螺栓松动检测装置的制作方法

1.本发明属于检测装置技术领域，更具体地说，是涉及一种螺栓松动检测装置。


背景技术：

2.螺栓是工程中常用的一种连接件，配用螺母的圆柱形带螺纹的紧固件，由头部和螺杆两部分组成的一类紧固件，广泛应用于航空航天、机车车辆、舰船、桥梁、石油化工和新能源等领域的关键装置或装备的零部件的连接，以保障机械结构的完整性、可靠性和安全性。
3.对于装置或结构中所使用的螺栓，其预紧力是否合适，将直接关系到整个装置或结构工作的可靠性和安全性。预紧力过大，易导致裂纹的产生和疲劳破坏，削弱该连接节点的承载力，严重时可能诱发结构失稳；预紧力不够，则会引起振动松弛、滑移等现象，影响结构整体性或造成密封件泄漏等。
4.目前常用的螺栓松动检测是通过检测装置完成的，需要在每个螺栓上安装传感器，这样不仅安装费时费力、维护成本也很高。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种螺栓松动检测装置，以解决螺栓松动检测成本高的问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种螺栓松动检测装置，包括壳体、超声波测量机构、标定机构和数据分析机构，其中，壳体内部设置有安装腔，所述安装腔内设置有温度调节机组件；超声波测量机构能够对检测超声波在待检测螺栓内的传播速度；标定机构设于所述壳体内，所述标定机构能够对待标定螺栓施加拉伸力，并测量所述待标定螺栓在所述拉伸力的条件下，超声波于所述待标定螺栓内的传播速度，待标定螺栓与待检测螺栓同型号同材质；数据分析机构与所述超声波测量机构和所述标定机构连接，且内部预设有待检测螺栓在拧紧状态时的周向的应力值，所述数据分析机构能够根据所述超声波测量机构和所述标定机构的检测信息得出待检测螺栓的检测应力值，并与预设的值进行对比。
7.在一种可能的实现方式中，所述标定机构包括拉伸组件和超声波标定组件，所述拉伸组件包括下固定架、上固定架和设于所述下固定架和上固定架之间的驱动件，待标定的螺栓一端固定在所述下固定架上，待标定的螺栓另一端固定在所述上固定架上，所述驱动件设于所述下固定架上，所述驱动件的动力输出端连接有伸缩杆，所述伸缩杆的顶端设有压力传感器，所述压力传感器的顶端抵接在所述上固定架上。
8.在一种可能的实现方式中，所述下固定架包括第一横板、第二横板和两个竖板，两个所述竖板分设于所述第一横板的两端，所述竖板向所述第一横板的下方延伸，所述竖板可拆卸连接于所述第二横板的顶部，所述第二横板的两端伸出到所述第一横板的两端，所述驱动件包括两个，所述驱动件设于所述第二横板的伸出到所述第一横板的两侧的部分
上，所述第一横板上设有第一过孔，所述待标定螺栓穿经所述第一过孔设置，所述第一横板上设有下锁紧部，所述下锁紧部能够将所述待标定螺栓固定。
9.在一种可能的实现方式中，所述下锁紧部包括滑动设于所述第一横板上的两个卡板，所述第一横板的底面上设有滑槽，所述第一过孔穿经所述滑槽设置，所述卡板分设于所述第一过孔的两侧，各所述卡板与所述滑槽的侧壁之间设有复位弹簧，所述复位弹簧处于自然状态时，两个所述卡板抵接，所述下锁紧部对所述待标定螺栓进行固定时，所述卡板抵接于所述待标定螺栓的两侧，且所述螺栓的螺帽抵接在所述卡板的底部。
10.在一种可能的实现方式中，所述第一横板的底部设有两块挡板，两块所述挡板分设于所述第一过孔的两侧，所述挡板封盖于所述滑槽的顶部，所述挡板与所述第一过孔间隔布置，所述卡板的长度大于所述第一过孔的半径与所述挡板到所述第一过孔的间距的和，所述卡板能够完全设于所述挡板的下方。
11.在一种可能的实现方式中，所述上固定架包括第三横板，所述第二横板上设有第二过孔，所述第一过孔与所述第二过孔共轴布置，所述待标定螺栓穿经所述第二过孔设置，所述第三横板的长度与所述第二横板的长度相同，且所述第三横板的两端伸出到所述第一横板的两侧，所述压力传感器的顶端抵接在所述第三横板的伸出到所述第一横板的两端的部分上，所述上固定架上设有上锁紧组件，所述待标定螺栓通过所述上锁紧组件固定在所述上固定架上。
