一种螺栓拉紧力检测工具

摘要

本发明公开了一种螺栓拉紧力检测工具，包括上壳体、下壳体和压缩弹簧；所述上壳体和下壳体中间设置有同轴的螺栓通孔；所述下壳体设置有竖直面为“U”形的U型槽，所述上壳体嵌入U型槽内且可沿U型槽侧壁滑动；所述压缩弹簧位于上壳体与下壳体之间；所述上壳体外侧壁上设置沿螺栓通孔延伸方向依次标注的刻度。本发明公开的一种螺栓拉紧力检测工具在可发生相对滑动的上壳体和下壳体以及提供回复力的压缩弹簧测定螺栓的拉紧力，并为螺栓连接处或零件贴合位置提供在预装阶段提供预应力。

权利要求

1.一种螺栓拉紧力检测工具，其特征在于，包括上壳体（1）、下壳体（2）和压缩弹簧（3）；

所述上壳体（1）和下壳体（2）中间设置有同轴的螺栓通孔（11）；所述下壳体（2）设置有竖直面为“U”形的U型槽（21），所述上壳体（1）嵌入U型槽（21）内且可沿U型槽（21）侧壁滑动；所述压缩弹簧（3）位于上壳体（1）与下壳体（2）之间；所述上壳体（1）外侧壁上设置沿螺栓通孔（11）延伸方向依次标注的刻度（4）；

所述上壳体（1）嵌入下壳体（2）的端面设置有与螺栓通孔（11）同轴的环形槽（12）；所述U型槽（21）内设置有与螺栓通孔（11）同轴的环形限位件（22），所述环形限位件（22）远离U型槽（21）底面的一端嵌入环形槽（12）内且可沿环形槽（12）滑动；所述压缩弹簧（3）的一端固定在环形限位件（22）嵌入环形槽（12）的端面上，所述压缩弹簧（3）的另一端固定在环形槽（12）的底面上；

所述上壳体（1）嵌入下壳体（2）的端面设置有多个沿螺栓通孔（11）周向设置的定位槽（13）；所述U型槽（21）底面上设置有多个沿螺栓通孔（11）周向设置的定位杆（23），所述定位杆（23）沿螺栓通孔（11）的延伸方向设置；所述定位杆（23）一对一嵌入定位槽（13）中且可沿定位槽（13）滑动；所述压缩弹簧（3）的一端与定位杆（23）远离U型槽（21）底面的一端连接，另一端与定位槽（13）的底面连接；

还包括限位环（5），所述限位环（5）设置在下壳体（2）靠近上壳体（1）的一端且与下壳体（2）连接；所述上壳体（1）嵌入下壳体（2）的一端设置直径大于上壳体（1）外侧面的环形凸台（15）；所述限位环（5）的内径大于或等于上壳体（1）的外径；所述环形凸台（15）的外径小于或等于U型槽（21）的内径；

所述限位环（5）的竖截面呈“г”形；所述限位环（5）与下壳体（2）的外侧壁螺纹连接；

所述定位槽（13）底面均设置有与定位槽（13）同轴的导向槽（131）；所述定位杆（23）嵌入定位槽（13）的端面上均设置有分别与导向槽（131）同轴的导向杆（231）；所述压缩弹簧（3）嵌套在导向杆（231）上，所述导向杆（231）外径与导向槽（131）的内径公差配合；

所述上壳体（1）远离下壳体（2）的一端设置有螺栓槽（14）。

说明书

一种螺栓拉紧力检测工具

技术领域

[0001] 本发明涉及飞机装配检测设备技术领域，具体涉及一种螺栓拉紧力检测工具。

背景技术

[0002] 飞机装配业中，由于制造误差、塑形回弹等原因，大量蒙皮零件存在变形情况。为避免零件浪费同时保证产品质量，通常采用控制预应力的方式进行安装，即零件脱模或装
配预装阶段，在螺栓连接处或零件贴合位置施加一定量的力，检查间隙值是否符合要求。

