一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法与流程

1.本发明涉及钢丝螺套检测技术领域，特别涉及一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法。


背景技术：

2.钢丝螺套沿螺钉长度均匀分布，使载荷应力分布均匀而广泛应用在工业领域。在钢丝螺套装配使用过程中，为保证钢丝螺套的可靠服役，必须在装配时要保证有适当的拧紧预紧力。预紧力的大小是保证钢丝螺套连接质量的重要因素，钢丝螺套的拧紧过程是一个克服摩擦的过程，在这一过程中存在钢丝螺套螺纹部分的摩擦，由此产生了摩擦系数概念。摩擦系数是最能反映装配性能的一个量化参数，然而市面上的传统摩擦系数测定仪仍存在以下几点问题：
3.1、针对钢丝螺套如何测量该摩擦系数的参数，目前没有设备可以满足；
4.2、市面上传统的摩擦系数测定仪检测精度低、误差大，无法满足多种型号的工件测量。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，伺服电机带动扭矩传感器转动，按设定的速度、扭矩或预紧力进行钢丝螺套摩擦系数测试，通过控制器读取传感器数据，并根据公式计算出钢丝螺套的摩擦系数，并根据采样频率画出施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线，数据化显示，读数方便精准，根据测量不同型号的钢丝螺套更换钢管模套和模仁，大大减小了生产成本，安装更加方便稳固，提高使用灵活性，提高了测量效率，保证了测量作业的连续性，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种钢丝螺套摩擦系数检测设备，包括机架，机架上表面一侧分别通过螺栓与平移驱动机构固定连接，平移驱动机构上表面安装有移动机箱，移动机箱靠近固定机箱一侧设置有螺套夹具，机架上表面另一侧与固定机箱固定连接，固定机箱表面分别设置有控制按键和指示灯，机架前侧通过螺栓与支撑座固定连接，支撑座通过销轴与连接杆一端活动连接，连接杆另一端通过螺栓与控制器固定连接，机架上表面靠近固定机箱一侧安装有摩擦系数检测机构。
8.进一步的，平移驱动机构包括连接套、驱动齿轮、齿轮座和驱动轴，连接套一侧分别通过螺栓与移动机箱一侧下端固定连接，连接套分别通过轴承与驱动轴转动连接，驱动轴一端与驱动齿轮固定连接，驱动齿轮下表面通过齿牙与齿轮座啮合，驱动轴另一端通过螺栓与手柄固定连接。
9.进一步的，移动机箱下表面两侧分别与平移导轨滑动连接，平移导轨分别通过螺栓与机架上表面固定连接，平移导轨上表面分别设置有平移滑槽，平移滑槽上安装有平移
滑块，平移滑块分别通过螺栓与移动机箱下表面四周固定连接，移动机箱内安装有力值传感器，力值传感器一端与缓冲柱一端固定连接，缓冲柱另一端与移动机箱内壁一侧固定连接，缓冲柱外套有第一弹簧，力值传感器另一端贯穿移动机箱侧壁与螺套夹具固定连接。
10.进一步的，螺套夹具由夹具固定座、固定柱、活动夹具和旋转底座构成，夹具固定座上表面中心与固定柱固定连接，固定柱贯穿夹具固定座与活动夹具啮合，固定柱上表面通过螺栓与螺套柱啮合，螺套柱与钢丝螺套嵌套连接，固定柱外壁设置有均匀分布的外螺纹，夹具固定座和活动夹具中心设置有通孔，通孔内壁设置有与固定柱相适配的内螺纹，活动夹具下端外壁与旋转底座嵌套固定连接，活动夹具内侧分别设置有垫片。
11.进一步的，固定机箱一侧分别通过铰链与维修门活动连接，固定机箱两侧分别设置有散热风扇，固定机箱内安装有伺服电机，伺服电机一侧通过电机轴与传动组固定连接，传动组另一侧与变速器固定连接，变速器一侧通过动力输出轴与摩擦系数检测机构一侧固定连接，伺服电机和变速器下表面分别通过螺栓与减震座上表面固定连接。
12.进一步的，传动组包括传动轮和传动带，传动轮分别安装在伺服电机和变速器一侧的传动轴上，传动带两端分别套在传动轮上，伺服电机一侧的传动轮外壁直径远大于变速器一侧的传动轮外壁直径。
