(shí)的靈敏度;
      [0021]步驟三:如圖3、圖4所示,在墊圈四個(gè)凹槽處的上表面和下表面分別粘貼應(yīng)變片,共粘貼8片,R1-R4在上表面,R5-R8在下表面;
      [0022]步驟四:如圖2所示,安裝全橋電路對(duì)墊圈焊接導(dǎo)線(xiàn),四個(gè)橋臂分別為R1R2、R3R4、R5R6、R7R8,Ui為輸入電壓,U0為輸出電壓,兩者的關(guān)系如下所示:
      ” I/, [fAi?, AR^) (AR, ArA (AR, ΑΚΛ (AR, &λΛ
      [0023]Un^- ~----- + ~~----- + ~-
      8 LUi R2) {^ I J U7 & I
      [0024]其中R為應(yīng)變片電阻值,Δ R為應(yīng)變片電阻值變化量;
      [0025]步驟五:將制作完成的墊圈送至具有相關(guān)資質(zhì)的計(jì)量所進(jìn)行標(biāo)定,得到預(yù)緊力與電壓輸出的對(duì)應(yīng)關(guān)系即標(biāo)定證書(shū);得到預(yù)緊力與輸出電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如下所示:
      [0026]P = 21.29U。
      [0027]P為預(yù)緊力,單位為KN ;U0為輸出電壓,單位為V。
      [0028]步驟六:測(cè)量時(shí),將螺栓依次穿過(guò)墊圈和對(duì)接面,并用螺母旋緊,墊圈引出的導(dǎo)線(xiàn)分別連接穩(wěn)壓直流電源和電壓表;通過(guò)力矩扳手對(duì)螺栓施加擰緊力矩,擰緊螺栓時(shí)產(chǎn)生的預(yù)緊力施加到墊圈上,在電壓表上讀取相應(yīng)的電壓值,對(duì)照標(biāo)定證書(shū)得到螺栓預(yù)緊力;
      [0029]步驟七:分級(jí)別對(duì)螺栓施加擰緊力矩,依次加載25Nm、50Nm、75Nm、100Nm、125Nm ;同時(shí)分級(jí)測(cè)量墊圈相應(yīng)的輸出電壓,通過(guò)計(jì)算得到墊圈測(cè)得的預(yù)緊力值。
      [0030]步驟八:擬合螺栓擰緊力矩與墊圈測(cè)得預(yù)緊力關(guān)系,如圖5所示,得出公式如下:
      [0031]P = 0.5159M+0.3436
      [0032]注:P為螺栓預(yù)緊力(KN)、M為擰緊力矩(Nm)。
      【權(quán)利要求】
      1.一種螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置,其特征在于:該裝置包括環(huán)形的墊圈,墊圈上下端面分別加工一環(huán)形凸臺(tái);墊圈受彎處加工有四個(gè)凹槽,在墊圈四個(gè)凹槽處的上表面和下表面分別粘貼應(yīng)變片,共粘貼8片,R1-R4在上表面,R5-R8在下表面;四個(gè)橋臂R1R2、R3R4、R5R6、R7R8構(gòu)成全橋電路。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置,其特征在于:所述墊圈上端面與下端面的凸臺(tái)直徑不同。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺栓預(yù)緊力測(cè)量裝置,其特征在于:所述墊圈受彎處以90°均布加工有四個(gè)凹槽。
      【文檔編號(hào)】G01L5/24GK204085765SQ201420479013
      【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
      【發(fā)明者】陳昊, 倪徑達(dá), 劉硯濤, 郭冰 申請(qǐng)人:北京強(qiáng)度環(huán)境研究所, 中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
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