[0003] 为实现该目的，目前行业内通常采用重物下压、测力计点压，实验室内可以通过压力传感器施压，但是以上方法都存在较大缺点：

[0004] 1.重物下压：用铅袋等重物压住检查位置，施加面较大，无法精确施压；只能检查重力线方向，偏离重力方向则误差放大，平行于重力线方向无法施压。

[0005] 2.测力计点压：用测力计对测量点逐点施压，每次施压都需手持测力计、并根据读值调整力度，操作麻烦；飞机蒙皮变形互相影响，但该方法只能单点施压，测量结果的可信
度较差。

[0006] 3.压力传感器施压：该方法精度高，但对设备成本要求极大，不适用于工业生产。

发明内容

[0007] 本发明针对现有技术，提供了一种可快速读取螺栓拉紧力的螺栓拉紧力检测工具，该工具还可以为螺栓连接处提供一定预应力，解决了预应力控制的问题。

[0008] 本发明通过下述技术方案实现：所述一种螺栓拉紧力检测工具，包括上壳体、下壳体和压缩弹簧；所述上壳体和下壳体中间设置有同轴的螺栓通孔；所述下壳体设置有竖直
面为“U”形的U型槽，所述上壳体嵌入U型槽内且可沿U型槽侧壁滑动；所述压缩弹簧位于上
壳体与下壳体之间；所述上壳体外侧壁上设置沿螺栓通孔延伸方向依次标注的刻度。

[0009] 所述螺栓通孔用于螺栓的螺杆穿过。所述上壳体的螺栓通孔和下壳体的螺栓通孔直径相等且均大于螺栓的螺杆外径。所述压缩弹簧位于上壳体和下壳体之间，且压缩弹簧
的一端与上壳体的下端连接，另一端与下壳体的U型槽底面连接，利用压缩弹簧的压缩和回
复力来实现上壳体在U型槽内的上下滑动，并通过读取刻度测得螺栓的拉紧力。

[0010] 进一步地，所述上壳体嵌入下壳体的端面设置有与螺栓通孔同轴的环形槽；所述U型槽内设置有与螺栓通孔同轴的环形限位件，所述环形限位件远离U型槽底面的一端嵌入
环形槽内且可沿环形槽滑动；所述压缩弹簧的一端固定在环形限位件嵌入环形槽的端面
上，所述压缩弹簧的另一端固定在环形槽的底面上。所述压缩弹簧的长度小于环形槽的深
度，使上壳体在不受力的情况，环形限位件仍有部分嵌入环形槽内。所述环形槽和环形限位
件起到压缩弹簧的导向作用。

[0011] 进一步地，所述上壳体嵌入下壳体的端面设置有多个沿螺栓通孔周向设置的定位槽；所述U型槽底面上设置有多个沿螺栓通孔周向设置的定位杆，所述定位杆沿螺栓通孔的
延伸方向设置；所述定位杆一对一嵌入定位槽中且可沿定位槽滑动；所述压缩弹簧的一端
与定位杆远离U型槽底面的一端连接，另一端与定位槽的底面连接。

[0012] 进一步地，所述检测工具还包括限位环，所述限位环设置在下壳体靠近上壳体的一端且与下壳体连接；所述上壳体嵌入下壳体的一端设置直径大于上壳体外侧面的环形凸
台；所述限位环的内径大于或等于上壳体的外径；所述环形凸台的外径小于或等于U型槽的
内径。所述限位环的下表面压在下壳体的上表面和上壳体的环形凸台的上表面，实现环形
凸台的固定。

[0013] 进一步地，所述限位环的竖截面呈“г”形；所述限位环与下壳体的外侧壁螺纹连接，便于限位环的与下壳体的安装、拆卸。

[0014] 进一步地，所述定位槽底面均设置有与定位槽同轴的导向槽；所述定位杆嵌入定位槽的端面上均设置有分别与导向槽同轴的导向杆；所述压缩弹簧嵌套在导向杆上，所述
导向杆外径与导向槽的内径公差配合。

