CN113848012A - 一种螺栓紧固力传感器 - Google Patents

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唐荻表
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    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/24—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for determining value of torque or twisting moment for tightening a nut or other member which is similarly stressed

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Abstract

本发明公开了一种螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述螺栓的螺栓头内设有容纳空间，容纳空间内设置传感器组件；螺栓中心设有深孔，所述深孔自容纳空间延伸至栓体；所述传感器组件包括细丝和横梁，细丝设置在深孔中，细丝一端固定在深孔底部，另一端和横梁的一头固定，横梁的另一头和螺栓头固定；横梁下方设有一支点，所述支点支撑在容纳空间底面上，细丝和横梁的固定位置距支点的距离小于横梁和螺栓头的固定位置距支点的距离；横梁上设有用于贴设应变片的应变区。本发明优点在于，通过加工改造将普通螺栓改造成为可以测量紧固力的螺栓，实时监控螺栓的紧固效果。

Description

一种螺栓紧固力传感器
技术领域
本发明涉及一种螺栓紧固力传感器，属于结构件连接技术领域。
背景技术
螺栓的疲劳寿命与紧固力的大小有着极大的关系，由于螺栓尺寸小，以往紧固力的测量都是要外加传感器才能测量，外加传感器不仅尺寸大价格高，而且对安装和使用都有诸多不便。所以只能在实验室里使用，很难在工作现场使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是螺栓紧固力难以测量的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述螺栓的螺栓头内设有容纳空间，容纳空间内设置传感器组件；螺栓中心设有深孔，所述深孔自容纳空间延伸至栓体；所述传感器组件包括细丝和横梁，细丝设置在深孔中，细丝一端固定在深孔底部，另一端和横梁的一头固定，横梁的另一头和螺栓头固定；横梁下方设有一支点，所述支点支撑在容纳空间底面上，细丝和横梁的固定位置距支点的距离小于横梁和螺栓头的固定位置距支点的距离；横梁上设有用于贴设应变片的应变区。
优选的，所述细丝材质为钢丝或铁丝。
优选的，所述应变区距支点的距离大于支点距细丝的距离。
优选的，所述应变区所在位置的横梁厚度小于横梁其他位置的横梁厚度。
本发明优点在于，通过加工改造将普通螺栓改造成为可以测量紧固力的螺栓，实时监控螺栓的紧固效果。
附图说明
图1为传感器组件结构示意图；
图2为本发明提供的螺栓紧固力传感器整体结构示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
本发明的目的在于将普通螺栓，通过加工改造，成为可以测量紧固力的螺栓7，螺栓的紧固力变化，引起螺栓本身极其微小变形，用普通的方法很难高精度测量这个微小的变化。
螺栓头部71，预先铣出一个容纳空间(如图2所示，尺寸为直径13mm深 4mm)，容纳空间用于放置传感器组件(不影响原螺栓的强度)。
螺栓中心设置一深孔8，深孔自容纳空间延伸至栓体72(如图2所示，直径≤1mm，深孔深度≥20mm，不影响原螺栓的强度)；
传感器组件包括一细丝1、一横梁2；细丝设置在深孔中，一端固定在深孔底部，另一端固定在横梁2的一头2-A，横梁2的另一头2-B通过固定柱4固定在容纳空间底面上；横梁2下方设置有一支点3，支点3支撑在容纳空间底面上，支点3靠近细丝1和横梁2连接的一头2-A、距离为h，横梁2上设有一应变区 5，应变区5内用于贴设应变片6，支点3距离应变区的距离为L，L>>h；这样，细丝1连接点(横梁2的一头2-A)、横梁2的另一头2-B和支点3组成一个杠杆，利用杠杆原理(杠杆放大比＝L/h)，把螺栓的极其微小位移变化在应变区5 处放大，为增强放大效果，应变区5所在位置的横梁厚度应当小于横梁2其他位置的横梁厚度；
应变片6，把力值信号转换成电信号传输至外部采集器；
细丝1优选弹性较小的钢丝、铁丝，选用与螺栓相同或非常接近的膨胀系数的材料，减少温度变化引起的漂移。

Claims (4)

1.一种螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述螺栓的螺栓头内设有容纳空间，容纳空间内设置传感器组件；螺栓中心设有深孔，所述深孔自容纳空间延伸至栓体；所述传感器组件包括细丝和横梁，细丝设置在深孔中，细丝一端固定在深孔底部，另一端和横梁的一头固定，横梁的另一头和螺栓头固定；横梁下方设有一支点，所述支点支撑在容纳空间底面上，细丝和横梁的固定位置距支点的距离小于横梁和螺栓头的固定位置距支点的距离；横梁上设有用于贴设应变片的应变区。
2.根据权利要求1所述的螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述细丝材质为钢丝或铁丝。
3.根据权利要求1所述的螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述应变区距支点的距离大于支点距细丝的距离。
4.根据权利要求1所述的螺栓紧固力传感器，其特征在于，所述应变区所在位置的横梁厚度小于横梁其他位置的横梁厚度。
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