一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法及其測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法及其測(cè)量裝置，在緊固件和被緊固物體之間安裝一個(gè)螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)安裝有電子感應(yīng)裝置；在緊固件旋緊時(shí)，在緊固件和被緊固物體壓緊下，迫使螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)的電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化，并將電子應(yīng)變片電阻變化輸出，通過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
【專利說(shuō)明】一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法及其測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺紋緊固件連接的檢測(cè)方法及裝置，具體涉及一種螺紋緊固件預(yù)緊力(或者稱緊固力)的檢測(cè)方法以及檢測(cè)裝置，屬于檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多螺紋連接中，螺紋緊固件預(yù)緊力(或者稱緊固力)是一項(xiàng)重要的裝配技術(shù)指標(biāo)。它關(guān)系到產(chǎn)品的密封、導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性能，也決定緊固件的防松，疲勞能力，因此如何保證螺栓連接中的預(yù)緊力符合要求是十分重要的。目前，要保證螺栓連接中的預(yù)緊力符合要求最大的困難就是如何準(zhǔn)確地檢測(cè)或判定所施加的預(yù)緊力；已有標(biāo)準(zhǔn)對(duì)裝配操作規(guī)定存在大量盲區(qū)，而理論計(jì)算只能給出很寬泛的值，難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。目前雖然已經(jīng)有關(guān)于檢測(cè)螺紋緊固件預(yù)緊力的工具，但是現(xiàn)有的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量工具往往有以下不足:
1、不是直接測(cè)量實(shí)際使用的緊固件，而是使用陪試螺母、陪試螺孔、陪試墊板等進(jìn)行測(cè)量，不能用于施工現(xiàn)場(chǎng)，從而導(dǎo)致結(jié)果不真實(shí)，只適用于實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)；
2、一個(gè)工位只測(cè)量一種直徑規(guī)格緊固件；
3、只適合測(cè)量單個(gè)螺栓，不能反映螺栓組預(yù)緊力特點(diǎn)，也難以測(cè)量小規(guī)格預(yù)緊力；
4、測(cè)量結(jié)構(gòu)彈性大、或者難以嚴(yán)格把控測(cè)量點(diǎn)的位移，導(dǎo)致不可測(cè)量緊固件蠕變松
她；
5、某些設(shè)備會(huì)因?yàn)闇囟茸兓a(chǎn)生誤差；
6、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用材量大，加工精度要求非常高，導(dǎo)致成本高。
[0003]因此很有必要對(duì)此加以改進(jìn)。
[0004]通過(guò)專利文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)一些與本發(fā)明有關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道，與本發(fā)明最為直接有關(guān)系的主要有以下幾個(gè):
1、專利號(hào)為CN200820159176.1，名稱為“一種螺栓預(yù)緊力檢測(cè)裝置”的實(shí)用新型專利，該專利公開(kāi)了一種螺栓預(yù)緊力檢測(cè)裝置，其包括螺母、上壓板、液壓缸和下壓板，所述液壓缸內(nèi)設(shè)有環(huán)形活塞，液壓缸的周圍固定有導(dǎo)向桿，安裝于所述導(dǎo)向桿的上壓板設(shè)于環(huán)形活塞上部，下壓板設(shè)于液壓缸下部，液壓缸中心設(shè)置有可通過(guò)檢測(cè)螺栓的光孔，液壓缸分別與數(shù)字壓力表和油箱連通。
[0005]2、專利號(hào)為CN201020300479.8，名稱為“一種螺栓預(yù)緊力檢測(cè)儀”的實(shí)用新型專利，該專利公開(kāi)了一種螺栓預(yù)緊力檢測(cè)儀，其包括液壓缸、位于液壓缸上部的上壓板、液壓缸下部的下壓板，上壓板的周圍固定有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿安裝在液壓缸的通孔I中，液壓缸內(nèi)設(shè)置有環(huán)形活塞，在液壓缸的一條油路引出裝有數(shù)字壓力表，另一油路引出裝有油箱，液壓缸的圓周缸壁上加工有延伸臂，在延伸臂的端部設(shè)有通孔II，下壓板中心有凸臺(tái)，在下壓板的圓周方向的相同徑向位置設(shè)有不同直徑的螺孔，延伸臂上的通孔II安裝在液壓缸的凸臺(tái)上，液壓缸的中心到延伸臂通孔II中心的距離與下壓板上的螺孔中心到凸臺(tái)中心的距離相等。
[0006]3、專利號(hào)為CN201020224700.6，名稱為“一種多缸型螺栓預(yù)緊力檢測(cè)裝置”的實(shí)用新型專利，該專利公開(kāi)了一種多缸型螺栓預(yù)緊力檢測(cè)裝置，其包括上壓板、下壓板和至少兩個(gè)液壓缸，液壓缸的中心設(shè)有光孔，試驗(yàn)螺栓穿過(guò)上壓板、液壓缸中心光孔，液壓缸內(nèi)設(shè)有環(huán)形活塞，液壓缸外圓周設(shè)有延伸臂，延伸臂端部設(shè)有通孔，所述下壓板中心設(shè)有凸臺(tái)，下壓板圓周方向的同一徑向位置設(shè)有至少兩個(gè)不同直徑的螺紋孔，液壓缸通過(guò)延伸臂端部通孔與梯形凸臺(tái)相連，液壓缸到延伸臂的距離與下壓板上螺紋孔的中心到梯形凸臺(tái)中心的距離相等，上壓板的中心設(shè)有軸向通孔，在上壓板上還設(shè)有與下壓板螺紋孔位置相對(duì)應(yīng)的通孔，液壓缸與數(shù)字壓力表和油箱連通。
[0007]上面這些專利雖然涉及到了螺栓預(yù)緊力檢測(cè)，但是仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，這些專利都是采用一種液壓檢測(cè)技術(shù)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)的，都是通過(guò)測(cè)液壓反映螺栓預(yù)緊力；這種方法都存在反應(yīng)速度慢，結(jié)果不真實(shí)，檢測(cè)準(zhǔn)確性不高的不足；而且液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)起來(lái)十分麻煩，成本高，同時(shí)由于液體和液壓機(jī)構(gòu)熱脹特性不匹配，在長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)中會(huì)存在溫度漂移的問(wèn)題，因此有必要對(duì)此進(jìn)一步加以改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有螺栓預(yù)緊力檢測(cè)所存在的一些不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，反應(yīng)速度塊的螺栓預(yù)緊力檢測(cè)方法及其測(cè)量裝置。
