本發(fā)明涉及金屬材料測試及各類標準件測試領域，特別是一種多功能螺栓緊固系統(tǒng)的集成式壓扭復合測量裝置。

背景技術：

螺紋緊固件連接系統(tǒng)應用最為廣泛是螺栓-螺母連接副的形式，多數(shù)應用在預緊力作用下，預緊力下的連接可以提高螺栓連接的可靠性，并能增強被連接體的緊密性和剛度。在螺紋緊固件連接系統(tǒng)中，沒有預緊力或預緊力不夠時，起不到真正的連接作用，一般稱之為欠擰；但過高的預緊力或者超擰也會導致螺紋連接的失敗。由于安裝現(xiàn)場很難直接測量預緊力，所以螺紋緊固件的預緊力則多是采用控制扭矩和轉角的手段來實現(xiàn)。這就需要知道螺紋緊固件的扭矩、轉角和預緊力之間的關系，即螺紋緊固件的扭(矩)-拉(力)關系。

螺紋緊固件扭-拉關系，不僅涉及到扭矩系數(shù)、摩擦系數(shù)(含螺紋摩擦系數(shù)和支撐面摩擦系數(shù))、緊固軸力、緊固扭矩等一系列螺紋連接副的緊固特性的測試及計算方法，還涉及到螺紋緊固件的應力截面積和承載面積的計算方法等基礎術語、符號的規(guī)定。

目前分析螺紋緊固件扭-拉關系最核心部件為拉-扭復合傳感器，此傳感器制造難度大，目前國內沒有生產(chǎn)企業(yè)，要生產(chǎn)用于分析螺紋緊固件扭-拉關系的多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)，只有進口，價格特別昂貴，規(guī)格不全，進貨時間長，每年的標定也要依賴外方，使用成本也很高，嚴重制約了緊固件生產(chǎn)、使用部門對緊固件性能的分析測試，不利于緊固件質量的提高，也不利于科學使用緊固件。國內用于分析緊固件扭-拉關系的測量裝置主要采用分體式結構形式，即動態(tài)扭矩傳感器、負荷傳感器、靜態(tài)扭矩傳感器三者分離，分別測量其總扭矩、夾緊軸力、螺紋幅扭矩。本公司專利(授權公告號：CN204165843U)可將拉-扭復合傳感器的功能通過負荷傳感器和扭矩傳感器的獨立組合來實現(xiàn)，但依然是分體式傳感器組，測試過程中夾具數(shù)量多，操作不便捷，造成測試時間過長，螺栓裝夾費時費力，不利于工程應用等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種多功能螺栓緊固系統(tǒng)集成式壓扭復合測量裝置，解決了傳統(tǒng)裝置的試驗夾具數(shù)量多、操作更繁瑣和測試時間長的問題。

本發(fā)明可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種多功能螺栓緊固系統(tǒng)集成式壓扭復合測量裝置，包括試驗螺栓,所述試驗螺栓的螺紋部分穿過試驗墊板和承力墊的中心孔與固定在螺栓夾具內部的螺母螺紋配合固定；所述螺栓夾具通過止動定位銷嵌插在承力套中心孔內；盤式靜態(tài)扭矩傳感器通過與所述承力套左側的臺階配合定位裝入定位銷后并用螺栓固定在一起，所述盤式靜態(tài)扭矩傳感器通過止動定位銷測試螺母的螺紋扭矩；所述承力套通過深溝球軸承定位壓緊在推力球軸承上，并安裝在安裝套上；所述試驗墊板緊貼所述試驗螺栓的頂部且安裝在承力墊的卡槽內；所述承力墊通過自身的臺階卡在負荷傳感器的孔內，所述負荷傳感器通過與所述安裝套右側的臺階配合定位并用螺栓固定在一起，所述負荷傳感器通過所述承力墊測量試驗螺栓的夾緊力。

進一步，所述螺母通過螺母止動卡套固定在螺栓夾具的內部，所述螺母止動卡套和螺栓夾具之間設置有螺栓墊片。

進一步，所述深溝球軸承設置在推力球軸承對應側或者對應端，并且與所述承力套安裝軸和安裝套安裝孔配合；所述推力球軸承的兩定位圈分別與所述安裝套的定位孔和承力套的定位軸相配合。