13.进一步的，摩擦系数检测机构包括扭矩传感器和弹性底座构成，扭矩传感器通过螺栓与弹性底座上表面固定连接，弹性底座由伸缩杆、上支撑板和下支撑板构成，伸缩杆上端套有第二弹簧，伸缩杆两端分别通过螺栓与上支撑板下表面和下支撑板上表面固定连接。
14.进一步的，扭矩传感器外壁一侧套有传感器固定座，扭矩传感器传感器固定座上表面分别通过螺栓与控制盒固定连接，控制盒一侧设置有连接插口和传感器开关，连接插口通过导线与记录仪电性连接，记录仪表面设置有显示屏，扭矩传感器一端通过受力轴与钢管模套嵌套固定连接。
15.进一步的，钢管模套一端设置有与受力轴相适配的固定槽，钢管模套另一端嵌有模仁，模仁内壁设置有与待测试的钢丝螺套相适配的内螺纹，模仁外壁两侧设置有限位卡槽，钢管模套两侧分别设置有限位销，限位销分别贯穿钢管模套侧壁与模仁外壁两侧的限位卡槽卡扣连接。
16.本发明提供另一种技术方案，一种钢丝螺套摩擦系数检测设备的检测方法，包括以下步骤：
17.步骤一：将待检测的钢丝螺套套在螺套柱上，转动旋转底座从而将活动夹具与钢丝螺套外壁下端固定，最大程度的露出钢丝螺套外壁；
18.步骤二：在钢管模套内安装与待检测钢丝螺套相适配的模仁，并将钢管模套安装在扭矩传感器上，工作人员通过摇动手柄调整钢丝螺套的位置，将钢丝螺套与模仁一侧接触；
19.步骤三：启动伺服电机，带动扭矩传感器的受力轴转动，从而带动钢丝螺套与模仁啮合，记录仪实时显示扭矩传感器的扭矩转速功率，力值传感器感应受力值；
20.步骤四：力值传感器和扭矩传感器的数据传输至控制器，控制器的显示屏实时显示施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1.本发明提出的一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，通过转动手柄调整移动机箱与固定机箱的距离，方便对钢丝螺套进行摩擦系数检测，保证了钢丝螺套检测时的水平位移，提高测量精度。
23.2.本发明提出的一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，固定柱上表面通过螺栓与螺套柱啮合，方便更换不同形状和尺寸螺套柱，可以满足各种规格尺寸的钢丝螺套的固定安装，提高了本设备检测的质量水平，带动了整个产业的发展。
24.3.本发明提出的一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，伺服电机带动扭矩传感器转动，按设定的速度、扭矩或预紧力进行钢丝螺套摩擦系数测试，通过控制器读取传感器数据，并根据公式计算出钢丝螺套的摩擦系数，并根据采样频率画出施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线，数据化显示，读数方便精准。
25.4.本发明提出的一种钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，根据测量不同型号的钢丝螺套更换钢管模套和模仁，大大减小了生产成本，安装更加方便稳固，提高使用灵活性，提高了测量效率，保证了测量作业的连续性。
附图说明
26.图1为本发明的整体结构示意图；
27.图2为本发明的平移驱动机构示意图；
28.图3为本发明的力值传感器和螺套夹具连接示意图；
29.图4为本发明的螺套夹具正视剖视图；
30.图5为本发明的伺服电机和变速器连接示意图；
31.图6为本发明的摩擦系数检测机构示意图；
32.图7为本发明的扭矩传感器示意图；
33.图8为本发明的钢管模套正视剖视图。
