本發(fā)明涉及一種螺栓精確預緊裝置，屬于工程儀器設備領域。

背景技術：

螺栓連接是機械產(chǎn)品上應用最廣泛的裝配方式，其結(jié)構(gòu)簡單，連接可靠，拆卸方便。在某些要求較高如發(fā)動機裝配、風機等的場合下，對螺栓的預緊力偏差要求很高。普通的螺栓擰緊技術，如扭矩法，在實際操作過程中預緊力與預期偏差較大。會出現(xiàn)扭矩過大導致螺栓拉斷，或者扭矩已經(jīng)到極限，但是預緊力不足的現(xiàn)象。

而現(xiàn)有的螺栓精確預緊方法，如伸長量控制法需要昂貴的精密儀器，而且螺栓必須經(jīng)過特殊處理，如屈服點法需要測量儀器和計算機自動控制，都存在使用上無法大規(guī)模應用的問題。

為了提供一種螺栓精確預緊裝置，從根本上避開螺栓與界面之間和螺紋副之間的摩擦力對預緊的影響，發(fā)明人提供了下文所述的裝置。

技術實現(xiàn)要素：

(1)發(fā)明目的

為了提供一種螺栓精確預緊裝置，從根本上避開螺栓與界面之間和螺紋副之間的摩擦力對預緊的影響，避免利用擰緊的力矩來控制螺栓的預緊力所帶來的精度缺陷。本發(fā)明提供了一種能夠精確預緊螺栓的裝置。該裝置成本較低，并且體積較小，方便攜帶，便于在缺少計算機時精確預緊螺栓。

(2)技術方案

本發(fā)明一種螺栓精確預緊裝置,它是由壓力傳感器(3)、軸承(9)、扭桿(4)、軸承(5)、扭盤(6)、輔助螺母(10),依次以配合的方式相連組成；使用時它們之間的關系是：壓力傳感器(3)在最下面，軸承(9)位于壓力傳感器(3)上方，軸承(9)的外圈嵌入壓力傳感器(3)，軸承(9)的外圈與壓力傳感器(3)的內(nèi)圈配合連接；扭桿(4)下部的桿狀部分穿過軸承(9)的內(nèi)圈，扭桿(4)的外壁與軸承(9)的內(nèi)圈配合連接，并且軸承(9)的內(nèi)圈外端面與扭桿(4)緊密貼合；軸承(5)在扭桿(4)上方，扭桿(4)穿過軸承(5)內(nèi)圈，通過配合連接，并且軸承(5)內(nèi)圈端面與扭桿(4)緊密貼合。扭盤(6)在軸承(5)上方，軸承(5)的外圈嵌入扭盤(6),通過配合連接。輔助螺母(10)在使用時嵌入扭盤(6)上部的沉孔中。

所述的壓力傳感器(3)為操作提供可觀察的預緊力數(shù)值，作為設定預緊力的調(diào)節(jié)裝置，也作為控制螺母擰緊的控制參數(shù)；該壓力傳感器(3)外徑為190mm，較大的內(nèi)徑為170mm，較小的內(nèi)徑為140mm，壓力傳感器(3)總高30mm。其上的壓力傳感器(3)自帶顯示器，或者提供連接顯示器的接口。

所述的軸承(9)在操作時提供軸向的支撐力，同時使軸承(9)以上的部分和軸承(9)以下的部分圍繞軸心的轉(zhuǎn)動分離；該軸承(9)選用圓錐滾子軸承，內(nèi)徑為85mm，外徑170mm；

所述的扭桿(4)在操作時為需要被擰緊的螺母提供扭矩；該扭桿(4)的形狀構(gòu)造如圖1所示：主體部分直徑為85mm，剛好可以通過軸承內(nèi)圈，扭桿(4)的最中間留有嵌入螺帽的六邊形通孔。外圈直徑為190mm，該部分留有孔，供需要加長力矩時使用；

所述的軸承(5)在操作時提供軸向的支撐力，同時使軸承(5)以上的部分和軸承(5)以下的部分圍繞軸心的轉(zhuǎn)動運動分離；該軸承(5)選用圓錐滾子軸承，內(nèi)徑為85mm，外徑170mm；

所述的扭盤(6)在操作時提供將輔助螺母(10)擰緊的扭矩，同時為該輔助螺母(10)提供支撐。扭盤(6)的外壁留有孔，供需要加長力矩時使用；該扭盤(6)的形狀構(gòu)造如圖2所示：外徑為190mm，大孔的內(nèi)徑為170mm，小通孔的內(nèi)徑為13mm，供螺栓(7)穿過。扭盤(6)上部有六邊形沉孔，用來固定輔助螺母(10)。

