CN205271372U - 螺栓紧固系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种螺栓紧固系统。该螺栓紧固系统包括一个液压泵站，液压泵站具有一路或多路供油管道；每路管道顺序连接一个液压扳手以及一个套筒；套筒上设置一个扭矩传感器，扭矩传感器连接控制仪表的一端；控制仪表的另一端与液压泵站连接，用于根据扭矩传感器反馈的扭矩参数控制液压泵站的开启或关闭。采用本实用新型的技术方案，可以使用精确控制的扭矩紧固螺栓，提高螺栓的紧固质量，使螺栓力矩的紧固和检测一体化，省去螺栓力矩的检测工序，进而提高紧固螺栓作业中的紧固效率和紧固质量。

Description

螺栓紧固系统

技术领域

本实用新型涉及机械状态检测及维护技术领域，尤其涉及一种螺栓紧固系统。

背景技术

随着风力发电技术的迅速发展，大批的风力发电机组(简称“风电机组”)被安装运行，由于风电机组使用高强度螺栓作为主要连接件，提高螺栓的紧固效率和紧固质量，将提高风电机组的整体安装效率，以及保证风电机组的安全运行。

对于风电机组上的高强度螺栓，在传统施工过程中，主要使用液压泵站驱动液压扳手来紧固螺栓，通过液压泵站对液压板手进行力矩值控制，并没有考虑液压管路和液压泵站的压力损失，使液压板手的实际扭矩值偏低，造成螺栓的预紧力较低，螺栓紧固质量较差。在螺栓紧固施工完成后还需要专用的工序进行力矩值检验，费时费力，降低风电机组的安装效率。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种螺栓紧固系统，以提高紧固螺栓作业中的紧固效率和紧固质量。

为达到上述目的，本实用新型的实施例提供一种螺栓紧固系统，包括一个液压泵站，所述液压泵站具有一路或多路供油管道；其特征在于：每路管道顺序连接一个液压扳手以及一个套筒；所述套筒上设置一个扭矩传感器，所述扭矩传感器连接控制仪表的一端；所述控制仪表的另一端与所述液压泵站连接，用于根据所述扭矩传感器反馈的扭矩参数控制液压泵站的开启或关闭。

进一步地，所述扭矩传感器包括：滑环组件和轴承。

进一步地，所述轴承套接在所述套筒上，并与所述滑环组件连接，用于调整滑环组件相对于所述套筒的旋转位置。

进一步地，所述滑环组件包括：滑环和滑环爪。

进一步地，所述滑环与设置在所述套筒上的应变元件电连接，用于将采集的所述扭矩参数输送至设置在所述滑环爪上的信号线接口，所述信号线接口与所述控制仪表电连接。

进一步地，所述扭矩传感器还包括外壳。

进一步地，在所述外壳内部，所述套筒上套接有第一阻挡结构，用于限制所述扭矩传感器在所述外壳内部沿轴向移动。

进一步地，在所述外壳外部，所述套筒上套接有第二阻挡结构，用于限制所述外壳沿套筒轴向移动。

进一步地，所述系统还包括分别与所述控制仪表和所述液压泵站连接的开关组件。

进一步地，所述系统还包括供电电源，所述供电电源与所述液压泵站连接，用于向所述液压泵站供电。

本实用新型提供的螺栓紧固系统，在进行螺栓紧固的过程中，通过设置在套筒上的扭矩传感器检测套筒上的扭矩参数，根据该扭矩参数控制液压泵站的开启和关闭，使螺栓力矩的紧固和检测一体化，省去螺栓力矩的检测工序，进而提高风力发电机组的安装效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的螺栓紧固系统的第一结构示意图；

图2为本实用新型实施例的螺栓紧固系统的第二结构示意图；

图3为本实用新型实施例的螺栓紧固系统的扭矩传感器的结构示意图。

附图标号说明：

1、液压泵站；2、液压扳手；3、套筒；4、扭矩传感器；41、滑环组件；42、滑环；43、滑环爪；44、滑环爪座；45、信号线接口；46、轴承；5、控制仪表；6、开关组件；7、外壳；71、第一阻挡结构；72、第二阻挡结构；8、供电电源。

