【知识目标】

1.了解预紧螺栓联接的变形规律。

2.了解螺栓联接相对刚度对螺栓动应力幅值变化的影响。

3.了解提高螺栓联接强度的各项措施。

【技能目标】

1.掌握测量螺栓在轴向拉伸状态下的应力应变曲线的方法。

2.掌握测量螺栓在受剪切力状态下的应力应变曲线的方法。

3.掌握测量螺栓组在倾覆载荷作用下螺栓组受力形变状态的方法。

8.6.1　实验设备

HH-LS-1 型动静态螺栓综合性能实验台。

8.6.2　实验内容

①计算螺栓相对刚度,并绘制螺栓联接的受力变形图。

②验证受轴向工作载荷时,预紧螺栓联接的变形规律以及对螺栓总拉力的影响。

③通过螺栓的动载试验,改变螺栓联接的相对刚度,观察螺栓动应力幅值的变化,以验证提高螺栓联接强度的各项措施。

8.6.3　实验原理

(1)实验台结构组成及基本原理

本试验台机械部分主要由液压泵站、液压缸、试验装置及弹簧组成。泵站为整个系统提供动力输入,同时控制液压缸按照预定方式运动实现对系统的载荷加载(可提供静态载荷和动态载荷);弹簧则将液压缸的位移转化为相应输出的力施加在加载机构上。液压缸下行对弹簧进行压缩,通过弹簧压缩使载荷线性增加至最大值;在动载荷试验当中,通过液压缸可控的上下高频运动,以实现弹簧的高频伸缩,进而实现载荷的交变。其结构组成如图8.24 所示。

(2)测试系统原理

测试系统安装于测控箱内,具有数据采集、处理及信息传输功能,测试及处理的数据传输至计算机进行数据计算机实验结果显示。测试系统原理如图8.25 所示。

图8.24　实验台结构原理

1—底板;2—支柱;3—旋转轴;4—实验旋转件;5—加载弹簧;6—弹簧约束件;7—位移测量装置;8—液压缸安装装置;9—加载缸移动模块;10—顶板;11—液压加载缸;12—实验加载件;13—实验螺栓安装孔;14—螺栓拉伸实验加载位;15—螺栓倾覆实验加载位;16—螺栓剪切实验加载位;17—加载液压缸移动驱动电机

图8.25　测控系统原理

实验台配数据采集箱一只,承担数据采集、数据处理、信息记忆、自动显示等功能。实时显示动态、静态载荷数值及应变变化趋势。通过协议接口外接PC 机,显示并打印输出带传动的应变曲线及相关数据。

(3)测试软件操作界面及说明

组合传动测试软件操作界面如图8.26 所示。

操作说明:

①选择试验类型(如组合传动、蜗轮蜗杆传动和锥齿轮传动)。

②根据实验方案,选择载荷类型,输入载荷参数,单击“保存数据”按钮。(www.daowen.com)

③确认设备状态正常,软件界面数据输入完成后,单击“开始采集”按钮。

④完成实验要求的数据采集后,单击“结束采集”按钮,同时生成应变曲线,并显示曲线变换趋势。

图8.26　动静态螺栓实验台软件操作界面

⑤保存数据及相应曲线,并根据需求打印曲线。

8.6.4　实验步骤

(1)静载荷加载试验

①将相应弹簧平稳放置对应卡槽内,并按下电源开关。

②根据对应加载试验,将弹簧平稳放置在对应试验卡槽内,并按动加载位置移动按钮,直到液压缸下端卡槽盖与弹簧对正。

③按下启动按钮后,旋转静载荷加载旋钮到一固定位置,使缓慢液压缸持续加载至极限。

④观察图像数据并记录。

⑤反向旋转加载旋钮至一固定位置,使液压缸缓慢卸载。

⑥记录并保存数据,打印曲线。

⑦关闭电源。

(2)动载加载试验

①将相应弹簧平稳放置对应的卡槽内,并按下电源开关。

②根据对应加载试验,将弹簧平稳放置在对应试验卡槽内,并按动加载位置移动按钮,直到液压缸下端卡槽盖与弹簧对正。

③计算机端点击初始位置加载,待加载完毕后,单击动载荷“加载”按钮。

④观察数据并记录。

⑤实验完毕后,点击暂停,并缓慢卸掉载荷。

⑥记录并保存数据,打印曲线。

⑦关闭电源。

8.6.5　注意事项

①若显示数据失常,可重启一次电源即可。

②启动电机之前,应关闭负载。

8.6.6　思考题

①螺栓组联接理论计算与实测的工作载荷之间存在误差的原因有哪些?

②实验台上的螺栓组联接可能的失效形式有哪些?