12.在一种可能的实现方式中，所述上锁紧组件包括固定套筒和多个连接套筒，所述固定套筒的内径与所述第一过孔的内径相同，所述固定套筒内壁上设有固定螺纹，所述固定套筒的顶端设有搭接环，所述搭接环的外径大于所述固定套筒的外径，所述固定套筒插设于所述第二过孔内，所述搭接环搭接在所述第三横板上，多个所述连接套筒的外径逐渐缩小，且多个所述连接套筒的内径逐渐缩小，各所述连接套筒能够螺接为一个连接套筒，最大的连接套筒能够螺接进所述固定套筒内，与所述连接套筒内径相同的螺栓能够螺接在所述连接套筒内。
13.在一种可能的实现方式中，所述超声波标定组件包括超声波发射件和超声波接收件，所述超声波发射件设于所述下固定架上，所述超声波接收件设于所述上固定架上，所述超声波发射件能够对待标定的螺栓发射超声波，并由所述超声波接收件接收所述超声波发射间发出的超声波，所述超声波发射件与所述超声波接收件均与所述数据分析机构连接，所述数据分析机构能够根据待标定螺栓的长度和超声波传递时间计算出所述超声波在待标定螺栓内的传播速度。
14.在一种可能的实现方式中，所述温度调节机组件包括外测温件、内测温件、加热件、制冷件和控制件，所述外测温件能够对待检测的螺栓进行测温，所述内测温件能够对待标定的螺栓进行测温，所述外测温件、所述内测温件、所述加热件和所述制冷件均与所述数据分析机构连接，所述控制件能够控制所述加热件或者制冷件工作，对壳体内进行加热或者制冷，使所述待检测螺栓与所述待标定螺栓保持相同的温度。
15.在一种可能的实现方式中，所述壳体的后侧壁开口设置，所述壳体上设有箱门，所述箱门能够开启或者关闭所述壳体的开口端，所述超声波测量机构具有超声波发射探头和超声波接收探头，所述超声波发射探头和所述超声波接收探头穿经所述壳体的侧壁伸出到所述壳体的外侧；所述加热件设于所述壳体的内底面上，所述制冷件设于所述壳体的内顶
壁上。
16.本发明提供的螺栓松动检测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过对待标定的螺栓施加拉力，模拟螺栓受到轴向应力，通过测量超声波在待标定螺栓内部的传播速度，得出待标定螺栓的轴向应力和超声波在其内壁传播速度的对应值数据，再通过测量超声波在待检测螺栓内的传播速度，将改速度与前述的数值进行对比，得出此时螺栓受到的轴向应力，将得出的轴向应力与预设值进行对比，得出的轴向应力小于预设值，则螺栓松动，本发明的结构简单，使用方便，测量精度高。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的螺栓松动检测装置内部的结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的标定机构的结构示意图；
21.图4为本发明实施例提供的标定机构的俯视结构示意图；
22.图5为图4的标定机构沿a-a方向的剖面结构示意图。
23.其中，图中各附图标记如下：
24.1、壳体；2、超声波测量机构；3、标定机构；4、数据分析机构；5、待标定螺栓；
25.101、安装腔；102、外测温件；103、内测温件；104、制冷件；105、加热件；106、控制件；107、箱门；
26.201、超声波接收探头；202、超声波发射探头；
27.301、下固定架；302、上固定架；303、驱动件；304、伸缩杆；305、第一横板；306、竖板；307、第二横板；308、第一过孔；309、卡板；310、滑槽；311、复位弹簧；312、挡板；313、第三横板；314、固定套筒；315、连接套筒；316、超声波发射件；317、超声波接收件。
具体实施方式
28.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
29.需要进一步说明的是，本发明的附图和实施方式主要对本发明的构思进行描述说明，在该构思的基础上，一些连接关系、位置关系、动力机构、供电系统、液压系统及控制系统等的具体形式和设置可能并未没有描述完全，但是在本领域技术人员理解本发明的构思的前提下，本领域技术人员可以采用熟知的方式对上述的具体形式和设置予以实现。
30.当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
31.术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
32.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
