CN113567032B - 一种具备轴力监测功能的垫圈 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具备轴力监测功能的垫圈，具备轴力监测功能的垫圈包括：环形工作模块和环形支撑板，环形工作模块集成有压力传感器和用于传输压力传感器测得的数据的无线发射器，环形支撑板上的支撑板容纳槽呈环形，支撑板容纳槽具有容纳槽槽口、环形内侧壁和环形外侧壁，容纳槽槽口供环形工作模块沿轴向装入，环形支撑板为金属板，环形外侧壁上设有防屏蔽开口。本发明的目的在于提供一种具备轴力监测功能的垫圈，用以解决现有的检测螺栓轴力的装置需要现场组装压力传感器与垫圈造成的安装效率低的问题。

Description

一种具备轴力监测功能的垫圈

技术领域

本发明涉及一种具备轴力监测功能的垫圈。

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，在使用螺栓作为关键处的紧固件时，通常需要准确地检测与控制螺栓的轴向应力，即螺栓预紧力，以保证连接的安全性与可靠性。传统的螺栓预紧力测量方法通常采用力矩扳手测量预紧力，但是由力矩扳手测出的预紧力并不可靠，首先力矩扳手本身需要定期的校检和维护，其次在实际应用中容易受到人为因素或其他因素影响。

在授权公告号为CN203130381U的中国实用新型专利公开了一种可在线检测螺栓轴力的塔架，塔架具有至少两节塔筒，相邻的两节塔筒分为上塔筒和下塔筒，上塔筒底部具有上法兰，下塔筒顶部具有下法兰，上下法兰之间通过螺栓连接，螺栓与下法兰之间安装有下垫圈和环形压力传感器，环形压力传感器上带有引线，引线通过接线排与控制柜连接，通过将压力传感器检测的螺栓轴力信息传给控制柜，可实时判断螺栓是否松动。但是采用该装置检测螺栓轴力需要现场组装压力传感器与垫圈，安装效率较低，并且压力传感器与控制柜之间还需连接引线与接线排，结构较为复杂，使用起来较为不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具备轴力监测功能的垫圈，用以解决现有的检测螺栓轴力的装置需要现场组装压力传感器与垫圈造成的安装效率低的问题。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的技术方案是：

具备轴力监测功能的垫圈包括：

环形工作模块，集成有压力传感器和用于传输压力传感器测得的数据的无线发射器；

环形支撑板，具有供螺栓穿过的支撑板中心孔和容纳环形工作模块的支撑板容纳槽，支撑板容纳槽呈环形，支撑板容纳槽具有容纳槽槽口、环形内侧壁和环形外侧壁；容纳槽槽口供环形工作模块沿轴向装入，环形内侧壁和环形外侧壁在环形支撑板径向上内外间隔布置；

环形支撑板为金属板，环形外侧壁上设有防屏蔽开口。

有益效果：本发明的具备轴力监测功能的垫圈包括环形工作模块和环形支撑板，环形工作模块集成了压力传感器和无线发射器，环形工作模块装在支撑板容纳槽中，检测螺栓的轴力时，将本发明的垫圈安装在需要监测轴力的螺栓上即可，垫圈中的环形工作模块会将压力传感器测得的螺栓的轴力数据通过无线发射器传输出去，垫圈使用时不需要现场进行组装，安装效率高，使用起来更方便。