[0009]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，在緊固件和被緊固物體之間安裝一個(gè)螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)安裝有電子感應(yīng)裝置；在緊固件旋緊時(shí)，在緊固件和被緊固物體壓緊下，迫使螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)的電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化，并將電子應(yīng)變片電阻變化輸出，通過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電子感應(yīng)裝置為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電子應(yīng)變片在應(yīng)變筒內(nèi)是處于受拉或者受壓狀態(tài)；應(yīng)變筒被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使應(yīng)變筒側(cè)部受拉或者受壓，從而使應(yīng)變片受拉或受壓，使得應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片組件為二組串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組，分別安裝在應(yīng)變筒組件內(nèi)，其中，一組應(yīng)變片組安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外一組應(yīng)變片組安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組；當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)電路處理這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分析計(jì)算這種電阻變化是經(jīng)過(guò)電路處理電阻變化，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0015]按上述方法所提出的一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，在緊固件和被緊固物體之間安裝有一個(gè)電子感應(yīng)裝置，電子感應(yīng)裝置在被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)將處于側(cè)部受拉或者受壓狀態(tài)，從而使電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化。電子感應(yīng)裝置的電阻變化又將通過(guò)計(jì)算分析系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算，得到所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0017]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變筒組件分為內(nèi)應(yīng)變筒和外應(yīng)變筒，內(nèi)應(yīng)變筒套在外應(yīng)變筒內(nèi)；所述的應(yīng)變片組分為二組，其中，一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組；當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的內(nèi)應(yīng)變筒和外應(yīng)變筒為相配的圓形或正多邊形筒狀應(yīng)變筒；
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述計(jì)算分析系統(tǒng)包括一個(gè)處理電路，通過(guò)處理電路進(jìn)行檢測(cè)，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1、置于緊固件與被緊固物間，可以同時(shí)滿足實(shí)驗(yàn)室、施工現(xiàn)場(chǎng)使用需要；
2、體積小，因此可以對(duì)螺栓組進(jìn)行測(cè)量、也可以對(duì)單個(gè)螺栓進(jìn)行測(cè)量；
3、剛度高，彈性小，在_50°C?150°C溫度范圍內(nèi)，能自動(dòng)消除溫度變化帶來(lái)的誤差，因此可以長(zhǎng)期觀測(cè)、測(cè)量螺栓蠕變松弛； 4、使用應(yīng)變片作為傳感器，因此，適當(dāng)設(shè)計(jì)后，量程大(可以達(dá)到六位數(shù))，同時(shí)可以達(dá)到較高精度(理論值1/10000)；
5、可以用一種型號(hào)工具測(cè)量幾種直徑規(guī)格緊固件的預(yù)緊力。
[0021]本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，精度要求較低，易于大批量制造，成本低廉，所以便于推廣應(yīng)用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明的原理示意圖；
圖2為本發(fā)明壓力型應(yīng)變筒正軸測(cè)示意圖；
圖3為本發(fā)明壓力型處理電路示意圖；
圖4為本發(fā)明拉力型應(yīng)變筒分解視圖；
圖5為本發(fā)明拉力型處理電路示意圖；
圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的原理結(jié)構(gòu)不意圖；
圖7為圖6實(shí)施例處理電路不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步清楚地描述，以便進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)。