一种螺栓连接副高频疲劳测试装置的制作方法

1.本实用新型一般地涉及高强螺栓检测技术领域。更具体地，本实用新型涉及一种螺栓连接副高频疲劳测试装置。


背景技术：

2.高强螺栓一般是指8.8级以上的螺栓，为了进一步的减少对钢铁材料的依赖性，目前高强螺栓的等级越来越高，比较现在使用比较多的有10.9级，甚至12.9级高强螺栓也在钢结构、风电塔筒、核电站都一定的应用。但是也伴随着材料强度越高，其发生脆断以及早起疲劳破坏的概率越来越大。所以对其综合性指标中最重要的疲劳测试，显得尤为重要。所以对高强螺栓进行轴向疲劳测试是很有必要的。通过发现问题并进行改进，再对大六角螺栓的生产进行工艺改进达到提高螺栓产品的目的。
3.零部件的疲劳测试一般采用疲劳机，目前也有一些厂家设计了专门针对高强度螺栓进行疲劳测试的疲劳机设备，例如，授权公告号为cn103278391b的发明专利公开了一种低温环境下螺栓受大载荷作用时疲劳性能测试装置，该装置主要是针对低温环境下螺栓连接疲劳性能的测试，以确保对应的高强度螺栓可以应用在核聚变、航天等领域，该装置可进行低温动态低周疲劳、程控疲劳测试，实现对于螺纹在接近服役环境下承受大载荷时的疲劳性能参数测量和变形行为研究。
4.但是该装置及现有的一些疲劳机设备都存在一些问题：螺栓型号较多，各种型号直径尺寸不同，若每一种螺栓单独设计一套夹紧，则成本会非常高，也会占用一定空间。因此，考虑到成本问题，大多都会采用通用夹具，其结构可参考对比文件中的试验夹具。通用夹具在y轴上进行了限位，保证了试验可以正常进行，相对的检测结果可能会有一定偏差，该偏差在螺栓质量检测中基本不会有影响。但若是以改进螺栓结构为目的的螺栓疲劳检测，则必须降低检测过程中的误差值，得到更精确的数值，以降低因误差对改进方案的影响。
5.公开号为cn113884293a的发明专利公开了一种可便捷更换的螺栓拉伸试验、疲劳试验通用夹具，该方案的发明构思是：通用夹具的主体部分(上套筒和下套筒)设计为通用部件，将上衬套和下衬套分别可拆卸的连接在通用夹具的上套筒和下套筒上，在测试某一型号的螺栓件时，只需要更换对应的上衬套和下衬套即可。但是，该方案中的衬套未设置对螺栓的止转结构，而在测试过程中，螺栓的轻微转动可能导致螺栓结构失稳，进而影响测试结果。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种螺栓连接副高频疲劳测试装置，以解决现有技术中通用试验夹具精确度无法满足改进方案的需求的技术问题。
7.为解决上述问题，本实用新型提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置采用如下技术方案：包括两个套筒，第一套筒和第二套筒沿上下方向间隔布置，第一套筒和第二套筒相背
的一端均为开口结构，第一套筒和第二套筒相向的一端均为挡块结构，挡块结构的中心开设有通孔以供螺栓穿过，挡块结构对螺栓头部或螺母形成限位；
8.两个连接杆，连接杆用于连接套筒和钳口，进而将两个套筒分别固定在疲劳机上；
9.两个限位衬套，其可拆卸设置在套筒内部，限位衬套开设有内止转结构，用于对螺栓头部或螺母进行限位，所述内止转结构至少设有一个止转面，套筒与限位衬套之间设有外止转结构，以防止限位衬套相对于套筒发生周向旋转。
10.作为进一步地改进，所述内止转结构设有六个止转面，内止转结构的尺寸与待测螺栓头部或螺母的尺寸对应。
11.作为进一步地改进，所述套筒的挡块结构与螺栓头部或螺母的对应面设有垫圈，以防止螺栓头部或螺母与挡块结构直接接触造成挤压磨损。
12.作为进一步地改进，所述套筒的挡块结构与垫圈之间设有减径衬套，减径衬套套设在螺栓上，减径衬套用于填充套筒与螺栓之间的间隙，以提高螺栓与套筒之间的稳定性，所述减径衬套的通孔直径与螺栓直径吻合，以防止螺栓晃动。
13.作为进一步地改进，所述减径衬套一体成型有限位挡片，以防止减径衬套沿挡块结构的通孔脱落。