具体实施方式

本实用新型的基本构思是，通过将扭矩传感器设置在用于紧固螺栓的套筒上，根据扭矩传感器检测到的扭矩参数控制液压泵站的开启和关闭，可以使用精确控制的扭矩紧固螺栓，提高螺栓的紧固质量，使螺栓力矩的紧固和检测一体化，省去螺栓力矩的检测工序。

下面结合附图和实施例对本实用新型的螺栓紧固系统进行详细描述。

图1和图2分别为本实用新型的实施例的螺栓紧固系统的第一和第二结构示意图，该螺栓紧固系统可用于各种钢结构中的连接螺栓的紧固施工，例如风电机组中的高强度螺栓、铁塔中的连接螺栓等。

如图1和图2所示，根据本实用新型的实施例，该螺栓紧固系统包括一个液压泵站1，液压泵站1包括一路或多路共有管道，每路管道顺序连接一个液压扳手2以及一个套筒3，且套筒3上设置一个扭矩传感器4，扭矩传感器4连接控制仪表5的一端，控制仪表的另一端与液压泵站1连接，用于根据扭矩传感器4反馈的扭矩参数控制液压泵站1的开启和关闭。

其中，扭矩参数是指在液压泵站1通过液压扳手2驱动套筒3转动而紧固螺栓的过程中，扭矩传感器4在套筒3的转动过程中(螺栓的紧固过程)测量到的套筒3上的扭矩变化数据，可以相当于螺栓的紧固扭矩值；预设扭矩值是指螺栓在标准紧固状态下所需要的扭矩值，可以根据螺栓的具体规格以及应用场景确定，需要提前预设在控制仪表5中相应控制程序中。

控制仪表5通过将扭矩传感器4测量到的扭矩参数转化为实际扭矩值，与预设扭矩值进行比较，根据实际扭矩值与预设扭矩值的差值可以判断螺栓是否已经达到标准紧固状态。若实际扭矩值与预设扭矩值的差值较大，控制仪表5控制液压泵站1继续开启，向液压扳手2提供液压压力，通过套筒3继续紧固螺栓，使控制仪表5得到的实际扭矩值与预设扭矩值的差值减小。若该差值减小为零，控制仪表5控制液压泵站1关闭，停止对紧固螺栓。可选地，控制仪表5还包括显示屏，用于将得到的实际扭矩值显示出来，方便操作人员读取该实际扭矩值。

通过该螺栓紧固系统对螺栓进行紧固，可以使用精确控制的扭矩紧固螺栓，既能有效地防止螺栓的没有达到标准的紧固作用，又能防止对螺栓紧固超过其标准扭矩值而造成螺栓的损坏。同时，将扭矩传感器4设置在套筒3上，可以避免液压泵站1本身和连接液压泵站1与液压扳手2的液压管路上的压力损失的影响，根据使控制仪表5得到的实际扭矩值来实现对螺栓的扭矩值的精确控制，使螺栓达到标准紧固状态，不需要专用的力矩检测工序对螺栓进行检测，节省工时，并节约施工成本。本实施例中，套筒3上设置有应变元件，例如应变片，贴合在套筒3表面或设置在套筒3的筒壁内部。应变元件可以在紧固螺栓的过程中随套筒3的转动而转动，根据螺栓的紧固状态的变化而产生形变，并将相应的扭矩参数通过扭矩传感器4输送给控制仪表5，由控制仪表5通过计算处理得出对应实际扭矩值，并相应地控制液压泵站1的开启或关闭。其中，扭矩参数可以是应变元件产生弹性形变后对应的电阻变化值(该电阻变化值可被控制仪表5采集，并通过如惠斯通电桥电路转换为实际扭矩值)。