但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0024]附圖1給出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例，通過(guò)附圖可以看出，本發(fā)明涉及到一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，在緊固件和被緊固物體之間安裝一個(gè)螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)安裝有電子感應(yīng)裝置；在緊固件旋緊時(shí)，在緊固件和被緊固物體壓緊下，迫使螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)的電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化，并將電子應(yīng)變片電阻變化輸出，通過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的電子感應(yīng)裝置為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0026]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0027]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電子應(yīng)變片在應(yīng)變筒內(nèi)是處于受拉或者受壓狀態(tài)；應(yīng)變筒被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使應(yīng)變筒側(cè)部受拉或者受壓，從而使應(yīng)變片受拉或受壓，使得應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
[0028]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述應(yīng)變筒內(nèi)或分析計(jì)算系統(tǒng)中的電路中設(shè)有補(bǔ)償塊，當(dāng)應(yīng)變片在溫度變化時(shí)，因?yàn)闊嶙栊?yīng)、敏感柵與試件熱膨脹失配造成誤差，此時(shí)通過(guò)補(bǔ)償塊對(duì)這種誤差進(jìn)行消除。所采取的手段就叫溫度補(bǔ)償。
[0029]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片組件為二組串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組，分別安裝在應(yīng)變筒組件內(nèi)，其中，一組應(yīng)變片組安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外一組應(yīng)變片組安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組；當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)電路處理這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0030]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述分析計(jì)算這種電阻變化是經(jīng)過(guò)電路處理電阻變化，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0031]按上述方法所提出的一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，在緊固件和被緊固物體之間安裝有一個(gè)電子感應(yīng)裝置，電子感應(yīng)裝置在被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)將處于側(cè)部受拉或者受壓狀態(tài)，從而使電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化。電子感應(yīng)裝置的電阻變化又將通過(guò)計(jì)算分析系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算，得到所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0032]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
[0033]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0034]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的應(yīng)變筒組件分為內(nèi)應(yīng)變筒和外應(yīng)變筒，內(nèi)應(yīng)變筒套在外應(yīng)變筒內(nèi)；所述的應(yīng)變片組分為二組，其中，一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組；當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
[0035]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的內(nèi)應(yīng)變筒和外應(yīng)變筒為相配的圓形或正多邊形筒狀應(yīng)變筒；
作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述計(jì)算分析系統(tǒng)包括一個(gè)處理電路，通過(guò)處理電路進(jìn)行檢測(cè)，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0036]實(shí)施例一
如附圖1和2所示，一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，為壓力型螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，包括一個(gè)圓形應(yīng)變筒組件1，在圓形應(yīng)變筒組件I內(nèi)安裝有串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組2 ;應(yīng)變筒組件2安裝在緊固件3和被緊固物體4之間(如附圖1所示)，當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件3和被緊固物體4壓緊時(shí)，應(yīng)變筒組件I受壓，從而使得貼在應(yīng)變筒組件I側(cè)面上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0037]所述應(yīng)變片組2是多片應(yīng)變片按照均布原則，貼在應(yīng)變筒組件I的外表側(cè)面上，并通過(guò)連接線串聯(lián)起來(lái)的，應(yīng)變片組2由輸入輸出接到計(jì)算分析系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算分析電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0038]所述的計(jì)算分析系統(tǒng)為電路處理系統(tǒng)(見(jiàn)附圖3)，處理電路采用橋路，應(yīng)變片組2為橋路其中一臂，在電路中設(shè)置一溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻R2為橋路的另外一臂，應(yīng)變片組與溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻串接組成橋的兩臂，在應(yīng)變片組2與溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻R2中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻R3和R4組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組R3和R4中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組2和溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻R2與兩個(gè)可變電阻R3和R4連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受壓阻值變小、這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻R2根據(jù)應(yīng)變筒組件2的溫度值變化對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。
