专利名称：一种自动实时检测扭矩的电动扳手的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于螺栓施拧的电动板手，具体地说是涉及一种适用于桥梁及钢结构工程高强度螺栓施拧工艺的自检扭矩电动板手，属于桥梁及钢结构工程施工技术领域。
背景技术：
高强度螺栓连接是国内钢桁桥梁和大跨度钢结构工程广泛采用的一种连接方式，高强度螺栓的紧固均通过电动扳手的施拧来完成，施拧质量控制是通过对电动板手施加扭矩的控制来实现，电动扳手施加扭矩过小或过大，都会导致高强度螺栓连接的失效。在现有技术中，实际工程应用均采用定扭矩电动扳手对高强度螺栓进行施拧，在现场施拧之前，须在远离施工现场的试验检测平台对定扭矩电动扳手进行扭矩校准，即设置好某个预定的扭矩值T后，在施拧现场通过电动扳手开始对高强螺栓持续进行紧固施拧，当电动扳手的施 拧扭矩与预定的扭矩值T较接近时，电动扳手自动停止紧固施拧，认为已达到预定的扭矩，整个施拧过程中无法观测电动扳手的实际施拧扭矩，导致操作人员无法进行施拧扭矩的控制，实际上电动扳手自动停止紧固施拧时的施拧扭矩与预定的扭矩值T误差较大，存在大于或小于预定的扭矩值T的缺陷，造成高强度螺栓最终的施拧扭矩可能大于或小于设计扭矩，给工程带来安全隐患。为了尽量减少施拧误差，目前一般的做法是在试验室中对定扭矩电动扳手做大量的试验和分析，凭借试验数据和熟练操作人员的经验积累来指导实际操作，并不能从根本解决问题，而且耗费了大量人力、物力。
发明内容本实用新型的目的在于针对上述现有技术的缺陷，提供一种自动实时检测扭矩的电动扳手，主要由电动扳手、扭矩测量传感器、信号处理器及数据显示器组成，由扭矩测量传感器实时采集电动扳手扭矩传动部位的扭矩传感值，经信号处理器转换为实际扭矩值加以存储记录，并传送至数据显示器进行实际扭矩值的显示，实现了电动扳手施拧过程的实际施拧扭矩值实时检测、记录、显示，使得对电动板手施加扭矩过程控制更加准确和可靠，还可以对记录数据进行后期分析处理，保证了工程质量，提高了施工效率。本实用新型的技术方案是这样实现的—种自动实时检测扭矩的电动扳手，主要由电动扳手I、扭矩测量传感器2、信号处理器3及数据显示器4组成，其特征在于在电动扳手I的扭矩传动部位上设置一个扭矩测量传感器2，由扭矩测量传感器2实时采集电动扳手I在施拧过程中施加的扭矩传感值，该扭矩传感值传输给与电动扳手I配套设置的信号处理器3，信号处理器3将扭矩测量传感器2实时采集的扭矩传感值转换处理为对应的施加扭矩数据值加以存储记录，并将转换后的施加扭矩数据值传输至数据显示器4进行实时显示，实现了电动扳手I在对螺栓施加扭矩的施拧过程中，实际施加扭矩的实时检测、记录、显示；扭矩测量传感器2采用电阻应变片，电阻应变片粘贴在电动扳手I的扭矩传动部位，粘贴方向为与电动扳手I转动中心轴线成45°的夹角，实现对电动扳手I扭矩传动部位表面最佳应变信号的采集；信号处理器3将扭矩测量传感器2实时采集的扭矩传感值ε转换处理为对应的施加扭矩数据值Τ，转换关系为T=(WpX ε )/2，其中Wp为电动扳手I的扭转传动部位的扭转截面系数，Wp =[l-(d/D)4]X (JI XD3)/16，d为内半径，D为外半径；电动扳手I采用现有技术中实际工程应用的电动板手。本实用新型的优点I、构造简单，测量准确、可靠，并实现自动实时记录、显示，适用于桥梁及钢结构工程的螺栓，特别是高强度螺栓施拧过程工艺控制；2、自动实时显示施加扭矩值，便于操作人员对施拧质量控制工作仅在施工现场进行，无需在试验室中对电动扳手做大量的试验和分析，节省了人力、物力；3、操作简便，自动实时记录使得操作人员能够完整掌握每个螺栓的施拧质量，更便于后期分析处理。