進一步，盤式靜態(tài)扭矩傳感器擋蓋通過螺栓固定在所述盤式靜態(tài)扭矩傳感器上；負荷傳感器蓋板通過所述承力墊定位并用螺栓固定在所述負荷傳感器上。

進一步，所述安裝套安裝在支架上，所述支架通過鍵定位安裝在座板上。

本發(fā)明有益的技術效果在于：

將盤式靜態(tài)扭矩傳感器和負荷傳感器進行集成，替代分體式傳感器組，減少了螺栓測試過程中夾具數(shù)量，操作簡單方便，縮短了測試時間，本裝置價格低廉，規(guī)格齊全，打破了國外集成式測量裝置的壟斷，十分有利于多功能螺栓緊固分析系統(tǒng)的普及和推廣，對于提高緊固件的質量，科學使用緊固件具有重要意義。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的A-A剖面示意圖；

圖2為本發(fā)明的結構示意圖；

其中，1-安裝套、2-承力套、3-定位銷、4-推力球軸承、5-深溝球軸承、6-螺栓夾具、7-止動定位銷、8-盤式靜態(tài)扭矩傳感器、9-扭矩傳感器擋蓋、10-負荷傳感器、11-負荷傳感器端蓋、12-承力墊、13-試驗墊板、14-螺栓墊片、15-螺母止動卡套、16-支架、17-座板、18-試驗螺栓。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施例進一步詳細說明。

參照附圖1和圖2，承力套2通過深溝球軸5定位壓緊在推力球軸承4上，并安裝在安裝套1上；螺栓夾具6通過止動定位銷7嵌插在承力套2中心孔內；同時盤式靜態(tài)扭矩傳感器8套在螺栓夾具6的一端通過與承力套6左側的臺階配合定位裝入定動銷3后用螺栓固定在一起；扭矩傳感器擋蓋9采用螺栓與盤式扭矩傳感器8固定連接。負荷傳感器10套在所述螺栓夾具6的另一端通過與安裝套1右側的臺階配合定位并用螺栓固定在一起，承力墊12通過自身的臺階卡在負荷傳感器(10)的孔內；負荷傳感器蓋板11通過承力墊12定位并用螺栓固定在負荷傳感器10上。試驗墊板13安裝在承力墊12卡槽內，試驗螺栓18依次穿過試驗墊板13、承力墊12、螺栓夾具6、螺栓墊片14、螺母止動卡套15，并與固定在螺母止動卡套15上的螺母擰緊固定。

深溝球軸承4設置在推力球軸承5對應側或者對應端，并且與承力套2安裝軸和安裝套1安裝孔配合；推力球軸承4的兩定位圈分別與安裝套1的定位孔和承力套2的定位軸相配合。

安裝套1安裝在支架16上，該支架通過鍵定位安裝在座板17上。

本發(fā)明中，負荷傳感器10通過承力墊12測量試驗螺栓18的夾緊力，使用動態(tài)扭矩傳感器用于施加緊固扭矩T給試驗螺栓18，使用盤式扭靜態(tài)矩傳感器8通過止動定位銷7測試螺母螺紋扭矩，進而得到試驗螺栓18的螺紋扭矩Tth。測試時，動態(tài)扭矩傳感器施加緊固扭矩T給試驗螺栓18，螺栓頭下支撐面和試驗墊片13之間產(chǎn)生相對滑動，存在支撐面摩擦扭矩Tb，根據(jù)施加的緊固扭矩T，測量出的螺紋扭矩Tth可以計算出支撐面摩擦扭矩Tb，依據(jù)GB/T16823.3-2010《緊固件扭矩-夾緊力試驗》標準的規(guī)定，再結合緊固件的結構特性，可以測試分析螺紋緊固件的扭-拉關系，如以下方程式所示：

T＝Tb+Tth

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，在不背離本發(fā)明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，因此，本發(fā)明的保護范圍由所附權利要求書限定。