大直径螺栓拉伸试验装置的设计

　　1　引　言

　　螺栓作为钢结构的主要连接件,通常用于钢结构中结构间的连接、固定、定位等,主要承受轴向力,并能承受一定的径向力产生的剪切和挤压。螺栓的拉伸试验是通过试验装置,对试样施加轴向静拉力直至试样断裂,以测定试样螺栓的最大试验力,并通过计算得出试样螺栓的抗拉强度。

　　以往工业工程所用螺栓主要是M40以下尺寸的螺栓,拉伸附具主要针对的也是M40以下尺寸的螺栓。但随着科技的发展,对于一些桥梁、钢轨、高压及超高压设备、可拆卸的压力容器以及大型压力机等设备,连接件间必须采用大直径螺栓进行有效、可靠的紧固,确保其刚性和稳定性。因此,市场对M40及其以上尺寸螺栓的抗拉性能检验提出了需求。在此背景下,本文对大直径螺栓拉伸试验装置进行了设计研究。

　　2　设计内容

　　本拉伸试验装置针对M40-M56范围的螺栓。设计过程中重点考虑试验装置的结构合理性、安装通用性和简便性。通过改动试验装置的一部分零件,可以使不同直径和不同长度的螺栓都能达到试验要求。这样的试验装置易于拆卸,节约成本。

　　3　设计具体实施及试验

　　参照GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》中关于螺栓拉伸试验附具的要求以及试验机的具体结构,设计了一套大直径螺栓的拉伸试验附具,整体装配效果如图1所示。

　　为了使本拉伸附具具有通用性,附具与试验机的连接部分设计使用嵌入式T型连接体。连接时,先将T型连接体嵌入到钳口卡板内,并夹紧,再安装锁紧螺母,将拉力碗座倒放进T型连接体的螺纹套中,下部的安装方式同上;试样螺栓中套入配套的垫片,并旋入高强度螺母;操纵移动横梁上升到合适的位置,试样螺栓正好装入拉力碗座内,垫片嵌入到拉力碗座的槽口中,使试样螺栓整体保持自由垂直,然后可以进行拉伸试验。

　　在试验时,采用了多种抗拉强度级别的螺栓。试验结果显示,本装置操作方便,测试准确。

　　4　本装置的特点及扩展应用

　　本装置可以在大多数液压万能试验机上使用,方便调整附具的空间。也可根据GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》的要求进行螺栓的保证载荷试验。通过改变垫片和下拉力杆的尺寸,可以对M40及其以上尺寸的螺栓进行拉伸试验;也可将垫片改为斜垫,对试样螺栓进行楔负载试验,斜垫的尺寸需根据GB/T 3098.1-2000《紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱》进行设计。

　　5　结束语

　　大量试验结果表明,本文所设计的试验装置科学、合理、经济、实用、准确,能够满足国家标准关于螺栓拉伸试验附具的要求,满足了市场增加试验机检验种类的需求。