[0015] 进一步地，所述上壳体远离下壳体的一端设置有螺栓槽，所述螺栓的头部可嵌入螺栓槽内，对于圆头螺栓可增加螺栓的头部与上壳体的接触面。

[0016] 本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

[0017] （1）本发明所提供的一种螺栓拉紧力检测工具在可发生相对滑动的上壳体和下壳体以及提供回复力的压缩弹簧测定螺栓的拉紧力，并为螺栓连接处或零件贴合位置提供在
预装阶段提供预应力。

[0018] （2）本发明所提供的一种螺栓拉紧力检测工具还设置有限位环，使上壳体不脱出下壳体。

附图说明

[0019] 图1为本发明的结构示意图；

[0020] 图2为本发明的实施例2的竖向剖视图；

[0021] 图3为本发明的实施例2的A‑A面剖视图；

[0022] 图4为本发明的实施例3的结构示意图；

[0023] 图5为本发明的实施例4的结构示意图；

[0024] 其中：1—上壳体，11—螺栓通孔，12—环形槽，13—定位槽，131—导向槽，14—螺栓槽，15—环形凸台，2—下壳体，21—U型槽，22—环形限位件，23—定位杆，231—导向杆， 
3—压缩弹簧，4—刻度，5—限位环。

具体实施方式

[0025] 下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

[0026] 实施例1

[0027] 如图1所示，一种螺栓拉紧力检测工具，包括上壳体1、下壳体2和压缩弹簧3；所述上壳体1和下壳体2中间设置有同轴的螺栓通孔11；所述下壳体2设置有竖直面为“U”形的U
型槽21，所述上壳体1嵌入U型槽21内且可沿U型槽21侧壁滑动；所述压缩弹簧3位于上壳体1
与下壳体2之间；所述上壳体1外侧壁上设置沿螺栓通孔11延伸方向依次标注的刻度4。

[0028] 所述上壳体1的外径与U型槽21的内径公差配合，使上壳体1可以沿U型槽21的内侧壁滑动。所述下壳体2的螺栓通孔11开设在U型槽21的底面上，所述U型槽21向上开口。

[0029] 其工作原理为：将检测工具放在设置有螺纹孔的待连接的零件A和零件B上，使螺栓通孔11与螺纹孔同轴；螺栓的螺杆穿过上壳体1的螺栓通孔11和下壳体2的螺栓通孔11，
所述的头部压在上壳体1的上端面上。初始状态时，所述压缩弹簧3在螺栓和上壳体1的重力
作用下压缩；所述下壳体2的上端面对准上壳体1外侧壁上的刻度4零；然后旋拧螺栓，使螺
栓的螺杆旋入零件A的螺纹孔内，上壳体1受压向下壳体2移动，压缩弹簧3被压缩。由于压缩
弹簧3的回复力，推动下壳体2下压零件A，使零件A压在零件B上，为零件A和零件B的连接提
供预应力；继续旋转螺栓，使零件A和零件B压紧，读取上壳体1外侧壁上下壳体2的上端面对
应的刻度4读数，即可得到螺栓所受的拉紧力的大小。此外，采用本发明的检测工具，还可以
实时监控零件A和零件B之间的压紧力，保持零件A和零件B的压紧和螺栓的拉紧力。

[0030] 所述上壳体1相对下壳体2的位移量与拉紧力的对应关系符合胡克定律。

[0031] 优选地，所述上壳体1远离下壳体2的一端设置有螺栓槽14，所述螺栓的头部可嵌入螺栓槽14内，对于圆头螺栓可增加螺栓的头部与上壳体1的接触面。

[0032] 实施例2

[0033] 本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图2、3所示，所述上壳体1嵌入下壳体2的端面设置有与螺栓通孔11同轴的环形槽12；所述U型槽21内设置有与
螺栓通孔11同轴的环形限位件22，所述环形限位件22远离U型槽21底面的一端嵌入环形槽
12内且可沿环形槽12滑动；所述压缩弹簧3的一端固定在环形限位件22嵌入环形槽12的端
面上，所述压缩弹簧3的另一端固定在环形槽12的底面上。所述压缩弹簧3的长度小于环形
槽12的深度，使上壳体1在不受力的情况，环形限位件22仍有部分嵌入环形槽12内。所述环
形槽12和环形限位件22起到压缩弹簧3的导向作用。

