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专利名称：精确紧固螺钉的间接伸长量法的制作方法
技术领域：
发明涉及测量方法领域。
背景技术：
在施加工作载荷之前，螺纹紧固件，以下简称紧固件，联接需要先夹紧被联接件， 此过程为称为紧固件的预紧，该夹紧力为预紧力。预紧的目的在于提高联接的可靠性、防松能力、疲劳强度及联接的紧密性和刚度。紧固件的预紧力通过紧固力矩获得，紧固紧固件通常采用力矩法、转角法和伸长量法这三种方法来控制其紧固力矩，从而达到固紧紧固件目的。在实际操作中采用力矩法、转角法来紧固紧固件，往往由于紧固件自身的加工精度各异，其尺寸公差误差、形位公差误差、表面粗糙度高低及所使用的润滑剂的不同等诸多因素影响，紧固件的最终紧固力矩数值相差很大，有时同种紧固件之间紧固力矩甚至相差 30%以上，这就难免紧固件在使用过程当中不出现问题，甚至会造成重大恶性事故，后果往往非常严重。例如韩国导弹放射失败就是由于螺钉紧固不当断裂造成的。尤其是对于安装位置非常狭窄，紧固件的直径又不能加粗，其材料的力学性能也已经用到极限，在这些情况下，极易发生安全事故。而伸长量法控制紧固件的紧固力矩通常比较精确。例如长度为20 25mm的螺栓，长度测量精度为士Iym时，若测量准确，其预紧力误差约为士5%。但是如果使用伸长量法控制螺钉紧固力矩，螺钉两端面必须得露出来才能进行测量。以螺栓为例，通过测量螺栓的伸长来控制螺栓的紧固力矩，其应用条件是螺栓预紧力引起的螺栓伸长必须在弹性范围内，同时在结构上保证能使测量工具接近螺栓两端面，便可直接测量紧固前后螺栓的长度。螺栓两端面为测量面，需精加工或做出锥形中心孔，见图1所示。L为原始长度，L’为紧固后需要的螺栓长度。伸长量法控制紧固件的精度比较精确，但是对于要紧固的紧固件小端没有伸出头时，伸长量法则使用不上。例如螺钉在联接两被联接件时，通常另外一个被联接件上是盲孔，螺钉的小端是没有条件伸出头，所以伸长量法无法使用
实用新型内容
发明所解决的技术问题是提供一种精确紧固螺钉的间接伸长量法，在连接螺钉的小端无伸出头时仍可以利用伸长量发精确紧固螺钉。发明采用的技术方案是精确紧固螺钉的间接伸长量法，包括以下步骤A、制作过渡螺钉和过渡套，过渡套与被联接件采用相同材料、相同内孔尺寸、相同螺纹尺寸，过渡套上的螺钉拧入口处具有平直的端面，过渡螺钉和紧固螺钉采用相同材料、 相同尺寸，过渡螺钉和紧固螺钉采用相同材料、相同尺寸，过渡螺钉中心开有通孔，通孔中设有测量杆，测量杆的末端与过渡螺钉的末端相固定，测量杆的顶端与过渡螺钉的大头端面平齐。
B、在过渡套端面上刻出至少一条标记刻线。C、将紧固螺钉拧入过渡套的螺纹内，一边紧固紧固螺钉，一边以伸长量法测量紧固螺钉的伸长量，通过百分表读取紧固螺钉伸长量，当紧固螺钉的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，将此状态下紧固螺钉上与过渡套端面上的标记刻线对应位置处刻下刻线，然后取下紧固螺钉。D、将过渡螺钉拧入过渡套的螺纹内，将百分表与过渡套相固定，将百分表的侧头对准测量杆的顶端，一边紧固过渡螺钉，一边观察过渡螺钉的伸长量，当过渡螺钉的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在过渡螺钉上与过渡套端面上的标记刻线对应位置处刻下刻线，然后取下过渡螺钉。E、将过渡螺钉拧入被联接件的螺纹内，将百分表与被联接件相固定，将百分表的侧头对准测量杆的顶端，一边紧固过渡螺钉，一边观察过渡螺钉的伸长量，当过渡螺钉的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在紧固件端面上与过渡螺钉在步骤D中获得的刻线相对应位置处刻下刻线。F、将紧固螺钉拧入被联接件的螺纹内，使紧固螺钉在步骤C中获得的刻线与被联接件在步骤E中获得的刻线对齐。步骤B中所述的标记刻线为间隔120°的三条刻线。在步骤C和步骤D中，过渡套的螺纹及端面都涂以润滑脂，在步骤D中紧固螺钉的螺纹及螺钉头下端面都涂以润滑脂，在步骤E中，过渡螺钉的螺纹及螺钉头下端面都涂以润滑脂，在步骤F中，紧固螺钉及被联接件的润滑脂全部清除。所述润滑脂采用抗挤压润滑脂。在步骤C、步骤D、步骤E中所使用的百分表的初始状态下保持2mm 3mm的初压缩量。所述测量杆与过渡螺钉的末端相焊接。
