一种螺栓预紧力监测装置的制作方法

本技术涉及机械连接状态监测，尤其涉及一种用于实时监测螺栓预紧力变化的非侵入式监测装置。

背景技术：

1、螺栓连接是工程结构中最重要的紧固方式之一，其预紧力的准确控制和长期稳定是保证连接安全可靠的关键。然而，在工作载荷、振动、温度变化及松弛效应的影响下，螺栓预紧力会发生衰减，可能引发连接失效，造成严重事故。因此，对关键螺栓的预紧力进行实时监测具有重要意义。

2、目前，螺栓预紧力的在线监测技术主要包括：

3、智能螺栓法：在螺栓本体上加工孔洞或嵌入传感器（如光纤光栅、压电陶瓷）。这种方法属于侵入式改造，会削弱螺栓本体强度，且需要定制专用螺栓，成本高昂，通用性差，难以在既有设备上实施改造。

4、环形测力垫圈：使用集成了传感元件的专用垫圈直接替换原标准垫片。该方案改变了原连接副的尺寸和力学特性，可能影响连接的刚度与疲劳性能。长期使用中，传感垫圈本身的蠕变和磨损也会导致测量基准漂移，且安装时需要替换所有垫片，工程量大。

5、超声波测量法：通过测量超声波在螺栓中的传播时间差来间接推算预紧力。该方法对螺栓端面的加工质量、耦合剂的状况以及环境温度极为敏感，安装工艺复杂，设备昂贵，且通常只能进行离线或间断测量，难以实现长期、连续的在线监测。

6、在垫片外围加装传感元件以实现非侵入监测的技术路线，在实际应用中通常需解决关键技术问题：如何确保垫片与传感载体之间实现高效、稳定的应变传递，避免因安装间隙或微动滑移导致信号衰减或失真。若不能解决这个问题，此类构思将难以投入高可靠性的实际工程应用。

7、因此，本领域亟需一种非侵入式、安装后连接牢固、能长期稳定工作、结构简单的螺栓预紧力监测装置。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种结构简单、安装便捷、非侵入式且测量可靠的螺栓预紧力监测装置。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种螺栓预紧力监测装置，其特征在于，包括：环形紧固件，同轴套设于螺栓连接结构中的垫片外圈，所述环形紧固件沿周向设有开口，所述开口的两侧端部设有对称的连接通孔；拉力传感器，跨接于所述开口处，所述拉力传感器的两端设有内螺纹孔；高强度连接螺栓，穿过所述连接通孔并旋入所述内螺纹孔，将所述拉力传感器刚性固定于所述环形紧固件上；至少一个径向顶丝孔，设置于所述环形紧固件上，所述顶丝孔中螺纹连接有顶紧螺钉，所述顶紧螺钉的内端用于抵接于所述垫片的外周面。

4、进一步地，设有两个所述径向顶丝孔及对应的顶紧螺钉，两个所述顶丝孔分别位于所述开口的两侧。

5、进一步地，两个所述顶丝孔的中心线相对于所述环形紧固件的中心轴线呈90°至150°的夹角。

6、进一步地，两个所述顶丝孔的中心线夹角为120°。

7、进一步地，所述环形紧固件的内径比所述垫片的外径大0.3 mm至1.2 mm。

8、进一步地，所述拉力传感器为微型s型拉力传感器。

9、进一步地，所述环形紧固件由合金结构钢制成。

1.一种螺栓预紧力监测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，设有两个所述径向顶丝孔及对应的顶紧螺钉，两个所述顶丝孔分别位于所述开口的两侧。

3.根据权利要求2所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，两个所述顶丝孔的中心线相对于所述环形紧固件的中心轴线呈90°至150°的夹角。

4.根据权利要求3所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，两个所述顶丝孔的中心线夹角为120°。

5.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，所述环形紧固件的内径比所述垫片的外径大0.3 mm至1.2 mm。

6.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，所述拉力传感器为微型s型拉力传感器。

7.根据权利要求1所述的螺栓预紧力监测装置，其特征在于，所述环形紧固件由合金结构钢制成。