CN215333898U - 螺栓松动程度智能检测垫圈 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种螺栓松动程度智能检测垫圈，包括第一承压环、第二承压环和中间安装环，所述中间安装环安装在第一承压环和第二承压环之间，在该中间安装环上开设有若干个承压柱通孔，所述承压柱通孔内均安装有承压柱，该承压柱两端分别与所述第一承压环和第二承压环的内表面紧贴；所述中间安装环一侧面与所述第二承压环的内表面紧贴，另一侧面与所述第一承压环的内表面留有间隙，在该中间安装环靠近所述第一承压环的一侧安装有若干个高度不等的触点检测开关件。能够根据需要设置不同载荷下的开关件，同时发出相关的警报提示信息，管理人员可根据信息进行维修或者不维修的处置。
Description
技术领域
本实用新型涉及螺栓连接可靠性检测装置技术领域，具体涉及一种螺栓松动程度智能检测垫圈。
背景技术
在生产阶段，合适的螺栓预紧力是保证连接件的可靠性、紧密性和刚性的前提。预紧力过高或者过低都容易对设备产生损害，精准确定螺栓的预紧力是制造业关注的重点问题之一。传统设备安装(如汽车发动机装配)大多采用扭力扳手控制拧紧扭矩以达到预定的螺栓预紧力，但是，实际预紧力与接触表面粗糙度、摩擦系数、润滑等因素密切相关，研究表明，通过扭力扳手控制的螺栓预紧力误差可达40％。过大的预紧力偏差将直接导致产品质量下降、次品率上升以及后期事故频发。
在螺栓连接服役过程中，受载荷和环境影响，螺栓连接易产生疲劳、蠕变、松动、过载甚至断裂，关键部位螺栓松动可能引发例如飞机失事、桥梁断裂等严重事故，造成的损失难以估量。因此，科学准确地监测螺栓连接结构的连接状态，对于保证结构的安全性、避免重大安全事故具有重要意义。
已有定载荷环件不具备监测螺栓松动程度的能力，某些正常工况下，受设备振动的影响，螺栓拉力存在低于额定值的情况，在一定程度上可以继续使用不需要立即维护。因此监测螺栓连接松动程度对维护安排和降低维护成本至关重要。
解决以上问题成为当务之急
实用新型内容
为解决以上的技术问题，本实用新型提供了一种能够检测螺栓连接松紧程度的螺栓松动程度智能检测垫圈。
其技术方案如下：
一种螺栓松动程度智能检测垫圈，其要点在于：包括第一承压环、第二承压环和中间安装环，所述中间安装环安装在第一承压环和第二承压环之间，在该中间安装环上开设有若干个承压柱通孔，所述承压柱通孔内均匀安装有承压柱，该承压柱两端分别与所述第一承压环和第二承压环的内表面紧贴；
所述中间安装环一侧面与所述第二承压环的内表面紧贴，另一侧面与所述第一承压环的内表面留有间隙，在该中间安装环靠近所述第一承压环的一侧安装有若干个高度不等的触点检测开关件。
采用以上结构，根据需要测定的载荷设置若干个高度不等的触点检测开关件，因此，在紧固螺栓时，第一承压环、第二承压环和承压柱受压，第一承压环和第二承压环受压后之间的距离缩小，距离减小的过程中首先与高度最高的触点检测开关件接触，此时载荷达到的设定的某一载荷值；继续紧固螺栓，第一承压环和第二承压环之间的距离继续缩小，高度次高的触点检测开关件接触，此时载荷达到的设定的又一载荷值；以此类推，当高度最小的触点检测开关件接触时，螺栓连接载荷达到额定载荷；此时再将螺栓拧紧一定角度，保证第一承压环被压缩至与中间安装环紧紧贴合。
螺栓松动时，第一承压环和第二承压环受力减少，其距离逐渐增加，当高度最小的触点检测开关件脱离接触时，螺栓载荷低于额定载荷，系统警报触发；当螺栓继续松动并导致某一高度的触点检测开关件脱离接触时，系统发送螺栓拉力低于某一载荷的警报信息；以上警报信息能够为安装人员提供有效的提示，避免破坏螺栓连接件、待锁紧工件或本螺栓松紧智能检测，大大降低了螺栓预紧难度和对人员素质的要求；同时，可以根据警报信息进行处置，避免运维人员进行不必要的检修，大大降低了劳动强度和运维成本。
作为优选：所述承压柱至少为3个，均匀安装在所述中间安装环上。
作为优选：所述承压柱和第一承压环的内表面之间的距离小于该承压柱的弹性范围。
采用以上方式，承压柱选择3个能够使得本实用新型在使用时受力均匀，大大提高了检测精度，而承压柱可以选择金属材质的，只要其材质的弹性范围大于或者等于承压柱和第一承压环的内表面之间的距离就行，如此承压柱能够恢复原状；当然承压柱也可以选用其他弹性材料。
作为优选：所述触点检测开关件为3个，3个该触点检测开关件均匀安装在所述中间安装环上，根据所述触点检测开关件的高度由大到小依次为低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3。研究表明，设置3个触点检测开关件最为合理，在有效的对螺栓的松紧程度进行检测的同时，大大的降低成本和提高检测的可靠性。