34.图中：1、机架；11、平移导轨；12、固定机箱；13、移动机箱；14、控制按键；15、指示灯；16、支撑座；17、控制器；18、散热风扇；2、平移驱动机构；21、连接套；22、驱动齿轮；23、齿轮座；24、驱动轴；25、手柄；3、螺套夹具；31、夹具固定座；32、固定柱；33、活动夹具；34、旋转底座；35、螺套柱；36、垫片；4、力值传感器；41、缓冲柱；42、第一弹簧；5、扭矩传感器；51、固定座；511、控制盒；512、连接插口；513、传感器开关；514、受力轴；52、弹性底座；53、伸缩杆；54、上支撑板；55、下支撑板；56、第二弹簧；6、伺服电机；61、传动组；62、变速器；63、减震座；7、摩擦系数检测机构；8、钢管模套；81、固定槽；82、模仁；83、限位销。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参阅图1-2，一种钢丝螺套摩擦系数检测设备，包括机架1，机架1上表面一侧分别通过螺栓与平移驱动机构2固定连接，平移驱动机构2上表面安装有移动机箱13，移动机箱13下表面两侧分别与平移导轨11滑动连接，平移导轨11分别通过螺栓与机架1上表面固
定连接，平移导轨11上表面分别设置有平移滑槽，平移滑槽上安装有平移滑块，平移滑块分别通过螺栓与移动机箱13下表面四周固定连接，移动机箱13靠近固定机箱12一侧设置有螺套夹具3，机架1上表面另一侧与固定机箱12固定连接，固定机箱12表面分别设置有控制按键14和指示灯15，机架1前侧通过螺栓与支撑座16固定连接，支撑座16通过销轴与连接杆一端活动连接，连接杆另一端通过螺栓与控制器17固定连接，机架1上表面靠近固定机箱12一侧安装有摩擦系数检测机构7，平移驱动机构2包括连接套21、驱动齿轮22、齿轮座23和驱动轴24，连接套21一侧分别通过螺栓与移动机箱13一侧下端固定连接，连接套21分别通过轴承与驱动轴24转动连接，驱动轴24一端与驱动齿轮22固定连接，驱动齿轮22下表面通过齿牙与齿轮座23啮合，驱动轴24另一端通过螺栓与手柄25固定连接，通过转动手柄25调整移动机箱13与固定机箱12的距离，方便对钢丝螺套进行摩擦系数检测，保证了钢丝螺套检测时的水平位移，提高测量精度；
37.请参阅图3-4，移动机箱13内安装有力值传感器4，力值传感器4一端与缓冲柱41一端固定连接，缓冲柱41另一端与移动机箱13内壁一侧固定连接，缓冲柱41外套有第一弹簧42，力值传感器4另一端贯穿移动机箱13侧壁与螺套夹具3固定连接，螺套夹具3由夹具固定座31、固定柱32、活动夹具33和旋转底座34构成，夹具固定座31上表面中心与固定柱32固定连接，固定柱32贯穿夹具固定座31与活动夹具33啮合，固定柱32上表面通过螺栓与螺套柱35啮合，方便更换不同形状和尺寸螺套柱35，可以满足各种规格尺寸的钢丝螺套的固定安装，提高了本设备检测的质量水平，带动了整个产业的发展，螺套柱35与钢丝螺套嵌套连接，固定柱32外壁设置有均匀分布的外螺纹，夹具固定座31和活动夹具33中心设置有通孔，通孔内壁设置有与固定柱32相适配的内螺纹，活动夹具33下端外壁与旋转底座34嵌套固定连接，活动夹具33内侧分别设置有垫片36，通过转动旋转底座34调整活动夹具33，对螺套柱35外侧套有的钢丝螺套进行夹紧固定，垫片36避免固定检测时对钢丝螺套造成损伤；
38.请参阅图5，固定机箱12一侧分别通过铰链与维修门活动连接，固定机箱12两侧分别设置有散热风扇18，固定机箱12内安装有伺服电机6，伺服电机6一侧通过电机轴与传动组61固定连接，传动组61另一侧与变速器62固定连接，变速器62一侧通过动力输出轴与摩擦系数检测机构7一侧固定连接，伺服电机6和变速器62下表面分别通过螺栓与减震座63上表面固定连接，传动组61包括传动轮和传动带，传动轮分别安装在伺服电机6和变速器62一侧的传动轴上，传动带两端分别套在传动轮上，伺服电机6一侧的传动轮外壁直径远大于变速器62一侧的传动轮外壁直径，通过伺服电机6带动扭矩传感器5转动，按设定的速度、扭矩或预紧力进行钢丝螺套摩擦系数测试，总摩擦系数μ
ges
由下列数值和公式计算得出：
39.拧紧扭矩m
a'
40.旋开扭矩m
l
41.螺栓尺寸参数(d，p和db)
42.由公式
43.ma＝fv*[0,159p μ
ges
*(0,577d2 0,5d
km
)].........................公式1
[0044]
和
[0045]ml
＝fv*[|0,159p-μ
