螺栓联接变形协实验

17 螺栓联接变形协调实验

现代各类机械中，广泛应用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓受力情况及静、动态特性参数，是工程技术人员的一个重要课题。本实验通过对螺栓的受力进行测试和分析，验证预紧螺栓联接受轴向工作载荷作用时，在弹性限度内，螺栓与被联接件受力及变形协调规律，即：测量联接系统刚度等于联接件与被联接件刚度之和。

一、实验目的

1. 螺栓与被连接件的受力与变形协调规律

轴向工作载荷F 作用下，螺栓拉伸变形增量△1δ等于被联接件压缩变形恢复量△2δ。即∣△1δ∣=∣△2δ∣符合变形协调规律。

2. 螺栓的总拉力o F 等于被联接件的剩余紧力F ''与轴向工作载荷F 之和，即F F F o +''=

3. 系统刚度C 等于螺栓刚度1C 与被联接件刚度2C 之和，即21C C C +=

二、设备和工具

1. 螺栓联接变形协调实验台LBX-84型。

LBX-84型实验台工作部分简图。

联接部分

包括螺栓5、被联接件套筒8和手轮形状的螺母4。

螺栓5与套筒8上均贴有应变片，用以测量各自的受力的变形值。

②预拉机构

包括件号：1、2、3、4、8.

采用予拉机构的目的：清除螺栓扭转变形的影响，使螺栓受单向拉应力作用；操作省力、加载平稳。采用差动螺旋机构，均为左旋，顺时针旋转手轮1，螺栓受拉伸；反之，螺栓联接松开。

③加载机构

螺栓预紧后加载，采用差动螺旋机构，均为左旋，顺时针旋轮手轮13，通过测力环9将工作载荷作用到螺栓上，载荷大小由测力环上百分表示出。

2. 实验仪器、电阻应变仪及其预调平衡箱。

图1 实验设备简图

三、应变片接线图：

螺栓与套筒的应变片引线接与实验台线板上。接线柱A 、B 、C 各点之预调平衡箱上对应的A 、B 、C 各点连接；A1、B 、C 及A2、B 、C 分别与予调平衡箱上的A 、B 、C 各点连接，即可进行测量。接线图如图示。

1—螺栓应变片 2—套筒应变片 3—温度补偿片

四、实验步骤

1. 检查各仪器连线及仪器上各旋钮位置是否正确；仪器与实验台各接线柱的连接是否正确。

2. 检查螺栓联接应处于放松状态。

手轮1、4、13应能灵活转动处于完全放松状态；否则应转动手轮使其卸载放松。

3. 将应变仪、预调平衡箱预先调整平衡。

4. 将测力环上百分表调零。

5. 预紧螺栓连接

将预调箱上的分线器旋在螺栓应变片接通的位置，并将应变仪上读数盘转到大约+450 位置，然后顺时针旋转手轮1，直到电表指针回零为止。再将螺母4旋紧。逆时针松开手轮1，以除去预拉机构的作用。此时螺栓既被顶紧。

调整读数盘使电表指针指向零位，记录螺栓在预紧时的微应变值。

将分线器转至套筒应变片接通位置，并调整读数盘位置使电表指针指零，记C

1 2 3

下套筒预紧时的微应变值。

6. 螺栓连接轴向加载

顺时针旋转手轮13，通过测力环9对螺栓联接施加轴向工作载荷。百分表每增加10小格位一次加载，百分表读数分别为10、20、30、40小格做4次加载，并限制不超过40小格，否者造成过载而损坏应变片，并在每次加载时终了分别记录套筒，螺栓的微应变值（分线器位置分别对应在套筒、螺栓应变片接通位置，转动分线器之前先预调读数盘到某估计值，避免电表指针冲击过大）和百分表读数值。

加载完毕，逆时针方向旋转手轮13直至百分表读数为零，此时完成卸载。将读数盘转至450 位置，分线器转到螺栓应变片接通位置。

7. 卸除预紧力

顺时针旋转手轮1，为使手轮4能顺利松开，允许读数盘读数增大少许，并松开手轮4，逆时针方向松开手轮1，直至电表指针读数为零为止，手轮1转动灵活。

五、注意事项

1、试验前各注油孔及螺母注入适量溶滑油。

2、螺栓应变值应控制在380με~800με范围内，以避免联接而开缝或螺栓过载。预紧时螺栓应变值建议在400με~450με。

3、不要随意转动仪器手把及其它元件与导线，试验中要尽量不使导线摆动。

4、试验完了要切断电源。