一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置

1.本实用新型涉及一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置。主要用于一些螺栓节点预紧力的快速检测，可应用领域包括：机械、土木，航空航天中需要使用螺栓联结的领域。


背景技术：

2.螺栓作为一种紧固件，具有便于拆卸方便，传力直接等优点，广泛应用于机械、土木等各个领域，螺栓在长期使用过程中由于受到环境因素的干扰，预紧力会有不同程度的损失，不进行预紧力检测有可能导致节点联结不稳固，甚至会导致结构整体倒塌，造成严重的生命财产损失。
3.目前，螺栓预紧力快速检测方法有两种：直接观察检查方法以及听音检查方法。直接观察法就是通过在螺栓上划线，当螺栓螺母松动时，标记线会产生错位，显示螺栓松动；所谓听音检查就是用锤子敲打螺栓金属连接部位，从声音上判断是否有松动现象。这两种方法缺点在于主观因素对结果判断的影响以及人工成本大，费时耗力等。除此以外，其他依赖传感器的方法大都需要粘贴或者耦合过程，同样需要较长的检测时间。
4.因此，为了实现不永久耦合传感器的情况下对螺栓预紧力的快速检测，本实用新型提出了一种方便，有效，快速的可拆卸式螺栓预紧力检测装置。


技术实现要素：

5.本实用新型针对螺栓松动检测设计的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置。可以灵活、快速、准确的进行螺栓松动的检测。可应用领域包括：机械，土木等使用到螺栓的工业检测领域。
6.1、本实用新型的技术方案：一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，主要由螺栓，探头外壳，压电传感器，传力圆柱，静力传感器，机械螺旋背塞等细部构造组成。
7.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：其特征在于：探头外壳(2) 内上部有内螺纹，可与螺栓(1)的外螺纹匹配，进行螺纹螺旋拧紧。
8.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：探头外壳(2)中具有三个传感器室，用于放置压电传感器(3)、传力圆柱(4)和静力传感器(5)并且使三者位置固定。
9.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：探头外壳(2)开有小孔用于引出与传感器相连的导线。
10.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：螺栓(1)底部与传力圆柱(4) 顶部开有与压电传感器直径相同的凹槽用于固定压电传感器(3)的位置。
11.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：传力圆柱(4)底部与机械螺旋背塞(6)顶部开有与静力传感器(5)直径相同的凹槽用于固定静力传感器(5)的位置。
12.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置置，其特征在于：探头外壳(2)开有刚好放置机械螺旋背塞(6)的小室。
13.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：螺栓(1)、压电传感器
(3)、传力圆柱(4)、静力传感器(5)和机械螺旋背塞(6)相互接触的表面间涂耦合剂来减小表面摩擦力。
14.所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：压电传感器(3)的形式有堆叠式和单一式。
15.本实用新型克服了传统检测技术自身的固有不足，具有如下有益的效果：
16.(1)通过传感器信号输出进行螺栓预紧力的相应计算，进而得到螺栓预紧力数值，属于一种定量测量方法，结果精确可靠；
17.(2)检测装置不受环境温度限制；
18.(3)检测方法方便，快速，是一种快速检测装置
附图说明：
19.(1)图1是本实用新型可拆卸式螺栓预紧力检测装置的主视图；
20.(2)图2是本实用新型可拆卸式螺栓预紧力检测装置的外部整体剖面图；
21.在附图1～附图2中，1为螺栓，2为探头外壳，3为压电传感器，4为传力圆柱，5为静力传感器，6为机械螺旋背塞。
具体实施方式：
22.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
23.如图1-2图所示，本实用新型提出一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，由螺栓(1)，探头外壳(2)，压电传感器(3)，传力圆柱(4)，静力传感器(5)和机械螺旋背塞(6)细部构造组成。
24.其中，压电传感器(3)与静力传感器(5)的导线通过探头外壳(2)的小孔与外部数据采集以及个人电脑连接。
25.螺栓(1)内螺纹与探头外壳(2)接触部分紧密连接，起固定位置作用。探头外壳(2) 中具有三个传感器室，用于放置压电传感器(3)、传力圆柱(4)和静力传感器(5)并且使三者位置固定。
26.下面详细叙述检测过程：
27.步骤一：在实例中，螺栓螺杆一侧涂抹耦合剂，同时螺栓(1)、压电传感器(3)、传力圆柱(4)、静力传感器(5)和机械螺旋背塞(6)相互接触的表面间涂抹耦合剂，将涂抹耦合剂后的本装置安装到螺栓螺杆一侧。
28.步骤二：在实例中，在螺栓节点首次联结螺栓完全紧固状态下，拧紧机械螺旋背塞(6)，此时静力传感器(5)会有读数，保证合适的背塞压力，即静力传感器(5)读数稳定，通过电脑对连接的压电传感器(3)进行电压激励，产生超声导波，并记录完全紧固状态下的波形，保存到电脑。
29.步骤三：在实例中，将检测完成的波形进行命名，并记录检测过程中本实用新型内精力传感器静力传感器(5)的读数。
30.步骤四：在实例中，在螺栓节点服役一段时间后(如半年或一年)，对相同的螺栓再次安装本装置，按照步骤一至步骤三的过程，将此时得到的螺栓预紧力波形进行记录。需要
注意的是，同一螺栓需要将静力传感器(5)再次拧紧时的读数相同。
31.步骤五：在实例中，通过计算机编程对比压电传感器(3)初次记录的波形数据和再次检测记录的波形数据，判断螺栓是否松动以及松动程度。


技术特征：
1.一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征是：由螺栓(1)，探头外壳(2)，压电传感器(3)，传力圆柱(4)，静力传感器(5)，机械螺旋背塞(6)细部构造组成，静力传感器(5)下部嵌入机械螺旋背塞(6)中，上部嵌入传力圆柱(4)中，压电传感器(3)下部嵌入传力圆柱(4)中，上部嵌入螺栓(1)中，探头外壳(2)与螺栓(1)的外螺纹匹配并连接到机械螺旋背塞(6)。2.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：探头外壳(2)开有小孔用于引出与传感器相连的导线。3.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：螺栓(1)底部与传力圆柱(4)顶部开有与压电传感器直径相同的凹槽用于固定压电传感器(3)的位置。4.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：传力圆柱(4)底部与机械螺旋背塞(6)顶部开有与静力传感器(5)直径相同的凹槽用于固定静力传感器(5)的位置。5.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：探头外壳(2)开有刚好放置机械螺旋背塞(6)的小室。6.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：螺栓(1)、压电传感器(3)、传力圆柱(4)静力传感器(5)和机械螺旋背塞(6)相互接触的表面间涂耦合剂来减小表面摩擦力。7.根据权利要求1所述的一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，其特征在于：压电传感器(3)的形式有堆叠式和单一式。

技术总结
本实用新型涉及一种可拆卸式螺栓预紧力检测装置，由螺栓(1)，探头外壳(2)，压电传感器(3)，传力圆柱(4)，静力传感器(5)，机械螺旋背塞(6)细部构造组成。可应用领域包括：机械、土木等需要使用螺栓的工业检测领域。木等需要使用螺栓的工业检测领域。木等需要使用螺栓的工业检测领域。


技术研发人员：孙通宇 陈冬冬
受保护的技术使用者：南京林业大学
技术研发日：2021.04.30
技术公布日：2022/7/4