CN204535901U - 螺纹紧固件预紧力检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺纹紧固件预紧力检测装置，其包括主应变筒，该主应变筒包括设置有受力检测部件的测量部和沿测量部的一端轴向向外延伸的延伸部。其中，延伸部的壁厚大于测量部的壁厚。本实用新型通过设置具有较厚壁厚的延伸部来提高主应变筒的刚度，从而大大提高了装置整体的稳定性；同时，主应变筒由于具有一定的轴向长度，因此其结构尤其适合用于对长螺纹紧固件预紧力的测量。

Description

螺纹紧固件预紧力检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种预紧力检测装置，特别是一种螺纹紧固件预紧力检测装置。

背景技术

现有的螺纹紧固件预紧力测量装置由于自身结构的刚度小、弹性大，尤其对于检测较长的紧固件的预紧力来说，其较低的刚度很容易导致其结构失稳，不利于检测装置的检测准确性和自身的稳定性。

针对上述技术存在的问题，本实用新型技术旨在提供一种具有较高刚度，结构更为稳定的螺纹紧固件预紧力检测装置，以解决现有技术中的不足之处。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种螺纹紧固件预紧力检测装置。

根据本实用新型提供的一种螺纹紧固件预紧力检测装置，包括主应变筒，主应变筒包括设置有受力检测部件的测量部和沿测量部的一端轴向向外延伸的延伸部。其中，延伸部的壁厚大于测量部的壁厚。

本实用新型中，主应变筒包括壁厚不同的延伸部和测量部，具有较厚壁厚的延伸部可提高主应变筒的刚度；具有较小壁厚的测量部用于设置受力检测部件，由于测量部较小的壁厚可使设置在其内壁上的受力检测部件能够有效地检测测量部的压力变化，该压力变化通过外部信号处理电路进行处理以便转换为螺纹紧固件的预紧力值，因此，测量部较小的壁厚可以达到更准确的检测效果。同时，可以将主变筒设计成沿轴向具有一定的长度的长型应变筒，从而主应变筒内可穿过长度较长的螺纹紧固件，以便测量长度较长的螺纹紧固件。本实用新型与现有技术相比，通过对主应变筒的各个部分设计出不同的壁厚，大大提高了装置整体的刚度，尤其适合长螺纹紧固件预紧力的测量。

在一些实施方案中，延伸部的壁厚与测量部的壁厚的比值为2:1至3:1。在该比值范围内，可使主应变筒的整体结构刚度达到最优，从而使其结构的稳定性也达到最佳。

在一些实施方案中，测量部与延伸部的连接处还设置有缓冲部。该缓冲部用来使延伸部与测量部的连接处的结构更稳定，避免因受力时应力集中在延伸部与测量部的连接处而使连接处发生断裂，因此，该缓冲部进一步提高了整个装置结构的刚度，增加了整个装置的结构稳定性。

在一些实施方案中，缓冲部包括自测量部与延伸部的连接处向测量部延伸的圆台。该圆台可平缓延伸部与测量部的连接，从而减少连接处的应力集中。

在一些实施方案中，装置还包括附加应变筒，附加应变筒与测量部相套接。附加应变筒与主应变筒中的测量部相套接，一方面用于保护设置在测量部上的受力检测部件免受外界的挤压损伤；另一方面，该附加应变筒设置在壁厚较小的测量部还有助于提高测量部的结构刚度，进而提高整个装置的结构刚度。

在一些实施方案中，附加应变筒还包括用于密封测量部的密封台。附加应变筒与主应变筒的测量部相套接时，在附加应变筒上设置密封台来密封测量部，从而避免外部的灰尘或气候环境对设置在测量部上的受力检测部件以及设置在附加应变筒内壁上的温度补偿部件造成腐蚀或损坏。

在一些实施方案中，附加应变筒上设置有温度补偿部件，温度补偿部件与受力检测部件相连后与外部信号处理电路相连。本实用新型中，由于受力检测部件在温度变化时会存在热阻效应以及出现热膨胀，从而造成测量误差，因此设置了温度补偿部件用于消除这种误差。

在一些实施方案中，温度补偿部件和受力检测部件分别包括多个串联在一起并间隔设置的压力应变片和温度补偿应变片。本实用新型使用压力应变片作为受力检测部件，通过适当的设计，压力应变片可达到所需的任意量程，其最高量程可达到六位数，并且其可达到较高的测量精度，理论值可达1/10000；同时，使用温度补偿应变片来减少温度对应变片阻值的影响，进一步提高装置对螺纹紧固件的测量精度。应变片的电阻产生的阻值变化经过电路处理，可获得预紧力的数值。

在一些实施方案中，装置还包括用于固定连接主应变筒和附加应变筒的固定件。该固定件用于固定连接两个应变筒，通过设置固定板一方面可便于连接，另一方面还有利于增加整体结构的刚度。

