一种螺栓精确预紧装置技术领域
本发明涉及一种螺栓精确预紧装置，属于工程仪器设备领域。
背景技术
螺栓连接是机械产品上应用最广泛的装配方式，其结构简单，连接可靠，拆卸方
便。在某些要求较高如发动机装配、风机等的场合下，对螺栓的预紧力偏差要求很高。普通
的螺栓拧紧技术，如扭矩法，在实际操作过程中预紧力与预期偏差较大。会出现扭矩过大导
致螺栓拉断，或者扭矩已经到极限，但是预紧力不足的现象。
而现有的螺栓精确预紧方法，如伸长量控制法需要昂贵的精密仪器，而且螺栓必
须经过特殊处理，如屈服点法需要测量仪器和计算机自动控制，都存在使用上无法大规模
应用的问题。
为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的
摩擦力对预紧的影响，发明人提供了下文所述的装置。
发明内容
(1)发明目的
为了提供一种螺栓精确预紧装置，从根本上避开螺栓与界面之间和螺纹副之间的
摩擦力对预紧的影响，避免利用拧紧的力矩来控制螺栓的预紧力所带来的精度缺陷。本发
明提供了一种能够精确预紧螺栓的装置。该装置成本较低，并且体积较小，方便携带，便于
在缺少计算机时精确预紧螺栓。
(2)技术方案
本发明一种螺栓精确预紧装置,它是由压力传感器(3)、轴承(9)、扭杆(4)、轴承
(5)、扭盘(6)、辅助螺母(10),依次以配合的方式相连组成；使用时它们之间的关系是：压力
传感器(3)在最下面，轴承(9)位于压力传感器(3)上方，轴承(9)的外圈嵌入压力传感器
(3)，轴承(9)的外圈与压力传感器(3)的内圈配合连接；扭杆(4)下部的杆状部分穿过轴承
(9)的内圈，扭杆(4)的外壁与轴承(9)的内圈配合连接，并且轴承(9)的内圈外端面与扭杆
(4)紧密贴合；轴承(5)在扭杆(4)上方，扭杆(4)穿过轴承(5)内圈，通过配合连接，并且轴承
(5)内圈端面与扭杆(4)紧密贴合。扭盘(6)在轴承(5)上方，轴承(5)的外圈嵌入扭盘(6),通
过配合连接。辅助螺母(10)在使用时嵌入扭盘(6)上部的沉孔中。
所述的压力传感器(3)为操作提供可观察的预紧力数值，作为设定预紧力的调节
装置，也作为控制螺母拧紧的控制参数；该压力传感器(3)外径为190mm，较大的内径为
170mm，较小的内径为140mm，压力传感器(3)总高30mm。其上的压力传感器(3)自带显示器，
或者提供连接显示器的接口。
所述的轴承(9)在操作时提供轴向的支撑力，同时使轴承(9)以上的部分和轴承
(9)以下的部分围绕轴心的转动分离；该轴承(9)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径
170mm；
所述的扭杆(4)在操作时为需要被拧紧的螺母提供扭矩；该扭杆(4)的形状构造如
图1所示：主体部分直径为85mm，刚好可以通过轴承内圈，扭杆(4)的最中间留有嵌入螺帽的
六边形通孔。外圈直径为190mm，该部分留有孔，供需要加长力矩时使用；
所述的轴承(5)在操作时提供轴向的支撑力，同时使轴承(5)以上的部分和轴承
(5)以下的部分围绕轴心的转动运动分离；该轴承(5)选用圆锥滚子轴承，内径为85mm，外径
170mm；
所述的扭盘(6)在操作时提供将辅助螺母(10)拧紧的扭矩，同时为该辅助螺母
(10)提供支撑。扭盘(6)的外壁留有孔，供需要加长力矩时使用；该扭盘(6)的形状构造如图
