CN112377506B - 一种智能螺母套件的使用方法 - Google Patents

一种智能螺母套件的使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种智能螺母套件的使用方法，包括以下步骤：S1：调整智能螺母的检测精度；S2：将智能螺母套装在原生螺栓上；S3：旋紧智能螺母；S4：反转智能螺母；S5：将同步元件锁定在智能螺母与原生螺母上。采用以上技术方案的一种智能螺母套件的使用方法，智能螺母能够便捷地加装在原生螺栓和原生螺母上，不用拆除原生螺母，装配简单，成本低廉；通过设置同步元件，使智能螺母只会与原生螺母同步转动，不会出现仅有智能螺母单独松动的情况，避免发出错误警报；同时，螺母主体即使仅仅发生微小的转动，摩擦转动元件也会发生较大幅度的转动，能够准确地被检测装置识别，因此，松动预警灵敏度极高，能够应用到具有严苛要求的工作场景中。

Description

一种智能螺母套件的使用方法
技术领域
本发明涉及智能螺纹连接件技术领域，具体涉及一种智能螺母套件的使用方法。
背景技术
螺母与螺栓配合紧固是最常见的连接紧固方式之一，广泛应用于机械、化工、风力发电、铁路桥梁和建筑结构等诸多领域，由于螺栓连接属于可拆卸连接，在使用过程中螺栓所承受的载荷会发生波动，因此，长期使用以后螺母很可能会发生松动。对于部分应用场景，是不能接受螺母发生松动的，即使微小的松动都可能带来严重的影响。
因而，市面上应运而生了一系列智能螺母，能够加装在原生螺母上，实时检测原生螺母，一旦原生螺母发生松动，就即刻会发出警报，以便于人们快速识别，进行检修和维护。
但是，这些智能螺母由于结构设计的问题，不仅灵敏度不高，难以检测到原生螺母微小的松动；而且智能螺母有时并不能真正识别原生螺母是否发生松动，有的情况是原生螺母并未发生松动，仅仅是智能螺母自身发生松动，依然会发出警报，这种警报属于误导信号，浪费人力物力。
解决以上问题成为当务之急。
发明内容
为解决以上的技术问题，本发明提供了一种智能螺母套件的使用方法。
其技术方案如下：
一种智能螺母套件的使用方法，其要点在于，所述智能螺母套件包括智能螺母和与智能螺母相适应的同步元件，所述智能螺母套件的使用方法包括以下步骤：
S1：调整智能螺母的检测精度；
S2：将智能螺母套装在原生螺栓上；
S3：旋紧智能螺母，使智能螺母的端面与原生螺母的端面抵接；
S4：反转智能螺母，使智能螺母的各侧壁与原生螺母的各侧壁齐平，其中，智能螺母的反转角度小于60°；
S5：将同步元件锁定在智能螺母与原生螺母上，使智能螺母与原生螺母能够在原生螺栓上同步转动；
其中，所述智能螺母包括具有内螺纹孔的螺母主体，该螺母主体的内部可转动地安装有与原生螺栓的外螺纹相适应的摩擦转动元件，该摩擦转动元件的外缘与原生螺栓的外螺纹抵接；
当螺母主体相对原生螺栓转动时，能够带动摩擦转动元件转动，同时检测装置将检测到摩擦转动元件转动的信息通过信号传输装置向外传输。
采用以上方法，智能螺母能够便捷地加装在原生螺栓和原生螺母上，不用拆除原生螺母，不仅装配简单，而且降低了成本；通过设置同步元件，使智能螺母只会与原生螺母同步转动，不会出现仅有智能螺母单独松动的情况，避免发出错误警报，保证了松动预警的稳定性和可靠性，同时，由于摩擦转动元件的转动半径远小于螺母主体的转动半径，螺母主体即使仅仅发生微小的转动，摩擦转动元件也会发生较大幅度的转动，能够准确地被检测装置识别，因此，智能螺母的松动预警灵敏度极高，能够应用到具有严苛要求的工作场景中。
作为优选：所述检测装置包括转动传感器触发开关和信号处理模块，所述转动传感器触发开关包括开关壳体以及可转动地穿设在开关壳体上的开关转轴，所述开关壳体中具有同轴设置的触发环和旋转指针，所述触发环由交替设置的导通区和非导通区组成，所述导通区和旋转指针均采用导电材质制成，所述非导通区采用绝缘材质制成，所述触发环和旋转指针中，一个固定安装在开关壳体中，另一个固套在开关转轴上；
当旋转指针相对转动至任一非导通区，转动传感器触发开关断开；当旋转指针相对转动至任一导通区，转动传感器触发开关导通，信号处理模块将摩擦转动元件信息通过信号传输装置向外传输。
采用以上结构，通过调整旋转指针在非导通区的初始位置，能够准确地控制转动传感器触发开关的转动导通角度，从而实现精确控制转动传感器的检测精度，精度调节过程通过转动开关转轴即可完成，操作简单，即使普通安装工人也可根据实际需求独立完成。