图I是自动实时检测扭矩的电动扳手构造示意图；图2是本实用新型电阻应变片粘贴在电动扳手的扭矩传动部位示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型进一步说明。图I是自动实时检测扭矩的电动扳手构造示意图，图2是本实用新型电阻应变片粘贴在电动扳手的扭矩传动部位示意图。在电动扳手I的扭矩传动部位上设置一个扭矩测量传感器2，扭矩测量传感器2采用电阻应变片，电阻应变片粘贴在电动扳手I的扭矩传动部位，粘贴方向为与电动扳手I转动中心轴线成45°的夹角，由扭矩测量传感器2实时采集电动扳手I在施拧过程中施加的扭矩传感值ε，该扭矩传感值ε传输给与电动扳手I配套设置的信号处理器3，信号处理器3将扭矩测量传感器2实时采集的扭矩传感值ε转换处理为对应的施加扭矩数据值T加以存储记录，并将转换后的施加扭矩数据值T传输至数据显示器4进行实时显示,转换关系为T=(WpX ε )/2,其中Wp为电动扳手I的扭转传动部位的扭转截面系数，Wp =[l-(d/D)4]X (JI XD3)/16，d为内半径，D为外半径。本实施例的电动板手I采用工程上实际应用的定扭矩电动扳手，该定扭矩电动扳手的扭转传动部位为圆柱体，外半径D为4cm，内半径d为0cm，施拧对象是规格为M30的高强度螺栓，电动扳手自动停止紧固施拧的预定扭矩值为1709. 4N . m，在本实用新型的自动实时检测扭矩的电动扳手开始对M30高强螺栓持续进行紧固施拧过程中，采用一定的试验检测手段对电阻应变片的扭矩传感值ε进行检测记录，并通过数据显示器4记录显示相对应的施加扭矩数据值Τ，在电动扳手自动停止紧固施拧时，记录的扭矩传感值ε和相对应的施加扭矩数据值T主要数据如下表[0017]
电阻应变片测得的应变值εI对应的数据显示器4显示扭矩值T
164. Ομε1030. I N . m
251. 7με1580. 6 N ■ m
272. 6με1711. 9 N ■ m由上表看出，在对M30高强螺栓持续进行紧固施拧中，信号处理器3把应变值转化为扭矩值后由数据显示器4同步显示，操作人员能够实时监测到实际施拧扭矩值，便于操作人员对电动板手施加扭矩进行控制；电动扳手自动停止紧固施拧时的施加扭矩数据值，与预定的扭矩值误差极小，误差率为O. 146%，非常准确和可靠；此外，由于本实用新型能够 自动记录、显示，在紧固施拧操作结束后，若发现最终扭矩值不符合预定的扭矩值时，更便于及时进行处理，保证工程质量。
权利要求1.一种自动实时检测扭矩的电动扳手，主要由电动扳手(I)、扭矩测量传感器(2)、信号处理器(3)及数据显示器(4)组成，其特征在于在电动扳手(I)的扭矩传动部位上设置一个扭矩测量传感器(2)，由扭矩测量传感器(2)实时采集电动扳手(I)在施拧过程中施加的扭矩传感值，该扭矩传感值传输给与电动扳手(I)配套设置的信号处理器(3)，信号处理器(3)将扭矩测量传感器(2)实时采集的扭矩传感值转换处理为对应的施加扭矩数据值加以存储记录，并将转换后的施加扭矩数据值传输至数据显示器(4)进行实时显示，实现了电动扳手(I)在对螺栓施加扭矩的施拧过程中，实际施加扭矩的实时检测、记录、显示。
2.根据权利要求I所述的自动实时检测扭矩的电动扳手，其特征在于扭矩测量传感器(2 )采用电阻应变片，电阻应变片粘贴在电动扳手(I)的扭矩传动部位，粘贴方向为与电动扳手(I)转动中心轴线成45°的夹角，实现对电动扳手(I)扭矩传动部位表面最佳应变信号的采集。
3.根据权利要求I所述的自动实时检测扭矩的电动扳手，其特征在于信号处理器(3)将扭矩测量传感器(2)实时采集的扭矩传感值ε转换处理为对应的施加扭矩数据值Τ，转换关系为T=(WpX ε )/2，其中Wp为电动扳手(I)的扭转传动部位的扭转截面系数，Wp= [l-(d/D)4] X (31 XD3)/16，d 为内半径，D 为外半径。
4.根据权利要求I所述的自动实时检测扭矩的电动扳手，其特征在于电动扳手(I)采用现有技术中实际工程应用的电动板手。
专利摘要一种自动实时检测扭矩的电动扳手，主要由电动扳手、扭矩测量传感器、信号处理器及数据显示器组成，由扭矩测量传感器实时采集电动扳手扭矩传动部位的扭矩传感值，经信号处理器转换为实际扭矩值加以存储记录，并传送至数据显示器进行实际扭矩值的显示，实现了电动扳手施拧过程的实际施拧扭矩值实时检测、记录、显示，使得对电动板手施加扭矩过程控制更加准确和可靠，还可以对记录数据进行后期分析处理，保证了工程质量，提高了施工效率。
文档编号B25B21/00GK202572260SQ201220210339
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月10日 优先权日2012年5月10日
发明者张洪玉, 黄绍桥, 江淦, 刘方, 党兆泉, 邵贵平 申请人:中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司