2所示：外径为190mm，大孔的内径为170mm，小通孔的内径为13mm，供螺栓(7)穿过。扭盘(6)
上部有六边形沉孔，用来固定辅助螺母(10)。
所述的辅助螺母(10)在操作时由扭盘(6)提供扭矩，同时由扭盘(6)支撑。该辅助
螺母(10)按照所装配的螺栓(7)选用合适的螺母，即如果装配中为M12的螺栓(7)，即选用
M12螺母即可。
采用本发明的一种螺栓精确预紧装置进行螺栓预紧的方法，按下列步骤进行：
步骤1、将已装上螺母但还未预紧的螺栓(7)穿过该装置的中心，螺母嵌入扭杆(4)
中央的六边形孔，在扭杆(4)不旋转时，螺母原则上可以在该孔内上下自由移动。螺栓(7)的
最上端穿过扭盘(6)中央的通孔，并与嵌入扭盘(6)中央六边形孔的辅助螺母(10)螺纹配合
连接；
步骤2、固定扭杆(4)，转动扭盘(6)，使辅助螺母(10)旋转，此时螺栓(7)被拉紧，直
至压力传感器(3)的压力达到螺栓(7)拧紧所需的预紧力；停止旋转扭盘(6)；
步骤3、固定扭盘(6)，旋转扭杆(4)将螺母拧紧。直至压力传感器(3)上的压力值等
于相应的压力；停止旋转扭杆(4)；
步骤4、固定扭杆(4)，旋转扭盘(6)将辅助螺母(10)拧松，然后移除整个装置，螺栓
(7)全程不旋转，此时螺栓(7)上的压力即等于所需的预紧力。
(3)本发明具有以下优点
1、在螺栓拧紧过程中，本发明通过直接测量螺栓上的轴向力来控制预紧力的施
加，完全避免了通过拧紧力矩来控制预紧力的精度不足问题。
2、该装置结构简单，方便携带，不需要高性能计算机的辅助，成本较低，耗能少，操
作简便，技巧易掌握，同时具备自动化改装使用的潜力。
附图说明
图1为本发明的螺栓精确预紧装置中扭杆的正视图和剖视图。
图2为本发明的螺栓精确预紧装置中扭盘的正视图和剖视图。
图3为本发明的螺栓精确预紧装置的装配体正视图。
图4为本发明的螺栓精确预紧装置的使用状态剖视图。
图中各标号所代表的的部件说明如下：
1：待预紧的部件；2：需要被预紧的部件；3：压力传感器；4：扭杆；5：轴承；6：扭盘；
7：螺栓；8：螺母；9：轴承；10：辅助螺母。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的螺栓精确预紧装置操作实例进行说明。
见图1-4，本发明一种螺栓精确预紧装置,它是由压力传感器3、轴承9、扭杆4、轴承
5、扭盘6、辅助螺母10组成；如图1、2、3、4所示，部件1、2通过螺栓7连接，并通过螺母8进行预
紧。压力测量压力传感器3可自带显示部件，也可通过电路外接有显示部件。压力传感器3全
程与被预紧部件2保持相对静止。轴承9的外圈与压力传感器3内壁配合连接。并保持固定。
轴承9的内圈与扭杆4朝下的凹槽配合，并保持固定。扭杆4朝上的凹槽与轴承5的内圈配合，
并保持固定。轴承5的外圈与扭盘6的内壁配合，并保持固定。
操作时，先将螺栓穿过待预紧的部件1和需要被预紧的部件2中间的通孔，然后拧
上螺母8，使螺母8紧贴需要被预紧的部件2的上表面，但是保持松连接。然后如图将拧紧装
置放置到位。拧上辅助螺母10，并通过旋转扭盘6使辅助螺母10嵌入扭盘6上部的凹槽。固定
扭杆4，并旋转扭盘6，使辅助螺母10拧紧，直至压力传感器3的示数等于预定的预紧力。固定
扭盘6，旋转扭杆4拧紧螺母8，直至压力传感器3的示数变化到预定值。然后固定扭杆4，旋转
扭盘6拧松辅助螺母10，并卸下整个装置。此时螺栓的预紧力为所需要的预紧力。