一种螺栓连接结合面刚度实验装置

摘要

一种螺栓连接结合面刚度实验装置是由左横梁、右横梁、高强度螺栓、垫圈、螺母、压力传感器、支点圆柱组成。高强度螺栓穿过左横梁和右横梁的孔、垫圈、压力传感器拧上螺母将左横梁和右横梁的下部连接在一起，左横梁和右横梁的上部加工有半圆柱形槽，槽中安装有支点圆柱起到当实验装置正中间受到垂直向下的力时，当作支点使用，使实验装置的下方高强度螺栓连接处受到拉力。这样的实验结果更接近大型机床横梁工作时的实际情况，这样模拟的结果与实际情况更加接近，更具有参考价值。

权利要求

1.一种螺栓连接结合面刚度实验装置，其特征在于：该装置由左横梁(1)、右横梁(3)、高强度螺栓(4)、垫圈(5)、螺母(7)、压力传感器(6)、支点圆柱(2)组成；左横梁(1)、右横梁(3)相对称布置，左横梁(1)、右横梁(3)的底部分别设有相对应的孔，高强度螺栓(4)穿过左横梁(1)、右横梁(3 )相对应的孔后将两者连接，高强度螺栓(4)的端部与左横梁(1)的配合处设有垫圈(5)；螺母(7)与高强度螺栓(4)的底部螺纹处相配合，压力传感器(6)设置在螺母(7)与右横梁(3)之间；螺母(7)与压力传感器(6)之间也设有垫圈(5)；

左横梁(1)和右横梁(3)的上部加工有半圆柱形槽，槽中安装有支点圆柱(2)；

支点圆柱(2)起到当实验装置正中间受到垂直向下的力时，当作支点使用，使实验装置的下方高强度螺栓(4)连接处受到拉力；这样的实验结果更接近大型机床横梁工作时的实际情况，这样模拟的结果与实际情况更加接近。

说明书

一种螺栓连接结合面刚度实验装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大型机床横梁螺栓连接结合部参数对横梁刚性影响研究用实验装置，属于大型机床实验应用技术领域。

背景技术

[0002] 大型机床经常使用长度较大的横梁，横梁一般是分段加工制造，在横梁的螺栓连接结合面一般采用多个高强度螺栓连接，并且预紧。横梁连接处最下面的连接螺栓受拉力最大，上部横梁连接结合面受到的压力最大。上部结合面可以采用增大结合面面积，提高结合面硬度等方法可以很好地减小结合面的变形，但是横梁结合面下部用高强度螺栓连接，螺栓受拉力，要提高这一部分的刚度只能靠螺栓，下部螺栓连接处就是横梁连接处乃至整个横梁刚性的关键所在，也就是横梁连接处下部螺栓连接部分的刚度对整个横梁的刚度影响就比较大。对横梁结合部刚度产生影响的因素较多，目前一般采用在实验室用高强度螺栓将两个圆形钢板连接起来，利用压力传感器测量实时压力，采用应变片测量螺栓的变形量，通过测量不同接触面积、不同表面粗糙度、不同压力等情况下螺栓、接触面的变形量，再通过计算机软件进行仿真，模拟机床在不同受力时的变形情况，以寻找提高横梁刚度的方法。这种测量方法螺栓周围受力相同与实际情况有较大差距，通过实验也只能总结不同前提条件下的结合面的变形量，横梁的变形量还要计算机模拟，这样通过虚拟仿真来模拟出横梁的变形量增加了工作量还会带来一定量的误差。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术的上述缺陷提供了一种螺栓连接结合面刚度实验装置。该装置利用螺栓连接一个短的的横梁结构来模拟真实的比较长的横梁结构。该横梁结构由两段组成，两段通过一个高强度螺栓连接，螺栓连接在横梁的下端，螺栓连接处的两个横梁端面上各有一个凸台，凸台的大小可根据实验要求变化。横梁连接处的上端两段横梁端面加工有半圆柱面缺口，缺口中安放一个圆柱，圆柱半径与半圆柱面缺口半径一致，当作杠杆支点使用，当螺栓连接接合面上方受到垂直向下的力时，螺栓受到的是纯拉力。螺栓杆上套装压力传感器用于测量实验过程中螺栓上的作用力，在实验时采用拉伸试验机的压的功能，将连接横梁横放两端用高硬度垫块垫起，螺栓连接结合面的正上方施加垂直向下的压力，压力的大小以及横梁在垂直方向的变形量由试验机测得。通过实验测得在螺栓连接接合面在不同面积和不同粗糙度情况下，接合面上部施加不同压力时横梁的变形量。然后通过数学分析，分析横梁刚度与接合面面积的关系，横梁刚度与接合面表面粗糙度的关系，横梁刚度与接合面上部施加压力的关系。在此基础上，通过分析总结出螺栓结合面粗糙度对横梁刚度产生影响的规律，为机床的设计提供依据。

[0004] 解决其技术问题采取的技术方案是：

[0005] 一种螺栓连接结合面刚度实验装置是由左横梁、右横梁、高强度螺栓、垫圈、螺母、压力传感器、支点圆柱组成。高强度螺栓穿过左横梁和右横梁的孔、垫圈、压力传感器拧上螺母将左横梁和右横梁的下部连接在一起，左横梁和右横梁的上部加工有半圆柱形槽，槽中安装有支点圆柱起到当实验装置正中间受到垂直向下的力时，当作支点使用，使实验装置的下方高强度螺栓连接处受到拉力。这样的实验结果更接近大型机床横梁工作时的实际情况，这样模拟的结果与实际情况更加接近，更具有参考价值。

附图说明

[0006] 图1为本发明主剖视图；

[0007] 图2为图1的仰视图；

[0008] 图3为左、右横梁的主剖视图(左、右横梁的结构相同)；

[0009] 图4为图3的左视图；

[0010] 图5为图3的右视图。

[0011] 图中：1、左横梁，2、支点圆柱，3、右横梁，4、高强度螺栓，5、垫圈，6、压力传感器，7、螺母。

具体实施方式

[0012] 如图1～5所示，一种螺栓连接结合面刚度实验装置，该装置由左横梁1、右横梁3、高强度螺栓4、垫圈5、螺母7、压力传感器6、支点圆柱2组成；左横梁1、右横梁3相对称布置，左横梁1、右横梁3的底部分别设有相对应的孔，高强度螺栓4穿过左横梁1、右横梁2相对应的孔后将两者连接，高强度螺栓4的端部与左横梁1的配合处设有垫圈5；螺母7与高强度螺栓4的底部螺纹处相配合，压力传感器6设置在螺母7与右横梁3之间；螺母7与压力传感器6之间也设有垫圈5。

[0013] 左横梁1和右横梁3的上部加工有半圆柱形槽，槽中安装有支点圆柱2起到当实验装置正中间受到垂直向下的力时，当作支点使用，使实验装置的下方高强度螺栓4连接处受到拉力。这样的实验结果更接近大型机床横梁工作时的实际情况，这样模拟的结果与实际情况更加接近。