[0039]實(shí)施例二
如附圖4所示，一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，為拉力型螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，包括一個(gè)圓形應(yīng)變筒組件201，在圓形應(yīng)變筒組件201內(nèi)安裝有串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組202 ;應(yīng)變筒組件202安裝在緊固件和被緊固物體之間(如附圖1所示)；所述的應(yīng)變筒組件201分為內(nèi)應(yīng)變筒205和外支撐筒206，內(nèi)應(yīng)變筒套205在外支撐筒206內(nèi)，而且內(nèi)應(yīng)變筒205上部有一個(gè)筒帽207，筒帽207壓在外支撐筒206的頂面上，內(nèi)應(yīng)變筒205底部有一個(gè)筒底圈204，緊固螺帽壓在筒底圈204 ;所述的應(yīng)變片組202安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外在外應(yīng)變筒內(nèi)設(shè)有一補(bǔ)償塊裝置203 ;當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外支撐筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)計(jì)算分析系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值；安裝在外支撐筒上的補(bǔ)償塊裝置203根據(jù)應(yīng)變筒組件201的溫度變化，采集溫度數(shù)據(jù)值輸入計(jì)算分析系統(tǒng)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。
[0040]所述應(yīng)變片組202是多片應(yīng)變片按照均布原則，貼在內(nèi)應(yīng)變筒205的側(cè)面上，并通過(guò)連接線串聯(lián)起來(lái)的，應(yīng)變片組202由輸入輸出接到計(jì)算分析系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算分析電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0041]所述的計(jì)算分析系統(tǒng)為電路處理系統(tǒng)(見(jiàn)附圖5)，處理電路采用橋路，應(yīng)變片組為橋路其中一臂，在電路中設(shè)置一溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻為橋路的另外一臂，應(yīng)變片組與溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻串接組成橋的兩臂，在應(yīng)變片組與溫度補(bǔ)償可調(diào)電阻中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0042]實(shí)施例三
如附圖6所示，一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，為拉力型螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，包括一個(gè)圓形應(yīng)變筒組件301，在圓形應(yīng)變筒組件301內(nèi)安裝有串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組302 ;應(yīng)變筒組件301安裝在緊固件303和被緊固物體304之間；所述的應(yīng)變筒組件301分為內(nèi)應(yīng)變筒305和外應(yīng)變筒306，內(nèi)應(yīng)變筒套305在外應(yīng)變筒306內(nèi)，而且內(nèi)應(yīng)變筒305上部有一個(gè)筒帽307，筒帽307壓在外應(yīng)變筒306的頂面上，內(nèi)應(yīng)變筒305底部有一個(gè)筒底圈310，緊固螺帽311壓在筒底圈310 ;所述的應(yīng)變片組302分為二組，其中，一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組308 ;另外一組串聯(lián)應(yīng)變片安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組309 ;當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，夕卜應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
[0043]所述應(yīng)變片組302是按照均布原則，貼在應(yīng)變筒組件301的側(cè)面上，其中，內(nèi)應(yīng)變片組308貼在內(nèi)應(yīng)變筒套30的外側(cè)面，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組309貼在外應(yīng)變筒306的內(nèi)側(cè)面，且內(nèi)應(yīng)變片組308和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組309分別通過(guò)連接線串聯(lián)起來(lái)的，并將輸入輸出接到計(jì)算分析系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算分析電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
[0044]所述應(yīng)變片組302通過(guò)處理電路進(jìn)行檢測(cè)(見(jiàn)附圖7)，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在內(nèi)應(yīng)變筒305的內(nèi)應(yīng)變片組308和外應(yīng)變筒306的補(bǔ)償塊應(yīng)變片組309與兩個(gè)可變電阻R3和R4連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，內(nèi)應(yīng)變筒的內(nèi)應(yīng)變片阻308受拉阻值變大，外應(yīng)變筒的補(bǔ)償塊應(yīng)變片阻309受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
