The invention discloses a measuring device and method for studying the influence of compression force on torque coefficient, belonging to the technical field of precision measuring instruments, which comprises a pre-tension test stand and a screwdriver; a tension/pressure sensor is installed on the pre-tension test stand for measuring the pre-tension force of the screw in the process of screwing the screw into the connecting part; and the screwdriver comprises a mounting barrel and a pressing knife. Force sensor, torque sensor, upper torque transfer column, lower torque transfer component and cutter head; Torque sensor is used to measure the torque of the screw during screwing into the connector. The upper torque transfer column and the lower torque transfer component are installed at the two ends of the torque sensor respectively, and the lower torque transfer component is installed at the outer end of the installation cylinder with a cutter head. The invention can measure the torque, pre-tightening force and tightening force in the process of screw connection, and obtain the variation law of the torque coefficient K under different conditions by means of mathematical statistics.
【技术实现步骤摘要】
一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置及方法
本专利技术属于精密测量仪器
,具体涉及一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置及方法。
技术介绍
随着航空、航天、军事、医疗上对精密仪表的精度和稳定性的要求不断增加,对机械产品中的连接质量提出了越来越高的要求,提高精密仪表的精度和稳定性的任务已经迫在眉睫。其中,螺纹连接由于可以获得很大的连接力,又便于装拆,连接件通过标准化易于实现大批量生产,而且连接成本低、连接件价格便宜、具有互换性,因此成为最为广泛应用的连接方式。螺纹连接质量直接影响着整个产品的装配质量及可靠性。从经济角度来看,螺纹紧固件本身的价值虽然很低,但是它们所连接的产品却通常都很昂贵。在螺纹连接由于质量问题导致连接失效时,损坏的不仅仅是螺纹紧固件本身,而是整个产品。以螺钉连接为例,螺钉的预紧力是指在拧螺钉过程中拧紧力矩作用下的螺钉与被连接件之间产生的沿螺钉轴心线方向的作用力。精密仪表的装配中,若预紧力过高,螺钉连接引起应力集中,进而造成被连接件塑性变形,从而影响精密仪表的精度;如果预紧力过低,首先可能会导致的就是螺钉连接起不到实际的连接作用,其次过低的预紧力会引起在振动环境中的精密仪表螺钉脱松,被连接件出现滑移,严重影响精密仪表的精度或造成仪表损坏。因此预紧力的控制尤为重要。目前生产实践中主要应用扭矩法来控制螺钉连接的预紧力,该方法操作简单,应用灵活,工艺成本低,是应用最广的螺钉拧紧方法。其基本原理是在拧紧过程中通过控制扭矩来实现对预紧力的间接控制,即T=KdF,其中,T为扭矩;K为扭矩系数;d为螺钉的公称直径;F为螺钉的预紧力。目前,工 ...
【技术保护点】
1.一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置,其特征在于,包括:预紧力测试台和螺丝刀;所述预紧力测试台上安装有拉/压力传感器,用于测量将螺钉旋入被连接件过程中螺钉的预紧力;所述螺丝刀包括:安装筒、压力传感器(8)、扭矩传感器(14)、上扭矩传递柱(11)、下扭矩传递组件及刀头(7);压力传感器(8)的一端固定在安装筒顶部设有的盖板(1)上,另一端与所述防磨板(9)相接触;所述压力传感器(8)用于测量对螺钉施加的向下压紧力的大小;扭矩传感器(14)与安装筒间隙配合,上扭矩传递柱(11)和下扭矩传递组件分别安装在扭矩传感器(14)的两端;扭矩传感器(14)用于测量螺钉旋入被连接件过程中螺钉受到的扭矩;下扭矩传递组件穿过安装筒底部设有的端盖(4)后,通过角接触球轴承(17)支撑在端盖(4)上,角接触球轴承(17)用于对扭矩传感器(14)进行向下的轴向限位,并用于实现下扭矩传递组件与安装筒的转动分离;下扭矩传递组件位于安装筒外侧的一端安装有刀头(7);上扭矩传递柱(11)上设有与安装筒径向一致的传递轴(12),传递轴(12)的两端分别穿过安装筒的侧壁上设有的通孔,并与所述通孔间隙配合,传递轴 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置,其特征在于,包括:预紧力测试台和螺丝刀;所述预紧力测试台上安装有拉/压力传感器,用于测量将螺钉旋入被连接件过程中螺钉的预紧力;所述螺丝刀包括:安装筒、压力传感器(8)、扭矩传感器(14)、上扭矩传递柱(11)、下扭矩传递组件及刀头(7);压力传感器(8)的一端固定在安装筒顶部设有的盖板(1)上,另一端与所述防磨板(9)相接触;所述压力传感器(8)用于测量对螺钉施加的向下压紧力的大小;扭矩传感器(14)与安装筒间隙配合,上扭矩传递柱(11)和下扭矩传递组件分别安装在扭矩传感器(14)的两端;扭矩传感器(14)用于测量螺钉旋入被连接件过程中螺钉受到的扭矩;下扭矩传递组件穿过安装筒底部设有的端盖(4)后,通过角接触球轴承(17)支撑在端盖(4)上,角接触球轴承(17)用于对扭矩传感器(14)进行向下的轴向限位,并用于实现下扭矩传递组件与安装筒的转动分离;下扭矩传递组件位于安装筒外侧的一端安装有刀头(7);上扭矩传递柱(11)上设有与安装筒径向一致的传递轴(12),传递轴(12)的两端分别穿过安装筒的侧壁上设有的通孔,并与所述通孔间隙配合,传递轴(12)通过上扭矩传递柱(11)带动扭矩传感器(14)随安装筒进行转动。2.如权利要求1所述的一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置,其特征在于,所述螺丝刀还包括:推力轴承(10)和防磨板(9);所述防磨板(9)通过推力轴承(10)安装在上扭矩传递柱(11)的顶端,推力轴承(10)用于实现分别位于其上的防磨板(9)和其下的上扭矩传递柱(11)的转动分离。3.如权利要求1所述的一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置,其特征在于,所述安装筒由上半筒(2)和下半筒(3)对接形成。4.如权利要求1所述的一种用于研究压紧力对扭矩系数影响的测量装置,其特征在于,所述下扭矩传递组件包括:顺序对接的连接盖(15)、扭矩轴(16)和安装套筒(6);其中,所述安装套筒(6)的一端通过销钉与扭矩轴(16)连接,另一端与刀头(7)连接;所述刀头(7)的...
【专利技术属性】
技术研发人员:张之敬,金鑫,崔璨,肖木峥,王子夫,孙椰望,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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