[0034] 所述螺栓通孔11、环形槽12、环形限位件22、U型槽21、上壳体1外侧壁均同轴设置；所述环形槽12的内径大于螺栓通孔11的直径，所述环形限位件22的内径与环形槽12的内径
公差配合，所述环形限位件22的外径与环形槽12的外径公差配合；所述上壳体1外侧壁的直
径大于环形槽12的外径，所述上壳体1外侧壁的直径与U型槽21的内径公差配合。上壳体1可
与下壳体2无摩擦力滑动，以提高测得的螺栓所受到的拉紧力的准确性。

[0035] 本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

[0036] 实施例3

[0037] 本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图4所示，所述上壳体1嵌入下壳体2的端面设置有多个沿螺栓通孔11周向设置的定位槽13；所述U型槽21底面
上设置有多个沿螺栓通孔11周向设置的定位杆23，所述定位杆23沿螺栓通孔11的延伸方向
设置；所述定位杆23一对一嵌入定位槽13中且可沿定位槽13滑动；所述压缩弹簧3的一端与
定位杆23远离U型槽21底面的一端连接，另一端与定位槽13的底面连接。

[0038] 所述定位槽13、定位杆23和压缩弹簧3均一对一设置，所述压缩弹簧3设置在定位槽13中，起到导向作用。采用多个压缩弹簧3为检测拉紧力提供回复力，增强了检测工具的
承力范围，并降低压缩弹簧3的弹力的衰减速率，延长检测工具的使用寿命。

[0039] 本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

[0040] 实施例4

[0041] 本实施例是在实施例3的基础上进行改进，其改进之处在于：如图5所示，所述定位槽13底面均设置有与定位槽13同轴的导向槽131；所述定位杆23嵌入定位槽13的端面上均
设置有分别与导向槽131同轴的导向杆231；所述压缩弹簧3嵌套在导向杆231上，所述导向
杆231外径与导向槽131的内径公差配合，实现压缩弹簧3内外同时导向，提高准确度。

[0042] 本实施例中其他部分与实施例3基本相同，故不再一一赘述。

[0043] 实施例5

[0044] 本实施例是在实施例2 4任一实施例的基础上进行改进，其改进之处在于：所述检~
测工具还包括限位环5，所述限位环5设置在下壳体2靠近上壳体1的一端且与下壳体2连接；
所述上壳体1嵌入下壳体2的一端设置直径大于上壳体1外侧面的环形凸台15；所述限位环5
的内径大于或等于上壳体1的外径；所述环形凸台15的外径小于或等于U型槽21的内径。所
述限位环5的下表面压在下壳体2的上表面和上壳体1的环形凸台15的上表面，实现环形凸
台15的固定。

[0045] 所述限位环5下表面部分固定在下壳体2的端面上，部分压在上壳体1的环形凸台15上，限制上壳体1脱离下壳体2，同时限制了压缩弹簧3的压缩范围，避免弹簧过量压缩，起
到保护弹簧的作用。

[0046] 优选地，所述压缩弹簧3始终保持压缩状态，使下壳体2具有向下移动的趋势。

[0047] 本实施例中其他部分与实施例2 4任一实施例基本相同，故不再一一赘述。~

[0048] 实施例6

[0049] 本实施例是在实施例5的基础上进行改进，其改进之处在于：所述限位环5的竖截面呈“г”形；所述限位环5与下壳体2的外侧壁螺纹连接，实现限位环5与下壳体2的可拆卸连
接。

[0050] 所述限位环5包括水平设置的水平部和竖直设置的竖直部，所述水平部压在下壳体2的端面和上壳体1的环形台阶上；所述竖直部的内径与下壳体2的外径相等。所述竖直部
的内侧壁上设置有内螺纹，所述下壳体2的外侧壁上设置有外螺纹，实现竖直部与下壳体2
的螺纹连接。

[0051] 本实施例中其他部分与实施例5基本相同，故不再一一赘述。

[0052] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护
范围之内。