[0045]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:在緊固件和被緊固物體之間安裝一個(gè)螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)安裝有電子感應(yīng)裝置；在緊固件旋緊時(shí)，在緊固件和被緊固物體壓緊下，迫使螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置內(nèi)的電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化，并將電子應(yīng)變片電阻變化輸出，通過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
2.如權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述的電子感應(yīng)裝置為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算系統(tǒng)分析計(jì)算這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
4.如權(quán)利要求3所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述電子應(yīng)變片在應(yīng)變筒內(nèi)是處于受拉或者受壓狀態(tài)；應(yīng)變筒被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使應(yīng)變筒側(cè)部受拉或者受壓， 從而使應(yīng)變片受拉或受壓，使得應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化。
5.如權(quán)利要求4所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述應(yīng)變筒內(nèi)或分析計(jì)算系統(tǒng)中的電路中設(shè)有補(bǔ)償塊，當(dāng)應(yīng)變片在溫度變化時(shí)，因?yàn)闊嶙栊?yīng)、敏感柵與試件熱膨脹失配造成誤差，通過(guò)補(bǔ)償塊對(duì)這種誤差進(jìn)行消除。
6.如權(quán)利要求5所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述的應(yīng)變片組件為二組串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組，分別安裝在應(yīng)變筒組件內(nèi)，其中，一組應(yīng)變片組安裝在筒狀的內(nèi)應(yīng)變筒內(nèi)，為內(nèi)應(yīng)變片組；另外一組應(yīng)變片組安裝在外應(yīng)變筒內(nèi)，為補(bǔ)償塊應(yīng)變片組；當(dāng)應(yīng)變筒組件被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)，迫使內(nèi)應(yīng)變筒側(cè)部受拉，外應(yīng)變筒受壓，從而使內(nèi)應(yīng)變筒上側(cè)面的應(yīng)變片受拉，外應(yīng)變筒上的應(yīng)變片受壓，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)電路處理這種電阻變化，可以獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
7.如權(quán)利要求6所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法，其特征在于:所述分析計(jì)算這種電阻變化是經(jīng)過(guò)電路處理電阻變化，處理電路采用橋路，內(nèi)應(yīng)變片組為橋路其中一臂，補(bǔ)償塊應(yīng)變片組為橋路的另外一臂，內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組串接組成橋的兩臂，在內(nèi)應(yīng)變片組與補(bǔ)償塊應(yīng)變片組中間接入電壓源Uo的一個(gè)極，另外再加入兩個(gè)可變電阻組成橋的另外兩臂，在兩個(gè)可變電阻組中間接入電壓源Uo的另一個(gè)極；電壓測(cè)量點(diǎn)取在應(yīng)變筒應(yīng)變片組和補(bǔ)償塊應(yīng)變片組與兩個(gè)可變電阻連接的兩極；螺紋未旋緊前，將兩個(gè)可變電阻進(jìn)行微調(diào)，使初始電壓U為O ;在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒應(yīng)變片受拉阻值變大、補(bǔ)償塊應(yīng)變片受壓阻值變小，這樣測(cè)得的電壓值U會(huì)有一個(gè)新值；通過(guò)計(jì)算處理，就可以知道緊固件施加了多大的力，即所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
8.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量方法的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，其特征在于:在緊固件和被緊固物體之間安裝有一個(gè)電子感應(yīng)裝置，電子感應(yīng)裝置在被緊固件和被緊固物體壓緊時(shí)將處于側(cè)部受拉或者受壓狀態(tài)，從而使電子感應(yīng)裝置的電阻產(chǎn)生變化；電子感應(yīng)裝置的電阻變化又將通過(guò)計(jì)算分析系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算，得到所需要測(cè)量的預(yù)緊力。
9.如權(quán)利要求8所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的為由應(yīng)變片組合形成的電子感應(yīng)檢測(cè)裝置，通過(guò)應(yīng)變片的電阻變化獲得螺紋緊固件預(yù)緊力的數(shù)值。
10.如權(quán)利要求9所述的螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置，其特征在于:所述的應(yīng)變片為串聯(lián)起來(lái)的應(yīng)變片組件，應(yīng)變片組件安裝在螺紋緊固件預(yù)緊力測(cè)量裝置的應(yīng)變筒組件內(nèi)，應(yīng)變筒組件安裝在緊固件和被緊固物體之間；在緊固件旋緊時(shí)，應(yīng)變筒組件會(huì)被緊固件和被緊固物體壓緊，迫使應(yīng)變筒組件側(cè)部受力，從而使應(yīng)變片受力，應(yīng)變片電阻產(chǎn)生變化，經(jīng)過(guò)分析計(jì)算這種電阻變化，可以 獲得預(yù)緊力的數(shù)值。
【文檔編號(hào)】G01L1/22GK103439035SQ201310378100
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月27日
【發(fā)明者】張文輝, 嚴(yán)允, 許倍倍, 胡亞丹, 王富光, 徐軍, 劉鍶宇, 楊勇 申請(qǐng)人:南車株洲電力機(jī)車研究所有限公司