所述过渡套以虎钳固定。步骤B、步骤C、步骤D、步骤E中的刻线均以酸笔刻画。所述过渡螺钉为圆头螺钉，步骤D中过渡螺钉的刻线标记在螺钉头的外圆柱面上。步骤F中紧固螺钉与被联接件的刻线对齐的最大误差为1mm。发明的有益效果是在安装位置非常狭窄，紧固件的直径又不能加粗，其材料的力学性能也已经用到极限，螺钉的末端无法伸出测量的情况下，采用间接伸长量法紧固螺钉， 可以避免许多机械事故的发生。


图1为螺钉伸长量法示意图。图2为过渡套结构图。图3为过渡套端面标记刻线图。图4为紧固螺钉伸长量测量图。图5为紧固螺钉安装于被联接的示意图。图6为过渡螺钉伸长测量示意图。
图中标记为1-过渡套，2-标记刻线，3-紧固螺钉，4-百分表，5-测量卡尺，8_被联接件，9-校验台，10-过渡螺钉，12-测量杆。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明。本发明的精确紧固螺钉的间接伸长量法，除了实际使用的螺钉，以下简称紧固螺钉和被联接零件外，还要制备过渡螺钉10和过渡套1。过渡螺钉10是用来测量伸长量的。 在过渡套1中将过渡螺钉10和紧固螺钉都拉伸到伸长量等于实际应用时所要求的拉伸伸长量，并分别在过渡螺钉10和紧固螺钉头部作标记刻线2。再使用过渡螺钉10拧入被联接件8中，当过渡螺钉10达到实际使用伸长量后，在被联接件8上作相应的刻线，再取出过渡螺钉10，最后拧入实际使用螺钉，将其上的刻线和被联接件8的刻线对齐位置即可，就是所要求的伸长量。具体步骤如下步骤A、制作过渡螺钉10和过渡套1，过渡套1与被联接件8采用相同材料、相同内孔尺寸、相同螺纹尺寸，过渡套1上的螺钉拧入口处具有平直的端面，过渡螺钉10和紧固螺钉3采用相同材料、相同尺寸，过渡螺钉10和紧固螺钉3采用相同材料、相同尺寸，过渡螺钉10中心开有通孔，通孔中设有测量杆12，测量杆12的末端与过渡螺钉10的末端相固定，测量杆12的顶端与过渡螺钉10的大头端面平齐。过渡螺钉10和紧固螺钉3采用相同材料、相同尺寸，具体是指外形尺寸相同，材质、热处理和加工工艺上完全一致，区别在于过渡螺钉10中间轴向钻一通孔，里面安装一根与螺钉同材质的细杆，即测量杆12，如图6所示。测量杆12在过渡螺钉10的末端，也就是小端处与过渡螺钉10焊接在一起，因此测量杆12的移动与过度螺钉末端保持一致，对螺钉末端的测量转移到对测量杆12的测量，测量杆12的顶端则与过渡螺钉10的大头端面平齐，少许的回缩或伸出都可以，以方便测量为准，对螺钉末端无法伸出的情况也可以测量其螺钉末端伸长量。过渡套1则要求与被连接零件在内孔尺寸及螺纹等一致，外形优选圆柱体，当然为了便于夹持也可以选用长方体外形。同时过渡套1应有足够的厚度，保证其强度，不至于在螺钉反复拧入拧出时造成变形。步骤B、在过渡套1端面上刻出至少一条标记刻线2。仅仅一条刻线可能带来刻画的误差，刻线太多刻画精度提高，但操作繁琐。本发明优选方案为用低浓度的盐酸在过渡套1的端面上每隔120°分别刻出标记刻线2，如图3所下面首先要通过计算分析，合理确定实际使用的螺钉实际应用拉伸伸长量，即螺钉紧固后所需要的拉伸伸长量，根据这个伸长量的预定值进行以下步骤。步骤C、将紧固螺钉3拧入过渡套1的螺纹内，一边紧固紧固螺钉3，一边以伸长量法测量紧固螺钉3的伸长量，通过百分表4读取紧固螺钉3伸长量，当紧固螺钉3的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，将此状态下紧固螺钉3上与过渡套1端面上的标记刻线2对应位置处刻下刻线，然后取下紧固螺钉3。为了操作精确，步骤C可以分为以下几步(1)将过渡套1固定住。如果用手工把紧，可以将过渡套1装夹紧在虎钳上。