所述的輔助螺母(10)在操作時由扭盤(6)提供扭矩，同時由扭盤(6)支撐。該輔助螺母(10)按照所裝配的螺栓(7)選用合適的螺母，即如果裝配中為M12的螺栓(7)，即選用M12螺母即可。

采用本發(fā)明的一種螺栓精確預緊裝置進行螺栓預緊的方法，按下列步驟進行：

步驟1、將已裝上螺母但還未預緊的螺栓(7)穿過該裝置的中心，螺母嵌入扭桿(4)中央的六邊形孔，在扭桿(4)不旋轉(zhuǎn)時，螺母原則上可以在該孔內(nèi)上下自由移動。螺栓(7)的最上端穿過扭盤(6)中央的通孔，并與嵌入扭盤(6)中央六邊形孔的輔助螺母(10)螺紋配合連接；

步驟2、固定扭桿(4)，轉(zhuǎn)動扭盤(6)，使輔助螺母(10)旋轉(zhuǎn)，此時螺栓(7)被拉緊，直至壓力傳感器(3)的壓力達到螺栓(7)擰緊所需的預緊力；停止旋轉(zhuǎn)扭盤(6)；

步驟3、固定扭盤(6)，旋轉(zhuǎn)扭桿(4)將螺母擰緊。直至壓力傳感器(3)上的壓力值等于相應的壓力；停止旋轉(zhuǎn)扭桿(4)；

步驟4、固定扭桿(4)，旋轉(zhuǎn)扭盤(6)將輔助螺母(10)擰松，然后移除整個裝置，螺栓(7)全程不旋轉(zhuǎn)，此時螺栓(7)上的壓力即等于所需的預緊力。

(3)本發(fā)明具有以下優(yōu)點

1、在螺栓擰緊過程中，本發(fā)明通過直接測量螺栓上的軸向力來控制預緊力的施加，完全避免了通過擰緊力矩來控制預緊力的精度不足問題。

2、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，方便攜帶，不需要高性能計算機的輔助，成本較低，耗能少，操作簡便，技巧易掌握，同時具備自動化改裝使用的潛力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的螺栓精確預緊裝置中扭桿的正視圖和剖視圖。

圖2為本發(fā)明的螺栓精確預緊裝置中扭盤的正視圖和剖視圖。

圖3為本發(fā)明的螺栓精確預緊裝置的裝配體正視圖。

圖4為本發(fā)明的螺栓精確預緊裝置的使用狀態(tài)剖視圖。

圖中各標號所代表的的部件說明如下：

1：待預緊的部件；2：需要被預緊的部件；3：壓力傳感器；4：扭桿；5：軸承；6：扭盤；7：螺栓；8：螺母；9：軸承；10：輔助螺母。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的螺栓精確預緊裝置操作實例進行說明。

見圖1-4，本發(fā)明一種螺栓精確預緊裝置,它是由壓力傳感器3、軸承9、扭桿4、軸承5、扭盤6、輔助螺母10組成；如圖1、2、3、4所示，部件1、2通過螺栓7連接，并通過螺母8進行預緊。壓力測量壓力傳感器3可自帶顯示部件，也可通過電路外接有顯示部件。壓力傳感器3全程與被預緊部件2保持相對靜止。軸承9的外圈與壓力傳感器3內(nèi)壁配合連接。并保持固定。軸承9的內(nèi)圈與扭桿4朝下的凹槽配合，并保持固定。扭桿4朝上的凹槽與軸承5的內(nèi)圈配合，并保持固定。軸承5的外圈與扭盤6的內(nèi)壁配合，并保持固定。

操作時，先將螺栓穿過待預緊的部件1和需要被預緊的部件2中間的通孔，然后擰上螺母8，使螺母8緊貼需要被預緊的部件2的上表面，但是保持松連接。然后如圖將擰緊裝置放置到位。擰上輔助螺母10，并通過旋轉(zhuǎn)扭盤6使輔助螺母10嵌入扭盤6上部的凹槽。固定扭桿4，并旋轉(zhuǎn)扭盤6，使輔助螺母10擰緊，直至壓力傳感器3的示數(shù)等于預定的預緊力。固定扭盤6，旋轉(zhuǎn)扭桿4擰緊螺母8，直至壓力傳感器3的示數(shù)變化到預定值。然后固定扭桿4，旋轉(zhuǎn)扭盤6擰松輔助螺母10，并卸下整個裝置。此時螺栓的預緊力為所需要的預緊力。