一种用于液压拉伸器的测试设备

技术领域

本发明涉及拉伸测试技术领域，尤其指一种用于液压拉伸器的测试设备。

背景技术

液压拉伸器是螺栓液压拉伸器的简称，它借助液力升压泵(超高压液压泵)提供的液压源，根据材料的抗拉强度、屈服系数和伸长率决定拉伸力，利用超高压油泵产生的伸张力，使被施加力的螺栓在其弹性变形区内被拉长，螺栓直径轻微变形，从而使螺母易于松动，另外也可以作为液压过盈连接施加轴向力的装置，进行顶压安装。拉伸器最大的优点可以使多个螺栓同时被定值紧固和拆卸，布力均匀，是一个安全、高效、快捷的工具是紧固和拆卸各种规格的螺栓的最佳途径。应用于石油化工、核电、风电、水电、火电、船舶、铁路、航空航天、采矿、重型机械等领域。

现有专利CN202020169592.0一种便携式液压螺栓拉伸器测试设备，公开了一种便携式液压螺栓拉伸器测试设备，包括垫块2，螺柱3，所述垫块2通过螺钉一7连接所述螺柱3，所述螺柱3的中间设置有保护套9，所述保护套9连接有拉力传感器4，所述拉力传感器4上设置有应变片，所述应变片连接有插座11，所述插座11设置在外壳10上，所述外壳10通过螺钉二8连接所述拉力传感器4；所述螺柱3的上端外表面设置有垫片1，所述螺柱3的上端还连接有螺母5，所述螺母5、垫片1之间设置有平垫圈6；所述螺柱3的顶端连接有液压拉伸器13。该专利通过拉力传感器检测应变片所受到的外作用力的大小再结合液压拉伸器上的高压油的油压值，完成液压拉伸器的标定。因此，液压拉伸器标定的准确与否与应变片的安装位置和安装形式密切相关，而应变片准确、稳定的安装在实践过程中又比较难于控制，从而很容易影响液压拉伸器的标定准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于液压拉伸器的测试设备，将测试螺栓固定，通过检测拉伸器拉伸测试螺栓时对外输出的反作用力计算待测拉伸器的实测拉力，通过测试螺杆和夹紧件、驱动件的巧妙配合，保证测试过程中测试螺杆的稳定性，使得检测/标定结果更加准确。

本申请公开了一种用于液压拉伸器的测试设备，包括：中空油缸，所述中空油缸包括油缸体和相对油缸体上下滑动的液压活塞；所述油缸体固定安装在第一安装板上；所述油缸体的中心设有中空腔体；压力传感器，所述压力传感器用于检测油缸体内的油压值；测试螺杆，所述测试螺杆穿过油缸体中空腔体，测试螺杆上段向上伸出中空油缸与待测拉伸器连接，测试螺杆下段向下伸出中空油缸；夹持件，所述夹持件与测试螺杆下段可拆卸连接，所述夹持件与油缸体相配合用于测试螺杆的固定；托板，所述托板位于油缸体的正下方；驱动单元，所述驱动单元作用于托板下方，用于调节托板相对于油缸体的距离，托板上表面作用于夹持件，带动夹持件与油缸体紧密配合或是上下分离。

进一步地，所述测试螺杆下段设有多个凹槽，所述夹持件包括相互配合的左持件和右持件，左持件和右持件内壁均设有与测试螺杆下段凹槽相应的凸起，左持件和右持件合围起来与测试螺杆下段卡接。

进一步地，所述油缸体中空腔体的高度小于油缸体的高度，油缸体位于中空腔体的下方形成一锥台状的配合腔；所述左持件和右持件的上方均设有半锥台状的台阶，左持件和右持件的台阶合起来围成中空的锥台，所述锥台与油缸体的配合腔相适应。

进一步地，所述左持件和右持件的外表面均设有便于手持的T型把手。

进一步地，所述测试螺杆上段与测试螺杆中段的过渡处形成弧形过渡段A1，测试螺杆中段与测试螺杆下段的过渡处为直径逐渐增大的弧形过渡段A2。

进一步地，所述油缸体靠近中空腔体下端的部分为横截面为正多边形的多面体结构B2，所述弧形过渡段A2与测试螺杆下段相接的一圈设置为横截面为正多边形的多面体结构B1，所述多面体结构B1与多面体结构B2相适应。

进一步地，所述驱动单元包括凸轮机构和驱动手柄，凸轮机构包括凸轮和与凸轮连接的推杆；所述推杆的顶端与托板螺纹连接。

进一步地，所述托板包括支撑面和位于支撑面下方的连接筒；所述推杆的顶端与连接筒螺纹连接，转动支撑面可调节推杆伸入连接筒的长度。

进一步地，还包括第二安装板和与第二安装板固定连接的∏形支架；所述推杆顶端垂直贯穿∏形支架与连接筒螺纹连接；所述凸轮位于∏形支架的中部，一中心轴横向贯穿∏形支架及凸轮中心；一驱动手柄通过轴套与中心轴的一端固定连接，用于驱动凸轮转动从而带动推杆向上顶。

