CN211824847U - 螺栓紧固力在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种螺栓紧固力在线监测装置，包括套设在螺栓的螺柱上的测力螺套，测力螺套与螺栓的栓头下表面相接触，测力螺套与栓头接触的表面上设置有应力传感器，测力螺套内设置有信号片，信号片与应力传感器电连接，信号片还与一接收总成系统无线连接。本实用新型可以同普通螺栓的栓头安装、固定为一体，由应力传感器检测应力状态，进行在役螺栓紧固力的实时监测，采用无源射频传输和标识技术，在准确定位标识各个螺栓后将紧固力测定及变化的信号以无线方式发送给接收总成系统，以便及时进行预警或后续进行大数据分析。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺栓检测技术领域，特别涉及一种螺栓紧固力在线监测装置。
背景技术
机械设备普遍具有大量紧固连接的螺栓，通过螺栓连接成为一个有机整体，螺栓连接的可靠性对于设备装置的使用安全至关重要，一旦螺栓失效，有时会导致严重的后果，因此对螺栓的紧固力进行检测是有意义的，能及时发现失效的螺栓并进行更换，防止设备后续使用发生意外。
目前，对螺栓紧固力检测主要还是采用人工定期检查的方式，不仅需要人员经常性进行检测，而且一般要设备停运时才能进行，在影响设备可靠性的同时也会增加设备的损耗和维护检修成本。而更有效、经济的方式就是在线监测，实时掌握螺栓紧固与完好情况，特别是旋转和运动装置上螺栓检查难度更大，而能进行无线无源传输监测信号的螺栓紧固力在线监测装置则能较好地满足需求。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种在线监测螺栓紧固力的装置，具有无线、无源传输监测信号的功能，可以及时反馈螺栓的紧固状态。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种螺栓紧固力在线监测装置，包括套设在螺栓的螺柱上的测力螺套，所述测力螺套与所述螺栓的栓头下表面相接触，所述测力螺套与所述栓头接触的表面上设置有应力传感器，所述测力螺套内设置有信号片，所述信号片与所述应力传感器电连接，所述信号片还与一接收总成系统无线连接。
进一步地，所述测力螺套为圆柱型，中部向内凹陷成型有一凹槽，所述凹槽的中部开设有一通孔，所述通孔位于所述测力螺套的中心位置，所述凹槽的底面设置为环形，所述通孔与所述螺柱相对应，所述凹槽与所述栓头相对应。
进一步地，所述应力传感器为压力传感器。
进一步地，所述压力传感器为片状并设置有多个，阵列地分布在所述凹槽的底面上。
进一步地，所述压力传感器设置为环形，共轴地设置在所述凹槽的底面上。
进一步地，所述凹槽的深度小于所述栓头的厚度。
进一步地，所述栓头与所述凹槽为间隙配合。
进一步地，所述凹槽与所述栓头的间隙之间还填充有柔性胶。
本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
本实用新型可以同普通螺栓的栓头安装、固定为一体，通过栓头和测力螺套的相互挤压接触，由应力传感器检测应力状态，进行在役螺栓紧固力的实时监测，确保螺栓连接的可靠性和设备的安全运行，采用无源射频传输和标识技术，在准确定位标识各个螺栓后将紧固力测定及变化的信号以无线方式发送给接收总成系统，以便及时进行预警或后续进行大数据分析。
附图说明
图1为本实用新型的整体结构和安装示意图。
【附图标记说明】
1-螺栓；2螺柱；3-螺母；4-法兰；5-紧固螺帽；6-测力螺套；7-凹槽；8-压力传感器；9-信号片。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例1：
如图1所示，本实用新型的实施例1提供了一种螺栓紧固力在线监测装置，其中螺栓1为常用的类型，具有螺柱2和位于螺柱2顶端的螺母3，在本实施例中，螺柱2穿过两个法兰4的安装孔，通过设置在螺柱2底端、位于法兰4另一侧的紧固螺帽5将两个法兰4锁紧固定。
螺栓紧固力在线监测装置包括套设在螺柱1上的测力螺套6，测力螺套6为圆柱型，圆柱形的中部向内凹陷形成凹槽7，凹槽7的中部开设有通孔，即通孔位于测力螺套6的中心位置，使得凹槽7的底面为环形。其中，通孔与螺柱2相对应，凹槽7与紧固螺帽5相对应。
在螺栓2插入法兰4后，先将测力螺套6套入螺柱2的底端，使得凹槽7朝向相对法兰4向外，然后再套入紧固螺帽5，拧紧紧固螺帽5使其进入凹槽7中，紧固螺帽5的下表面与凹槽7的底端挤压接触，形成锁紧固定的状态，完成测力螺套6和紧固螺帽5的安装。