作为优选：所述触发环、旋转指针、信号处理模块和信号传输装置与电池U、光电耦合开关U1、场效应管Q1和复位开关S1组成传感器控制电路；
触发环的各导通区均与电池U的正极连接，旋转指针依次串联电阻R1、电阻R2和复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R1和电阻R2的公共端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的源极串联复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R3串联光电耦合开关U1的发光器后与信号处理模块和信号传输装置并联在电池U的正极和场效应管Q1的漏极之间，光电耦合开关U1的受光器的两端分别与电池U的正极以及旋转指针和电阻R1的公共端连接。
采用以上结构，转动传感器触发开关发生第一次导通以后，转动传感器触发开关即使再次断开，电池U仍然会持续对信号处理模块和信号传输装置供电，信号处理模块和信号传输装置会持续处于启动状态，不会断电，除非人为断开复位开关S1或电池U电量耗尽，以便于人们准确定位被触发过的转动传感器。
作为优选：所述触发环固定安装在开关壳体中，所述旋转指针固套在开关转轴上，所述螺母主体上设置有对位指示标识，所述开关转轴的一端从对位指示标识的中心位置穿出，所述对位指示标识上设置有分别与各导通区一一对应的导通区标识和分别与各非导通区一一对应的非导通区标识。采用以上结构，便于操作工人直观地进行精度调节。
作为优选：所述开关转轴的一端端面上凹陷形成有一字槽，该一字槽的延伸方向与旋转指针的指向一致。采用以上结构，一字槽的指向就是旋转指针的指向，与对位指示标识配合，能够非常直观地调节开关启动精度，同时一字槽的结构也便于转动开关转轴。
作为优选：所述摩擦转动元件为固套在开关转轴上的摩擦滚轮，该摩擦滚轮的外缘与原生螺栓的外螺纹抵接。采用以上结构，摩擦滚轮摩擦力大，不容易发生打滑，结构简单可靠，成本低廉。
作为优选：所述摩擦转动元件包括可转动地安装有与原生螺栓的外螺纹相适应的摩擦齿轮以及固套在开关转轴上的检测齿轮，所述摩擦齿轮的外缘与原生螺栓的外螺纹抵接，所述检测齿轮与摩擦齿轮啮合，且检测齿轮的直径小于摩擦齿轮的直径。采用以上结构，由于摩擦齿轮的转动半径远小于螺母主体的转动半径，并且检测齿轮的直径小于摩擦齿轮的直径，属于大齿轮带动小齿轮，因此，螺母主体即使仅仅发生微小的转动，检测齿轮也会发生较大幅度的转动，能够准确地被检测装置识别，进一步提高了松动预警的灵敏度。
作为优选：所述信号传输装置为无线信号传输模块，所述螺母主体的内部设置有用于向转动传感器触发开关、信号处理模块和无线信号传输模块供电的电池。采用以上结构，无线信号传输模块相对于有线传输，使用起来更加方便，易于装配，同时配合利用内置的电池供电，使整体结构更加紧凑。
作为优选：所述螺母主体包括呈环形槽状结构的螺母壳体以及呈环状结构的螺母盖体，所述螺母壳体的内侧槽壁为形成外螺纹的圆环形结构，该螺母壳体的外侧槽壁为正六边环形结构，所述螺母盖体盖合在螺母壳体上，并合围形成容置空间，所述摩擦转动元件、检测装置和信号传输装置均设置在容置空间中。采用以上结构，结构简单可靠，易于装配摩擦转动元件、检测装置和信号传输装置。
作为优选：所述同步元件具有与螺母主体相适应的锁定槽，该锁定槽的槽底开设有与原生螺栓相适应的螺栓过孔，所述锁定槽的深度至少大于螺母主体的厚度，所述螺母主体和原生螺母能够同时嵌入锁定槽中。采用以上结构，结构简单可靠，易于装配，保证了螺母主体和原生螺母能够在原生螺栓上同步转动。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
采用以上技术方案的一种智能螺母套件的使用方法，思路新颖，设计巧妙，易于实现，智能螺母能够便捷地加装在原生螺栓和原生螺母上，不用拆除原生螺母，不仅装配简单，而且降低了成本；通过设置同步元件，使智能螺母只会与原生螺母同步转动，不会出现仅有智能螺母单独松动的情况，避免发出错误警报，保证了松动预警的稳定性和可靠性，同时，由于摩擦转动元件的转动半径远小于螺母主体的转动半径，螺母主体即使仅仅发生微小的转动，摩擦转动元件也会发生较大幅度的转动，能够准确地被检测装置识别，因此，智能螺母的松动预警灵敏度极高，能够应用到具有严苛要求的工作场景中。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为智能螺母套件的使用状态示意图；