值得说明的是，为了方便紧固螺栓，套筒3的形状与螺栓的形状相配合。例如套筒3的前端(容纳螺母的一端)为六角形，以方便容纳螺母。在套筒3沿轴向方向的中端部分设置为空腔，以方便容纳从螺母上凸出的螺栓。

较优地，扭矩传感器4包括滑环组件41和轴承46。

如图2所示，滑环组件41设置在套筒3上，滑环组件41相对于套筒3旋转，并与设置在套筒3上的应变元件电连接，从应变元件获取其测量的扭矩参数。轴承46也设置在套筒3上，用于配合滑环组件41的设置位置及设置方式，调整滑环组件41与应变元件的连接方式，以方便滑环组件41从应变元件获取扭矩参数。

较优地，轴承46套接在套筒3上，并与滑环组件41连接，用于调整滑环组件41相对于套筒3的旋转位置。

具体地，轴承46套接在套筒3的外围，其内轴可以随着套筒3转动，外轴与滑环组件41相对固定。通过控制轴承46的内轴与外轴的相对转动，可以调整滑环组件41相对套筒3的旋转位置，或者相对套筒3的旋转速度，使得套筒3旋转时，滑环组件41能够不局限于与套筒3同步旋转，进而方便应变元件向滑环组件41传递扭矩参数，由滑环组件41将其传递给控制仪表5。

较优地，滑环组件41包括滑环42、滑环爪43。

本实施例中，滑环42套设在套筒3外围，与设置在套筒3上的应变元件电连接，用于获取应变元件采集的扭矩参数。滑环爪43相对于滑环42转动，并通过与滑环42的转动接触(例如通过电刷接触)与滑环42电连接，从滑环42接收信号，进而从滑环42获取应变元件采集的扭矩参数。

此外，滑环爪43上设置有用于连接控制仪表5的信号线接口45。滑环爪43从滑环42获取应变元件采集的扭矩参数之后，可以将该扭矩参数发送到信号线接口45，并通过连接控制仪表5和信号线接口45的连接线输送到控制仪表5，由控制仪表5相应地控制液压泵站1的开启和关闭。

较优地，扭矩传感器4还包括外壳7，用于将扭矩传感器4稳定地设置在套筒3的外围，以方便扭矩传感器4测量套筒3上的扭矩参数。本实用新型对外壳7的具体形状不做限定，只要与套筒3的形状相配合并能够固定设置在套筒3外围，方便将扭矩传感器4设置在套筒3外围即可。

上述扭矩传感器4中还包括滑环爪座44，该滑环爪座44与外壳7连接，用于容置突起的滑环爪43。

较优地，在外壳7内部设置有第一阻挡结构71，其套接在套筒3上，且与套筒3的结构相配合地围绕套筒3，用于限制扭矩传感器4在外壳7内部沿轴向移动，使扭矩传感器4可以稳定地测量套筒3的扭矩参数，进而增加该螺栓紧固系统的可靠性。

较优地，该在外壳7外部设置有第二阻挡结构72，其套接在套筒3上，且与套筒3的结构相配合地围绕套筒3，用于限制外壳7沿轴向移动，使外壳7可以稳定地将扭矩传感器4设置在套筒3的外围，进而增加该螺栓紧固系统的可靠性。

较优地，如上所述的螺栓紧固系统还包括开关组件6，其分别与控制仪表5和液压泵站1连接，用于接收控制仪表5输出的根据实际扭矩值与预设扭矩值的差值产生的控制信号，并执行相应地控制液压泵站1开启或关闭的操作。

具体地，若该差值不为零，且实际扭矩值小于预设扭矩值，则控制仪表5向开关组件6发送开启控制信号，由开关组件6控制液压泵站1继续开启，向液压扳手2提供液压压力而继续紧固螺栓，以提高螺栓的紧固效果。若该差值为零，则控制仪表5向开关组件6发送关闭控制信号，由开关组件6控制液压泵站1关闭，停止向液压扳手2提供液压压力而停止紧固螺栓，以防止对螺栓的过度紧固而损坏螺栓。具体地，开关组件6可以使用现有技术中的电控装置组成，例如电磁阀、接触器、继电器等。