在一些实施方案中，固定件包括分别与主应变筒和附加应变筒可拆卸式连接的第一固定板和第二固定板，并且第一固定板和第二固定板相连。通过将第一固定板和第二固定板进行连接，从而固定第一应变筒和第二应变筒。优选地，第一固定板和第二固定板均可设置成三角形，当装置平放时可避免其发生滚动。

本实用新型相对于现有技术的优点在于：

(1)主应变筒在结构上设置了由测量部轴向向外延伸的延伸部，该延伸部有利于提高主应变筒的刚度，使整个装置在工作中结构更稳定。

(2)主应变筒沿轴向具有一定的长度，设计时可根据需要对其长度进行设定，因此方便测量不同长度的紧固件的预紧力。

(3)本实用新型中对主应变筒和附加应变筒采用的固定方式也可进一步增加整个装置的刚度以及结构的稳定性。

(4)本实用新型还采用温度补偿部件对受力检测部件阻值温度的变化进行补偿，可提高对预紧力值检测的准确性。

(5)本实用新型结构简单，易于加工制造，而且成本低廉，便于推广使用。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1是根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的结构示意；

图2是根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的剖切分解视图；

图3是根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的测量原理结构示意图；

图4是根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的测量电路原理图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

这里所介绍的细节是示例性的，并仅用来对本实用新型的实施例进行例证性讨论，它们的存在是为了提供被认为是对本实用新型的原理和概念方面的最有用和最易理解的描述。关于这一点，这里并没有试图对本实用新型的结构细节作超出于基本理解本实用新型所需的程度的介绍，本领域的技术人员通过说明书及其附图可以清楚地理解如何在实践中实施本实用新型的几种形式。

图1显示了根据本实用新型提供的一种螺纹紧固件预紧力检测装置100的结构示意图。其包括主应变筒50、附加应变筒80以及用于连接主应变筒50和附加应变筒80的固定板60和70。其中，如图2所示，主应变筒50包括设置有受力检测部件55的测量部51和沿测量部51的一端轴向向外延伸的延伸部52。其中，延伸部52的壁厚大于测量部51的壁厚。

在本实用新型中，主应变筒50包括壁厚不同的延伸部52和测量部51，具有较厚壁厚的延伸部52可提高主应变筒50的刚度；具有较小壁厚的测量部51用于设置受力检测部件55，由于测量部51较小的壁厚可使设置在其内壁上的受力检测部件55能够有效地检测测量部51的压力变化，该压力变化通过外部信号处理电路进行处理以便转换为螺纹紧固件的预紧力值，因此，测量部51较小的壁厚可以达到更准确的检测效果。同时，可以将主变筒50设计成沿轴向具有一定的长度的长型应变筒，从而主应变筒50内可穿过长度较长的螺纹紧固件，以便测量长度较长的螺纹紧固件。本实用新型与现有技术相比，通过对主应变筒50的各个部分设计出不同的壁厚，大大提高了装置100整体的刚度，尤其适合长螺纹紧固件预紧力的测量。

优选地，延伸部52的壁厚与测量部51的壁厚的比值为2:1至3:1。在该比值范围内，可使主应变筒50的整体结构刚度达到最优，从而使装置100的结构的稳定性也达到最佳。

如图2所示的实施例中，测量部51与延伸部52的连接处还设置有缓冲部53。该缓冲部53用来使延伸部52与测量部51的连接处的结构更稳定，避免因受压时应力集中在延伸部52与测量部51的连接处而使连接处发生断裂，因此，该缓冲部53进一步提高了整个测量装置100结构的刚度，增加了整个装置100的结构稳定性。

优选地，缓冲部53可以为自测量部51与延伸部52的连接处向测量部51延伸的圆台。该圆台可平缓延伸部52与测量部51的连接，从而减少连接处的应力集中。可以理解的是，该圆台可以为沿测量部51延伸的具有不同直径的多个。同时，本实用新型还可通过设置其他结构来达到减小应力集中的目的，例如可以在连接处使用倒角等，可明显降低连接处的局部应力集中。

根据本实用新型，测量装置100还包括附加应变筒80，附加应变筒80与测量部51相套接。附加应变筒80与主应变筒50中的测量部相套结，一方面用于保护设置在测量部51上的受力检测部件55免受外界的挤压损伤；另一方面，该附加应变筒80设置在壁厚较小的测量部51还有助于提高测量部51处的结构刚度，进而提高整个装置100的结构刚度。

优选地，附加应变筒80还包括用于密封测量部51的密封台81。附加应变筒80与主应变筒50的测量部51相套接时，在附加应变筒80上设置密封台81来密封测量部51，从而避免外部的灰尘或气候环境对设置在测量部51上的受力检测部件55以及设置在附加应变筒80内壁上的温度补偿部件82造成损坏。