作为优选：所述触点检测开关件包括嵌入所述中间安装环的绝缘基体和固定在该绝缘基体上的弹性导电体，所述弹性导电体外端伸出所述中间安装环的表面，且与所述第一承压环内表面留有间隙，该弹性导电体连接有警报装置。以上结构布置更加合理，同时也方便弹性导电体与警报装置之间连接导线的布置。
作为优选：在所述第一承压环、第二承压环上均匀设置有从外表面到内表面的漏斗形螺栓通孔，在螺栓通孔内穿设固定螺钉与所述检测基体连接，所述固定螺钉的螺帽为与所述螺栓通孔相适应的漏斗形结构。当第一承压环和第二承压环受压力距离降低时，此螺栓通孔和螺钉的结构不影响上述承压件的高度变形，从而大大的提高了检测可靠性。
作为优选：所述警报装置固定在第一承压环、第二承压环和中间安装环构成的外周向侧面上，该警报装置包括总开关S0、信号处理传输模块、N沟道场效应管Q1、N沟道场效应管Q2、N沟道场效应管Q3、低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3；总开关S0的一端连接电源，总开关S0的另一端连接信号处理传输模块的电源端，信号处理传输模块的地端接地；
总开关S0的另一端还连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极连接信号处理传输模块的控制端；信号处理传输模块的控制端连接N沟道场效应管Q1的D极，N沟道场效应管Q1的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R1连接低载荷触点检测开关S1的一端，低载荷触点检测开关S1的另一端接地；电阻R1并联有电容C1；电阻R1和低载荷触点检测开关S1的公共端连接N沟道场效应管Q1的G极和信号处理传输模块的第一信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q2的D极，N沟道场效应管Q2的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R2连接中等载荷触点检测开关S2的一端，中等载荷触点检测开关S2的另一端接地；电阻R2并联有电容C2；电阻R2和中等载荷触点检测开关S2的公共端连接N沟道场效应管Q2的G极和信号处理传输模块的第二信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q3的D极，N沟道场效应管Q3的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R3连接额定载荷触点检测开关S3的一端，额定载荷触点检测开关S3的另一端接地；电阻R3并联有电容C3；电阻R3和额定载荷触点检测开关S3的公共端连接N沟道场效应管Q3的G极和信号处理传输模块的第三信号输入端。
S0为电源总开关，S0闭合后，Q1导通，系统启动工作；当低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3均断开时，系统识别出当前处于零载荷状态，发光二极管D1闪烁；当低载荷触点检测开关S1闭合时，系统系统识别出当前处于设定的某一载荷状态，发光二极管D1持续闪烁；当中等载荷触点检测开关S2闭合时，系统系统识别出当前处于设定的又一载荷状态，发光二极管D1持续闪烁；当额定载荷触点检测开关S3闭合时，S1和S2继续保持闭合，此时系统的Q1断开，Q2断开，Q3断开，发光二极管D1关闭，信号处理及传输模块关闭，系统处于额定载荷状态。
当额定载荷触点检测开关S3脱离接触时，Q3导通，螺栓载荷低于额定载荷，系统警报触发，信号处理模块向外发送载荷低于额定载荷警报信息，发光二极管D1闪烁报警；当螺栓继续松动并导致中等载荷触点检测开关S2脱离接触时，系统发送螺栓拉力低于某一载荷的警报信息，发光二极管D1闪烁报警；当螺栓继续松动并导致低载荷触点检测开关S1脱离接触时，系统发送螺栓拉力低于又一载荷的警报信息，并开启发光二极管D1闪烁报警。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
采用以上技术方案的一种螺栓松动程度智能检测垫圈，能够根据需要设置不同载荷下的开关件，同时发出相关的警报提示信息，管理人员可根据信息进行维修或者不维修的处置，也可以让维修人员尽快检修松动螺栓，确保螺栓连接的有效性和安全性，此种检测方式成本低廉，检测可靠。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3图2中的A-A剖视图；
图4图2中的B-B剖视图；
图5为本实用新型中中间安装环3、承压柱4和触点检测开关件S的安装结构示意图；
图6本实用新型中警报装置5的电路原理图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明。
