(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210650628.0 (22)申请日 2022.06.10 (71)申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 铁道建筑研究所 地址 100089 北京市海淀区大柳树路2号 二 区303幢 申请人 中国铁道科 学研究院集团有限公司 (72)发明人 陶晓燕　李彬洋　苏永华　向琪芪　 史志强　何曙光　陈晓龙　刘晓光　 郭辉　班新林　张军敏　章自顺　 杨银海　严乃杰　王亚伟　鞠晓臣　 王丽　 (74)专利代理 机构 北京君泊知识产权代理有限 公司 11496 专利代理师 王程远(51)Int.Cl. G01N 3/22(2006.01) G01N 3/04(2006.01) G01N 3/02(2006.01) G01L 5/24(2006.01) (54)发明名称 一种自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设 备及方法 (57)摘要 本发明涉及一种自动化测试高强度螺栓扭 矩系数的设备， 所述设备包括置于试验箱中的测 量装置， 所述试验箱中还配置有由控制系统控制 的空气调节系统和制冷系统； 所述测量装置包 括： 弹夹式装填机构、 测量机构、 加载机构和下料 机构。 本发 明还涉及一种自动化测试高强度螺栓 扭矩系数的方法。 本发明可实现工程现场复杂环 境模拟， 同时可实现封闭情况下高强螺栓试件自 动更换作业， 降低能耗， 减少施工现场临时试验 室扭矩系数复验工作， 减少现场测量误差较大导 致的不良影响。 权利要求书2页 说明书5页 附图5页 CN 115060595 A 2022.09.16 CN 115060595 A 1.一种自动 化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 包括一测量装置， 所述测 量装置置于试验箱中， 所述试验箱中还配置有由控制系统控制的空气调节系统和制冷系 统； 所述测量装置包括： 弹夹式装填机构， 包括弹夹、 第一气缸、 第二气缸、 第三气缸和弹夹拨叉； 其中： 所述弹 夹用于放置多套待测高强螺栓连接副； 弹夹拨叉在第一气缸 的作用下插入或剥离弹夹； 通 过第二气缸的动作， 将弹夹内的待测高强螺栓连接副依次移动； 通过第三气缸的动作， 推送 一套待测高强螺 栓连接副至测量机构； 测量机构， 包括第四气缸、 夹持机构、 测量夹具、 轴力传感器和扭矩传感器； 由第四气缸 带动夹持机构将待测高强螺 栓连接副放入或移出测量夹具； 加载机构， 包括伺服加载系统和第五气缸， 伺服加载系统 的作用端连接套筒； 待测高强 螺栓连接副放入测量夹具后， 在第 五气缸的作用下， 驱动伺服加载系统将套筒套入待测高 强螺栓连接副的螺母， 开始加载或卸载； 下料机构， 包括第六气缸、 下料夹具和料仓； 测量完成后， 由第 四气缸带动夹持机构将 测量完成的高强螺栓连接副移出测量夹具， 并掉落至下料夹具； 在第六气缸的作用下， 所述 下料夹具移动并将所述高强螺 栓连接副掉 落至料仓中。 2.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述空 气调节系统包括送风机、 加热器、 温湿度传感器及风道装置 。 3.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述试 验箱的外壁采用镀锌冷轧钢板， 内壁采用不锈钢板， 外壁和内壁间设置有硬质聚氨酯发泡 保温层。 4.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述夹 持机构包括夹持气缸和气爪， 所述夹持气缸一端连接第四气缸， 另一端连接气爪。 5.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述伺 服加载系统固定在滑台上， 所述第 五气缸驱动所述滑台， 所述滑台带动所述伺服加载系统 滑动。 6.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述伺 服加载系统包括伺服电机和减速器， 所述伺服电机连接第 五气缸， 所述减速器连接所述套 筒。 7.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述弹 夹拨叉沿一列设有多个叉， 所述叉与弹夹中用于放置待测高强螺栓连接副的空格一一对 应。 8.根据权利要求1所述的自动化测试高强度螺栓扭矩系数的设备， 其特征在于， 所述下 料夹具的底面朝向料仓倾 斜设置。 9.一种利用权利要求1 ‑8任一项所述的设备进行自动 化测试高强度螺栓扭矩系数的方 法， 其特征在于， 包括以下步骤： S1， 将待测高强螺 栓连接副装填进弹夹； S2， 将弹夹固定在测量装置上， 关闭试验箱的门， 试验箱内开始营造设定温度和湿度； S3， 待温湿度达 到预置要求后， 测量装置启动扭矩系数测试工作；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115060595 A 2S4， 由弹夹式装填机构推送一套 待测高强螺 栓连接副至测量机构； S5， 测量机构中， 由第四气缸 带动夹持机构将待测高强螺 栓连接副放入测量夹具； S6， 加载机构开始动作， 通过第五气缸驱动伺服加载系 统， 将套筒套入螺母， 开始拧紧 螺母， 当轴力达 到规定值后停止加载， 同时记录此时的轴力值和扭矩值， 并计算扭矩系数； S7， 伺服加载系统卸载， 拧松螺母， 加载机构退出， 由第四气缸带动夹持机构将测量完 成的高强螺 栓连接副移出测量夹具； S8， 在第六气缸的作用下， 下料夹具移动， 测量完成的高强螺栓连接副在自重作用下掉 落至下料夹具， 再掉 落至料仓中； S9， 重复步骤S4 ‑S8， 直至完成弹夹内所有 待测高强螺 栓连接副的测试。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115060595 A 3