CN110006575A - 一种自监控螺栓 - Google Patents

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张涛涛
钟泽宇
曹武
谢鹏程
谭锋
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    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/32—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring the deformation in a solid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K13/00—Thermometers specially adapted for specific purposes
    • G—PHYSICS
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
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Abstract

本发明公开了一种自监控螺栓，所述自监控螺栓上开设有检测孔，所述检测孔中嵌设有传感器。与现有技术相比，本发明的一种自监控螺栓，能够自动监控设备在服役运行过程中局部位置的应力、应变和温度等核心参数，依据这些自监控数据可以评估设备在服役运行过程中的强度、刚度和温升指标，在大检周期或小检周期到来前，根据螺栓自监控的数据确定检修部位，可避免检修的盲目性，并提高检修效率；其次通过采集螺栓自监控数据，可提前预知局部位置的运行情况，并对设备的危险位置采取相应措施，避免整个设备发生失效。

Description

一种自监控螺栓
技术领域
本发明涉及螺栓，特别涉及一种自监控螺栓。
背景技术
在石油管道的特种设备(如换热器和压缩机等)和航空航天的单机设备(如弹载任务机和火控箱等)中，设备对强度、刚度和温升要求较严格，因此这类设备通常需安排大检周期和小检周期。无论是大修周期还是小修周期，都需要将设备拆散进行各种实验检测以确定设备服役运行状况，特别是检测局部位置的强度、刚度和温升情况，然后评估设备的综合性能，再根据评估结果确定更换零件、维修及组装，最后调试运行设备。整个检测过程具有一定的盲目性和耗时性，效率较低，而且在反复拆装过程中对紧固件性能有一定影响。有鉴于此，本发明人经过深入研究，得到一种自监控螺栓。
发明内容
本发明的目的是提供一种自监控螺栓，其能够实现对设备局部位置的应力、应变和温度等核心参数的自动监控，从而避免检修的盲目性，提高检修效率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自监控螺栓，所述自监控螺栓上开设有检测孔，所述检测孔中嵌设有传感器。
进一步的改进：所述传感器至少包括光热感温控器、压力传感器和应变传感器中的一种或几种。
进一步的改进：所述传感器连接有外接电线，所述自监控螺栓的表面具有供所述外接电线布线的凹槽。
进一步的改进：所述自监控螺栓包括相互连接的螺栓头和光杆，所述螺栓头和光杆上分别开设有所述检测孔。
进一步的改进：所述螺栓头的下表面设有所述检测孔。
进一步的改进：所述螺杆头的下表面所设的检测孔包括第一检测孔和第二检测孔，所述第一检测孔中嵌设压力传感器，所述第二检测孔中嵌设应变传感器。
进一步的改进：所述光杆的侧部设有所述检测孔。
进一步的改进：所述光杆的侧部所设的检测孔中嵌设光热感温控器。
进一步的改进：所述光杆的侧部所设的检测孔包括第三检测孔和第四检测孔，所述第三检测孔和第四检测孔中分别嵌设有所述光热感传感器。
进一步的改进：所述第三检测孔和第四检测孔分别设于所述光杆的相对的面上且高度位置错开。
与现有技术相比，利用本发明的一种自监控螺栓，能够自动监控设备在服役运行过程中局部位置的应力、应变和温度等核心参数，依据这些自监控数据可以评估设备在服役运行过程中的强度、刚度和温升指标，在大检周期或小检周期到来前，根据螺栓自监控的数据确定检修部位，可避免检修的盲目性，并提高检修效率；其次通过采集螺栓自监控数据，可提前预知局部位置的运行情况，并对设备的危险位置采取相应措施，避免整个设备发生失效。
附图说明
图1是本发明涉及一种自监控螺栓的一侧面的结构示意图。
图2是本发明涉及一种自监控螺栓的另一侧面的结构示意图
图3是本发明涉及一种自监控螺栓的俯视图。
图4是本发明涉及一种自监控螺栓的底盒的结构示意图。
图中
螺栓头-1；第一检测孔-11；第二检测孔-12；
光杆-2；第三检测孔-21；第四检测孔-22；
盒体-31；大弹簧-32；小弹簧-33。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1、图2所示，一种自监控螺栓，所述自监控螺栓上开设有检测孔，所述检测孔中嵌设有传感器，此处的传感器至少包括光热感温控器、压力传感器和应变传感器中的一种或几种，每一个传感器需要对应一个检测孔，传感器插入检测孔中即完成其嵌入过程。
