專利名稱：一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及零部件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法。
背景技術(shù)：
目前，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中經(jīng)常使用規(guī)格較大的高強(qiáng)螺栓，例如，塔筒螺栓的規(guī)格普遍在M36以上。近年來(lái)，在整機(jī)吊裝過(guò)程以及風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)的倒塔事故、大量風(fēng)機(jī)運(yùn)行故障中，大規(guī)格高強(qiáng)螺栓連接不當(dāng)引發(fā)的故障就占有相當(dāng)大的比例。這嚴(yán)重影響風(fēng)電設(shè)備的使用安全，因此，螺栓的可靠性驗(yàn)證意義重大且刻不容緩。目前，國(guó)內(nèi)在大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的軸力測(cè)試方面缺乏相應(yīng)的產(chǎn)品，特別是大規(guī)格預(yù)埋式螺栓軸力傳感器在各種環(huán)境下進(jìn)行的性能測(cè)試，測(cè)試時(shí)，往往需要較大的拉力設(shè)備，而現(xiàn)有的拉力系統(tǒng)改造難度較大。目前，常用于標(biāo)定螺栓軸力傳感器方法，只能測(cè)出軸力-時(shí)間的關(guān)系和應(yīng)變-時(shí)間的關(guān)系，無(wú)法直接得出應(yīng)變-軸力的關(guān)系。由此可見(jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的性能測(cè)試設(shè)備和測(cè)試方法，存在明顯的不足和缺陷，亟待進(jìn)一步改進(jìn)，因此，如何創(chuàng)設(shè)一種可對(duì)大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的性能進(jìn)行測(cè)試的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器的標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法，實(shí)屬當(dāng)前研發(fā)的重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法，使其能夠直接得到螺栓的應(yīng)變-軸力關(guān)系，更方便地在各種環(huán)境下對(duì)大規(guī)格高強(qiáng)螺栓進(jìn)行性能測(cè)試，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，包括螺栓軸力傳感器、軸力計(jì)、拉伸器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其中:螺栓軸力傳感器穿過(guò)軸力計(jì)，前端與軸力計(jì)的前端面相抵，后端與拉伸器的拉伸頭通過(guò)螺紋旋合連接；螺栓軸力傳感器和軸力計(jì)均與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。作為進(jìn)一步的改進(jìn)，所述的螺栓軸力傳感器的前端與軸力計(jì)的前端面之間，或在所述的軸力計(jì)與拉伸器之間安裝有墊塊。所述墊塊穿設(shè)螺栓軸力傳感器的孔徑比螺栓軸力傳感器的外徑大2_3mm。所述螺栓軸力傳感器的前端與墊塊或軸力計(jì)的前端面之間設(shè)置有墊圈。所述的軸力計(jì)采用圓柱型軸力計(jì)。所述的螺栓軸力傳感器與拉伸器的拉伸頭的旋合長(zhǎng)度不少于螺紋公稱直徑的1/2。此外，本發(fā)明還提供一種上述預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法，包括以下步驟:對(duì)拉伸器反復(fù)加壓、卸載，實(shí)時(shí)采集螺栓軸力傳感器與圓柱型軸力計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)，生成曲線，并得到應(yīng)變-軸力的擬合方程。進(jìn)一步的，所述的加壓為加壓至被測(cè)螺栓屈服極限載荷的80%。
