一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及螺栓紧固测试装置，特别涉及一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置。


背景技术：

2.随着机械装备对螺栓连接紧固质量的要求快速提高，对实际紧固参数和紧固效果的测试愈发受到重视，尤其是交变载荷服役环境的设备，其螺栓紧固质量关系到设备的安危(如风电和海上作业平台等)。上述设备工作时间长，若法兰紧固质量不达标，有造成螺栓疲劳断裂，进而引起倒塔等严重安全事故风险；然而，上述设备体积和重量庞大，所受外载荷幅值和波动大，难以在实际工程中进行测量。为在实验室条件下对螺栓紧固质量进行评估，选择合适的紧固参数，一般需要对相同类型螺栓进行缩小比例的内力和耐久性测试。限于实验室测试设备吨位，在有限的设备载荷情况下，难以实现对实际工况下螺栓载荷波动和耐久测试。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，能满足实验室条件下对螺栓受外载荷时的螺栓内力和耐久性测量需要，结构简单、操作便捷。
4.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
5.一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，包括有：
6.上下两个平行相对设置的法兰；
7.固定安装在两个法兰的外表面用于连接外部测试设备的外载荷施加杆；
8.接触安装于两个法兰之间进行刚度调节的刚度调节装置；
9.固定安装于其一法兰的外表面用于对测试螺栓的轴向力进行测量的轴向力测量装置；
10.所述轴向力测量装置、两个法兰及刚度调节装置上连通开设有供测试螺栓穿设安装的安装孔。
11.作为优选，所述外载荷施加杆的端部设置有用于连接外部测试设备的螺纹。
12.作为优选，所述安装孔不少于1个。
13.作为优选，所述刚度调节装置为表面平行且抵接于上下两法兰之间的刚度垫块。
14.作为优选，所述上下法兰相对的内表面于安装孔处开设有安装槽，所述刚度调节装置为安装于安装槽内且独立套设于测试螺栓的中空套筒。
15.作为优选，所述中空套筒呈哑铃状，两端向周向延伸抵接于法兰内表面。
16.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：
17.法兰、刚度调节装置及轴向力测量装置连接后可对测量螺栓实施预紧，通过外载荷施加杆施加外载荷，轴向力测量装置能实时进行测量，实现外载荷对测试螺栓载荷影响的分析，通过刚度调节装置，可进行刚度调整，实现法兰和测试螺栓之间的刚度比调节，可
实现测试螺栓轴向载荷的变化幅度符合预期，能在实验条件下模拟实际使用工况，以便于在有限的实验设备上实现对测试螺栓紧固效能测试。
附图说明
18.图1为本申请的一种紧固测试装置结构示意图；
19.图2为另一示例中紧固测试装置结构示意图。
20.图中：1、法兰；11、安装槽；2、外载荷施加杆；3、刚度调节装置；4、轴向力测量装置；5、安装孔；6、测试螺栓；7、螺母。
具体实施方式
21.以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
22.根据一个或多个实施例，公开了一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，如图1所示，包括有两个法兰1、外载荷施加杆2、刚度调节装置3、轴向力测量装置4，还包括有进行测量用于紧固的测试螺栓6及其匹配的螺母7。
23.两个法兰1平行相对设置，为表述清楚，以图1为基准，分为上法兰和下法兰，定义两个法兰1相对的表面为内表面，另外两个表面为外表面，具体可分为上外表面和下外表面。
24.外载荷施加杆2设置有两组，分别固定安装在两个法兰1的外表面，在上下两侧连接外部测试设备，譬如拉伸测试机或者疲劳测试机等。在外载荷施加杆2的端部设置有用于连接安装的螺纹。
25.轴向力测量装置4固定安装在其一法兰1的外表面上，对测试螺栓6载荷进行测量。轴向力测量装置4、两个法兰1、刚度调节装置3连通开设有安装孔5，通过安装孔5供测试螺栓6穿设安装，通过测试螺栓6、螺母7进行紧固。安装孔5不少于1个，如图1所示，设置有两个安装孔5，可通过安装两个测试螺栓6进行测量。
26.在一个示例中，刚度调节装置3设置于两个法兰1之间，为抵接于两个法兰1的内表面的刚度垫块，刚度垫块的上下表面均水平且抵接于两个法兰1的内表面，且安装孔5直接沿轴向连通开设在刚度垫块的表面。
27.在一个示例中，与上述示例的区别之处在于，如图2所示，刚度调节装置3为设置于两个法兰1之间的中空套筒，在法兰1的内表面对应于安装孔5的位置均开设有安装槽11，中空套筒的中心与安装孔5相连通对应，供测试螺栓6穿设，中空套筒呈哑铃状，中间小两端大，抵接在法兰1内表面的两端周向延伸，增加与法兰1接触面。对应于每个测试螺栓6设置独立的安装槽11及中空套筒。在测试螺栓6刚度较大时，可采用此种法兰1和刚度调节装置3，通过更小横截面积的中空套筒作为刚度调节装置3，能进一步降低法兰1整体刚度。
28.对于测试螺栓6，计算实验测试螺栓6预紧力和所需额外施加荷载，结合实验设备吨位计算得到需要的法兰1和测试螺栓6的刚度比值。根据计算结果选择法兰1尺寸及刚度调节装置3的材料，以使得法兰1总刚度与测试螺栓6刚度匹配。
29.通过调整刚度调节装置3的材料和形状，实现测试法兰1和测试螺栓6之间刚度比的调节，刚度比发生变化后，外载荷施加杆2加载时，实现测试螺栓6周向载荷的变化幅度符合预期，以便于实验实模拟实际使用工况。
30.将法兰1、刚度调节装置3以及轴向力测量装置4连接后，对测试螺栓6实施预紧；
31.将连接好的测试装置置于拉伸测试机或疲劳测试机，实施载荷施加和耐久性测试；
32.测试过程中，依靠轴向力测量装置4获得测试螺栓6载荷的实时变化，分析外载荷对测试螺栓6载荷的影响。
33.本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。