图3为图2的爆炸图；
图4为智能螺母的结构示意图；
图5为智能螺母套件实施例1与原生螺母和原生螺栓的的配合关系示意图；
图6为智能螺母实施例1的内部结构示意图；
图7为智能螺母套件实施例2与原生螺母和原生螺栓的的配合关系示意图；
图8为智能螺母实施例2与原生螺母和原生螺栓的配合关系示意图；
图9为智能螺母实施例2的结构示意图；
图10为传感器控制电路的电路图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种智能螺母套件的使用方法，包括以下步骤：
S1：调整智能螺母的检测精度；
S2：将智能螺母套装在原生螺栓1上；
S3：旋紧智能螺母，使智能螺母的端面与原生螺母2的端面抵接；
S4：反转智能螺母，使智能螺母的各侧壁与原生螺母2的各侧壁齐平，其中，智能螺母的反转角度小于60°；
S5：将同步元件8锁定在智能螺母与原生螺母2上，使智能螺母与原生螺母2能够在原生螺栓1上同步转动。
请参见图2和图3，能够更好地锁定工件13，紧固性更好，减小发生松动的可能性，原生螺母2和工件13之间设置有垫片12。
请参见图2-图9，智能螺母套件包括智能螺母和与智能螺母相适应的同步元件8，同步元件8能够将智能螺母锁定原生螺母2上，使智能螺母与原生螺母2能够在原生螺栓1上同步转动。
智能螺母包括具有内螺纹孔3a的螺母主体3，螺母主体3包括呈环形槽状结构的螺母壳体3’以及呈环状结构的螺母盖体3”，螺母壳体3’的内侧槽壁为形成外螺纹1a的圆环形结构，螺母壳体3’的外侧槽壁为正六边环形结构，螺母盖体3”盖合在螺母壳体3’上，并合围形成容置空间，摩擦转动元件4、检测装置和信号传输装置均设置在容置空间中。相应的，同步元件8具有与螺母主体3相适应的锁定槽8a，锁定槽8a的槽底开设有与原生螺栓1相适应的螺栓过孔8b，锁定槽8a的深度至少大于螺母主体3的厚度，螺母主体3和原生螺母2能够同时嵌入锁定槽8a中。为了便于拧动，不改变传统螺栓的拧紧方式，同步元件8整体也呈六棱柱结构。
螺母主体3的内部可转动地安装有与原生螺栓1的外螺纹1a相适应的摩擦转动元件4，摩擦转动元件4的外缘与原生螺栓1的外螺纹1a抵接。当螺母主体3相对原生螺栓1转动时，能够带动摩擦转动元件4转动，同时检测装置将检测到摩擦转动元件4转动的信息通过信号传输装置向外传输。
请参见图4、图8和图10，检测装置包括转动传感器触发开关6和信号处理模块5，转动传感器触发开关6包括开关壳体6a以及可转动地穿设在开关壳体6a上的开关转轴6b，开关壳体6a中具有同轴设置的触发环6c和旋转指针6d，触发环6c由交替设置的导通区6c1和非导通区6c2组成，导通区6c1和旋转指针6d均采用导电材质制成，非导通区6c2采用绝缘材质制成，触发环6c和旋转指针6d中，一个固定安装在开关壳体6a中，另一个固套在开关转轴6b上。本实施例中，触发环3c固定安装在开关壳体3a中，旋转指针3d固套在开关转轴3b上，设计更加合理，易于相关零部件的布置与装配。
其中，旋转指针6d包括一体成型的指针套6d1和触头6d2，指针套6d1固套在开关转轴6b上，触头6d2沿指针套6d1的径向向外延伸。当旋转指针6d相对转动至任一导通区6c1，转动传感器触发开关导通，信号处理模块5将摩擦转动元件4信息通过信号传输装置9向外传输。当旋转指针6d相对转动至任一非导通区6c2，转动传感器触发开关断开。
请参见图10，触发环6c、旋转指针6d、信号处理模块5和信号传输装置9与电池U、光电耦合开关U1、场效应管Q1和复位开关S1组成传感器控制电路。其中，信号传输装置为无线信号传输装置9，螺母主体3的内部设置有用于向转动传感器触发开关6、信号处理模块5和无线信号传输装置9供电的电池U。