ges
*(0,577d2 0,5d
km
)|].......................公式2
[0046]
得出
[0047][0048]dkm
由头部区域的拧紧压痕确定；
[0049]
效果理想，测量精度高，通过控制器17读取力值传感器4和扭矩传感器5的数据，并根据公式1计算出钢丝螺套的摩擦系数，并根据采样频率画出施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线，数据化显示，读数方便精准；
[0050]
请参阅图6-8，摩擦系数检测机构7包括扭矩传感器5和弹性底座52构成，扭矩传感器5通过螺栓与弹性底座52上表面固定连接，弹性底座52由伸缩杆53、上支撑板54和下支撑板55构成，伸缩杆53上端套有第二弹簧56，伸缩杆53两端分别通过螺栓与上支撑板54下表面和下支撑板55上表面固定连接，通过弹性底座52对扭矩传感器5起到弹性支撑的作用，使力值传感器4感应到的测量过程中钢丝螺套与钢管模套8啮合时产生的力值更加精准，为控制器17计算提供计算基础，保证了测量结果的精度，扭矩传感器5外壁一侧套有传感器固定座51，扭矩传感器5传感器固定座51上表面分别通过螺栓与控制盒511固定连接，控制盒511一侧设置有连接插口512和传感器开关513，连接插口512通过导线与记录仪电性连接，记录仪表面设置有显示屏，实时显示扭矩传感器5的扭矩转速功率，读数方便，精度高，扭矩传感器5一端通过受力轴514与钢管模套8嵌套固定连接，钢管模套8一端设置有与受力轴514相适配的固定槽81，钢管模套8另一端嵌有模仁82，模仁82内壁设置有与待测试的钢丝螺套相适配的内螺纹，模仁82外壁两侧设置有限位卡槽，钢管模套8两侧分别设置有限位销83，限位销83分别贯穿钢管模套8侧壁与模仁82外壁两侧的限位卡槽卡扣连接，根据测量不同型号的钢丝螺套更换钢管模套8和模仁82，大大减小了生产成本，安装更加方便稳固，提高使用灵活性，提高了测量效率，保证了测量作业的连续性。
[0051]
本发明提供另一种技术方案，一种钢丝螺套摩擦系数检测设备的检测方法，包括以下步骤：
[0052]
步骤一：将待检测的钢丝螺套套在螺套柱35上，转动旋转底座34从而将活动夹具33与钢丝螺套外壁下端固定，最大程度的露出钢丝螺套外壁；
[0053]
步骤二：在钢管模套8内安装与待检测钢丝螺套相适配的模仁82，并将钢管模套8安装在扭矩传感器5上，工作人员通过摇动手柄25调整钢丝螺套的位置，将钢丝螺套与模仁82一侧接触；
[0054]
步骤三：启动伺服电机6，带动扭矩传感器5的受力轴514转动，从而带动钢丝螺套与模仁82啮合，记录仪实时显示扭矩传感器5的扭矩转速功率，力值传感器4感应受力值；
[0055]
步骤四：力值传感器4和扭矩传感器5的数据传输至控制器17，控制器17的显示屏实时显示施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线。
[0056]
综上所述，本钢丝螺套摩擦系数检测设备和检测方法，通过转动手柄25调整移动机箱13与固定机箱12的距离，方便对钢丝螺套进行摩擦系数检测，保证了钢丝螺套检测时的水平位移，提高测量精度，固定柱32上表面通过螺栓与螺套柱35啮合，方便更换不同形状和尺寸螺套柱35，可以满足各种规格尺寸的钢丝螺套的固定安装，提高了本设备检测的质量水平，带动了整个产业的发展，伺服电机6带动扭矩传感器5转动，按设定的速度、扭矩或预紧力进行钢丝螺套摩擦系数测试，通过控制器17读取传感器数据，并根据公式1计算出钢
丝螺套的摩擦系数，并根据采样频率画出施加扭矩/角度曲线、预紧力/角度曲线和钢丝螺套扭矩/角度曲线，数据化显示，读数方便精准，根据测量不同型号的钢丝螺套更换钢管模套8和模仁82，大大减小了生产成本，安装更加方便稳固，提高使用灵活性，提高了测量效率，保证了测量作业的连续性。
[0057]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。