CN110595662A - 一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，包括：对连接后的待检测螺栓进行增拧；利用角度扭矩复合传感器检测增拧过程中的角位移值和扭矩值；利用带有扭矩检测系统软件系统的工控机对检测角位移值和扭矩值进行实时显示、监控和记录，并通过工控机预先设置最大增拧角度，当感测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警，记录此时的扭矩值，即为待检测螺栓的实际扭矩。此外，本发明还提供了一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置。本发明操作简便、准确，为螺栓拧紧后实际扭矩检查、后续复拧及产品设计时的后续改进提供了依据。

Description

一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种螺栓连接后实际扭矩检测方法及装置，具体涉及一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法及装置。

背景技术

轨道车辆运营后，需要检查车辆紧固件是否松动，“剩余”的扭矩值多少，是否需要复拧。目前的检测方式主要有以下两种：一、普通扭矩扳手扭矩值递增检测法：通过普通扭矩扳手逐级增加扭矩值进行检测，该方法一方面检测精度偏低，另一方面检测后可能会导致螺栓过拧，甚至可能会导致此处连接结构报废；二、数显扭矩扳手增拧法：通过数显扭矩扳手增拧微小角度，实时显示扭矩，发现螺栓出现微小转动时，即认为此时扭矩为螺栓拧紧后的实际扭矩，该方法过于依赖检测者的经验积累，增拧的角度无法控制，检测精度无法保证。因而，这两种检测方式检测误差都比较大，很难准确地检测出已连接紧固件的实际扭矩值。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单、实用性强、检测可靠的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法及装置，以解决现有技术中存在的检测精度偏低、过于依赖检测者的经验、增拧角度无法控制以及螺栓过拧等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，所述方法包括以下步骤：

对连接后的待检测螺栓进行增拧；

感测增拧过程中的角位移值和扭矩值；

对感测到的角位移值和扭矩值进行实时显示、监控和记录，并预先设置最大增拧角度，当检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警，记录此时的扭矩值，即为待检测螺栓的实际扭矩。

进一步地，利用角度扭矩复合传感器检测增拧过程中的角位移值和扭矩值。

进一步地，利用带有扭矩检测系统软件系统的工控机实时显示、监控和记录检测到的角位移值和扭矩值，并在检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警。

另一方面，本发明提供了一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，该装置包括套筒、角度扭矩复合传感器、棘轮扳手、防跟转机构和工控机，

套筒一端设置为可匹配地套接在待检测螺栓的头部或与待检测螺栓配合的螺母上，另一端设置为可固定安装在角度扭矩复合传感器的一侧；

棘轮扳手设置为可固定安装在角度扭矩复合传感器的另一侧；

防跟转机构与角度扭矩复合传感器固定连接，防止在使用棘轮扳手增拧时角度扭矩复合传感器跟随棘轮扳手一起转动；

角度扭矩复合传感器用于检测增拧过程中的角位移值和扭矩值，并将其传输至工控机；

工控机实时显示、监控和记录检测到的角位移值和扭矩值，并在检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警，此时所记录和显示的扭矩值即为待检测螺栓的实际扭矩。

进一步地，所述工控机内安装有扭矩检测系统软件系统，所述扭矩检测系统软件系统设置为在检测到的角位移值达到最大增拧角度时使工控机自动报警。

进一步地，所述防跟转机构包括档杆、档杆安装座和调节手柄，档杆安装座与角度扭矩复合传感器固定连接，档杆可调节地安装在档杆安装座上，调节手柄用于调节档杆的长度和方向。

进一步地，所述套筒的另一端能够可拆卸地固定安装在角度扭矩复合传感器的一侧。

进一步地，所述套筒可根据不同规格待检测螺栓进行更换。

进一步地，所述角度扭矩复合传感器设置有棘轮扳手安装端，所述棘轮扳手的方隼能够卡合在所述棘轮扳手安装端。

进一步地，所述角度扭矩复合传感器的扭矩检测精度为±0.02%，角度检测精度为±1%。

进一步地，本发明的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置的扭矩检测范围为0-500 N·m。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：（1）操作简单、实用性强、检测可靠，可准确地检测螺栓微小转动角度和实时扭矩值；（2）可实现角度、扭矩施加过程中的全程监控、显示及记录；（3）确保增拧角度的统一，避免现有技术过于依赖于经验，造成检测结果不准确；（4）检测过程中，达到预设的最大增拧角度时，会进行报警，避免造成过拧；（5）检测高速有效，可实现批量检测，而且对数据可进行追溯。