具体地说，触发环6c的各导通区6c1均与电池U的正极连接，旋转指针6d依次串联电阻R1、电阻R2和复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R1和电阻R2的公共端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的源极串联复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R3串联光电耦合开关U1的发光器后与信号处理模块5和信号传输装置9并联在电池U的正极和场效应管Q1的漏极之间，光电耦合开关U1的受光器的两端分别与电池U的正极以及旋转指针6d和电阻R1的公共端连接。
当螺母主体3发生转动时，会带动摩擦转动元件4转动，因而开关转轴6b会带动旋转指针6d同步转动，旋转指针6d的触头6d1接触到导通区6c1时，电压通过电阻R1到场效应管Q1的栅极，使场效应管Q1导通。场效应管Q1导通时，光电耦合开关U1中的发光器得电，光电耦合开关U1的受光器导通，传感器控制电路自锁，场效应管Q1一直处于导通状态。即使旋转指针6d的触头6d1接触到非导通区3c2时，也不会断开，实现持续给信号处理模块5和信号传输装置9供电的效果。直到常闭的复位开关S1断开，系统才停止工作。
本实施例中，场效应管Q1也可以等同替换为三极管，信号传输装置9优选采用无线传输模块，相对于有线传输，使用起来更加方便，易于装配。
请参见图4和图8，螺母主体3上设置有对位指示标识10，开关转轴6b的一端从对位指示标识10的中心位置穿出，对位指示标识10上设置有分别与各导通区6c1一一对应的导通区标识10a和分别与各非导通区6c2一一对应的非导通区标识10b。并且，开关转轴6b的一端端面上凹陷形成有一字槽6b1，一字槽6b1的延伸方向与旋转指针6d的指向一致，一字槽6b1的指向就是触头6d1的指向，与对位指示标识10配合，操作人员能够非常直观地调节开关启动精度，同时一字槽6b1的结构也便于转动开关转轴6b。
摩擦转动元件4优选以下两种实施例：
实施例1
请参见图5和图6，摩擦转动元件4为固套在开关转轴6b上的摩擦滚轮，摩擦滚轮通过摩擦滚轮安装座可转动地安装在螺母主体3的内部，摩擦滚轮的外缘与原生螺栓1的外螺纹1a抵接，摩擦滚轮摩擦力大，不容易发生打滑，结构简单可靠，成本低廉。
实施例2
请参见图7-图9，摩擦转动元件4包括可转动地安装有与原生螺栓1的外螺纹1a相适应的摩擦齿轮4a以及固套在开关转轴6b上的检测齿轮4b，摩擦齿轮4a的外缘与原生螺栓1的外螺纹1a抵接，检测齿轮4b与摩擦齿轮4a啮合，且检测齿轮4b的直径小于摩擦齿轮4a的直径。由于摩擦齿轮4a的转动半径远小于螺母主体3的转动半径，并且检测齿轮4b的直径小于摩擦齿轮4a的直径，属于大齿轮带动小齿轮，因此，螺母主体3即使仅仅发生微小的转动，检测齿轮4b也会发生较大幅度的转动，能够准确地被检测装置识别，进一步提高了松动预警的灵敏度。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于，所述智能螺母套件包括智能螺母和与智能螺母相适应的同步元件(8)，所述智能螺母套件的使用方法包括以下步骤：
S1：调整智能螺母的检测精度；
S2：将智能螺母套装在原生螺栓(1)上；
S3：旋紧智能螺母，使智能螺母的端面与原生螺母(2)的端面抵接；
S4：反转智能螺母，使智能螺母的各侧壁与原生螺母(2)的各侧壁齐平，其中，智能螺母的反转角度小于60°；
S5：将同步元件(8)锁定在智能螺母与原生螺母(2)上，使智能螺母与原生螺母(2)能够在原生螺栓(1)上同步转动；
其中，所述智能螺母包括具有内螺纹孔(3a)的螺母主体(3)，该螺母主体(3)的内部可转动地安装有与原生螺栓(1)的外螺纹(1a)相适应的摩擦转动元件(4)，该摩擦转动元件(4)的外缘与原生螺栓(1)的外螺纹(1a)抵接；
当螺母主体(3)相对原生螺栓(1)转动时，能够带动摩擦转动元件(4)转动，同时检测装置将检测到摩擦转动元件(4)转动的信息通过信号传输装置向外传输；
所述检测装置包括转动传感器触发开关(6)和信号处理模块(5)，所述转动传感器触发开关(6)包括开关壳体(6a)以及可转动地穿设在开关壳体(6a)上的开关转轴(6b)，所述开关壳体(6a)中具有同轴设置的触发环(6c)和旋转指针(6d)，所述触发环(6c)由交替设置的导通区(6c1)和非导通区(6c2)组成，所述导通区(6c1)和旋转指针(6d)均采用导电材质制成，所述非导通区(6c2)采用绝缘材质制成，所述触发环(6c)和旋转指针(6d)中，一个固定安装在开关壳体(6a)中，另一个固套在开关转轴(6b)上；
