[发明专利]一种螺栓精确预紧装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种螺栓精确预紧装置，属于工程仪器设备领域。

背景技术

螺栓连接是机械产品上应用最广泛的装配方式，其结构简单，连接可靠，拆卸方便。在某些要求较高如发动机装配、风机等的场合下，对螺栓的预紧力偏差要求很高。普通的螺栓拧紧技术，如扭矩法，在实际操作过程中预紧力与预期偏差较大。会出现扭矩过大导致螺栓拉断，或者扭矩已经到极限，但是预紧力不足的现象。

而现有的螺栓精确预紧方法，如伸长量控制法需要昂贵的精密仪器，而且螺栓必须经过特殊处理，如屈服点法需要测量仪器和计算机自动控制，都存在使用上无法大规模应用的问题。

为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的摩擦力对预紧的影响，发明人提供了下文所述的装置。

发明内容

(1)发明目的

为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的摩擦力对预紧的影响，避免利用拧紧的力矩来控制螺栓的预紧力所带来的精度缺陷。本发明提供了一种能够精确预紧螺栓的装置。该装置成本较低，并且体积较小，方便携带，便于在缺少计算机时精确预紧螺栓。

(2)技术方案

本发明一种螺栓精确预紧装置,它是由压力传感器(3)、第一轴承(9)、扭杆(4)、第二轴承(5)、扭盘(6)、辅助螺母(10),依次以配合的方式相连组成；使用时它们之间的关系是：压力传感器(3)在最下面，第一轴承(9)位于压力传感器(3)上方，第一轴承(9)的外圈嵌入压力传感器(3)，第一轴承(9)的外圈与压力传感器(3)的内圈配合连接；扭杆(4)下部的杆状部分穿过第一轴承(9)的内圈，扭杆(4)的外壁与第一轴承(9)的内圈配合连接，并且第一轴承(9)的内圈外端面与扭杆(4)紧密贴合；第二轴承(5)在扭杆(4)上方，扭杆(4)穿过第二轴承(5)内圈，通过配合连接，并且第二轴承(5)内圈端面与扭杆(4)紧密贴合。扭盘(6)在第二轴承(5)上方，第二轴承(5)的外圈嵌入扭盘(6),通过配合连接。辅助螺母(10)在使用时嵌入扭盘(6)上部的沉孔中。

所述的压力传感器(3)为操作提供可观察的预紧力数值，作为设定预紧力的调节装置，也作为控制螺母拧紧的控制参数；该压力传感器(3)外径为190mm，较大的内径为170mm，较小的内径为140mm，压力传感器(3)总高30mm。其上的压力传感器(3)自带显示器，或者提供连接显示器的接口。

所述的第一轴承(9)在操作时提供轴向的支撑力，同时使第一轴承(9)以上的部分和第一轴承(9)以下的部分围绕轴心的转动分离；该第一轴承(9)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径170mm；

所述的扭杆(4)在操作时为需要被拧紧的螺母提供扭矩；该扭杆(4)的形状构造如图1所示：主体部分直径为85mm，刚好可以通过轴承内圈，扭杆(4)的最中间留有嵌入螺帽的六边形通孔。外圈直径为190mm，该部分留有孔，供需要加长力矩时使用；

所述的第二轴承(5)在操作时提供轴向的支撑力，同时使第二轴承(5)以上的部分和第二轴承(5)以下的部分围绕轴心的转动运动分离；该第二轴承(5)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径170mm；

所述的扭盘(6)在操作时提供将辅助螺母(10)拧紧的扭矩，同时为该辅助螺母(10)提供支撑。扭盘(6)的外壁留有孔，供需要加长力矩时使用；该扭盘(6)的形状构造如图2所示：外径为190mm，大孔的内径为170mm，小通孔的内径为13mm，供螺栓(7)穿过。扭盘(6)上部有六边形沉孔，用来固定辅助螺母(10)。

所述的辅助螺母(10)在操作时由扭盘(6)提供扭矩，同时由扭盘(6)支撑。该辅助螺母(10)按照所装配的螺栓(7)选用合适的螺母，即如果装配中为M12的螺栓(7)，即选用M12螺母即可。

采用本发明的一种螺栓精确预紧装置进行螺栓预紧的方法，按下列步骤进行：

步骤1、将已装上螺母但还未预紧的螺栓(7)穿过该装置的中心，螺母嵌入扭杆(4)中央的六边形孔，在扭杆(4)不旋转时，螺母原则上可以在该孔内上下自由移动。螺栓(7)的最上端穿过扭盘(6)中央的通孔，并与嵌入扭盘(6)中央六边形孔的辅助螺母(10)螺纹配合连接；

步骤2、固定扭杆(4)，转动扭盘(6)，使辅助螺母(10)旋转，此时螺栓(7)被拉紧，直至压力传感器(3)的压力达到螺栓(7)拧紧所需的预紧力；停止旋转扭盘(6)；