有益效果：本申请公开的用于液压拉伸器的测试设备可通过更换测试螺栓，对不同规格的液压拉伸器进行检测、校准，适用范围广，通用性强且操作简单。为了保证测试过程中的安全性，测试螺杆上段与中段、中段与下段的过渡处设计为直径逐渐变化的弧形过渡段，用以消除拉伸过程中的应力集中。油缸体中空腔体内多面体结构B2和测试螺杆一圈多面体结构B2的配合设置，加强了测试螺杆相对油缸体的径向稳定性，防止拉伸过程中测试螺杆相对油缸体出现打滑现象；测试螺杆下段的凹槽结构与夹持件的凸起相配合，保证了拉伸过程中，螺杆结构沿轴向不易发生位移；油缸体锥台状的配合腔与夹持件锥台配合连接将测试螺杆稳定夹紧，能够有效消除拉伸过程中由于测试螺杆松动对于测试结果的影响，测试准确度高，在实现测试螺杆和待测拉伸器的相对稳定性上效果明显。驱动单元通过托板驱动夹持件与油缸体或分离或结合，无需人工拧紧，操作便捷有效。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请测试设备的正向剖面图；

图2是本申请测试设备的部分部件立体示意图；

图3是测试螺杆的立体示意图；

图4是油缸体的立体示意图；

图5是图4油缸体的正向剖面图；

图6是夹持件的立体示意图；

图中：10、测试螺杆；11、测试螺杆上段；12、测试螺杆中段；13、测试螺杆下段；131、凹槽；110、过渡件；20、油缸体；21、中空腔体；22、配合腔；23、内凹腔；24、注油孔；201、液压活塞；30、夹持件；41、托板；42、导向支座；43、∏形支架；441、推杆；442、凸轮；443、中心轴；444、轴套；445、驱动手柄；50、待测拉伸器；60、第一安装板。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种用于液压拉伸器的测试设备，用于测试拉伸器的拉伸力(或称载荷)，根据测试结果对待测拉伸器50进行校准，测试设备包括工作台和安装在工作台上的测试组件。

工作台包括框体支架和设置在框体支架上的第一安装板60、第二安装板，第二安装板平行设置在第一安装板60的下方。工作台的主要作用是固定测试组件，测试组件固定安装在工作台上，以便于对拉伸器进行测试。工作台具体结构不限于此。

如图1和图2所示，测试组件包括测试螺杆10、测试用中空油缸、安装组件以及压力传感器。

中空油缸包括油缸体20和液压活塞201。油缸体20外边沿与第一安装板60固定连接，沉入第一安装板60下方。如图4、图5所示，油缸体20为圆柱体结构，设有一圈内凹腔23，内凹腔底部设有两个进油孔24，液压活塞位于内凹腔内，液压活塞与油缸之间还设置有密封圈。测试过程中，液压活塞201上表面通过过渡件110与待测拉伸器相抵。工作状态下，通过进油孔向内凹腔注入液压油，进油口封闭，液压活塞在测试拉伸器的反作用力下向下压缩，使得内凹腔内的压强不断增大。

油缸体20中心设有中空腔体21和锥台状的配合腔22，锥台状的配合腔22位于中空腔体21的下方。油缸体20靠近中空腔体下端的部分(即中控腔体21和配合腔22的连接处)设有一圈横截面为正多边形的多面体结构B2。

测试螺杆最大截面处的直径小于油缸体20中空腔体21的内径，使得测试螺杆能从油缸体20中心穿过。如图3所示，测试螺杆上段11为螺纹结构，位于第一安装板60上方，与待测拉伸器配合连接。测试螺杆下段13设有多个凹槽131，与夹持件30内表面设置的凸起相配合。测试螺杆上段11与测试螺杆中段的过渡段形成弧形过渡段A1，测试螺杆中段与测试螺杆下段13的过渡处为直径逐渐增大的弧形过渡段A2。各连接部之所以要设置成弧形过渡是为了消除拉伸过程产生的应力集中，如果将各连接部做成直角连接，则拉伸过程中连接部容易发生断裂。考虑到测试螺杆制作加工过程中螺纹退刀环节的易于实现，将测试螺杆中段设计成向内收缩状。其中，测试螺杆下段13直径大于测试螺杆上段11的直径。这是为了保证拉伸过程中，测试螺杆下段13能够保持更好的稳定性。测试螺杆下段13相对粗壮，当测试螺杆上段11受到外部拉力时整个测试螺杆抵御抗拉力的性能越好。

进一步地，如图5所示，油缸体20靠近中空腔体21下端的一圈设计为横截面为正多边形的多面体结构B2，弧形过渡段A2与测试螺杆下段相接的一圈设置为横截面为正多边形的多面体结构B1，所述多面体结构B1与多面体结构B2配合连接，从而加强测试螺杆相对油缸体20的稳定性，防止拉伸过程中测试螺杆相对油缸打滑，也使得拉伸过程中，螺杆结构沿径向不易发生转动。