所述的加壓為加壓至被測(cè)螺栓屈服極限載荷的50-90%。所述的加壓、卸載反復(fù)三次。采用以上設(shè)計(jì)后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較有以下有益技術(shù)效果:本發(fā)明一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法，通過(guò)預(yù)埋式螺栓軸力傳感器和軸力計(jì)，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備同時(shí)讀取應(yīng)變和軸力，得出同一時(shí)間下的應(yīng)變-軸力關(guān)系，有效地解決了大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的力學(xué)性能測(cè)試問(wèn)題。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明，以下結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本發(fā)明預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的組成示意圖。圖2是本發(fā)明得到的應(yīng)變-軸力曲線圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1所示，本發(fā)明一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，包括螺栓軸力傳感器1、軸力計(jì)3、拉伸器5以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，螺栓軸力傳感器I和軸力計(jì)3的導(dǎo)線均與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。此外，本發(fā)明還可包括墊塊4和墊圈2。可將墊塊4設(shè)置在軸力計(jì)3與拉伸器5之間，螺栓軸力傳感器I穿過(guò)墊塊4和圓柱型軸力計(jì)3，前端與墊塊或軸力計(jì)的前端面貼合，后端與拉伸器5連接，并可在螺栓軸力傳感器I的前端面與軸力計(jì)3之間設(shè)置墊圈2。此外，還可將軸力計(jì)3設(shè)置在墊塊4和拉伸器5之間，螺栓軸力傳感器I穿過(guò)圓柱型軸力計(jì)3和墊塊4，并與拉伸器5連接，還可在螺栓軸力傳感器與墊塊之間設(shè)置墊圈。其中，墊塊4為支撐部件，可為圓形墊塊，該墊塊可設(shè)置有標(biāo)定系統(tǒng)安裝支架，其孔徑比螺栓軸力傳感器I的外徑大2-3mm。螺栓軸力傳感器I與拉伸器5的拉伸頭進(jìn)行螺紋旋合連接，旋合長(zhǎng)度不少于螺紋公稱直徑的1/2。軸力計(jì)3可采用如圖所示的圓柱型軸力計(jì)，依據(jù)螺栓規(guī)格選用不同的量程，例如M36的螺栓，量程700kN，M42的螺栓，使用900kN量程。拉伸器也依據(jù)被測(cè)螺栓的規(guī)格選取。使用時(shí)，當(dāng)各部件緊密接觸后，開(kāi)始使用手動(dòng)泵對(duì)拉伸器5不斷加壓至被測(cè)螺栓屈服極限載荷的80%時(shí)卸載至0，如此加載、卸載三次。同時(shí)，數(shù)據(jù)采集設(shè)備全程記錄螺栓軸力傳感器與軸力計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)，并通過(guò)電腦將數(shù)據(jù)生成曲線。通過(guò)各曲線情況，可得到應(yīng)變-軸力的擬合方程，同時(shí)可判斷螺栓拉伸和回縮三次的重合性。測(cè)試方法一:使用手動(dòng)泵對(duì)拉伸器不斷加壓至螺栓屈服極限載荷的80%時(shí)卸載至0，如此加載、卸載一次或多次。測(cè)試過(guò)程中，數(shù)據(jù)設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)作圖，得出擬合方程。測(cè)試方法二:使用手動(dòng)泵對(duì)拉伸器不斷加壓至螺栓屈服極限載荷的50% 90%時(shí)卸載至0，如此加載、卸載一次或多次。測(cè)試過(guò)程中，數(shù)據(jù)設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)作圖，得出擬合方程。測(cè)試方法三:使用手動(dòng)泵對(duì)拉伸器不斷加壓至螺栓屈服極限載荷的0% 90%時(shí)卸載至O，如此加載、卸載一次或多次。測(cè)試過(guò)程中，數(shù)據(jù)設(shè)備采集數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)作圖，得出擬合方程。請(qǐng)參閱圖2所示，按照所述的測(cè)試方法一進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中，隨著拉伸器的加載，采集到一組關(guān)于應(yīng)變和軸力的對(duì)應(yīng)點(diǎn)集，以應(yīng)變信號(hào)作為X坐標(biāo)，與之對(duì)應(yīng)當(dāng)前的軸力信號(hào)作為y坐標(biāo)作圖，粗實(shí)線為實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的連線。采用回歸分析，擬合出線性方程，以及表征點(diǎn)集與擬合方程的離散度的相關(guān)系數(shù)R2，R2越接近I，表明該擬合方程反映真實(shí)的螺栓軸力傳感器的應(yīng)變-軸力函數(shù)關(guān)系的誤差越小。