一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111721490A(43)申请公布日2020.09.29(21)申请号202010623914.9(22)申请日2020.07.02(71)申请人湖北汽车工业学院地址442000湖北省十堰市张湾区红卫教育口车城西路167号(72)发明人张家陶(74)专利代理机构十堰博迪专利事务所42110代理人高良军(51)Int.Cl.G01M7/06(2006.01)G01M13/00(2019.01)权利要求书2页说明书4页附图6页(54)发明名称一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置(57)摘要本发明公开了一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置，包括测试单元、支架单元和驱动单元，支架单元用于安装测试单元和驱动单元；测试单元包括同轴心线均设有中心孔的振动模、定模、滚珠、加热炉、压力传感器和止转板，振动模中心孔与螺杆之间设有活动间隙，止转板中心孔具有与螺杆相对应的周向限定结构，用于安装被检测螺栓，振动模外周径向设有两个垂直方向的支耳；驱动单元通过两组曲柄连杆机构连接在两个支耳上，通过驱动轴带动振动模作回旋振动。本发明用于测试螺栓因振动和蠕变耦合作用导致预紧力松弛或松动的性能，以及诱导产生的剪切或弯曲疲劳损伤。与现有技术相比，该装置更接近于螺栓服役条件下多因素综合作用导致的连接失效。CN111721490ACN111721490A权利要求书1/2页1.一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置，其特征在于：包括测试单元、支架单元和驱动单元，所述支架单元包括设在两侧的立板（8）、上固定板（7）、下固定板（9）和支座（10），上固定板（7）固定在立板（8）的顶部，下固定板（9）通过支座（10）固定在两立板（8）内侧，支座固定在立板上；所述测试单元包括振动模（100）、定模（300）、滚珠（200）、加热炉（400）、压力传感器（500）和止转板（700），其中：定模（300）固定在上固定板（7）的中央，振动模（100）设在定模上方，滚珠（200）设在定模与振动模之间；加热炉（400）设在上固定板（7）与下固定板（9）之间，止转板（700）设在下固定板（9）的下方，压力传感器（500）设在下固定板（9）与止转板（700）之间，振动模、定模、加热炉、压力传感器、止转板同轴心线设置，沿轴心线均设有供被测试螺栓（600）的螺杆穿过的中心孔，振动模（100）的中心孔与螺杆之间设有活动间隙，止转板（700）的中心孔具有与螺杆的头部相对应的周向转动限定结构；振动模（100）外周径向设有两个垂直方向上的支耳（101）；所述驱动单元采用两组曲柄连杆机构，每组包括连杆（11）、可变曲拐（12）、从动齿轮（13），连杆（11）的一端铰接在对应的支耳（101）上、另一端垂直方向上通过轴承连接可变曲拐（12），可变轴拐连接从动齿轮（13），从动齿轮上分别啮合有主动齿轮（15），主动齿轮设置在驱动轴（14）上，驱动轴上设有电机连接端、通过连接电机带动驱动轴往复运动；测试时，将被测试螺栓（600）的螺杆端从止转板（700）的中心孔穿入、从振动模（100）的上表面穿出，通过螺母拧紧螺栓；启动电机，驱动轴（14）带动主动齿轮（15）旋转，主动齿轮再带动从动齿轮（13）旋转、从动齿轮带动可变曲拐（12）绕着输入端轴心旋转；可变曲拐与连杆（11）构成曲柄连杆机构，若采用单个连杆驱动振动模（100），振动模仅沿着一个方向作往复振动；当两个连杆同时驱动时，两个垂直方向的往复振动形成合运动，使振动模绕螺杆作回旋振动；振动模（100）振动时一方面使螺母产生振动松动，另一方面使螺杆处于反复剪切、弯曲应力状态；加热炉（400）对螺栓加热，模拟在耦合振动时螺栓受热膨胀和蠕变工况时产生的预紧力松弛；通过压力传感器（500）读取螺栓在振动、蠕变的复合工况下预紧力变化数据，用于分析被测试螺栓连接件组件在振动、蠕变复合工况下的防松和抗疲劳性能。2.根据权利要求1所述一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置，其特征在于：所述可变曲拐（12）由主偏心轴（121）和副偏心轴（122）组成，主偏心轴一端（1211）安装从动齿轮，另一端设置有轴孔（1212），孔内轴向设置有一个键槽（1213），用于安装副偏心轴（122）；副偏心轴的一端（1221）与轴孔（1212）相配合，该端外壁上轴向设置有多个键槽（1222），另一端（1223）与连杆配合；主偏心轴（121）上的键槽（1213）与副偏心轴（122）上不同的键槽（1222）配合并通过键固定，主偏心轴一端（1211）和副偏心轴一端（1223）的轴中心线距离发生变化，由此改变振动模（100）的振幅。3.根据权利要求1或2所述一种螺栓连接组件防松与抗疲劳综合性能测试装置，