最新一种螺栓轴力传感器的制作方法

将乐信息网 http://www.jianglexinxi.cn 2020-10-18 09:48 出处:网络
本站介绍的最新一种螺栓轴力传感器的制作方法,可以跟着小编一起阅读下去 一种螺栓轴力传感器,涉及一种螺栓轴力的监测装置。

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一种螺栓轴力传感器,涉及一种螺栓轴力的监测装置。



背景技术:

当前大型设备或重要设备的安装都是通过螺栓来进行安装的,螺栓紧固的原理是依靠预紧力使螺纹产生一定的塑性变形,加上金属材料的记忆特性,内外螺纹的恢复应力都施加到结合面上,达到紧固的目的。但是随着时间的加长,部分塑性变形变成永久变形,金属恢复应力下降,螺栓所提供的锁紧力下降,导致螺栓松动,造成安全隐患。现目前对于此类现象的监测手段主要是超声波监测,其适用性不强,受环境影响大,所以不能普遍适用。



技术实现要素:

本发明要解决的问题就是针对以上不足而提供一种能长期监测螺栓锁紧力的监测装置。其技术方案如下:

它具有垫片,垫片由外壁以及与外壁相连的上壳体和下壳体构成内部为空腔的盒体,垫片中部开有轴孔,在垫片的外壁上安装感应片,感应片连接数据处理装置。

所述垫片外壁腰部向外突出,内壁相应空腔形成外突的凸腔。

所述感应片采用光纤光栅,光纤光栅一端安装在外壁上,另一端连接传输光缆,传输光缆与光电解调仪相连接。

在垫片外壁上安装光纤光栅固定块和光纤光栅定位台,光纤光栅一端安装于光纤光栅固定块上,另一端定位于光纤光栅定位台上。

在垫片外壁的上、下圈分别设置上凸台和下凸台,在上凸台和下凸台之间套装垫片套环。

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:

1、本发明在垫片的外壁安装感应片,通过垫片受到压力导致周长发生改变来监测螺栓锁紧力。在大型设备安装后,能够对螺栓的锁紧力进行长期监测,并且可直接反应螺栓上残留的锁紧力,使得设备在安装时,达到螺栓安装的标准要求。

2、垫片外壁腰部向外突出,内壁相应空腔形成外突的凸腔,使得螺栓锁紧时产生的压力更容易使垫片周长增大,从而放大垫片周长改变的数值,便于监测。

3、本发明轴力传感器能在高温、辐射、易腐蚀、强磁和低频振动等工作环境下使用。

附图说明

图1是本发明俯视结构示意图;

图2是本发明立体图;

图3是本发明垫片内部结构示意图;

图4是本发明光纤光栅安装座在垫片外壁的结构示意图;

图5是本发明光纤光栅在垫片外壁的安装结构示意图;

图6本发明光纤光栅另一安装结构示意图;

图7是本发明安装槽在垫片外壁的结构示意图;

图8是本发明光纤光栅固定块结构示意图;

图9是本发明应变片结构示意图;

图10是本发明应变片垫片结构示意图;

图11是本发明使用状态示意图。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效,现有下述具体实例,并配合附图,对本发明做进一步详细说明,尽管下文将对本发明的具体实施方式进行了详细的描述与说明,但需指明,此实例仅为一部分实施例,而不是全部的实施例。我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改,其产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围之内。

实施例一:

参见图1~图5,本发明具有垫片4,垫片4由外壁4.5以及与外壁相连的上壳体4.2和下壳体4.1构成内部为空腔的盒体,垫片4中部开有轴孔6;在外壁4.5上开设引导槽4.51,在引导槽4.51两端设置焊接凸台4.52,光纤光栅10一端焊接在焊接凸台4.52上,另一端顺着引导槽4.51连接传输光缆1,传输光缆1与光电解调仪相连接。

如图3所示,所述垫片外壁4.5腰部向外突出,内壁相应空腔形成外突的凸腔4.6。

在垫片外壁4.5的上、下圈分别设置上凸台4.3和下凸台4.4,引导槽4.51、焊接凸台4.52和光纤光栅10位于上凸台和下凸台之间的外壁上。

在上凸台4.3和下凸台4.4之间套装垫片套环3,用于保护光纤光栅10。

在垫片套环3上开口,在开口处安装光缆套管2,开口处的垫片外壁上固定传输光缆1,传输光缆1另一端穿出光缆套管2并与光电解调仪相连接。

实施例二:

