[发明专利]一种数字化螺栓预紧自动控制系统

说明书

本发明公开了一种数字化螺栓预紧自动控制系统，包括上法兰和下法兰，所述上法兰的下侧设置有下法兰。本发明通过设置有智能垫片，通过智能垫片可以有效且准确的对螺帽的预紧力大小进行控制，克服使用不同方法预紧螺栓时产生的各种误差，直接反应出螺栓的预紧状况数据，便于使用操作；通过设置有载荷信号接收器，通过载荷信号接收器可以实时的对螺栓上的预紧力大小进行监测和查询，预防紧固螺栓松动或失效引起的法兰或设备泄漏事故，使得监测方便；通过设置有智能垫片，智能垫片上的第一弧形板与第二弧形板之间的间距可调节，可以适应不同直径的螺栓使用操作，通用性好。本发明具有预紧力控制准确和通用性好的优点。

技术领域

本发明涉及螺栓固定技术领域，具体为一种数字化螺栓预紧自动控制系统。

背景技术

螺纹连接是运用最广泛的一种紧固连接方式，也是重要的安全连接件之一。若螺纹紧固件拧的过紧，即预紧力过大，则螺栓可能被拧断，被连接件可能被压碎、咬合，也可能螺纹牙被剪断脱扣；若预紧力不足，则被连接件将会出现滑移，错位从而导致结合面密封泄漏、紧固件被剪断等故障，

近几十年来，各行各业得到了迅速发展，由于螺栓预紧与防松缘故，石化行业的爆炸,泄漏事故；风力发电机坍塌事故；桥梁的垮塌等血的教训时有发生，总之螺栓预紧力的大小控制和实时监测也成为螺纹连接的一个重要问题。

目前螺栓的拧紧方法与预紧力控制有以下几种方法：

一、经验法：靠操作人员使用敲击扳手等工具拧紧螺栓，螺栓是否拧紧到位全凭靠操作者的感觉和经验，无具体扭矩参数数据。

二、力矩法：通过扭矩扳手来拧紧螺栓（直径d）。将所需的预紧力（F0），通过公式T=K*F0*d（其中K为拧紧力矩系数的经验估算值）换算成相应的扭矩值，并通过扭矩扳手来输出相应扭矩值，从而实现螺栓拧紧到位的目的。扭矩扳手主要分为液压扭矩扳手、电动扭矩扳手和气动扭矩扳手三种。三者使用不同的动力源，分别为液压油、电源、压缩空气，通过控制动力源的参数---油压大小，电流大小，气压大小，从而得到所需的扭矩值。然而受螺栓、螺母之间的摩擦系数和几何参数偏差等因素（螺纹副间的加工精度误差、表面处理误差和有无润滑油的原因，拧紧力矩系数值K取值范围在0.1-0.3间）和扳手本身精度（压力表精度误差和制造误差）的影响，预紧力和扭矩值的换算仅可作为理论参考，故通过拧紧力矩来控制螺栓预紧力的方法精度不高，数据偏差较大。

三、拉伸法：使用液压拉伸装置给螺栓施加预紧力。先将拉伸装置的液压缸部件置于被联接件的支承面上，然后拉伸头拧在伸出螺母的螺纹部分，输送液压油入液压缸，推动活塞，使得拉伸头向上移动，然后转动螺母，螺母贴紧被联接件支承面后停止转动，最后撤去压力。预紧力的大小等于压力油与活塞面积的乘积，即F=P*A也是个间接数据。由于压力表精度误差和压力撤除后，被联接件与螺栓联接间会有一定的回弹松弛量，则降低了测量准确性。故用此种方法控制的预紧力依旧存在误差，数据不精准性。

还有就是，现有技术的垫片直径大小固定，在实际的使用的过程中对于一些非标的螺栓紧固件来说使用不便，通用性差，限制了垫片的使用。

基于以上的原因，本发明提出一种数字化螺栓预紧自动控制系统来解决现有技术的不足。

发明内容

本发明解决的技术问题在于克服现有技术的预紧力控制不便和通用性差的缺陷，提供一种数字化螺栓预紧自动控制系统。所述一种数字化螺栓预紧自动控制系统具有预紧力控制准确和通用性好等特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字化螺栓预紧自动控制系统，包括上法兰,所述上法兰的下侧设置有下法兰，所述上法兰和下法兰上的通孔均同心设置，所述上法兰和下法兰上同一个通孔内贯穿有同一个螺栓，所述螺栓靠近上下端均套设有螺母，上侧所述螺母的下侧壁和上法兰的上侧壁之间设置有智能垫片，所述智能垫片套设在螺栓侧壁上设置，所述智能垫片内部设置有两个重力感应器，所有所述智能垫片均通过导线连接有同一个载荷信号接收器。