附图说明

图1为本发明实施例的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置的结构示意图；

图2为图1所示装置的分解示意图。

附图标记为：1套筒；2角度扭矩复合传感器；3棘轮扳手；4挡杆；5挡杆安装座；6调节手柄；7数据传输线；8工控机；9紧固件；10扭矩检测系统软件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本发明通过增拧法来检测螺栓实际扭矩。在一实施例中，本发明提供了一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，所述方法包括以下步骤：

对连接后的待检测螺栓进行增拧；

检测增拧过程中的角位移值和扭矩值；

对检测到的角位移值和扭矩值进行实时显示、监控和记录，并预先设置最大增拧角度，当检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警，记录此时的扭矩值，即为待检测螺栓的实际扭矩。

上述方法可利用一种基于复合传感器开发的能够实时检测螺纹微小转动角度及扭矩输出值的检测装置来实现。

一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，如图1至2所示，包括套筒1、角度扭矩复合传感器2、棘轮扳手3、防跟转机构和工控机8。

套筒1一端设置为可匹配地套接在待检测螺栓的头部或与待检测螺栓配合的螺母上，另一端可通过螺纹连接等可拆卸方式固定安装到角度扭矩复合传感器2的一侧。

套筒1采用标准套筒，可以针对不同规格待检测螺栓选择适用规格的套筒。

棘轮扳手3设置为可固定安装在角度扭矩复合传感器2的另一侧，通过转动棘轮扳手3可对待检测螺栓进行增拧。在本实施例中，在角度扭矩复合传感器2另一侧设置有棘轮扳手安装端，棘轮扳手3的方隼可以卡合在棘轮扳手安装端。

防跟转机构主要包括挡杆4、挡杆安装座5和调节手柄6。档杆安装座5通过两个紧固件9（如图2所示）固定连接至角度扭矩复合传感器2，也可以采用其它结构实现档杆安装座5与角度扭矩复合传感器2的固定。档杆安装座5设置有插孔，插孔由圆弧部和两个耳部构成，圆弧部用于使档杆4插入，两个耳部其中一个贯穿设置有螺纹内孔，调节手柄6设置有与螺纹内孔匹配的螺纹段。操作时，旋松调节手柄6，调整档杆4的长度、方向，然后再旋紧调节手柄6对档杆4进行固定。除上述结构外，调节手柄6也可以采用现有技术的其他安装结构。

档杆4和挡杆安装座5主要作用为限制角度扭矩复合传感器2的自由度，防止角度扭矩复合传感器2在使用棘轮扳手3增拧时发生跟转，其利用的是周围其它机械部件对档杆4的限制作用。调节手柄5主要作用为根据不同工况调节档杆4的长度、方向以适用于不同轨道车辆的机械结构。

角度扭矩复合传感器2与工控机8通过数据传输线7，例如OTG数据传输线相连接，通过USB端口实现数据传输以及供电。角度扭矩复合传感器2用于检测增拧过程中的角位移值和扭矩值，其可以对增拧角度和施加扭矩进行高精度检测，扭矩检测精度为±0.02%，角度检测精度为±1%。

工控机8实时显示、监控、记录角度扭矩复合传感器2感测到的螺栓、螺母等的角位移值及扭矩输出值。工控机8内安装有扭矩检测系统软件10。扭矩检测系统软件10经编程以控制工控机8实现如下操作：通过工控机8预先设置最大增拧角度（其值由大量试验及分析确定），当角度扭矩复合传感器2感测到的角位移值达到最大增拧角度时工控机8自动报警，此时工控机8屏幕上显示记录的扭矩值，该扭矩值是增拧角度过程中输出的最大扭矩值，即待检测螺栓的实际扭矩。通过扭矩检测系统软件10还可以使工控机8输出定制化的数据表格和扭矩变化图表以便于现场查看及相关扭矩技术分析。