該方程用于后期螺栓軸力傳感器工作時(shí)輸出的應(yīng)變信號(hào)換算為螺栓受到的軸力。本發(fā)明通過(guò)數(shù)據(jù)采集設(shè)備同時(shí)讀取應(yīng)變和軸力，得到同一時(shí)間下應(yīng)變-軸力關(guān)系，即高強(qiáng)螺栓的應(yīng)變-軸力曲線。通過(guò)每套預(yù)埋式螺栓軸力傳感器測(cè)得的軸力與應(yīng)變的對(duì)應(yīng)關(guān)系，得到高強(qiáng)螺栓拉伸和回縮的重合情況以及獲取螺栓在實(shí)際工作狀態(tài)下的載荷，從而有效地解決了大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的力學(xué)性能測(cè)試問(wèn)題。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許簡(jiǎn)單修改、等同變化或修飾，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于包括螺栓軸力傳感器、軸力計(jì)、拉伸器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備，其中: 螺栓軸力傳感器穿過(guò)軸力計(jì)，前端與軸力計(jì)的前端面相抵，后端與拉伸器的拉伸頭通過(guò)螺紋旋合連接； 螺栓軸力傳感器和軸力計(jì)均與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于:所述的螺栓軸力傳感器的前端與軸力計(jì)的前端面之間，或在所述的軸力計(jì)與拉伸器之間安裝有墊塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于:所述墊塊穿設(shè)螺栓軸力傳感器的孔徑比螺栓軸力傳感器的外徑大2-3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于:所述螺栓軸力傳感器的前端與墊塊或軸力計(jì)的前端面之間設(shè)置有墊圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于:所述的軸力計(jì)采用圓柱型軸力計(jì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)，其特征在于:所述的螺栓軸力傳感器與拉伸器的拉伸頭的旋合長(zhǎng)度不少于螺紋公稱直徑的1/2。
7.—種權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法，其特征在于包括以下步驟:對(duì)拉伸器反復(fù)加壓、卸載，實(shí)時(shí)采集螺栓軸力傳感器與圓柱型軸力計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)，生成曲線，并得到應(yīng)變-軸力的擬合方程。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述的加壓為加壓至被測(cè)螺栓屈服極限載荷的80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述的加壓為加壓至被測(cè)螺栓屈服極限載荷的50-90%。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)的使用方法，其特征在于所述的加壓、卸載反復(fù)三次。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種預(yù)埋式螺栓軸力傳感器標(biāo)定系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)包括螺栓軸力傳感器、軸力計(jì)、拉伸器以及數(shù)據(jù)采集設(shè)備螺栓軸力傳感器穿過(guò)軸力計(jì)，前端與軸力計(jì)的前端面相抵，后端與拉伸器的拉伸頭通過(guò)螺紋旋合連接；螺栓軸力傳感器和軸力計(jì)均與數(shù)據(jù)采集設(shè)備連接。該使用方法包括以下步驟對(duì)拉伸器反復(fù)加壓、卸載，實(shí)時(shí)采集螺栓軸力傳感器與圓柱型軸力計(jì)的測(cè)試數(shù)據(jù)，生成曲線，并得到應(yīng)變-軸力的擬合方程。本發(fā)明通過(guò)預(yù)埋式螺栓軸力傳感器和軸力計(jì)，用數(shù)據(jù)采集設(shè)備同時(shí)讀取應(yīng)變和軸力，得出同一時(shí)間下的應(yīng)變-軸力關(guān)系，有效地解決了大規(guī)格高強(qiáng)螺栓的力學(xué)性能測(cè)試問(wèn)題。
文檔編號(hào)G01L25/00GK103162900SQ201310062820
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者羅昕, 白艷, 張啟應(yīng), 王海龍, 李英昌 申請(qǐng)人:國(guó)電聯(lián)合動(dòng)力技術(shù)有限公司