[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置及測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310208357.4
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103245452A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖劍;段二順;岳文彥;任淮輝;曹建忠;王紅艷;陶鋼正
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 龍?jiān)矗ū本╋L(fēng)電工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01L5/24
• 分類號(hào): G01L5/24
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 馬麗蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置及測(cè)量方法，尤其涉及一種風(fēng)電塔架高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置及測(cè)量方法。?

背景技術(shù)

風(fēng)電塔架高強(qiáng)螺栓連接風(fēng)電塔架的上塔筒的下法蘭與下塔筒的上法蘭。長(zhǎng)期承受來自各個(gè)方向的載荷，塔筒的載荷最終傳遞到了連接兩段塔筒之間的高強(qiáng)螺栓上。?

高強(qiáng)螺栓連接兩段塔筒，需要施加預(yù)緊力（即螺栓的軸力），使塔筒能保持緊密的貼合在一起。如果預(yù)緊力大于設(shè)計(jì)的預(yù)緊力，則高強(qiáng)螺栓很容易產(chǎn)生疲勞，壽命周期大大縮短；如果預(yù)緊力小于設(shè)計(jì)的預(yù)緊力，則塔筒在承受載荷時(shí)產(chǎn)生晃動(dòng)，使得螺栓更加容易松動(dòng)。?

螺栓軸力過大或過小都會(huì)對(duì)其壽命周期產(chǎn)生影響，因此需要在螺栓施擰之后，對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。傳統(tǒng)螺栓校驗(yàn)普遍采取力矩校驗(yàn)法：（1）靜力矩檢驗(yàn)法；（2）使用過程中檢驗(yàn)法；（3）用力矩扳手順螺母擰緊方向的檢驗(yàn)法。?

（1）靜力矩檢驗(yàn)方法為沿緊固件的緊固方向均勻擰緊，直到斷裂，測(cè)其斷裂時(shí)的力矩值。?

（2）使用過程中檢驗(yàn)法是通過先在聯(lián)接件緊固后的裝配位置上打上標(biāo)記，然后旋松約1/4圈，接著再擰緊到標(biāo)記位置，檢查其擰緊力矩值。此法由于放松后再擰緊，其螺紋狀態(tài)、接頭板材的密貼程度、施工誤差、螺母復(fù)位的準(zhǔn)確度等對(duì)力矩值有很大影響。即使第2次擰緊到原來位置，其值也達(dá)不到最初數(shù)值，比最初值要小。?

（3）用力矩扳手順螺母擰緊方向的檢驗(yàn)法即用力矩扳手順螺母擰緊?方向，當(dāng)讀數(shù)達(dá)到規(guī)定要求下限，螺母不轉(zhuǎn)動(dòng)，而螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的讀數(shù)值小于規(guī)定要求的上限則可判定為合格；當(dāng)未達(dá)到規(guī)定值下限螺母即轉(zhuǎn)動(dòng)或讀數(shù)已超過規(guī)定值的上限螺母仍不轉(zhuǎn)動(dòng)則判斷為不合格。?

靜力矩檢驗(yàn)法要求擰到緊固件斷裂，屬于破壞性的檢驗(yàn)，對(duì)于實(shí)際要求檢驗(yàn)已裝配后的螺栓聯(lián)接的緊固程度是否達(dá)到了規(guī)定值的內(nèi)容是不適用的。使用過程中檢驗(yàn)法是在使用過程中檢驗(yàn)，第2次數(shù)值達(dá)不到最初的數(shù)值，一般比最初數(shù)值平均低10%左右。用力矩扳手順螺母擰緊方向的檢驗(yàn)方法這種檢驗(yàn)方法結(jié)果比較可靠，操作方便，也是目前應(yīng)用最廣泛的一種方法。?

在調(diào)研中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在以下的缺點(diǎn)和不足：?

大部分方法都是針對(duì)螺栓的擰緊力矩來進(jìn)行檢測(cè)，而忽略扭矩系數(shù)的影響。?

螺栓的扭矩系數(shù)對(duì)螺栓預(yù)緊有很大的影響。螺栓的預(yù)緊力與擰緊力矩成正比，與扭矩系數(shù)成反比。當(dāng)螺栓的扭矩保持一定時(shí)，扭矩系數(shù)越大，預(yù)緊力越小，扭矩系數(shù)越小，反之，預(yù)緊力越大。為了檢驗(yàn)螺栓的預(yù)緊效果，需要避免扭矩系數(shù)的影響，直接測(cè)量螺栓的預(yù)緊力。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種測(cè)量精度高的高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置及測(cè)量方法，通過直接測(cè)量高強(qiáng)螺栓的軸力，可以避免利用擰緊力矩來間接控制高強(qiáng)螺栓軸力的不良效果。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：?

一種高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置，用于對(duì)連接不同部件并預(yù)緊的高強(qiáng)螺栓進(jìn)行軸力測(cè)量，包括：拉桿、軸力傳感器、力提供部件及支架；所述拉桿的近端設(shè)置有用于與高強(qiáng)螺栓螺紋端連接的連接部，且拉桿的近端及遠(yuǎn)端還分別設(shè)置有第一配合部及第二配合部；所述拉桿的第一配合部與軸力傳感器的近端面配合接觸，拉桿的第二配合部與力提供部件的遠(yuǎn)端配合作?用；所述支架的遠(yuǎn)端安裝在力提供部件的近端面與軸力傳感器的遠(yuǎn)端面之間，所述支架的近端用于支撐在高強(qiáng)螺栓連接的部件上；所述測(cè)量裝置還包括用于安裝在高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊螺母上、測(cè)量螺母伸縮量變化的應(yīng)變測(cè)量部件；所述軸力傳感器自帶顯示部件或外接有顯示部件；所述應(yīng)變測(cè)量部件自帶顯示部件或外接有顯示部件。?

進(jìn)一步地，所述支架的縱截面為倒凹字型，所述倒凹字型支架的上端開有適于拉桿穿過的孔。?

進(jìn)一步地，所述拉桿近端的連接部采用與高強(qiáng)螺栓外螺紋配合的內(nèi)螺紋結(jié)構(gòu)。?

進(jìn)一步地，所述拉桿的第一、二配合部分別為臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)。?

進(jìn)一步地，所述力提供部件為空心千斤頂，所述拉桿穿過空心千斤頂。?

進(jìn)一步地，所述空心千斤頂為液壓千斤頂。?

進(jìn)一步地，所述應(yīng)變測(cè)量部件為應(yīng)變片。?

采用上述的高強(qiáng)螺栓軸力測(cè)量裝置進(jìn)行軸力測(cè)量的方法，包括：?

（1）將應(yīng)變測(cè)量部件安裝在高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊螺母的軸向外表面；?

（2）將拉桿通過其近端的連接部與高強(qiáng)螺栓的螺紋端配合連接；?

（3）啟動(dòng)力提供部件，使拉桿拉動(dòng)高強(qiáng)螺栓，高強(qiáng)螺栓的預(yù)緊螺母有回彈的趨勢(shì)，當(dāng)應(yīng)變測(cè)量部件的測(cè)量數(shù)值發(fā)生變化并且穩(wěn)定在一定區(qū)間內(nèi)時(shí)，讀取軸力傳感器的值。?