本发明检测装置能够实时检测螺纹微小转动角度及扭矩输出值，检测扭矩范围广，可达0-500 N·m。

下面给出使用本发明实施例的检测装置检测六角螺栓连接后的实际扭矩，具体步骤如下：

（1）安装棘轮扳手3，将棘轮扳手的方隼卡在角度扭矩复合传感器2的棘轮扳手安装端；

（2）根据待检测螺栓规格选择适用规格套筒1，并将套筒1对准套在待检测螺栓的六角头部（也可以检测与检测螺栓匹配的螺母）；

（3）调节防跟转机构中挡杆4的长度，确保档杆4自由度可被限制，避免拧紧时出现角度扭矩复合传感器2跟转；

（4）打开工控机8，设置最大增拧角度等参数；

（5）先顺时针转动棘轮扳手3（沿增拧方向），待角度扭矩复合传感器2由于档杆4限制不会再跟转时，再转动棘轮扳手3进行增拧，这时就会有实时扭矩值和角位移值显示在工控机8屏幕上；

（6）当角位移值达到最大增拧角度时，工控机8报警，并将检测到的扭矩值及扭矩变化曲线等信息显示在工控机8屏幕上；

（7）查看记录的结果，根据需要导出数据。

（8）更换套筒1继续测量后续其它螺栓。

本发明操作简便、准确，能够为螺栓拧紧后实际扭矩检查、后续复拧以及产品设计时的后续改进提供依据。

以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

对连接后的待检测螺栓进行增拧；

检测增拧过程中的角位移值和扭矩值；

对检测到的角位移值和扭矩值进行实时显示、监控和记录，并预先设置最大增拧角度，当检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警，记录此时的扭矩值，即为待检测螺栓的实际扭矩。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，其特征在于，利用角度扭矩复合传感器检测增拧过程中的角位移值和扭矩值。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测方法，其特征在于，利用带有扭矩检测系统软件系统的工控机实时显示、监控和记录检测到的角位移值和扭矩值，并在检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警。

4.一种轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，包括套筒、角度扭矩复合传感器、棘轮扳手、防跟转机构和工控机，

套筒一端设置为可匹配地套接在待检测螺栓的头部或与待检测螺栓配合的螺母上，另一端设置为可固定安装在角度扭矩复合传感器的一侧；

棘轮扳手设置为可固定安装在角度扭矩复合传感器的另一侧；

防跟转机构与角度扭矩复合传感器固定连接，防止在使用棘轮扳手增拧时角度扭矩复合传感器跟随棘轮扳手一起转动；

角度扭矩复合传感器用于检测增拧过程中的角位移值和扭矩值，并将其传输至工控机；

工控机实时显示、监控和记录检测到的角位移值和扭矩值，并在检测到的角位移值达到最大增拧角度时自动报警并记录和显示此时的扭矩值。

5.根据权利要求4所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述工控机内安装有扭矩检测系统软件系统，所述扭矩检测系统软件系统设置为在感测到的角位移值达到最大增拧角度时使工控机自动报警。

6.根据权利要求4所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述防跟转机构包括档杆、档杆安装座和调节手柄，档杆安装座与角度扭矩复合传感器固定连接，档杆可调节地安装在档杆安装座上，调节手柄用于调节档杆的长度和方向。

7.根据权利要求4所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述套筒的另一端能够可拆卸地固定安装在角度扭矩复合传感器的一侧。

8.根据权利要求7所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述套筒可根据不同规格待检测螺栓进行更换。

9.根据权利要求4所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述角度扭矩复合传感器设置有棘轮扳手安装端，所述棘轮扳手的方隼能够卡合在所述棘轮扳手安装端。

10.根据权利要求4所述的轨道车辆螺栓连接后实际扭矩检测装置，其特征在于，所述角度扭矩复合传感器的扭矩检测精度为±0.02%，角度检测精度为±1%。