14.作为进一步地改进，所述减径衬套为尼龙减径衬套。
15.作为进一步地改进，所述外止转结构包括设置在套筒内壁上的限位凸起，所述限位衬套外壁上开设有与限位凸起配合的限位凹槽，限位凸起和限位凹槽均沿轴向分布。
16.作为进一步地改进，所述限位凸起至少设有一条，限位凹槽的数量与限位凸起的数量一致。
17.作为进一步地改进，所述连接杆与钳口通过螺纹连接，所述连接杆与套筒通过螺纹连接。
18.作为进一步地改进，所述限位衬套为钢制限位衬套。
19.有益效果是：本实用新型对现有的螺栓试验夹具进行了改进，结合了通用夹具与专用夹具的特点，能够对不同规格的大六角高强螺栓进行测试，通过更换限位衬套可以适应直径m72到m12的螺栓，在降低制造成本的同时精度基本能达到专用夹具水平。
20.本实用新型中的套筒和连接杆均为通用部件，在检测试验中，只需要更换螺栓对应的限位衬套及对应的减径衬套和垫圈即可，限位衬套能够与螺栓紧密配合，限位衬套与套筒之间的连接稳定性良好，从而大幅提高了检测精度；尼龙减径衬套和橡胶垫圈成本都非常低，单独铸造对应的限位衬套与之前专用夹具相比成本也大幅降低，且装配方便，操作简单，实用性良好。
附图说明
21.通过参考附图阅读下文的详细描述，本实用新型示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本实用新型的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：
22.图1为本实用新型所提供的一种螺栓连接副高频疲劳测试装置实施例的结构示意图；
23.图2为图1中限位衬套的主视图；
24.图3为图1中限位衬套的俯视图；
25.图4为图2中的b-b剖面图。
26.附图标记说明：
27.1、钳口；2、连接杆；3、套筒；4、限位衬套；5、减径衬套；6、螺栓；7、垫圈；8、螺母。
具体实施方式
28.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.就现有技术中通用试验夹具精确度无法满足改进方案的需求而专用夹具成本高的问题，本实用新型重新改进了试验夹具。
30.使用时，依次将减径衬套、垫圈和限位衬套安装在套筒内，垫圈避免螺栓与连接套用直接接触，减径衬套填充螺栓与连接套用之间的间隙以防止螺栓晃动。将螺栓穿过两套筒，之后将螺母安装在螺栓上，连接杆与套筒连接，对螺栓两端进行固定，连接杆的另一端与钳口连接，完成对螺栓的固定。之后即可通过疲劳机进行高频疲劳测试。
31.后续若对其他型号的高强螺栓检测，通过更换对应的减径衬套、垫圈和限位衬套即可，实现固定不同规格的螺栓。
32.在介绍了本实用新型的基本原理之后，下面具体介绍本实用新型的各种非限制性实施方式。附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。
33.下面参考本实用新型的若干代表性实施方式，详细阐释本实用新型的原理和精神。
34.本实用新型所提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置的实施例1：
35.如图1-4所示，包括两个套筒3，第一套筒和第二套筒沿上下方向间隔布置，第一套筒和第二套筒相背的一端均为开口结构，第一套筒和第二套筒相向的一端均为挡块结构，挡块结构的中心开设有通孔以供螺栓6穿过，挡块结构对螺栓头部或螺母8形成限位；
36.两个连接杆2，连接杆2用于连接套筒3和钳口1，进而将两个套筒3分别固定在疲劳机上；
37.以上套筒3和连接杆2均为通用部件，在使用时需要更换对应的限位衬套4；
38.两个限位衬套4，其可拆卸设置在套筒3内部，限位衬套4开设有内止转结构，用于对螺栓头部或螺母8进行限位，内止转结构至少设有一个止转面，止转面的设置是为了防止螺栓6发生周向旋转，套筒3与限位衬套4之间设有外止转结构，以防止限位衬套4相对于套筒3发生周向旋转。