(2)在过渡套1的螺纹和端面涂以适量的润滑脂，最好是抗挤压润滑脂，以防止结合面拉伤。(3)在紧固螺钉3的螺纹部位和支承台接合面，也就是螺钉头下端面也涂以适量的抗挤压润滑脂。(4)把紧固螺钉3用手拧入到过渡套1上，用套筒扳手把靠螺钉，但此时不要使螺钉受力。(5)如图4所示，使测量卡尺5上部的百分表4有2mm 3mm的压缩量，并使百分表4的大针对〃 0〃。(6) 一边紧固实际使用的螺钉，一边用测量卡尺5去测量其伸长量，当其伸长量达到实际应用拉伸伸长量时，停止紧固。(7)所述过渡螺钉10为圆头螺钉，用酸笔将过渡套1上的标记一一对应地反刻到紧固螺钉3头部的外圆柱面上。(8)松开并取下紧固螺钉3。步骤D、将过渡螺钉10拧入过渡套1的螺纹内，将百分表4与过渡套1相固定，将百分表4的侧头对准测量杆12的顶端，一边紧固过渡螺钉10，一边观察过渡螺钉10的伸长量，当过渡螺钉10的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在过渡螺钉10上与过渡套1端面上的标记刻线2对应位置处刻下刻线，然后取下过渡螺钉10。(1)在过渡螺钉10的螺纹部位和螺钉头下端面涂以适量的抗挤压润滑剂后，拧入到过渡套1上，先把靠过渡螺钉10但不要使其受力，如图6所示，调整校验台9上的百分表 4，使百分表4有2mm 3mm的初压缩量，并使百分表4大针对"0"，然后紧固过渡螺钉10。 此时应一边紧固，一边用校验台9去测过渡螺钉10的伸长量，当过渡螺钉10的伸长量达到预定值时，停止紧固过渡螺钉10。(2)用酸笔把过渡套1上标记刻线2 —一对应地反刻到过渡螺钉10头部的外圆柱上，如图5所示。(3)松开并取下过渡螺钉10。步骤E、将过渡螺钉10拧入被联接件8的螺纹内，将百分表4与被联接件8相固定，将百分表4的侧头对准测量杆12的顶端，一边紧固过渡螺钉10，一边观察过渡螺钉10 的伸长量，当过渡螺钉10的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在紧固件端面上与过渡螺钉10在步骤D中获得的刻线相对应位置处刻下刻线。(1)在过渡螺纹和被联接件8的台阶面上涂以适量的抗挤压润滑脂。(2)把在步骤D中获得刻线的过渡螺钉10拧入到所要紧固零件的螺纹孔内。用扳手均勻地紧固过渡螺钉10，调整校验台9上的百分表4，将百分表4的侧头对准测量杆12 的顶端，使百分表4有2mm 3mm的初压缩量，并使百分表4大针对"0"，此时一边把过渡螺钉10，一边用校验台9去测量过渡螺钉10的伸长量，当其伸长量达到应用拉伸量时，停止继续把紧过渡螺钉10。(3)用酸笔把过渡螺钉10头部的刻线一一反刻到所要紧固零件的支承台阶面上。(4)松开并取下过渡螺钉10。步骤F、将紧固螺钉3拧入被联接件8的螺纹内，使紧固螺钉3在步骤C中获得的刻线与被联接件8在步骤E中获得的刻线对齐。
(1)抹干净紧固螺钉3与被联接件8的台阶面上的润滑脂。(2)将实际使用螺钉拧入到被联接件8的螺纹孔内。(3)用把紧工具均勻地把紧固螺钉3，使螺钉头上的酸刻标记与所要紧固零件的支承台阶面上的酸刻标记一一对应对齐，误差不要超过1mm，即达到设计上所要求的伸长量。
权利要求
1.精确紧固螺钉的间接伸长量法，包括以下步骤A、制作过渡螺钉(10)和过渡套(1)，过渡套(1)与被联接件(8)采用相同材料、相同内孔尺寸、相同螺纹尺寸，过渡套(1)上的螺钉拧入口处具有平直的端面，过渡螺钉(10)和紧固螺钉C3)采用相同材料、相同尺寸，过渡螺钉(10)和紧固螺钉C3)采用相同材料、相同尺寸，过渡螺钉(10)中心开有通孔，通孔中设有测量杆(12)，测量杆(1 的末端与过渡螺钉 (10)的末端相固定，测量杆(1 的顶端与过渡螺钉(10)的大头端面平齐。B、在过渡套(1)端面上刻出至少一条标记刻线O)。C、将紧固螺钉C3)拧入过渡套(1)的螺纹内，一边紧固紧固螺钉(3)，一边以伸长量法测量紧固螺钉(3)的伸长量，通过百分表(4)读取紧固螺钉C3)伸长量，当紧固螺钉(3)的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，将此状态下紧固螺钉C3)上与过渡套(1)端面上的标记刻线( 对应位置处刻下刻线，然后取下紧固螺钉(3)。