本实施例的自监控螺栓应用在石油管道特种设备和航空航天的单机设备的紧固连接件中，能够及时监控设备在运行中的应力、应变和温升情况。
需要指出的是：所述光热感温控器、压力传感器和应变传感器均为现有设备，能够通过市场采购的方式获得。
进一步，所述传感器连接有外接电线，用于实时采集传感器的检测数据，为了便于布线，所述自监控螺栓的表面具有供所述外接电线布线的凹槽，外接电线从凹槽中经过，当然，由于外接电线的直径较小，即便不设置凹槽，也不会对螺栓的正常使用造成较大影响。
进一步，所述自监控螺栓包括相互连接的螺栓头1和光杆2，所述螺栓头1和光杆2上分别开设有所述检测孔。
所述螺杆头的下表面所设的检测孔包括第一检测孔11和第二检测孔12，此处的下表面设置螺栓头1的垫圈面，所述第一检测孔11中嵌设压力传感器，所述第二检测孔12中嵌设应变传感器。在垫圈面部位设置压力传感器和应变传感器能够准确检测螺栓处的压力和应力变化。
所述光杆2的侧部所设的检测孔包括第三检测孔21和第四检测孔22，所述第三检测孔21和第四检测孔22中分别嵌设有光热感传感器。光热感温控器能够实现对温度的实时监测。
进一步，为了更加全面地对温度进行监测，所述第三检测孔21和第四检测孔22分别设于所述光杆2的相对的面上且高度位置错开，从而实现了对光杆2不同侧面和不同位置的温度监测，同时提升检测的准确性。
通过设置压力传感器、应变传感器和光热感温控器能够全面对螺栓设置处的强度、刚度和温升情况进行监测，为检修提供数据支持，这一方面可避免检修的盲目性，提升检修的效率；另一方面通过采集螺栓自监控数据，可提前预知局部位置的运行情况，并对设备危险位置采取相应措施，避免整个设备发生失效，给企业造成重大损失。
作为补充，为便于压力传感器和应变传感器的安装，在所述第一检测孔11和第二检测孔12中设置双弹簧组件底盒，如图3所示，双弹簧组件底盒包括盒体31、大弹簧32和小弹簧33，大弹簧32的长度长弹性系数小，小弹簧33长度短弹性系数大，大弹簧32套于小弹簧33上，大弹簧32和小弹簧33均固定于盒体31中，所述双弹簧组件底盒固定于检测孔的孔底，具体可以通过设置卡扣的方式实现固定，传感器固定于盒体31上，这样的设置能够提高法向和轴向的检测精度。
上述对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员理解和使用本发明，熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自监控螺栓，其特征在于：所述自监控螺栓上开设有检测孔，所述检测孔中嵌设有传感器。
2.根据权利要求1所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述传感器至少包括光热感温控器、压力传感器和应变传感器中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述传感器连接有外接电线，所述自监控螺栓的表面具有供所述外接电线布线的凹槽。
4.根据权利要求1所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述自监控螺栓包括相互连接的螺栓头(1)和光杆(2)，所述螺栓头(1)和光杆(2)上分别开设有所述检测孔。
5.根据权利要求4所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述螺栓头(1)的下表面设有所述检测孔。
6.根据权利要求5所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述螺杆头的下表面所设的检测孔包括第一检测孔(11)和第二检测孔(12)，所述第一检测孔(11)中嵌设压力传感器，所述第二检测孔(12)中嵌设应变传感器。
7.根据权利要求4所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述光杆(2)的侧部设有所述检测孔。
8.根据权利要求7所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述光杆(2)的侧部所设的检测孔中嵌设光热感温控器。
9.根据权利要求8所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述光杆(2)的侧部所设的检测孔包括第三检测孔(21)和第四检测孔(22)，所述第三检测孔(21)和第四检测孔(22)中分别嵌设有所述光热感传感器。
10.根据权利要求9所述一种自监控螺栓，其特征在于：所述第三检测孔(21)和第四检测孔(22)分别设于所述光杆(2)的相对的面上且高度位置错开。
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