如图1～图4所示的一种螺栓松动程度智能检测垫圈，由第一承压环1、第二承压环2和中间安装环3、若干个承压柱4、若干个触点检测开关件S以及警报装置5等部件构成。所述中间安装环3安装在第一承压环1和第二承压环2之间，在所述一承压环1和第二承压环2上均匀设置有从外表面到内表面的漏斗形螺栓通孔，在螺栓通孔内穿设固定螺钉与所述中间安装环3连接，所述固定螺钉的螺帽为与所述螺栓通孔相适应的漏斗形结构；
结合图1～图5还可以看出：在所述中间安装环3上开设有若干个承压柱通孔3a，所述承压柱通孔3a内均安装有承压柱4，所述承压柱4为3个，均匀安装在所述中间安装环3上，该承压柱4两端分别与所述第一承压环1和第二承压环2的内表面紧贴，所述承压柱4和第一承压环1的内表面之间的距离小于该承压柱4的弹性范围，因此该承压柱4的材质可以是金属，也可以选择弹性较大的其他材质。
请参见图3和图4：所述中间安装环3一侧面与所述第二承压环2的内表面紧贴，另一侧面与所述第一承压环1的内表面留有间隙，在该中间安装环3靠近所述第一承压环1的一侧安装有若干个高度不等的触点检测开关件S，所述触点检测开关件S为3个，3个该触点检测开关件S均匀安装在所述中间安装环3上，根据所述触点检测开关件S的高度由大到小依次为低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3，所述触点检测开关件S包括嵌入所述中间安装环3的绝缘基体6和固定在该绝缘基体6上的弹性导电体7，所述弹性导电体7外端伸出所述中间安装环3的表面，且与所述第一承压环1内表面留有间隙，该弹性导电体7连接有警报装置5，在所述中间安装环3靠近第一承压环1的侧面上开有环形的布线槽8，该布线槽8靠近所述中间安装环3的外侧边缘，所述触点检测开关件S与警报装置5的连接导线布置在所述布线槽8里。
请参见图1～图6：所述警报装置5通过其外壳51固定在第一承压环1、第二承压环2和中间安装环3构成的外周向侧面上，该警报装置5包括总开关S0、信号处理传输模块、N沟道场效应管Q1、N沟道场效应管Q2、N沟道场效应管Q3、低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3；总开关S0的一端连接电源，总开关S0的另一端连接信号处理传输模块的电源端，信号处理传输模块的地端接地；
总开关S0的另一端还连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极连接信号处理传输模块的控制端；信号处理传输模块的控制端连接N沟道场效应管Q1的D极，N沟道场效应管Q1的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R1连接低载荷触点检测开关S1的一端，低载荷触点检测开关S1的另一端接地；电阻R1并联有电容C1；电阻R1和低载荷触点检测开关S1的公共端连接N沟道场效应管Q1的G极和信号处理传输模块的第一信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q2的D极，N沟道场效应管Q2的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R2连接中等载荷触点检测开关S2的一端，中等载荷触点检测开关S2的另一端接地；电阻R2并联有电容C2；电阻R2和中等载荷触点检测开关S2的公共端连接N沟道场效应管Q2的G极和信号处理传输模块的第二信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q3的D极，N沟道场效应管Q3的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R3连接额定载荷触点检测开关S3的一端，额定载荷触点检测开关S3的另一端接地；电阻R3并联有电容C3；电阻R3和额定载荷触点检测开关S3的公共端连接N沟道场效应管Q3的G极和信号处理传输模块的第三信号输入端。
上述警报装置5及其所有部件均安装在外壳51内，警报装置5采用的电源为电池，所述信号处理模块为AT89C51单片机+SX1278扩频433无线通讯模块；上述警报装置5采用的是常开电路，也可以根据需要选择常闭电路以及其他电路。
最后需要说明的是，上述描述仅仅为本实用新型的优选实施例，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不违背本实用新型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实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：包括第一承压环(1)、第二承压环(2)和中间安装环(3)，所述中间安装环(3)安装在第一承压环(1)和第二承压环(2)之间，在该中间安装环(3)上开设有若干个承压柱通孔(3a)，所述承压柱通孔(3a)内均安装有承压柱(4)，该承压柱(4)两端分别与所述第一承压环(1)和第二承压环(2)的内表面紧贴；