根据本实用新型，如图2所示，附加应变筒80上设置有温度补偿部件82，温度补偿部件82与受力检测部件55相连后与外部信号处理电路相连。本实用新型中，由于受力检测部件55在温度变化时会存在热阻效应以及出现热膨胀，从而造成测量误差，因此设置了温度补偿部件82用于消除这种误差。

优选地，温度补偿部件82和受力检测部件55分别包括多个串联在一起并间隔设置的压力应变片和温度补偿应变片。本实用新型使用压力应变片作为受力检测部件，通过适当的设计，压力应变片可达到所需的任意量程，其最高量程可达到六位数，并且其可达到较高的测量精度，理论值可达1/10000；同时，使用温度补偿应变片来减少温度对应变片阻值的影响，进一步提高装置对螺纹紧固件的测量精度。应变片的电阻产生的阻值变化经过电路处理，可获得预紧力的数值。

根据本实用新型，如图2所示，装置100还包括用于固定连接主应变筒50和附加应变筒80的固定件。该固定件用于固定连接两个应变筒，通过设置固定,件一方面可便于连接，另一方面还有利于增加装置100整体结构的刚度。

优选地，固定件包括分别与主应变筒50和附加应变筒80可拆卸式连接的第一固定板70和第二固定板60，并且第一固定板70和第二固定板60相连。通过将第一固定板70和第二固定板60进行连接，从而固定主应变筒50和附加应变筒80。如图2所示，第一固定板70和第二固定板60可分别与设置在主应变筒50和附加应变筒80上的凸缘54和凸缘83进行卡接，而后通过第一固定板70和第二固定板60上设置的定位孔71和61(图中仅示意性标出一个)对第一固定板70和第二固定板60进行连接，从而固定主应变筒50和附加应变筒80。优选地，第一固定板70和第二固定板60可设置成三角形，当装置100平放时可避免其发生滚动。

图3为根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的测量原理结构示意图。如图3所示，该测量装置100工作时置于螺纹紧固件1与被紧固件2之间，通过螺母11对装置100进行固定。优选地，在装置100与螺纹紧固件1之间可设置用于保护该装置100的垫圈40，以防止螺纹紧固件1旋紧时对装置100端面的挤压磨损。

图4为根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置100的测量电路原理图。本新型测量电路采用桥路，a代表主应变筒50上的压力应变片，b代表附加应变筒80上的温度补偿应变片，它们组成桥的两臂，在其之间接入电压源Uo的一个极；可变电阻c、d组成桥的另外两臂，在c和d之间接入电压源Uo的另一个极；电压测量点取在应变片组a、b与可变电阻c、d连接的两极。螺纹紧固件1未旋紧前，将可变电阻c和d进行微调，使初始电压U为零；在螺纹紧固件1旋紧时，主应变筒50上应变片组受压阻值变小，这样测得的电压值U会有一个新值，通过处理，就可以测出螺纹紧固件1的预紧力。在连接电桥时，使压力应变片55与温度补偿应变片82处于相邻的桥臂，由于压力应变片55与温度补偿应变片82的温度始终相同，因此它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同，同时由于它们处于电桥相邻的两臂，所以并不产生电桥的输出电压，从而使得温度效应的影响被消除。通过该桥路的选用，可使预紧力的测量更准确。

应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本实用新型。虽然已经根据示例性实施例对本实用新型进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本实用新型的范围和精神的范围中，可以对本实用新型进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不仅限于这里公开的细节；相反，本实用新型可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。

Claims (10)

1.一种螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，包括主应变筒，所述主应变筒包括设置有受力检测部件的测量部和沿所述测量部的一端轴向向外延伸的延伸部，其中，所述延伸部的壁厚大于所述测量部的壁厚。

2.根据权利要求1所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述延伸部的壁厚与所述测量部的壁厚的比值为2:1至3:1。

3.根据权利要求1或2所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述延伸部与所述测量部的连接处还设置有缓冲部。

4.根据权利要求3所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述缓冲部包括自所述测量部与延伸部的连接处向所述测量部延伸的圆台。

5.根据权利要求1或2所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述装置还包括附加应变筒，所述附加应变筒与所述测量部相套接。

6.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述附加应变筒还包括用于密封所述测量部的密封台。

7.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述附加应变筒的内壁上设置有温度补偿部件，所述温度补偿部件与所述受力检测部件相连后与外部信号处理电路相连。

8.根据权利要求7所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述温度补偿部件和所述受力检测部件分别包括多个串联在一起并间隔设置的温度补偿应变片和压力应变片。

9.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述装置还包括用于固定连接所述主应变筒和所述附加应变筒的固定件。

10.根据权利要求9所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述固定件包括分别与所述主应变筒和所述附加应变筒可拆卸式连接的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板相连。