33.现对本发明提供的螺栓松动检测装置进行说明。
34.请一并参阅图1及图2，所述螺栓松动检测装置，包括壳体1、超声波测量机构2、标定机构3和数据分析机构4，其中，壳体1内部设置有安装腔101，安装腔101内设置有温度调节机组件；超声波测量机构2能够对检测超声波在待检测螺栓内的传播速度；标定机构3设于壳体1内，标定机构3能够对待标定螺栓5施加拉伸力，并测量待标定螺栓5在拉伸力的条件下，超声波于待标定螺栓5内的传播速度，待标定螺栓5与待检测螺栓同型号同材质；数据分析机构4与超声波测量机构2和标定机构3连接，且内部预设有待检测螺栓在拧紧状态时的周向的应力值，数据分析机构4能够根据超声波测量机构2和标定机构3的检测信息得出待检测螺栓的检测应力值，并与预设的值进行对比。
35.本实施例提供的螺栓松动检测装置的有益效果是：与现有技术相比，本实施例提供的对待标定的螺栓施加拉力，模拟螺栓受到轴向应力，通过测量超声波在待标定螺栓5内部的传播速度，得出待标定螺栓5的轴向应力和超声波在其内壁传播速度的对应值数据，再通过测量超声波在待检测螺栓内的传播速度，将改速度与前述的数值进行对比，得出此时螺栓受到的轴向应力，将得出的轴向应力与预设值进行对比，得出待测量螺栓此时的轴向应力，待测量螺栓的轴向应力小于预设值，则螺栓松动，本发明的结构简单，使用方便，测量精度高。
36.结合图3、图4和图5所示，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，标定机构3包括拉伸组件和超声波标定组件，拉伸组件包括下固定架301、上固定架302和设于下固定架301和上固定架302之间的驱动件303，待标定的螺栓一端固定在下固定架301上，待标定的螺栓另一端固定在上固定架302上，驱动件303设于下固定架301上，驱动件303的动力输出端连接有伸缩杆304，伸缩杆304的顶端设有压力传感器，压力传感器的顶端抵接在上固定架302上。
37.待标定的螺栓一端固定在下固定架301上，一端固定在上固定架302上，通过驱动件303设置在下固定架301上并通过伸缩杆304顶推上固定架302，从而实现对带标定螺栓施加周向的应力。
38.具体在，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，下固定架301包括第一横板305、第二横板307和两个竖板306，两个竖板306分设于第一横板305的两端，竖板306向第一横板305的下方延伸，竖板306可拆卸连接于第二横板307的顶部，第二横板307的两端伸出到第一横板305的两端，驱动件303包括两个，驱动件303设于第二横板307的伸出到第一横板305的两侧的部分上，第一横板305上设有第一过孔308，待标定螺栓5穿经第一过孔308设置，第一横板305上设有下锁紧部，下锁紧部能够将待标定螺栓5固定。
39.第一横板305、第二横板307和竖板306的设置，使得三者之间能够围合出一个安装空间，一方面便于对待标定的螺栓的螺帽进行容纳，另一方面也便于对下文中将提到的内测温件103、超声波发射件316等进行安装。
40.作为一种优选的方案，下锁紧部包括滑动设于第一横板305上的两个卡板309，第一横板305的底面上设有滑槽310，第一过孔308穿经滑槽310设置，卡板309分设于第一过孔308的两侧，各卡板309与滑槽310的侧壁之间设有复位弹簧311，复位弹簧处于自然状态时，两个卡板309抵接，下锁紧部对待标定螺栓5进行固定时，卡板309抵接于待标定螺栓5的两侧，且螺栓的螺帽抵接在卡板309的底部，使得下固定架301能够对不同直径的待标定螺栓5进行固定，提高了下固定架301的适用性。
41.此外，第一横板305的底部设有两块挡板312，两块挡板312分设于第一过孔308的两侧，挡板312封盖于滑槽310的顶部。挡板312的设置，能够将卡板309固定在滑槽310的内部，防止卡板309在受力时一端翘起。
42.挡板312与第一过孔308间隔布置，卡板309的长度大于第一过孔308的半径与挡板312到第一过孔308的间距的和，卡板309能够完全设于挡板312的下方，使得无论卡板309滑动到什么位置，总会有部分的卡板309设置在挡板312的下方，有效防止卡板309从滑槽310内脱落。