参见图1~图3、图6和图7,本发明具有垫片4,垫片4由外壁4.5以及与外壁相连的上壳体4.2和下壳体4.1构成内部为空腔的盒体,垫片4中部开有轴孔6;在垫片外壁4.5上安装光纤光栅固定块7和光纤光栅定位台11,光纤光栅10一端安装于光纤光栅固定块7上,另一端定位于光纤光栅定位台11上再连接传输光缆1,传输光缆1与光电解调仪相连接。

在垫片外壁4.5上开有安装槽9,光纤光栅固定块7和光纤光栅定位台11位于安装槽9内。

所述安装槽9、光纤光栅固定块7、光纤光栅定位台11和光纤光栅10位于上凸台4.3和下凸台4.4之间的外壁上。

在垫片套环3上开口,在开口处安装光缆套管2,开口处的垫片外壁上固定传输光缆1,传输光缆1另一端穿出光缆套管2并与光电解调仪相连接。

实施例三:

参见图1~图3、图6~图8,本发明具有垫片4,垫片4由外壁4.5以及与外壁相连的上壳体4.2和下壳体4.1构成内部为空腔的盒体,垫片4中部开有轴孔6;在垫片外壁4.5上安装光纤光栅固定块7和光纤光栅定位台11,光纤光栅10一端安装于光纤光栅固定块7上,另一端定位于光纤光栅定位台11上再连接传输光缆1,传输光缆1与光电解调仪相连接。

如图3所示,所述垫片外壁4.5腰部向外突出,内壁相应空腔形成外突的凸腔4.6。

如图8所示,所述光纤光栅固定块7由底板7.1、顶板7.4和立板7.2构成z字形状,在顶板7.4上开有卡槽7.5用于安装光纤光栅10,在立板7.2上开设有斜槽7.3,斜槽7.3内配合安装预紧力张紧块8。预紧力张紧块8为楔形状,通过调整预紧力张紧块8在斜槽7.3内的位置,使立板7.2产生形变,为光纤光栅提供预紧力。

在垫片外壁4.5上开有安装槽9,光纤光栅固定块7和光纤光栅定位台11位于安装槽9内。在预紧力张紧块8所在位置的安装槽9内开设螺孔5,当预紧力张紧块进入安装槽后,利用上下两端的紧定螺栓对预紧力张紧块的位置进行调整。

所述光纤光栅固定块7、光纤光栅定位台11和光纤光栅10位于上凸台4.3和下凸台4.4之间的外壁上。

在垫片套环3上开口,在开口处安装光缆套管2,开口处的垫片外壁上固定传输光缆1,传输光缆1另一端穿出光缆套管2并与光电解调仪相连接。

以上实施例使用时,参见图11,将轴力传感器的轴孔6穿过螺栓13后放入螺栓与连接工件14的结合面处。螺栓紧固时,垫片4受到来自螺栓锁紧时产生的压力,发生轴向挤压导致垫片周长发生改变,从而对安装在垫片外壁的光纤光栅产生径向拉扯,引起光谱波长发生改变并反馈给光电解调仪,光电解调仪内部对光纤光栅的信号进行解码,再传输出来,变成可视化数据,即可实现对螺栓锁紧力的在线监测。

实施例四:

参见图9、图10,本发明具有垫片4,垫片4由外壁4.5以及与外壁相连的上壳体4.2和下壳体4.1构成内部为空腔的盒体,垫片4中部开有轴孔6,在垫片的外圈壁上粘贴应变片12,应变片12为一环状感应片,应变片12的导线12.1与数据处理器连接。

使用时,参见图11,将轴力传感器的轴孔6穿过螺栓13后放入螺栓与连接工件14的结合面处。螺栓紧固时,垫片4受到来自螺栓锁紧时产生的压力,发生轴向挤压导致垫片周长发生改变,从而对粘贴在垫片外壁的应变片12产生径向拉扯,利用电阻式应变片基于金属材料的应变效应,因形变而使其阻值发生变化,通过数据处理设备,换算阻值变化与螺栓轴力的关系,转化为轴力数据,即可实现对螺栓锁紧力的在线监测。

