一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓。調(diào)節(jié)控制磁流變強(qiáng)度，用于調(diào)節(jié)預(yù)緊力從而滿足具有特定預(yù)緊力要求的被連接件的場(chǎng)合。裝置包括螺栓頭、滑槽、螺栓桿、磁流變液、隔離圈、體積補(bǔ)償器、電磁線圈、密封圈、活塞、滑動(dòng)墊圈、復(fù)位彈簧。在確定被連接件的最佳初始預(yù)緊力F0后，調(diào)節(jié)流入電磁線圈的電流大小從而調(diào)整磁流變液的流變強(qiáng)度，最終將磁流變液的剪切屈服應(yīng)力穩(wěn)定在被連接件的最佳初始預(yù)緊力F0，然后旋緊螺母使得滑動(dòng)墊圈發(fā)生微小的移動(dòng)，最終確定了該力為被連接件的最佳預(yù)緊力F0。該裝置連接被連接件后不需要另加預(yù)緊力檢測(cè)，擰緊的過程就是預(yù)緊力檢測(cè)的過程，操作方便、精度高、省時(shí)省力。
【專利說明】
一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓，尤其是涉及一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓。
【背景技術(shù)】
[0002]絕大多數(shù)螺紋連接在裝配時(shí)都必須擰緊，使連接在承受工作載荷之前，預(yù)先受到預(yù)緊力的作用，目地在于增加連接的可靠性和緊密性，以防止受載后被連接件出現(xiàn)間隙或發(fā)生相對(duì)滑移。事實(shí)證明較大的預(yù)緊力對(duì)螺紋連接的可靠性以及被連接件的疲勞強(qiáng)度都是有利的，特別對(duì)于像氣缸蓋、管路凸緣、齒輪箱、軸承蓋等緊密性要求較高的螺紋連接，預(yù)緊更為重要。但過大的預(yù)緊力會(huì)導(dǎo)致整個(gè)連接的結(jié)構(gòu)尺寸增大，也會(huì)使連接件在裝配或偶然過載時(shí)被拉斷。因此，為了保證連接所需要的預(yù)緊力，又不使螺紋連接件過載，對(duì)于重要的螺紋連接，在裝配時(shí)要注意控制預(yù)緊力。
[0003]目前，控制預(yù)緊力的方法很多，通常是借助測(cè)力矩扳手或定力矩扳手，利用控制擰緊力矩的方法來控制預(yù)緊力的大小，測(cè)力矩扳手的工作原理是根據(jù)扳手上的彈簧元件，在擰緊力的作用下所產(chǎn)生的彈性變形來指示擰緊力矩的大小。該方法雖然操作簡(jiǎn)單，但是在外部環(huán)境變化大的情況下，測(cè)力元件的物理特性隨之變化大，精度難以保證，因此，很難應(yīng)用于高精密機(jī)械裝配場(chǎng)合。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓，該裝置不易受外部環(huán)境的影響，具有精度高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于高精密機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配。
[0005]為了有效的實(shí)現(xiàn)一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓的如上所述特點(diǎn)，本實(shí)用新型是按如下方式來實(shí)現(xiàn)的:該裝置是由螺栓頭，滑槽，螺栓桿，磁流變液，隔離圈，體積補(bǔ)償器，電磁線圈，密封圈，活塞，滑動(dòng)墊圈，復(fù)位彈簧組成。螺栓桿上半節(jié)開有腔室，腔室通過在螺栓桿上開出的四個(gè)滑槽與外部空氣相連，滑動(dòng)墊圈通過四個(gè)滑槽與螺栓桿建立滑動(dòng)副，并通過復(fù)位彈簧與螺栓頭連接，活塞上面開有凹槽，電磁線圈繞在此凹槽中，活塞與滑動(dòng)墊圈同連，并通過滑動(dòng)墊圈帶動(dòng)其移動(dòng)，體積補(bǔ)償器安裝在腔室的底部，螺栓桿、活塞、體積補(bǔ)償器、密封圈組成一個(gè)封閉的腔體，磁流變液充滿在這個(gè)密封腔體，并通過隔離圈將磁流變液與電磁線圈隔離。
[0006]在確定被連接件的最佳初始預(yù)緊力Fq后，調(diào)節(jié)流入電磁線圈的電流大小從而調(diào)整磁流變液的流變強(qiáng)度，最終將磁流變液的剪切屈服應(yīng)力穩(wěn)定在被連接件的最佳初始預(yù)緊力Fo，然后旋緊螺母使得滑動(dòng)墊圈發(fā)生微小的移動(dòng)，最終確定了該力為被連接件的最佳預(yù)緊力Fo。該裝置連接被連接件后不需要另加預(yù)緊力檢測(cè)裝置檢測(cè)，擰緊的過程就是預(yù)緊力檢測(cè)的過程。