技术特征：
1.一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是，包括有：上下两个平行相对设置的法兰(1)；固定安装在两个法兰(1)的外表面用于连接外部测试设备的外载荷施加杆(2)；接触安装于两个法兰(1)之间进行刚度调节的刚度调节装置(3)；固定安装于其一法兰(1)的外表面用于对测试螺栓(6)的轴向力进行测量的轴向力测量装置(4)；所述轴向力测量装置(4)、两个法兰(1)及刚度调节装置(3)上连通开设有供测试螺栓(6)穿设安装的安装孔(5)。2.根据权利要求1所述的用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是：所述外载荷施加杆(2)的端部设置有用于连接外部测试设备的螺纹。3.根据权利要求1所述的用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是：所述安装孔(5)不少于1个。4.根据权利要求3所述的用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是：所述刚度调节装置(3)为表面平行且抵接于上下两法兰(1)之间的刚度垫块。5.根据权利要求3所述的用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是：所述上下法兰(1)相对的内表面于安装孔(5)处开设有安装槽(11)，所述刚度调节装置(3)为安装于安装槽(11)内且独立套设于测试螺栓(6)的中空套筒。6.根据权利要求5所述的用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，其特征是：所述中空套筒呈哑铃状，两端向周向延伸抵接于法兰(1)内表面。

技术总结
本实用新型公开了一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，解决了在实验室有限的设备载荷情况下，难以实现对实际工况下螺栓载荷波动和耐久测试的问题，其技术方案要点是包括上下两个平行相对设置的法兰，固定安装在两个法兰的外表面用于连接外部测试设备的外载荷施加杆，接触安装于两个法兰之间进行刚度调节的刚度调节装置，固定安装于其一法兰的外表面用于对测试螺栓的轴向力进行测量的轴向力测量装置，轴向力测量装置、两个法兰及刚度调节装置上连通开设有供测试螺栓穿设安装的安装孔，本实用新型的一种用于螺栓紧固耐久性测试的紧固测试装置，能满足实验室条件下对螺栓受外载荷时的螺栓内力和耐久性测量需要，结构简单、操作便捷。操作便捷。操作便捷。


技术研发人员：叶林 张华 张时 徐永生 张卫刚 何晓东 高跃 王启江 姚绍飞 左希礼 程世洪 张玖林 涂越贞 向永兵
受保护的技术使用者：华能新能源股份有限公司云南分公司
技术研发日：2022.08.26
技术公布日：2022/12/6