CN111649860A - 一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,包括套筒手柄、加长杆、套筒头、顶紧机构、预紧力实时采集显示装置;顶紧机构安装在加长杆内部置物容腔中;预紧力实时采集显示装置的超声波测试探头安装在顶紧机构下部;在检测过程中,顶紧机构用于使超声波测试探头保持与螺栓头部紧密接触;超声波测试探头内部设置有一电磁铁,利用电磁线圈能够自由控制超声波测试探头内部电磁铁磁场,在需要吸取螺栓时施加磁场,不需要时关闭磁场,便于对螺栓的拿取和转移;压电晶片直接作用于螺栓顶部,在螺栓旋转过程中能够实时将施加的螺栓预紧力显示在采集系统上,实时监测螺栓安装预紧力变化,并及时做出调整。
Description
技术领域
本发明属于螺栓安装技术领域,具体涉及一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒。
背景技术
在国防工业、航空航天、铁路交通、船舶等众多行业中螺栓发挥着不可或缺的作用。在产品装配环节,大部分零部件及结构需要利用螺栓进行固定,并施加一定的力矩。目前对螺栓预紧力的加载通常采用力矩扳手,而力矩扳手在加载过程中受螺栓、力矩扳手以及人为因素影响,容易产生误差,无法对力矩进行精确的显示和加载,特别是在对间隙要求较高的两个产品之间用螺栓进行安装调整时,螺栓预紧力的加载尤为重要。而现有的超声波预紧力螺栓通常是对螺栓进行加工和改造,每一个螺栓安装一个压电晶片,大大增加了人力和经济成本,而且在螺栓安装过程中由于线缆在螺栓一端,给安装带来了一定的影响。
因此急需研发出一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒来解决以上问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,包括:
套筒手柄;
加长杆;加长杆内部设置有置物容腔;套筒手柄的一端与加长杆的第一端连接;
套筒头;加长杆的第二端与套筒头连接;加长杆内部置物容腔与加长杆内部连通;
便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
顶紧机构;顶紧机构安装在加长杆内部置物容腔中;
预紧力实时采集显示装置;预紧力实时采集显示装置的超声波测试探头安装在顶紧机构下部;在检测过程中,顶紧机构用于使超声波测试探头保持与螺栓头部紧密接触。
优选地,顶紧机构包括:
限位装置;限位装置安装在加长杆内部置物容腔中;
中空钢管;
弹簧上限位片;限位装置与弹簧上限位片一端固定连接;
弹簧下限位片;弹簧下限位片固定安装在超声波测试探头上,限位装置、弹簧上限位片、弹簧下限位片上均设置有通孔;中空钢管可滑动的安装在限位装置的通孔、弹簧上限位片的通孔中;中空钢管的下端穿过弹簧下限位片的通孔后与超声波测试探头固定连接;
弹簧;弹簧套装在中空钢管外壁上,且弹簧的两端分别与弹簧上限位片和弹簧下限位片连接;套筒头作用于螺栓上后,弹簧始终处于压缩状态。
优选地,预紧力实时采集显示装置包括:
压电晶片;
压电晶片信号线;压电晶片信号线的第一端与实时采集显示系统电连接;在加长杆的侧壁上开设有出线孔,压电晶片信号线穿过出线孔再穿过中空钢管后其第二端与压电晶片电连接;
超声波测试探头外壳;弹簧下限位片固定安装在超声波测试探头外壳上;中空钢管与超声波测试探头外壳固定连接;
预紧力实时采集显示系统;预紧力实时采集显示系统置于加长杆外部;压电晶片安装在超声波测试探头外壳的底部;在检测过程中,压电晶片保持与螺栓头部紧密接触。
优选地,便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括软管,软管固定安装在中空钢管内;压电晶片信号线穿过软管设置。
优选地,便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