上述技术方案中,光纤光栅与应变片的安装数量不仅限于一个,可根据现场实际情况与使用需求,安装多个光纤光栅或应变片,满足其使用需求。

所述本发明轴力传感器不仅仅适用于螺栓紧固方式的监测,还可用于铆接连接、重量监测等。


技术特征:

1.一种螺栓轴力传感器,其特征在于具有垫片(4),垫片(4)由外壁(4.5)以及与外壁相连的上壳体(4.2)和下壳体(4.1)构成内部为空腔的盒体,垫片(4)中部开有轴孔(6),在垫片的外壁(4.5)上安装感应片,感应片连接数据处理装置。

2.根据权利要求1所述螺栓轴力传感器,其特征在于外壁(4.5)腰部向外突出,内壁相应空腔形成外突的凸腔(4.6)。

3.根据权利要求1或2所述螺栓轴力传感器,其特征在于感应片采用光纤光栅(10),光纤光栅(10)一端安装在外壁(4.5)上,另一端连接传输光缆(1),传输光缆(1)与光电解调仪相连接。

4.根据权利要求3所述螺栓轴力传感器,其特征是在外壁(4.5)上开设引导槽(4.51),在引导槽(4.51)两端设置焊接凸台(4.52)。

5.根据权利要求3所述螺栓轴力传感器,其特征是在外壁(4.5)上安装光纤光栅固定块(7)和光纤光栅定位台(11),光纤光栅(10)一端安装于光纤光栅固定块(7)上,另一端定位于光纤光栅定位台(11)上。

6.根据权利要求5所述螺栓轴力传感器,其特征在于光纤光栅固定块(7)由底板(7.1)、顶板(7.4)和立板(7.2)构成z字形状,在顶板(7.4)上开有卡槽(7.5),在立板(7.2)上开设有斜槽(7.3),斜槽(7.3)内配合安装预紧力张紧块(8)。

7.根据权利要求5所述螺栓轴力传感器,其特征是在外壁(4.5)上开有安装槽(9),光纤光栅固定块(7)和光纤光栅定位台(11)位于安装槽(9)内。

8.根据权利要求1所述螺栓轴力传感器,其特征是在外壁(4.5)的上、下圈分别设置上凸台(4.3)和下凸台(4.4),在上凸台(4.3)和下凸台(4.4)之间套装垫片套环(3)。

9.根据权利要求8所述螺栓轴力传感器,其特征是在垫片套环(3)上开口,在开口处安装光缆套管(2),开口处的外壁上固定传输光缆(1),传输光缆(1)另一端穿出光缆套管(2)并与光电解调仪相连接。

10.根据权利要求1或2所述螺栓轴力传感器,其特征在于感应片采用应变片(12),应变片(12)为一环状感应片,设置在垫片(4)的外圈壁上,应变片(12)的导线(12.1)与数据处理器连接。

技术总结
一种螺栓轴力传感器,涉及一种螺栓轴力的监测装置。它具有垫片,垫片由外壁以及与外壁相连的上壳体和下壳体构成内部为空腔的盒体,垫片中部开有轴孔,在垫片的外壁上安装感应片,感应片连接数据处理装置。所述感应片采用光纤光栅,光纤光栅一端安装在外壁上,另一端连接传输光缆,传输光缆与光电解调仪相连接。本发明具有的有益效果是:本发明在垫片的外壁安装感应片,通过垫片受到压力导致周长发生改变来监测螺栓锁紧力。在大型设备安装后,能够对螺栓的锁紧力进行长期监测,并且可直接反应螺栓上残留的锁紧力,使得设备在安装时,达到螺栓安装的标准要求。

技术研发人员:王友;张文凯;陈淘;郭超;王亮晶;石斯予;杨洪;王强;甘秦福;龙晖
受保护的技术使用者:四川腾菲克科技有限公司
技术研发日:2020.04.14
技术公布日:2020.06.26

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