[發(fā)明專利]一種螺栓緊固狀態(tài)監(jiān)測裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110223415.1
• 申請日: 2011-08-05
• 公開（公告）號: CN102322983A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐洪泉;王萬鵬;唐擁軍;陸力;潘羅平;李鐵友;廖翠林;瞿軍;穆恩良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國水利水電科學研究院機電所;北京中水科水電科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: G01L1/04
• 分類號: G01L1/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測裝置及其使用方法，特別是關(guān)于一種用于監(jiān)控緊固在機電設(shè)備上的螺栓(或螺母，以下統(tǒng)稱螺栓)狀態(tài)的監(jiān)測裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

伴隨著科學技術(shù)突飛猛進地發(fā)展，國內(nèi)外的水電站裝機容量有不斷增加的趨勢，且單機容量也不斷增加。單機容量的增加，可大大降低工程造價，降低成本，但也可能因相對剛度的降低而造成穩(wěn)定性降低，誘發(fā)事故，甚至可能因此而造成更嚴重的破壞。比如2009年8月17日，俄羅斯薩彥舒申斯克水電站發(fā)生嚴重事故，事后俄羅斯政府組織的事故調(diào)查認為：“由動態(tài)載荷引發(fā)的螺栓破壞導致水輪機頂蓋和水力發(fā)電機組引水通道的密封被撕裂。”引發(fā)事故的2號水輪發(fā)電機組水輪機頂蓋的49個緊固螺栓由于劇烈振動而斷裂，進而造成頂蓋撕裂。在高壓水的作用下，水輪機的頂蓋、十字形機架連同發(fā)電機的轉(zhuǎn)子開始向上運動，并進而將密封撕裂，將頂蓋、轉(zhuǎn)子等抬出機坑，高壓水迅速充滿水輪機機坑和廠房。在此之前，三峽水電廠也曾有巡視職工無意中發(fā)現(xiàn)水輪機蝸殼進人門壓緊螺栓松動并及時報警，從而避免了水淹廠房重大事故的發(fā)生。所有這些都證明，螺栓和螺母雖小，只要其安裝位置重要，螺栓(或螺母)的松脫可能會產(chǎn)生非常嚴重而惡劣的影響，小部件也會闖大禍。因此，對安裝在重要位置又有可能因為振動及其它原因而造成松脫的螺栓，非常有必要進行監(jiān)測。

但是，由于過去對螺栓松脫危害性的認識不夠深刻，一直缺乏有效的監(jiān)測手段。目前有二種可能的監(jiān)測方式：最容易想到的是定期或不定期的巡檢，其缺點是成本高，對巡檢人責任心、工作態(tài)度等依賴比較大，且難以避免突發(fā)性事件的發(fā)生；另外一種是在螺栓、螺栓安裝位置設(shè)置監(jiān)控鏡頭，將視頻信號引入中控室進行監(jiān)視，其缺點是螺栓松脫后中控室未必能看清，且對監(jiān)視人員過于依賴。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動監(jiān)控和預測報警的螺栓緊固狀態(tài)監(jiān)測裝置及其使用方法。

實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種螺栓緊固狀態(tài)監(jiān)測裝置，它包括一呈環(huán)柱體的彈性墊圈，彈性墊圈的下部徑向開設(shè)一貫穿環(huán)柱體的通槽，使彈性墊圈下部形成兩個弧形支腿；通槽的槽口頂部設(shè)置有壓力應(yīng)變片；與通槽平行，彈性墊圈的上部兩側(cè)具有兩段弧形凹缺，使彈性墊圈上部形成兩個與弧形支腿呈90°的弧形凸臺；壓力應(yīng)變片通過導線連接一信號放大器，信號放大器通過數(shù)據(jù)線連接一數(shù)據(jù)采集裝置，數(shù)據(jù)采集裝置通過數(shù)據(jù)線連接原有的計算機監(jiān)控設(shè)備。

所述彈性墊圈上部凸臺的寬度小于下部通槽的槽口寬度。

所述通槽的兩個槽口中僅有一個頂部中心設(shè)置有一壓力應(yīng)變片。

所述通槽的兩個槽口頂部中心均設(shè)置有一壓力應(yīng)變片。

上述一種螺栓緊固狀態(tài)監(jiān)測裝置的使用方法，包括以下步驟：1)設(shè)置一上部具有兩個凸臺，下部具有兩個支腿的彈性墊圈，在彈性墊圈的兩個支腿之間設(shè)置壓力應(yīng)變片，將壓力應(yīng)變片通過導線依次連接一信號放大器，一數(shù)據(jù)采集裝置和原有的計算機監(jiān)控設(shè)備；2)將彈性墊圈套在螺栓上，并將螺栓旋設(shè)在被緊固件上；3)讀取并記錄彈性墊圈在被壓緊前計算機監(jiān)控設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)信號值；4)在擰緊螺栓的過程中，按照預置的擰緊圈數(shù)間隔讀取并記錄計算機監(jiān)控設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)信號值，建立擰緊圈數(shù)和數(shù)據(jù)信號值之間的關(guān)系，直至螺栓被完全擰緊；5)根據(jù)步驟3)～4)所獲取的數(shù)據(jù)信號值，確定一數(shù)據(jù)信號值作為采取報警措施所對應(yīng)的報警閾值，并預置在計算機監(jiān)控設(shè)備中；6)在監(jiān)測過程中，計算機監(jiān)控設(shè)備定期控制數(shù)據(jù)采集裝置采集新的數(shù)據(jù)信號值，并將其與預設(shè)的報警閾值進行比較：如果數(shù)據(jù)信號值小于報警閾值，計算機監(jiān)控設(shè)備發(fā)出警報。

所述步驟5)中，將螺栓被完全擰緊后計算機監(jiān)控設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)信號值的0.8～0.9倍作為采取報警措施所對應(yīng)的報警閾值；

所述步驟5)中，將密封容器內(nèi)部壓力達到工作壓力后計算機監(jiān)控設(shè)備顯示的數(shù)據(jù)信號值的0.8～0.9倍作為采取報警措施所對應(yīng)的報警閾值。