D、将过渡螺钉(10)拧入过渡套(1)的螺纹内，将百分表(4)与过渡套(1)相固定，将百分表的侧头对准测量杆(1 的顶端，一边紧固过渡螺钉(10)，一边观察过渡螺钉 (10)的伸长量，当过渡螺钉(10)的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在过渡螺钉(10)上与过渡套(1)端面上的标记刻线( 对应位置处刻下刻线，然后取下过渡螺钉 (10)。E、将过渡螺钉(10)拧入被联接件⑶的螺纹内，将百分表⑷与被联接件⑶相固定， 将百分表的侧头对准测量杆(1 的顶端，一边紧固过渡螺钉(10)，一边观察过渡螺钉 (10)的伸长量，当过渡螺钉(10)的伸长量达到预定值的时候，停止紧固，此状态下在紧固件端面上与过渡螺钉(10)在步骤D中获得的刻线相对应位置处刻下刻线。F、将紧固螺钉C3)拧入被联接件(8)的螺纹内，使紧固螺钉C3)在步骤C中获得的刻线与被联接件(8)在步骤E中获得的刻线对齐。
2.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于步骤B中所述的标记刻线(2)为间隔120°的三条刻线。
3.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于在步骤C和步骤 D中，过渡套(1)的螺纹及端面都涂以润滑脂，在步骤D中紧固螺钉的螺纹及螺钉头下端面都涂以润滑脂，在步骤E中，过渡螺钉(10)的螺纹及螺钉头下端面都涂以润滑脂，在步骤F 中，紧固螺钉及被联接件(8)的润滑脂全部清除。
4.如权利要求3所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于所述润滑脂采用抗挤压润滑脂。
5.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于在步骤C、步骤D、 步骤E中所使用的百分表的初始状态下保持2mm 3mm的初压缩量。
6.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，所述测量杆(12)与过渡螺钉 (10)的末端相焊接。
7.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于所述过渡套(1) 以虎钳固定。
8.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于步骤B、步骤C、步骤D、步骤E中的刻线均以酸笔刻画。
9.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于所述过渡螺钉(10)为圆头螺钉，步骤D中过渡螺钉(10)的刻线标记在螺钉头的外圆柱面上。
10.如权利要求1所述的精确紧固螺钉的间接伸长量法，其特征在于步骤F中紧固螺钉⑶与被联接件⑶的刻线对齐的最大误差为1mm。
全文摘要
本发明公开了一种精确紧固螺钉的间接伸长量法，除了紧固螺钉和被联接零件外，还要制备过渡螺钉和过渡套。过渡螺钉是用来测量伸长量的。在过渡套中将过渡螺钉和紧固螺钉都拉伸到伸长量等于实际应用时所要求的拉伸伸长量，并分别在过渡螺钉和紧固螺钉头部作标记刻线。再使用过渡螺钉拧入被联接件中，当过渡螺钉达到实际使用伸长量后，在被联接件上作相应的刻线，再取出过渡螺钉，最后拧入实际使用螺钉，将其上的刻线和被联接件的刻线对齐位置即可，就是所要求的伸长量。本发明在连接螺钉的小端无伸出头时仍可以利用伸长量发精确紧固螺钉。
文档编号G01B21/02GK102288086SQ20111022862
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月10日 优先权日2011年8月10日
发明者张炜伟, 梁圣童, 牟恕宽, 陈刚 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司