所述中间安装环(3)一侧面与所述第二承压环(2)的内表面紧贴，另一侧面与所述第一承压环(1)的内表面留有间隙，在该中间安装环(3)靠近所述第一承压环(1)的一侧安装有若干个高度不等的触点检测开关件(S)。
2.根据权利要求1所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：所述承压柱(4)至少为3个，均匀安装在所述中间安装环(3)上。
3.根据权利要求1或2所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：所述承压柱(4)和第一承压环(1)的内表面之间的距离小于该承压柱(4)的弹性范围。
4.根据权利要求1或2所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：所述触点检测开关件(S)为3个，3个该触点检测开关件(S)均匀安装在所述中间安装环(3)上，根据所述触点检测开关件(S)的高度由大到小依次为低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3。
5.根据权利要求4所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：所述触点检测开关件(S)包括嵌入所述中间安装环(3)的绝缘基体(6)和固定在该绝缘基体(6)上的弹性导电体(7)，所述弹性导电体(7)外端伸出所述中间安装环(3)的表面，且与所述第一承压环(1)内表面留有间隙，该弹性导电体(7)连接有警报装置(5)。
6.根据权利要求5所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：在所述一承压环(1)和第二承压环(2)上均匀设置有从外表面到内表面的漏斗形螺栓通孔，在螺栓通孔内穿设固定螺钉与所述中间安装环(3)连接，所述固定螺钉的螺帽为与所述螺栓通孔相适应的漏斗形结构。
7.根据权利要求5所述的螺栓松动程度智能检测垫圈，其特征在于：所述警报装置(5)固定在第一承压环(1)、第二承压环(2)和中间安装环(3)构成的外周向侧面上，该警报装置(5)包括总开关S0、信号处理传输模块、N沟道场效应管Q1、N沟道场效应管Q2、N沟道场效应管Q3、低载荷触点检测开关S1、中等载荷触点检测开关S2和额定载荷触点检测开关S3；总开关S0的一端连接电源，总开关S0的另一端连接信号处理传输模块的电源端，信号处理传输模块的地端接地；
总开关S0的另一端还连接发光二极管D1的正极，发光二极管D1的负极连接信号处理传输模块的控制端；信号处理传输模块的控制端连接N沟道场效应管Q1的D极，N沟道场效应管Q1的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R1连接低载荷触点检测开关S1的一端，低载荷触点检测开关S1的另一端接地；电阻R1并联有电容C1；电阻R1和低载荷触点检测开关S1的公共端连接N沟道场效应管Q1的G极和信号处理传输模块的第一信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q2的D极，N沟道场效应管Q2的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R2连接中等载荷触点检测开关S2的一端，中等载荷触点检测开关S2的另一端接地；电阻R2并联有电容C2；电阻R2和中等载荷触点检测开关S2的公共端连接N沟道场效应管Q2的G极和信号处理传输模块的第二信号输入端；
信号处理传输模块的控制端还连接N沟道场效应管Q3的D极，N沟道场效应管Q3的S极接地；总开关S0的另一端还经电阻R3连接额定载荷触点检测开关S3的一端，额定载荷触点检测开关S3的另一端接地；电阻R3并联有电容C3；电阻R3和额定载荷触点检测开关S3的公共端连接N沟道场效应管Q3的G极和信号处理传输模块的第三信号输入端。
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|---|---|---|---|---|
| CN115070661A (zh) * | 2022-07-19 | 2022-09-20 | 重庆大学 | 螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法 |
| CN118137177A (zh) * | 2024-05-10 | 2024-06-04 | 国网山东省电力公司德州市陵城区供电公司 | 一种具有松动提示作用的电力接地柱 |
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