螺栓组联接综合实验台使用说明书.doc

JLS-A静态螺栓组连接实验台

使实

用验

说指

明导

书书

温州巨林机械设备

JLS-A型螺栓组联接综合实验台

使用说明书〔兼实验指导书〕

现代各类机械中均广泛采用螺栓进行联接，如何计算和测量螺栓及螺栓组在受力情况及静、动态参数，是工程技术人员的一个重要课题，本实验台通过对螺栓组的受力进行测试和分析要求到达下述目的。

实验目的：

掌握螺栓组联接受外载后，螺栓和被联接体的受力及变形的变化规律。

绘制螺栓的载荷分布图及螺栓与被联接载荷——变形曲线。

了解机械参数电测的根本方法及应变仪的使用方法。

实验设备：

螺栓组联接实验台的机械结构及试验原理

见结构图。

1-底脚螺钉2-安装底板3-传感器支撑板4-荷重传感器5-加载螺杆6-螺杆套7-杠杆8-悬臂9-弹性块101-被连接件11-试验螺栓

试验螺栓结构简图如图〔一〕：

〔1〕实验原理：由实验台结构可知，螺纹加载装置的加载臂与机座是利用十根螺栓〔12〕联接，是对称布置，当加载杆〔5〕拧紧时，对悬臂〔8〕的合力P与被连接面平行，将产生一个倾覆力矩，每根联接螺栓将产生相应变形。将ε代入公式：

Q=EεA就可算出螺栓力大小

λ=EεA就可算出螺栓力变形

〔2〕静态电阻应变仪工作原理

电阻应变仪是利用金属材料的特性，将非电量的变化转换成电量变化的测量仪器，应变测量的转换元件——应变片，是用极细的金属电阻丝绕成或用金属箔片印刷腐蚀而成，用粘剂将应变片牢固地贴在试件上，当被测试件受到外力作用长度发生变化时，粘贴在试件上的应变片也相应变化，应变片的电阻值也随着发生了ΔR的变化，这样就把机械量——变形转换电量——电阻值的变化。用灵敏的电阻测量仪器——电桥，测出电阻值的变化ΔR/R，就可以换算出相应的应变ε，如果这电桥用应变来刻度，就可以直接读出应变，完成了非电量的电测。静态数字应变仪就是按照该原理进行数字表示的。电阻应变片的“应变效应”，是指上述机械量转换成电量的关系，用电阻应变的“灵敏系数”K来表征：可用式〔1〕表示之。

K=〔ΔR/R〕/〔ΔL/L〕=〔ΔR/R〕/ε……式〔1〕

静态数字应变仪的原理方框如下：〔图1〕

A/D数字显示有源滤波器放大器

A/D数字显示

有源滤波器

放大器

电源电压变换器测量桥

电源

电压变换器

测量桥

静态数字应变仪，本体由测量桥、放大器有源滤波器。A/D数字显示器。电压变换器、电源等局部组成。

a、测量桥：是按120Ω设计的，图3〔a〕中R1、R2为半桥测量时的外接应变片，在仪器内部有两个120Ω精密无感线绕电阻作为关桥测量时的内半桥。全桥测量时那么将该内半桥的两个电阻断开。电桥图2的AC端是由稳压电源供应的2.5V直流稳定电压，作为电桥的工作源。仪器在无应变信号时，用电阻预调平衡装置将电桥调平衡。BD端没有电压输出。当试件受力产生形变时，由“应变效应”而引起的桥臂应变片的阻值变化ΔR/R，破坏了电桥的平衡，BD端有一个ΔU的电压输出。

ΔU=1/4UKε≈1/4U〔ΔR/R〕

b、放大器：放大器是由7652载波式运算放大器和741运算管组成。两组放大的倍数约为200倍，7652运放管具有电压线性度好，零点漂移小等特点，作为前置放大是比拟理想的。

c、有源滤波器：由741运放管和电阻、电容等组成，它将剩余载涉及外来的干扰电压滤掉，使放大器输出一个比拟平衡的电压，供应A/D转换器，变为数字显示。

d、电压变换器：将直流电压变换成交流电压，根据各局部的需要，通过变压将其变换，整流稳压后，供应测量桥、放大器、有源滤波器及A/D转换显示局部。

e、电源：它将交流电压经过变压器变压，整流滤波后送入电压变换器作为仪器工作源。

f、A/D数字显示：YJR—56A采用PZ9654

〔3〕加载力的测量

本实验台在加载杆下安装的荷重传感器，当加载螺杆拧紧时，荷重传感器将压力信号输入到数字测量仪中，通过数字仪直接将压力信号显示在屏上。(详见仪器说明书)

〔4〕实验螺栓结构局部尺寸如下：

螺栓尺寸

2、螺栓联接受力—变形分析

a、由下列图〔三〕可知，当螺母拧紧时，螺栓联接未受到力的作用，螺栓和被联接无变形。

b、假设将螺母拧紧〔既施加一个预紧力Qp〕，这时，联接受预紧力的作用，螺栓伸长了λb，被联接件压缩了λm。

c、当螺栓联接承受工作载荷F时，〔接