较优地，该螺栓紧固系统还包括供电电源8，其与液压泵站1连接，用于向液压泵站1供电。在具体的应用场景中，供电电源8优选为体积小、重量轻、易搬运的小型供电控制箱，例如与电网连接的电源插座或开关插座，方便在进行螺栓紧固的施工过程中移动供电电源8。

在具体的应用场景中，该螺栓紧固系统的液压泵站1优选为包括两路供油管路，如图2所示，在使用该螺栓紧固系统对螺栓进行紧固施工时，可以由一个液压泵站1同时向两个液压扳手2提供液压压力，进而同时紧固两个螺栓，提高螺栓的整体施工速度；而且，方便实施十字对角施工，提高螺栓的整体紧固质量。此外，两个开关组件6分别控制液压泵站1向两个液压扳手2提供液压压力的油路的通断，使两个液压扳手2可以独立进行螺栓紧固施工。两个液压扳手2既可以同步施工，又相互独立的工作，方便调整该螺栓紧固设备在具体的应用场景中的施工步骤，增加该螺栓紧固设备的适用性。

当然，在其他实施例中，该螺栓紧固系统中的液压泵站1还可以包括两路以上的供油管路，且其他各部件的数量(包括液压泵站1、供电电源8等)也可以相应地调整，例如由一个液压泵站1包括四路供油管路，驱动四个液压扳手2通过四个套筒3紧固四个螺栓。

本实用新型的螺栓紧固系统，在螺栓的紧固过程中，通过设置在套筒上的扭矩传感器测量套筒的扭矩参数，来检测螺栓的紧固状态并相应地控制液压泵站的开启和关闭，将螺栓力矩的紧固和检测同时进行，提高螺栓的安装效率，不需要进行螺栓力矩检测的工序，节约施工成本。

此外，该螺栓紧固系统的扭矩传感器使用滑环组件与设置在套筒上的应变元件相配合的方式，能够精确地检测出套筒的扭矩参数，进而实现对螺栓扭矩的精确控制；同时，该螺栓紧固系统还具有稳定性高的优点。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个部件拆分为更多部件，也可将两个或多个部件或者部件的部分操作组合成新的部件，以实现本实用新型的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种螺栓紧固系统，包括一个液压泵站(1)，所述液压泵站(1)具有一路或多路供油管道；其特征在于：每路管道顺序连接一个液压扳手(2)以及一个套筒(3)；所述套筒(3)上设置一个扭矩传感器(4)，所述扭矩传感器(4)连接控制仪表(5)的一端；所述控制仪表(5)的另一端与所述液压泵站(1)连接，用于根据所述扭矩传感器(4)反馈的扭矩参数控制液压泵站(1)的开启或关闭。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述扭矩传感器(4)包括：滑环组件(41)和轴承(46)。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述轴承(46)套接在所述套筒(3)上，并与所述滑环组件(41)连接，用于调整滑环组件(41)相对于所述套筒(3)的旋转位置。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于：所述滑环组件(41)包括：滑环(42)和滑环爪(43)。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述滑环(42)与设置在所述套筒(3)上的应变元件电连接，用于将采集的所述扭矩参数输送至设置在所述滑环爪(43)上的信号线接口(45)，所述信号线接口(45)与所述控制仪表(5)电连接。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：所述扭矩传感器(4)还包括外壳(7)。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：在所述外壳(7)内部，所述套筒(3)上套接有第一阻挡结构(71)，用于限制所述扭矩传感器(4)在所述外壳(7)内部沿轴向移动。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：在所述外壳(7)外部，所述套筒(3)上套接有第二阻挡结构(72)，用于限制所述外壳(7)沿套筒(3)轴向移动。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统还包括分别与所述控制仪表(5)和所述液压泵站(1)连接的开关组件(6)。

10.据权利要求9所述的系统，其特征在于：所述系统还包括供电电源(8)，所述供电电源(8)与所述液压泵站(1)连接，用于向所述液压泵站(1)供电。