当旋转指针(6d)相对转动至任一非导通区(6c2)，转动传感器触发开关断开；当旋转指针(6d)相对转动至任一导通区(6c1)，转动传感器触发开关导通，信号处理模块(5)将摩擦转动元件(4)信息通过信号传输装置(9)向外传输。
2.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述触发环(6c)、旋转指针(6d)、信号处理模块(5)和信号传输装置(9)与电池U、光电耦合开关U1、场效应管Q1和复位开关S1组成传感器控制电路；
触发环(6c)的各导通区(6c1)均与电池U的正极连接，旋转指针(6d)依次串联电阻R1、电阻R2和复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R1和电阻R2的公共端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的源极串联复位开关S1后与电池U的负极连接，电阻R3串联光电耦合开关U1的发光器后与信号处理模块(5)和信号传输装置(9)并联在电池U的正极和场效应管Q1的漏极之间，光电耦合开关U1的受光器的两端分别与电池U的正极以及旋转指针(6d)和电阻R1的公共端连接。
3.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述触发环(6c)固定安装在开关壳体(6a)中，所述旋转指针(6d)固套在开关转轴(6b)上，所述螺母主体(3)上设置有对位指示标识(10)，所述开关转轴(6b)的一端从对位指示标识(10)的中心位置穿出，所述对位指示标识(10)上设置有分别与各导通区(6c1)一一对应的导通区标识(10a)和分别与各非导通区(6c2)一一对应的非导通区标识(10b)。
4.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述开关转轴(6b)的一端端面上凹陷形成有一字槽(6b1)，该一字槽(6b1)的延伸方向与旋转指针(6d)的指向一致。
5.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述摩擦转动元件(4)为固套在开关转轴(6b)上的摩擦滚轮，该摩擦滚轮的外缘与原生螺栓(1)的外螺纹(1a)抵接。
6.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述摩擦转动元件(4)包括可转动地安装有与原生螺栓(1)的外螺纹(1a)相适应的摩擦齿轮(4a)以及固套在开关转轴(6b)上的检测齿轮(4b)，所述摩擦齿轮(4a)的外缘与原生螺栓(1)的外螺纹(1a)抵接，所述检测齿轮(4b)与摩擦齿轮(4a)啮合，且检测齿轮(4b)的直径小于摩擦齿轮(4a)的直径。
7.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述信号传输装置(9)为无线信号传输装置，所述螺母主体(3)的内部设置有用于向转动传感器触发开关(6)、信号处理模块(5)和无线信号传输装置(9)供电的电池U。
8.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述螺母主体(3)包括呈环形槽状结构的螺母壳体(3’)以及呈环状结构的螺母盖体(3”)，所述螺母壳体(3’)的内侧槽壁为形成外螺纹(1a)的圆环形结构，该螺母壳体(3’)的外侧槽壁为正六边环形结构，所述螺母盖体(3”)盖合在螺母壳体(3’)上，并合围形成容置空间，所述摩擦转动元件(4)、检测装置和信号传输装置均设置在容置空间中。
9.根据权利要求1所述的一种智能螺母套件的使用方法，其特征在于：所述同步元件(8)具有与螺母主体(3)相适应的锁定槽(8a)，该锁定槽(8a)的槽底开设有与原生螺栓(1)相适应的螺栓过孔(8b)，所述锁定槽(8a)的深度至少大于螺母主体(3)的厚度，所述螺母主体(3)和原生螺母(2)能够同时嵌入锁定槽(8a)中。
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