43.如图5所示，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，上固定架302包括第三横板，第二横板307上设有第二过孔，第一过孔308与第二过孔共轴布置，待标定螺栓5穿经第二过孔设置，第三横板的长度与第二横板307的长度相同，且第三横板的两端伸出到第一横板305的两侧，压力传感器的顶端抵接在第三横板的伸出到第一横板305的两端的部分上，上固定架302上设有上锁紧组件，待标定螺栓5通过上锁紧组件固定在上固定架302上。
44.通过设置第一过孔308和第二过孔共轴设置，便于待标定螺栓5的穿经。又通过设置第二横板307与第三横板的长度相同，第一横板305的长度小于第二横板307的长度，进而使得第二横板307和第三横板的两端伸出到第一横板305的两侧，为驱动件303和伸缩杆304的设置提供了安装空间。
45.具体在，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，上锁紧组件包括固定套筒314和多个连接套筒315，固定套筒314的内径与第一过孔308的内径相同，固定套筒314内壁上设有固定螺纹，固定套筒314的顶端设有搭接环，搭接环的外径大于固定套筒314的外径，固定套筒314插设于第二过孔内，搭接环搭接在第三横板上，多个连接套筒315的外径逐渐缩小，且多个连接套筒315的内径逐渐缩小，各连接套筒315能够螺接为一个连接套筒315，最大的连接套筒315能够螺接进固定套筒314内，与连接套筒315内径相同的螺栓能够螺接在连接套筒315内。
46.搭接环的设置，可便于固定套筒314搭接在第三横板上，而固定套筒314和连接套筒315的配合，能够对不同直径的待标定螺栓5进行固定。多个待连接套筒315分别标号为1,2
……
n，1号连接套筒315的直径最大，n号连接套筒315的直径最小，其中2号连接套筒315能够螺接进1号连接套筒315内，3号连接套筒315能够螺接进2号连接套筒315内，以此类推，n号连接套筒315能够螺接进n-1号连接套筒315内。举例而言，在需要对与3号连接套筒315相适配的待标定螺栓5进行固定时，需要将待标定螺栓5螺接进3号连接套筒315内，将2号连接
套筒315螺接进1号连接套筒315内，将1号连接套筒315螺接进固定套筒314内，将固定套筒314插入到第二过孔内并搭接在第三横板上即可。
47.如图5所示，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，超声波标定组件包括超声波发射件316和超声波接收件317，超声波发射件316设于下固定架301上，超声波接收件317设于上固定架302上，超声波发射件316能够对待标定的螺栓发射超声波，并由超声波接收件317接收超声波发射间发出的超声波，超声波发射件316与超声波接收件317均与数据分析机构4连接，数据分析机构4能够根据待标定螺栓5的长度和超声波的传递时间计算出超声波在待标定螺栓5内的传播速度。
48.如图1和图2所示，在本发明实施例提供的螺栓松动检测装置的一种具体的实施方式中，温度调节机组件包括外测温件102、内测温件103、加热件105、制冷件104和控制件106，外测温件102能够对待检测的螺栓进行测温，内测温件103能够对待标定的螺栓进行测温，外测温件102、内测温件103、加热件105和制冷件104均与数据分析机构4连接，控制件106能够控制加热件105或者制冷件104工作，对壳体1内进行加热或者制冷，使待检测螺栓与待标定螺栓5保持相同的温度。内测温件103设置在第二横板307上，便于对螺帽进行测温。
49.最后，壳体1的后侧壁开口设置，壳体1上设有箱门107，箱门107能够开启或者关闭壳体1的开口端，超声波测量机构2具有超声波发射探头202和超声波接收探头201，超声波发射探头202和超声波接收探头201穿经壳体1的侧壁伸出到壳体1的外侧；加热件105设于壳体1的内底面上，制冷件104设于壳体1的内顶壁上。加热件105设置在底部，制冷件104设置在顶部，便于壳体1内的空气形成对流，从而便于使得待标定螺栓5与待测量螺栓保持相同的温度。
50.以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。