在测力螺套6的凹槽7底面设置有应力传感器，测力螺套6内设置有配套的信号片9，应力传感器和信号片9电连接，同时信号片9与处理信号的接收总成系统无线连接。螺栓1的紧固力监测通过紧固螺帽5与测力螺套6的凹槽7底端挤压接触被应力传感器、例如压力传感器8感应并将压力信号转换成电信号输送至信号片9，而信号片9则将螺栓1的编号、位置信息等与反应压力的电信号实时传输至接收总成系统。当螺栓1有失效的风险时，紧固力会明显减小，因此压力传感器8可以实时监测到压力值的减小并反馈至系统，进行精确螺栓1连接位置的失效预警。更进一步地，可以进行多个螺栓1的监测，而后台的接收总成系统可将接受的数据进行整理分析，并能将各种设备的螺栓1数据汇集在一个大数据系统里进行深度挖掘分析，提高监测和预警效果。
作为本实施例的优选实施方式，压力传感器8为片状并设置有多个，阵列地分布在凹槽7环形的底面上，可以对紧固螺帽5的各个方位压力进行监测，提高监测的精准度和紧固力变化时反应的灵敏度。
当然，压力传感器8也可以设置为环形，共轴地设置在凹槽7环形的底面上，这种形式的压力传感器8可以更加准确、灵敏地监测紧固力，但是制作相对困难，成本较高。
由于紧固螺帽5需要逐渐拧紧并进入测力螺套6的凹槽7中与底面挤压接触，因此测力螺套6的凹槽7深度最好小于紧固螺帽5的厚度，方便拧紧紧固螺帽5的操作，防止被凹槽7的内侧壁干涉。
由于紧固螺帽5需要进入凹槽7中，因此凹槽7的内径需要大于紧固螺帽5的外径，而相差太大又会导致测力螺套6与紧固螺帽5的间隙过大，使得测力螺套6容易相对紧固螺帽5水平位移，因此紧固螺帽5与测力螺套6的凹槽7最好是间隙配合，且间隙较小。同时，可在间隙中注入防腐密封的柔性胶，在柔性胶凝固后既能保持测力螺套6与紧固螺母5沿径向相对固定成为整体，又使测力螺套6在轴向可以进行一定程度的弹性活动，适应螺栓1紧固力变化，无论是预紧过程，还是在役状态，不会影响设备螺栓连接副工作状态，也不会产生附加力降低螺栓1性能。
实施例2：
本实用新型的实施例2提供了另一种螺栓紧固力在线监测装置，与实施例1的主要区别是测力螺套6直接安装在螺栓1的螺母3端，其凹槽7与螺母3相对应，通过和螺母3的相互挤压接触监测紧固力，可以达到相同的技术效果。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，包括套设在螺栓的螺柱上的测力螺套，所述测力螺套与所述螺栓的栓头下表面相接触，所述测力螺套与所述栓头接触的表面上设置有应力传感器，所述测力螺套内设置有信号片，所述信号片与所述应力传感器电连接，所述信号片还与一接收总成系统无线连接。
2.根据权利要求1所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述测力螺套为圆柱型，中部向内凹陷成型有一凹槽，所述凹槽的中部开设有一通孔，所述通孔位于所述测力螺套的中心位置，所述凹槽的底面设置为环形，所述通孔与所述螺柱相对应，所述凹槽与所述栓头相对应。
3.根据权利要求2所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述应力传感器为压力传感器。
4.根据权利要求3所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述压力传感器为片状并设置有多个，阵列地分布在所述凹槽的底面上。
5.根据权利要求3所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述压力传感器设置为环形，共轴地设置在所述凹槽的底面上。
6.根据权利要求2所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述凹槽的深度小于所述栓头的厚度。
7.根据权利要求2所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述栓头与所述凹槽为间隙配合。
8.根据权利要求7所述的螺栓紧固力在线监测装置，其特征在于，所述凹槽与所述栓头的间隙之间还填充有柔性胶。
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Cited By (2)
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| CN112985568A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-06-18 | 梅特勒-托利多(常州)精密仪器有限公司 | 数字称重传感器 |
| CN115219093A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-10-21 | 国网福建省电力有限公司经济技术研究院 | 一种组塔施工用地脚螺栓工作状态预警装置及方法 |
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