进一步地，垫圈还包括环形盖板，环形盖板用于盖住容纳槽槽口。

有益效果：环形盖板的设置能够保护环形工作模块，使得环形工作模块在使用过程中减少磨损，有效提高使用寿命。

进一步地，环形盖板上设有伸入支撑板容纳槽内的环形凸起，环形凸起用于与环形工作模块在轴向上挤压配合。

有益效果：环形凸起的设置使得环形工作模块与环形盖板和环形支撑板的接触更为紧密，环形工作模块能够更为精确的监测到螺栓的轴力变化情况。

进一步地，环形盖板、环形工作模块和环形支撑板粘接固定。

有益效果：采用粘接的固定方式，垫圈组装更为简单快捷。

进一步地，支撑板容纳槽内有非金属填充材料，非金属填充材料用于将环形盖板、环形支撑板和环形工作模块粘接固定。

有益效果：采用非金属填充材料将环形盖板、环形支撑板和环形工作模块粘接固定，成本较低，粘接起来更为方便。

进一步地，所述防屏蔽开口与容纳槽槽口贯通。

有益效果：防屏蔽开口与容纳槽槽口贯通的设置使得支撑板的结构更为简单，便于成型。

进一步地，环形工作模块具有伸出臂，伸出臂从所述防屏蔽开口中伸出，无线发射器的全部或者部分设置在伸出臂上。

有益效果：伸出臂的设置使得环形工作模块从防屏蔽开口中伸出，防屏蔽的效果更好。

进一步地，环形工作模块具有伸出臂，伸出臂从所述防屏蔽开口中伸出并与防屏蔽开口沿环形工作模块的周向止转配合。

有益效果：伸出臂与防屏蔽开口止转配合，使得环形工作模块与环形盖板、环形支撑板不会发生相对转动，避免环形工作模块受到磨损从而影响环形工作模块的正常工作。

进一步地，垫圈的容纳槽槽口敞开，环形工作模块处于裸露状态。

有益效果：这种环形支撑板结构简单，便于加工。

进一步地，无线发射器为RFID芯片。

有益效果：这种无线发射器传输效果更好。

附图说明

图1为本发明的具备轴力监测功能的垫圈实施例1的结构示意图；

图2为垫圈与螺栓的连接示意图；

图3为本发明的具备轴力监测功能的垫圈实施例2的结构示意图。

图中：1、环形支撑板；101、环形内侧壁；102、环形外侧壁；2、环形工作模块；201、伸出臂；3、环形盖板；301、环形凸起；4、支撑板容纳槽；5、防屏蔽开口；6、螺栓；601、螺栓头；7、螺母；8、垫圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例1：

如图1、图2所示，具备轴力监测功能的垫圈8包括环形支撑板1、环形工作模块2和环形盖板3，环形支撑板1上设有支撑板容纳槽4，环形工作模块2安装在支撑板容纳槽4中，环形盖板3盖在环形支撑板1上，环形工作模块2集成有压力传感器和用于传输压力传感器测得的数据的无线发射器，将该垫圈8安装在所需监测轴力的螺栓6上，环形工作模块2中的无线发射器会将压力传感器检测到的轴力数据传输到接收装置中，在本实施例中，无线发射器为RFID芯片，接收装置上会显示所监测的螺栓6的轴力数据，当螺栓6的轴力衰减到不满足使用要求的数值时，可以及时对螺栓6进行拧紧操作或将螺栓6更换。

环形支撑板1的具体结构如图1所示，环形支撑板1具有供螺栓6穿过的支撑板中心孔和支撑板容纳槽4，支撑板容纳槽4用于安装环形工作模块2，具体地，支撑板容纳槽4呈环形，环形的支撑板容纳槽4包括环形内侧壁101和环形外侧壁102，环形内侧壁101和环形外侧壁102在环形支撑板1径向上内外间隔布置，且支撑板容纳槽4的容纳槽槽口的开口朝向与环形支撑板1的轴向一致，这种容纳槽槽口的设置使得环形工作模块2能够沿轴向装入支撑板容纳槽4中。此外，环形支撑板1为金属板，环形外侧壁102上设有防屏蔽开口5，且防屏蔽开口5与容纳槽槽口贯通，在本实施例中，防屏蔽开口5为矩形。在其他实施例中，防屏蔽开口的形状可以是圆形、椭圆等其他形状。防屏蔽开口5的设置有效降低了金属的环形支撑板1对环形工作模块2的屏蔽效果。

环形盖板3的具体结构如图1所示，环形盖板3用于盖住环形支撑板1的容纳槽槽口，环形盖板3具有供螺栓6穿过的盖板中心孔，在环形盖板3上设有伸入支撑板容纳槽4内的环形凸起301，环形凸起301用于与环形工作模块2在轴向上挤压配合，环形凸起301的设置能够使环形工作模块2与环形盖板3和环形支撑板1的接触更为紧密，在对螺栓6轴力监测的过程中，环形工作模块2能够更为精确的监测到螺栓6的轴力变化情况。

为了更好的消除环形支撑板1和环形盖板3对环形工作模块2的屏蔽效果，环形工作模块2设置了伸出臂201，RFID芯片设置在伸出臂201上，伸出臂201从防屏蔽开口5中伸出，使得环形工作模块2能够更好的与接收装置保持信息的传输。

此外，伸出臂201与防屏蔽开口5沿环形工作模块2的周向止转配合，使得环形工作模块2与环形盖板3、环形支撑板1不会发生相对转动，避免环形工作模块2受到磨损从而影响环形工作模块2的正常工作。