[0007]本實(shí)用新型所述的一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓的積極效果在于:利用磁流變液具有反應(yīng)快速、連續(xù)、可逆、剪切屈服應(yīng)力高、耗能低等特點(diǎn)，將磁流變液與螺栓本體進(jìn)行結(jié)合，設(shè)計(jì)一種具有集成可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓。在整個(gè)裝置中所需的磁流變液體積微小(根據(jù)所用螺栓的尺寸確定，一般在0.5mL-5mL之間)，而剪切屈服應(yīng)力可達(dá)到300Mp，工作溫度可在-20°C-150°C之間穩(wěn)定工作，因此，該裝置不易受外部環(huán)境的影響，具有精度高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于高精密機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配。
【附圖說明】
[0008]圖1為一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓的內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理圖。
[0009]圖2為一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011]結(jié)合圖1和圖2，本實(shí)用新型一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓，該裝置是由螺栓頭1、滑槽2、螺栓桿3、磁流變液4、隔離圈5、體積補(bǔ)償器6、電磁線圈7、密封圈9、活塞10、滑動(dòng)墊圈11、復(fù)位彈簧12組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為:螺栓桿3上半節(jié)開有腔室，腔室通過在螺栓桿3上開出的四個(gè)滑槽2與外部空氣相連，滑動(dòng)墊圈11通過四個(gè)滑槽2與螺栓桿3建立滑動(dòng)副，并通過復(fù)位彈簧12與螺栓頭I連接，活塞10上面開有凹槽，電磁線圈7繞在此凹槽中，活塞10與滑動(dòng)墊圈11固連，并通過滑動(dòng)墊圈11帶動(dòng)其移動(dòng)，體積補(bǔ)償器6安裝在腔室的底部，螺栓桿3、活塞1、體積補(bǔ)償器6、密封圈9組成一個(gè)封閉的腔體，磁流變液4充滿在這個(gè)密封腔體，并通過隔離圈5將磁流變液4與電磁線圈7隔離。
[0012]利用磁流變液4具有反應(yīng)快速、連續(xù)、可逆、剪切屈服應(yīng)力高、耗能低等特點(diǎn)，將磁流變液4與螺栓本體進(jìn)行結(jié)合，設(shè)計(jì)一種具有集成可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓。在整個(gè)裝置中所需的磁流變液4體積微小(根據(jù)所用螺栓的尺寸確定，一般在0.5mL-5mL之間)，而剪切屈服應(yīng)力可達(dá)到300Mp，工作溫度可在-20°C-150°C之間穩(wěn)定工作，因此，該裝置不易受外部環(huán)境的影響，具有精度高，壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，特別適合應(yīng)用于高精密機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配。
[0013]在確定被連接件的最佳初始預(yù)緊力Fο后，調(diào)節(jié)流入電磁線圈7的電流大小從而改變磁流變液4所在空間磁場(chǎng)8的大小，進(jìn)而調(diào)整磁流變液4的流變強(qiáng)度，最終將磁流變液4的剪切屈服應(yīng)力穩(wěn)定在被連接件的最佳初始預(yù)緊力Fo，然后旋緊螺母使得滑動(dòng)墊圈11發(fā)生微小的移動(dòng)，最終確定了該力為被連接件的最佳預(yù)緊力Fo。該裝置連接被連接件后不需要另加預(yù)緊力檢測(cè)裝置檢測(cè)，擰緊的過程就是預(yù)緊力檢測(cè)的過程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于磁流變效應(yīng)的具有可調(diào)預(yù)緊功能的十字螺栓，裝置是由螺栓頭、滑槽、螺栓桿、磁流變液、隔離圈、體積補(bǔ)償器、電磁線圈、密封圈、活塞、滑動(dòng)墊圈、復(fù)位彈簧組成;其特征在于:所述螺栓桿(3)上半節(jié)開有腔室，所述腔室通過在螺栓桿(3)上開出的四個(gè)滑槽(2)與外部相連，所述滑動(dòng)墊圈(11)通過四個(gè)滑槽(2)與螺栓桿(3)建立滑動(dòng)副，并通過復(fù)位彈簧(12)與螺栓頭(I)連接，所述活塞(10)開有凹槽，電磁線圈(7)繞在此凹槽，活塞(10)與滑動(dòng)墊圈(11)固連，并通過滑動(dòng)墊圈(11)帶動(dòng)其移動(dòng)，所述體積補(bǔ)償器(6)安裝在腔室的底部，所述螺栓桿(3)、活塞(10)、體積補(bǔ)償器(6)、密封圈(9)組成一個(gè)封閉的腔體，所述磁流變液(4)充滿在這個(gè)密封腔體，并通過隔離圈(5)將磁流變液(4)與電磁線圈(7)隔離。
【文檔編號(hào)】F16B35/04GK205503689SQ201620173028
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月2日
【發(fā)明人】孫美娜
【申請(qǐng)人】孫美娜