开关电源;开关电源安装在加长杆侧壁;
电磁线圈;超声波测试探头外壳内设置有置物容腔;电磁线圈安装在超声波测试探头外壳内置物容腔中;
导电体;导电体安装在电磁线圈中;电磁线圈通电后用于吸紧螺栓,并让压电晶片保持与螺栓头部紧密接触;
电磁线圈电源线;电磁线圈电源线的第一端与开关电源电连接,电磁线圈电源线穿过软管后第二端与电磁线圈电连接。
优选地,在导电体的内部填充有环氧树脂,压电晶片安装在环氧树脂的底部内。
优选地,限位装置与加长杆可拆卸式连接。
具体地,开关电源包括开关和纽扣电池。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、超声波测试探头内部设置有一电磁铁,利用电磁线圈能够自由控制超声波测试探头内部电磁铁磁场,在需要吸取螺栓时施加磁场,不需要时关闭磁场,便于对螺栓的拿取和转移。
2、压电晶片直接作用于螺栓顶部,在螺栓旋转过程中能够实时将施加的螺栓预紧力显示在采集系统上,实时监测螺栓安装预紧力变化,并及时做出调整。
3、本发明装置结构简单,体积小,操作方便,可以实现大多数螺栓安装预紧力的实时监测。
附图说明
图1为本申请的装配结构示意图;
图2为本申请的仰视图;
附图:1-套筒手柄,2-开关电源,3-加长杆,4-限位装置,5-出线孔,6-软管,7-压电晶片信号线,8-弹簧上限位片,9-中空钢管,10-弹簧,11-电磁线圈电源线,12-电磁线圈,13-导电体,14-弹簧下限位片,15-超声波测试探头外壳,16-环氧树脂,17-套筒头,18-压电晶片,19-超声波测试探头,20-预紧力实时采集显示系统,21-螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供以下技术方案:
如图1和2所示,一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,包括:
套筒手柄1;
加长杆3;加长杆3内部设置有置物容腔;套筒手柄1的一端与加长杆3的第一端连接;
套筒头17;加长杆3的第二端与套筒头17连接;加长杆3内部置物容腔与加长杆3内部连通;
便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
顶紧机构;顶紧机构安装在加长杆3内部置物容腔中;
预紧力实时采集显示装置;预紧力实时采集显示装置的超声波测试探头19安装在顶紧机构下部;在检测过程中,顶紧机构用于使超声波测试探头19保持与螺栓21头部紧密接触。
在一些实施例中,套筒手柄1的一端与加长杆3的第一端可拆卸式连接,便于收纳和存储。
如图1和2所示,顶紧机构包括:
限位装置4;限位装置4安装在加长杆3内部置物容腔中;
中空钢管9;
弹簧上限位片8;限位装置4与弹簧上限位片8一端固定连接;
弹簧下限位片14;弹簧下限位片14固定安装在超声波测试探头19上,限位装置4、弹簧上限位片8、弹簧下限位片14上均设置有通孔;中空钢管9可滑动的安装在限位装置4的通孔、弹簧上限位片8的通孔中;中空钢管9的下端穿过弹簧下限位片14的通孔后与超声波测试探头19固定连接;
弹簧10;弹簧10套装在中空钢管9外壁上,且弹簧10的两端分别与弹簧上限位片8和弹簧下限位片14连接;套筒头17作用于螺栓21上后,弹簧10始终处于压缩状态。
在一些实施例中,限位装置4可沿加长杆3上下移动一定距离,并可锁紧,具体为:限位装置4包括了锁紧装置(可以为螺钉),在加长杆3上开设有滑槽,限位装置4的一部分伸出滑槽,限位装置4可沿滑槽滑动,且限位装置4可以通过锁紧装置与加长杆3的位置进行锁定,限位装置4是用于调节超声波测试探头位置,以适应不同长度螺栓21的安装需求,保证套筒头17作用在螺栓21上后弹簧10始终处于压缩状态,螺栓21拧紧前超声波测试探头外壳15不会与套筒头17内部顶部接触。
在本实施例中,中空钢管9可沿限位装置4的通孔、弹簧上限位片8的通孔上下滑动。