安装组件包括夹持件30、过渡连接件和驱动单元。

如图6所示，夹持件30包括相互配合的左持件和右持件，左持件和右持件均为相互配合的半圆环状，左持件和右持件的内壁均设有与测试螺杆下段13凹槽相应的凸起，左持件和右持件合围起来与测试螺杆下段13卡接，包裹在测试螺杆下段13外围。左持件和右持件的上方均设有半锥台状的台阶，左持件和右持件的台阶合起来围成中空的锥台，锥台与油缸体20的配合腔22相适应，在固定测试螺杆的过程中，夹持件的锥台伸入油缸体的配合腔内，与油缸体配合腔的四周相抵。为了便于拆卸，左持件和右持件的外侧均设有便于手持的T型把手。

过渡连接件包括上下相对设置的托板41和∏形支架43。托板41位于油缸体20的正下方，用于调整夹持件30与油缸体20的相对位置，保证测试螺杆处于夹紧状态。左持件和右持件置于托板41上。∏形支架43固定在第二安装板上。

驱动单元包括凸轮442机构和驱动手柄445，凸轮442机构包括凸轮442和与凸轮442连接的推杆441。凸轮442位于∏形支架43的中部，一中心轴443横向贯穿∏形支架43的两侧及凸轮442中心。

具体地，托板41包括支撑面和位于支撑面下方的连接筒。推杆441的顶端垂直贯穿∏形支架43与连接筒螺纹连接，转动支撑面可调节推杆441伸入连接筒的长度。驱动手柄445通过轴套444与中心轴443的一端固定连接，用于驱动凸轮442转动从而带动推杆441向上顶。

托板41和∏形支架43之间还设有导向支座42，推杆441穿过导向支座42与连接筒连接。

开始工作时，

(1)测试螺杆从上至下穿过油缸体20的中空腔体置于托板41上；

(2)左持件和右持件分别从两侧与测试螺杆下段13卡接；

(3)转动托板41支撑面调节推杆伸入连接筒的长度(即调节托板41与推杆441的相对距离到预设位置)；转动驱动手柄445，通过中心轴443驱动凸轮442转动从而带动推杆441将托板41向上顶，使得夹持件30的上端锥台伸入油缸体20的配合腔22内，与油缸体紧密配合，测试螺杆的多面体结构B1与油缸体的多面体结构B2相配合，将测试螺杆固定住；此处，螺纹调节和转动手柄的过程可交互进行；

(4)向待测拉伸器提供液压油，待测拉伸器作用于测试螺杆，将测试螺杆向上拉伸，此时，待测拉伸器底部通过过渡件110对液压活塞201产生反作用力，反作用力通过液压活塞201传递至油缸体20内腔(油缸体20内腔注有液压油)；

获取向待测拉伸器所提供液压油的第一油压值，待测拉伸器的油缸内腔截面积已知，即可获得待测拉伸器的理论拉力；通过压力传感器检测油缸内腔的第二油压值，油缸内腔的截面积已知，从而可得到待测拉伸器的实测拉力；

(5)对比待测拉伸器的理论拉力和实测拉力，对待测拉伸器进行校准。

另外，实践证明，在拉伸过程中会产生巨大的拉力，相对于通过垫片和垫块难以保证螺杆相对液压拉伸器的稳定性，从而影响到检测结果的准确性，本申请用于固定测试螺杆的结构依靠不同部件之间的结构配合将测试螺杆固定在油缸体中心处，稳定性好，且操作简便。

值得注意的是，在对不同型号的拉伸器进行检测时，需要更换不同的测试螺杆。在更换测试螺杆时，反向转动驱动手柄445，通过中心轴443驱动凸轮442反向转动从而带动推杆441将托板41下落，使得夹持件30的上端与油缸体20的配合腔22分离，此时夹持件的上端还位于配合腔内，无法从测试螺杆上拆卸，需反向转动托板41支撑面，调节推杆伸入连接筒的长度，使得托板支撑面与油缸体配合腔的间隙变大，直至夹持件能够与测试螺杆分离，从油缸体底部拿出。操作过程简便省力。另外，在进行一系列测试螺杆的生产加工时，只需对不同测试螺杆上段螺纹结构的直径进行调整即可，中段尺寸根据上段做适应性的调整，测试螺杆下段与油缸体相配合，结构尺寸仍保持统一。

之所以将测试螺杆从上至下穿过油缸体20的中空腔体置于托板41上，是为了缩短测试装置的整体高度。当然，将托板41与中空油缸之间的距离设置的足够，测试螺杆也可以从下至上穿过油缸中心。

采用本申请的测试设备对HSR2型号的拉力器进行测试，得到三组测试数据，如表1所示，通过对三组数据的综合计算，得到不同设定压力下的理论压力和实测拉力，如表2所示。由此可见，本申请公开的测试设备在实现测试螺杆和待测拉伸器的稳定性上效果明显，能够有效消除拉伸过程中由于外部环境带来的不利影响，测试平均误差处于1个百分点内，测试准确度高。

表1

表2

如上所述是结合具体内容提供的一种或多种实施方式，并不认定本申请的具体实施只局限于这些说明。凡与本申请的方法、结构等近似、雷同，或是对于本申请构思前提下做出若干技术推演，或替换都应当视为本申请的保护范围。