39.如图3所示，内止转结构设有六个止转面，内止转结构的尺寸与待测螺栓头部或螺母8的尺寸对应，各配套的限位衬套4的直径不变，内止转结构的尺寸与螺栓头部或螺母8对应，实现对不同规格的螺栓6进行限位固定，防止在测试过程中发生螺母旋转，导致结构的失稳。
40.如图1所示，套筒3的挡块结构与螺栓头部或螺母8的对应面设有垫圈7，以防止螺
栓头部或螺母8与挡块结构直接接触造成挤压磨损，降低可能存在的数据偏差。
41.如图1所示，套筒3的挡块结构与垫圈7之间设有减径衬套5，减径衬套5为尼龙材质，减径衬套5套设在螺栓6上，减径衬套5用于填充套筒3与螺栓6之间的间隙，以提高螺栓6与套筒3之间的稳定性，减径衬套5的通孔直径与螺栓6直径吻合，以防止螺栓6晃动。
42.本实施例中，减径衬套5一体成型有限位挡片，以防止减径衬套5沿挡块结构的通孔脱落，限位挡片一是能够防止减径衬套5脱落，另外也能够对垫圈7进行限位，两者配合对螺栓6进行保护。
43.如图1和图3所示，外止转结构包括设置在套筒3内壁上的限位凸起，限位衬套4外壁上开设有与限位凸起配合的限位凹槽，限位凸起和限位凹槽均沿轴向分布。
44.本实施例中，限位凸起和限位凹槽均设有两个，两个限位凸起对称设置。
45.本实施例中，连接杆2与钳口1通过螺纹连接，连接杆2与套筒3通过螺纹连接，螺纹连接方便拆卸和安装。
46.本实用新型所提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置的实施例2：
47.其与实施例1的区别主要在于：
48.实施例1中，外止转结构包括设置在套筒内壁上的限位凸起，限位衬套外壁上开设有与限位凸起配合的限位凹槽，限位凸起和限位凹槽均沿轴向分布。
49.在本实施例中，限位衬套为多边形柱体结构，套筒开设有与限位衬套配合的多边形孔，这样套筒与限位衬套就形成限位，无法周向旋转。
50.本实用新型所提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置的实施例3：
51.其与实施例1的区别主要在于：
52.实施例1中，内止转结构设有六个止转面。
53.在本实施例中，内止转结构为三个止转面，三个止转面间隔布置，也能够起到较好的限位作用。
54.本实用新型所提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置的实施例4：
55.其与实施例1的区别主要在于：
56.实施例1中，连接杆与钳口通过螺纹连接，连接杆与套筒通过螺纹连接。
57.在本实施例中，连接杆与钳口通过限位销连接，连接杆与套筒通过限位销连接，钳口、连接杆和套筒均开设有限位孔，限位销穿过限位孔进行限位固定。
58.本实用新型所提供的螺栓连接副高频疲劳测试装置的实施例5：
59.其与实施例1的区别主要在于：
60.实施例1中，套筒为钢制套筒，套筒其中一端为开口结构，另一端设有挡块结构，套筒与挡块结构是一体成型的。
61.在本实施例中，套筒两端均为开口结构，挡块结构通过螺钉与套筒连接，这样针对直径尺寸相差较大的，可调节相对适配的挡块结构，以提高稳定性。
62.虽然本说明书已经示出和描述了本实用新型的多个实施例，但对于本领域技术人员显而易见的是，这样的实施例只是以示例的方式提供的。本领域技术人员会在不偏离本实用新型思想和精神的情况下想到许多更改、改变和替代的方式。应当理解的是在实践本实用新型的过程中，可以采用本文所描述的本实用新型实施例的各种替代方案。所附权利要求书旨在限定本实用新型的保护范围，并因此覆盖这些权利要求保护范围内的模块组
成、等同或替代方案。

技术特征：