在本实施例中,弹簧10始终处于压缩状态,当螺栓21进入套筒头17内部后超声波测试探头19可在套筒头17内部上下自由运动压缩弹簧10,超声波测试探头外壳15顶部不会进入加长杆3,限位于套筒头17。
如图1和2所示,预紧力实时采集显示装置包括:
压电晶片18;
压电晶片信号线7;压电晶片信号线7的第一端与实时采集显示系统20电连接;在加长杆3的侧壁上开设有出线孔5,压电晶片信号线7穿过出线孔5再穿过中空钢管9后其第二端与压电晶片18电连接;
超声波测试探头外壳15;弹簧下限位片14固定安装在超声波测试探头外壳15上;中空钢管9与超声波测试探头外壳15固定连接;
预紧力实时采集显示系统20;预紧力实时采集显示系统20置于加长杆3外部;压电晶片18安装在超声波测试探头外壳15的底部;在检测过程中,压电晶片18保持与螺栓21头部紧密接触。
在一些实施例中,超声波测试探头外壳15形成为圆柱体形。
如图1和2所示,便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括软管6,软管6固定安装在中空钢管9内;压电晶片信号线7穿过软管6设置。
如图1和2所示,便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
开关电源2;开关电源2安装在加长杆3侧壁;
电磁线圈12;超声波测试探头外壳15内设置有置物容腔;电磁线圈12安装在超声波测试探头外壳15内置物容腔中;
导电体13;导电体13安装在电磁线圈12中;电磁线圈12通电后用于吸紧螺栓21,并让压电晶片18保持与螺栓21头部紧密接触;
电磁线圈电源线11;电磁线圈电源线11的第一端与开关电源2电连接,电磁线圈电源线11穿过软管6后第二端与电磁线圈12电连接。
在一些实施例中,导电体13形成为圆环柱状结构。
如图1和2所示,在导电体13的内部填充有环氧树脂16,压电晶片18安装在环氧树脂16的底部内。
在本实施例中,压电晶片18位于环氧树脂16的底部中央,压电晶片18除底部裸露外其余部分被环氧树脂16封装包裹。
如图1和2所示,限位装置4与加长杆3可拆卸式连接。
具体地,开关电源2包括开关和纽扣电池。
本申请工作时候,压电晶片18与直接作用于螺栓21顶部,电磁线圈12上电,导电体13被磁化,将螺栓21紧紧吸引在探头上,便于螺栓21拾取。
将螺栓21放入螺纹孔中,关闭开关电源2,套筒头17作用于螺栓21上后,弹簧10始终处于压缩状态,此时探头19下表面始终与螺栓21紧密接触。
旋转套筒手柄1前给压电晶片18通电,压电晶片18发送一个脉冲,该脉冲信号通过螺栓21顶部被螺栓21底部反射回来后,会得到一个脉冲时间间隔。旋转手柄1,螺栓21开始旋转进入螺孔,超声波测试探头19和中空钢管9、软管6整体向上移动,弹簧10受到向上的力,同时将一反作用力作用于超声波测试探头外壳15上,保证超声波测试探头19始终与螺栓21接触,螺栓21预紧力开始施加后,螺栓21被拉长,螺栓21顶部到底部的距离增加,发射-接收脉冲信号的时间间隔增加,两个脉冲信号通过信号线缆7传输到预紧力实时采集显示系统20进行信号的采集和解算,最终得出预紧力并显示在预紧力实时采集显示系统20上。通过预紧力实时采集显示系统20显示的预紧力的数值可实时调节螺栓21的安装。
根据螺栓21长度和螺纹孔深度的不同,可以调节限位装置4在加长杆3上的位置,用于调节超声波测试探头在套筒头17内部的位置,以适应不同长度螺栓21的安装需求,保证套筒头17作用在螺栓21上后弹簧10始终处于压缩状态,螺栓21拧紧前超声波测试探头外壳15不会与套筒头17内部顶部接触。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,包括:
套筒手柄(1);
加长杆(3);加长杆(3)内部设置有置物容腔;套筒手柄(1)的一端与加长杆(3)的第一端连接;
套筒头(17);加长杆(3)的第二端与套筒头(17)连接;加长杆(3)内部置物容腔与加长杆(3)内部连通;