更为具体地，环形盖板3、环形工作模块2和环形支撑板1是通过粘接固定的，在本实施例中，支撑板容纳槽4中填充有树脂，树脂将环形盖板3、环形工作模块2和环形支撑板1粘接固定。在其他实施例中，也可以采用无机胶水或其他非金属填充物进行粘接操作。

如图2所示，在垫圈8的使用过程中，垫圈8可以安装在螺母7的一侧，也可以安装在螺栓头601的一侧，此外，使用接收装置可以同时监测多组安装有垫圈8的螺栓6的轴力情况。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈8在使用时不需要现场组装，直接将垫圈8安装在需要监测轴力的螺栓6上即可，安装效率高，使用方便。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例2，与上文中的实施例1不同的是，如图3所示，具备轴力监测功能的垫圈包括环形工作模块2和环形支撑板1，环形工作模块2安装在环形支撑板1的支撑板容纳槽4中，且容纳槽槽口敞开，环形工作模块2处于裸露状态。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例3，与上文中的实施例1不同的是，环形工作模块安装在环形支撑板的支撑板容纳槽中，环形盖板和环形支撑板焊接固定。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例4，与上文中的实施例1不同的是，防屏蔽开口设置在环形外侧壁上，且位于容纳槽槽口与支撑板容纳槽的槽底之间。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例5，与上文中的实施例1不同的是，环形盖板上不设置环形凸起，环形盖板盖住容纳槽槽口，且环形盖板与环形内侧壁、环形外侧壁挡止。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例6，与上文中的实施例1不同的是，环形工作模块呈圆环状且不具有伸出臂。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例7，与上文中的实施例1不同的是，无线发射器为蓝牙模块，蓝牙模块将压力传感器测得数据传输给接收装置。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例8，与上文中的实施例1不同的是，采用印刷工艺将RFID芯片印刷在支撑板容纳槽中。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例9，与上文中的实施例1不同的是，无线发射器设置在环形工作模块的圆环部分上。

本发明的具备轴力监测功能的垫圈的具体实施例10，与上文中的实施例1不同的是，环形工作模块的伸出臂从防屏蔽开口中伸出，防屏蔽开口的沿环形工作模块的周向的尺寸大于伸出臂的沿环形工作模块的周向的尺寸，使得伸出臂能够在防屏蔽开口中转动一定角度。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，包括：

环形工作模块（2），集成有压力传感器和用于传输压力传感器测得的数据的无线发射器；

环形支撑板（1），具有供螺栓（6）穿过的支撑板中心孔和容纳环形工作模块（2）的支撑板容纳槽（4），支撑板容纳槽（4）呈环形，支撑板容纳槽（4）具有容纳槽槽口、环形内侧壁（101）和环形外侧壁（102）；容纳槽槽口供环形工作模块（2）沿轴向装入，环形内侧壁（101）和环形外侧壁（102）在环形支撑板（1）径向上内外间隔布置；

环形支撑板（1）为金属板，环形外侧壁（102）上设有防屏蔽开口（5）；环形工作模块（2）具有伸出臂（201），伸出臂（201）从所述防屏蔽开口（5）中伸出并与防屏蔽开口（5）沿环形工作模块（2）的周向止转配合，无线发射器的全部或者部分设置在伸出臂（201）上。

2.根据权利要求1所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，垫圈（8）还包括环形盖板（3），环形盖板（3）用于盖住容纳槽槽口。

3.根据权利要求2所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，环形盖板（3）上设有伸入支撑板容纳槽（4）内的环形凸起（301），环形凸起（301）用于与环形工作模块（2）在轴向上挤压配合。

4.根据权利要求2或3所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，环形盖板（3）、环形工作模块（2）和环形支撑板（1）粘接固定。

5.根据权利要求4所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，支撑板容纳槽（4）内有非金属填充材料，非金属填充材料用于将环形盖板（3）、环形支撑板（1）和环形工作模块（2）粘接固定。

6.根据权利要求1或2或3所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，所述防屏蔽开口（5）与容纳槽槽口贯通。

7.根据权利要求1所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，垫圈（8）的容纳槽槽口敞开，环形工作模块（2）处于裸露状态。

8.根据权利要求1或2或3所述的具备轴力监测功能的垫圈，其特征是，无线发射器为RFID芯片。