1.一种螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于，包括：两个套筒(3)，第一套筒和第二套筒沿上下方向间隔布置，第一套筒和第二套筒相背的一端均为开口结构，第一套筒和第二套筒相向的一端均为挡块结构，挡块结构的中心开设有通孔以供螺栓(6)穿过，挡块结构对螺栓头部或螺母(8)形成限位；两个连接杆(2)，连接杆(2)用于连接套筒(3)和钳口(1)，进而将两个套筒(3)分别固定在疲劳机上；两个限位衬套(4)，其可拆卸设置在套筒(3)内部，限位衬套(4)开设有内止转结构，用于对螺栓头部或螺母(8)进行限位，所述内止转结构至少设有一个止转面，套筒(3)与限位衬套(4)之间设有外止转结构，以防止限位衬套(4)相对于套筒(3)发生周向旋转。2.根据权利要求1所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述内止转结构设有六个止转面，内止转结构的尺寸与待测螺栓头部或螺母(8)的尺寸对应。3.根据权利要求1所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述套筒(3)的挡块结构与螺栓头部或螺母(8)的对应面设有垫圈(7)，以防止螺栓头部或螺母(8)与挡块结构直接接触造成挤压磨损。4.根据权利要求3所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述套筒(3)的挡块结构与垫圈(7)之间设有减径衬套(5)，减径衬套(5)套设在螺栓(6)上，减径衬套(5)用于填充套筒(3)与螺栓(6)之间的间隙，以提高螺栓(6)与套筒(3)之间的稳定性，所述减径衬套(5)的通孔直径与螺栓(6)直径吻合，以防止螺栓(6)晃动。5.根据权利要求4所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述减径衬套(5)一体成型有限位挡片，以防止减径衬套(5)沿挡块结构的通孔脱落。6.根据权利要求5所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述减径衬套(5)为尼龙减径衬套。7.根据权利要求1所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述外止转结构包括设置在套筒(3)内壁上的限位凸起，所述限位衬套(4)外壁上开设有与限位凸起配合的限位凹槽，限位凸起和限位凹槽均沿轴向分布。8.根据权利要求7所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述限位凸起至少设有一条，限位凹槽的数量与限位凸起的数量一致。9.根据权利要求1至8任一项所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述连接杆(2)与钳口(1)通过螺纹连接，所述连接杆(2)与套筒(3)通过螺纹连接。10.根据权利要求9所述的螺栓连接副高频疲劳测试装置，其特征在于：所述限位衬套(4)为钢制限位衬套。

技术总结
本实用新型提供一种螺栓连接副高频疲劳测试装置，属于高强螺栓检测技术领域，包括两个套筒，第一套筒和第二套筒沿上下方向间隔布置，第一套筒和第二套筒相背的一端均为开口结构，第一套筒和第二套筒相向的一端均为挡块结构，挡块结构的中心开设有通孔以供螺栓穿过，挡块结构对螺栓头部或螺母形成限位；本实用新型对现有的螺栓试验夹具进行了改进，结合了通用夹具与专用夹具的特点，能够对不同规格的大六角高强螺栓进行测试，通过更换限位衬套可以适应直径M72到M12的螺栓，在降低制造成本的同时精度基本能达到专用夹具水平。时精度基本能达到专用夹具水平。时精度基本能达到专用夹具水平。


技术研发人员：王军 司文见 王禾佳 房文静 周世康 钱平平 毛镇澎
受保护的技术使用者：中钢集团郑州金属制品研究院股份有限公司
技术研发日：2023.03.01
技术公布日：2023/7/28