其特征在于,便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
顶紧机构;顶紧机构安装在加长杆(3)内部置物容腔中;
预紧力实时采集显示装置;预紧力实时采集显示装置的超声波测试探头(19)安装在顶紧机构下部;在检测过程中,顶紧机构用于使超声波测试探头(19)保持与螺栓(21)头部紧密接触。
2.根据权利要求1所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:顶紧机构包括:
限位装置(4);限位装置(4)安装在加长杆(3)内部置物容腔中;
中空钢管(9);
弹簧上限位片(8);限位装置(4)与弹簧上限位片(8)一端固定连接;
弹簧下限位片(14);弹簧下限位片(14)固定安装在超声波测试探头(19)上,限位装置(4)、弹簧上限位片(8)、弹簧下限位片(14)上均设置有通孔;中空钢管(9)可滑动的安装在限位装置(4)的通孔、弹簧上限位片(8)的通孔中;中空钢管(9)的下端穿过弹簧下限位片(14)的通孔后与超声波测试探头(19)固定连接;
弹簧(10);弹簧(10)套装在中空钢管(9)外壁上,且弹簧(10)的两端分别与弹簧上限位片(8)和弹簧下限位片(14)连接;套筒头(17)作用于螺栓(21)上后,弹簧(10)始终处于压缩状态。
3.根据权利要求2所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:预紧力实时采集显示装置包括:
压电晶片(18);
压电晶片信号线(7);压电晶片信号线(7)的第一端与实时采集显示系统(20)电连接;在加长杆(3)的侧壁上开设有出线孔(5),压电晶片信号线(7)穿过出线孔(5)再穿过中空钢管(9)后其第二端与压电晶片(18)电连接;
超声波测试探头外壳(15);弹簧下限位片(14)固定安装在超声波测试探头外壳(15)上;中空钢管(9)与超声波测试探头外壳(15)固定连接;
预紧力实时采集显示系统(20);预紧力实时采集显示系统(20)置于加长杆(3)外部;压电晶片(18)安装在超声波测试探头外壳(15)的底部;在检测过程中,压电晶片(18)保持与螺栓(21)头部紧密接触。
4.根据权利要求3所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括软管(6),软管(6)固定安装在中空钢管(9)内;压电晶片信号线(7)穿过软管(6)设置。
5.根据权利要求3所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:便携式螺栓安装预紧力测试套筒还包括:
开关电源(2);开关电源(2)安装在加长杆(3)侧壁;
电磁线圈(12);超声波测试探头外壳(15)内设置有置物容腔;电磁线圈(12)安装在超声波测试探头外壳(15)内置物容腔中;
导电体(13);导电体(13)安装在电磁线圈(12)中;电磁线圈(12)通电后用于吸紧螺栓(21),并让压电晶片(18)保持与螺栓(21)头部紧密接触;
电磁线圈电源线(11);电磁线圈电源线(11)的第一端与开关电源(2)电连接,电磁线圈电源线(11)穿过软管(6)后第二端与电磁线圈(12)电连接。
6.根据权利要求5所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:在导电体(13)的内部填充有环氧树脂(16),压电晶片(18)安装在环氧树脂(16)的底部内。
7.根据权利要求2所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:限位装置(4)与加长杆(3)可拆卸式连接。
8.根据权利要求5所述的一种便携式螺栓安装预紧力测试套筒,其特征在于:开关电源(2)包括开关和纽扣电池。
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