[发明专利]多双头螺栓张紧机及用于自动控制多个双头螺栓伸长的方法

说明书

技术领域

本发明涉及适于在用于将两个机械零件固定在一起的诸如螺纹双头螺栓的杆状件上施加纵向牵引力的设备和方法。

背景技术

杆状件或双头螺栓的张紧可通过给轴向位于待拧紧结构表面上的螺母作用拧紧扭矩来完成。由于螺母与接触的待拧紧零件表面之间的摩擦以及螺母与杆之间的摩擦，该拧紧方法不允许精确地控制传递给杆的轴向力。此外，该拧紧方法将扭转残余应力引入到杆中，这会造成使用尺寸过大的杆。另外，这样的拧紧通常会在拧紧期间产生损坏螺母的螺纹以及损坏配合在一起的杆的螺纹的重大风险。在拧紧时，螺母抵靠的表面在拉紧时螺母的旋转期间也可能受到损坏。

为了避免这些缺点，杆件或双头螺栓可在螺母装配到待拧紧结构的表面上之前轴向张紧。当释放作用于杆的轴向力时，螺母阻挡了杆。杆因此仅沿着其轴受预压力。为了将轴向牵引力传递至杆，可以使用促动器。因此，在把螺母定位在待张紧杆的螺纹部分上之后，定位促动器，以使得围绕杆或双头螺栓的头部以及螺母。牵引力沿着纵向方向作用于杆件或双头螺栓头部的螺纹延伸上，并且产生了双头螺栓的伸长。该伸长便于拧紧的螺母的旋转，该拧紧的螺母适于与双头螺栓的螺纹部分配合以拧紧螺母。两个机械零件因此可以通过杆件或双头螺栓固定在一起，而不会给双头螺栓引入扭曲或残余扭转应力。

大型机械组件必须经常通过若干螺纹杆或双头螺栓保持。多双头螺栓张紧机随之用于定位、旋紧、旋松以及预张紧多个螺纹双头螺栓。例子是风力涡轮机或核能反应堆外壳保护罩的零件的连接。为了此类大型机械组件的连接，大量螺纹双头螺栓通常按环形列设置。

为了便于连接操作，例如把保护罩连接至核反应堆外壳，设置了支撑圈组件，所述组件从安装在核能反应堆外壳上的圆柱形罩的上方移动。整套连接双头螺栓由支撑圈支撑，所述支撑圈也设置有所有必要的装置用于旋紧和旋松双头螺栓，以及在拧紧对应的螺母之前沿纵向方向张紧双头螺栓。为完成上述工作，支撑圈通常配有至少一个，并且优选配有两个能够沿着支撑圈的圆周移动的机器人单元，以在核能反应堆外壳中逐一旋紧、旋松以及拧紧螺母。用于在拧紧之前预压每个单独的双头螺栓的纵向牵引力由多个液压双头螺栓张紧器产生，每个张紧器都安装在各自的双头螺栓的头部。

在旋转对应的拧紧螺母从而将罩紧固至核反应堆外壳之前，所有核反应堆外壳罩周围的双头螺栓都必须受到相同的纵向牵引力。由此，有必要仔细监控作用于所有单独的双头螺栓的牵引力，从而保证相同的张力，并且理所当然地在基于所使用材料的拉伸强度的特定范围内保持这样的力。这样的监控优选利用伸长传感器通过测量每个双头螺栓的伸长进行，每个传感器安装在各个双头螺栓上。单独的伸长传感器通常手动安装在每个双头螺栓上，这样的安装特别繁琐。传感器通过链接至中央电站的电气连接供电。测量信号通过电线连接从每个单独的伸长传感器发送。因此，大量的伸长传感器的安装操作以及拆除操作特别费时且困难。

发明内容

本发明的一个目的是避免上述缺点并且简化在多双头螺栓张紧机中的多个待张紧杆状件或双头螺栓上的多个伸长传感器的组装及拆卸操作。

本发明的另一个目的是在预张紧操作期间容许对多个双头螺栓伸长的更简单的监控。

更普遍地，本发明旨在提供更快捷且更容易地组装和拆卸多个伸长传感器的操作。本发明进一步的目的是在两个机械元件连接到一起期间，例如保护罩连接至核反应堆外壳期间，提供更安全且更便宜的对多个双头螺栓伸长的监控。

在一实施例中，适于纵向张紧多个双头螺栓的多双头螺栓张紧机，包括适于容纳多个按列设置的伸长传感器的传感器支撑组件，以及适于从所述列移动其中一个所述传感器至与其中一个所述双头螺栓操作接合的定位构件。

由此，所有传感器起初都在支撑组件上保持，优选处于待机状态。将每个传感器组装到对应的双头螺栓上的组装步骤可自动进行，因此避免了以前所必须的、费时且繁琐的手动操作。

每个伸长传感器优选设置有适于发送测量和识别信号至计算机系统的单独的无线通信装置。所述无线通信装置也可接收来自所述计算机系统用于控制传感器的的控制信号。

电线由此不再是必需的，这使得多个传感器的组装操作快很多并且容易很多。由每个传感器发送的识别和测量信号允许计算机系统能同时正确地监控所有双头螺栓的张紧操作。所述信号优选用适当的频率采样，例如少于1秒。