部53用来使延伸部52与测量部51的连接处的结构更稳定，避免因受压时应力集中在延伸部52与测量部51的连接处而使连接处发生断裂，因此，该缓冲部53进一步提高了整个测量装置100结构的刚度，增加了整个装置100的结构稳定性。
[0034]优选地，缓冲部53可以为自测量部51与延伸部52的连接处向测量部51延伸的圆台。该圆台可平缓延伸部52与测量部51的连接，从而减少连接处的应力集中。可以理解的是，该圆台可以为沿测量部51延伸的具有不同直径的多个。同时，本实用新型还可通过设置其他结构来达到减小应力集中的目的，例如可以在连接处使用倒角等，可明显降低连接处的局部应力集中。
[0035]根据本实用新型，测量装置100还包括附加应变筒80，附加应变筒80与测量部51相套接。附加应变筒80与主应变筒50中的测量部相套结，一方面用于保护设置在测量部51上的受力检测部件55免受外界的挤压损伤；另一方面，该附加应变筒80设置在壁厚较小的测量部51还有助于提高测量部51处的结构刚度，进而提高整个装置100的结构刚度。
[0036]优选地，附加应变筒80还包括用于密封测量部51的密封台81。附加应变筒80与主应变筒50的测量部51相套接时，在附加应变筒80上设置密封台81来密封测量部51，从而避免外部的灰尘或气候环境对设置在测量部51上的受力检测部件55以及设置在附加应变筒80内壁上的温度补偿部件82造成损坏。
[0037]根据本实用新型，如图2所示，附加应变筒80上设置有温度补偿部件82，温度补偿部件82与受力检测部件55相连后与外部信号处理电路相连。本实用新型中，由于受力检测部件55在温度变化时会存在热阻效应以及出现热膨胀，从而造成测量误差，因此设置了温度补偿部件82用于消除这种误差。
[0038]优选地，温度补偿部件82和受力检测部件55分别包括多个串联在一起并间隔设置的压力应变片和温度补偿应变片。本实用新型使用压力应变片作为受力检测部件，通过适当的设计，压力应变片可达到所需的任意量程，其最高量程可达到六位数，并且其可达到较高的测量精度，理论值可达1/10000 ;同时，使用温度补偿应变片来减少温度对应变片阻值的影响，进一步提高装置对螺纹紧固件的测量精度。应变片的电阻产生的阻值变化经过电路处理，可获得预紧力的数值。
[0039]根据本实用新型，如图2所示，装置100还包括用于固定连接主应变筒50和附加应变筒80的固定件。该固定件用于固定连接两个应变筒，通过设置固定，件一方面可便于连接，另一方面还有利于增加装置100整体结构的刚度。
[0040]优选地，固定件包括分别与主应变筒50和附加应变筒80可拆卸式连接的第一固定板70和第二固定板60，并且第一固定板70和第二固定板60相连。通过将第一固定板70和第二固定板60进行连接，从而固定主应变筒50和附加应变筒80。如图2所示，第一固定板70和第二固定板60可分别与设置在主应变筒50和附加应变筒80上的凸缘54和凸缘83进行卡接，而后通过第一固定板70和第二固定板60上设置的定位孔71和61 (图中仅示意性标出一个)对第一固定板70和第二固定板60进行连接，从而固定主应变筒50和附加应变筒80。优选地，第一固定板70和第二固定板60可设置成三角形，当装置100平放时可避免其发生滚动。
[0041]图3为根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置的测量原理结构示意图。如图3所示，该测量装置100工作时置于螺纹紧固件I与被紧固件2之间，通过螺母11对装置100进行固定。优选地，在装置100与螺纹紧固件I之间可设置用于保护该装置100的垫圈40，以防止螺纹紧固件I旋紧时对装置100端面的挤压磨损。
[0042]图4为根据本实用新型的螺纹紧固件预紧力检测装置100的测量电路原理图。本新型测量电路采用桥路，a代表主应变筒50上的压力应变片，b代表附加应变筒80上的温度补偿应变片，它们组成桥的两臂，在其之间接入电压源Uo的一个极；可变电阻c、d组成桥的另外两臂，在c和d之间接入电压源Uo的另一个极；电压测量点取在应变片组a、b与可变电阻c、d连接的两极。螺纹紧固件I未旋紧前，将可变电阻c和d进行微调，使初始电压U为零；在螺纹紧固件I旋紧时，主应变筒50上应变片组受压阻值变小，这样测得的电压值U会有一个新值，通过处理，就可以测出螺纹紧固件I的预紧力。在连接电桥时，使压力应变片55与温度补偿应变片82处于相邻的桥臂，由于压力应变片55与温度补偿应变片82的温度始终相同，因此它们因温度变化所引起的电阻值的变化也相同，同时由于它们处于电桥相邻的两臂，所以并不产生电桥的输出电压，从而使得温度效应的影响被消除。通过该桥路的选用，可使预紧力的测量更准确。
[0043]应注意的是，前面所述的例子仅以解释为目的，而不能认为是限制了本实用新型。虽然已经根据示例性实施例对本实用新型进行了描述，然而应当理解，这里使用的是描述性和说明性的语言，而不是限制性的语言。在当前所述的和修改的所附权利要求的范围内，在不脱离本实用新型的范围和精神的范围中，可以对本实用新型进行改变。尽管这里已经根据特定的方式、材料和实施例对本实用新型进行了描述，但本实用新型并不仅限于这里公开的细节；相反，本实用新型可扩展到例如在所附权利要求的范围内的所有等同功能的结构、方法和应用。
【主权项】
1.一种螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，包括主应变筒，所述主应变筒包括设置有受力检测部件的测量部和沿所述测量部的一端轴向向外延伸的延伸部，其中，所述延伸部的壁厚大于所述测量部的壁厚。
2.根据权利要求1所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述延伸部的壁厚与所述测量部的壁厚的比值为2:1至3:1。
3.根据权利要求1或2所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述延伸部与所述测量部的连接处还设置有缓冲部。
4.根据权利要求3所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述缓冲部包括自所述测量部与延伸部的连接处向所述测量部延伸的圆台。
5.根据权利要求1或2所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述装置还包括附加应变筒，所述附加应变筒与所述测量部相套接。
6.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述附加应变筒还包括用于密封所述测量部的密封台。
7.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述附加应变筒的内壁上设置有温度补偿部件，所述温度补偿部件与所述受力检测部件相连后与外部信号处理电路相连。
8.根据权利要求7所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述温度补偿部件和所述受力检测部件分别包括多个串联在一起并间隔设置的温度补偿应变片和压力应变片。
9.根据权利要求5所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述装置还包括用于固定连接所述主应变筒和所述附加应变筒的固定件。
10.根据权利要求9所述的螺纹紧固件预紧力检测装置，其特征在于，所述固定件包括分别与所述主应变筒和所述附加应变筒可拆卸式连接的第一固定板和第二固定板，所述第一固定板和所述第二固定板相连。
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺纹紧固件预紧力检测装置，其包括主应变筒，该主应变筒包括设置有受力检测部件的测量部和沿测量部的一端轴向向外延伸的延伸部。其中，延伸部的壁厚大于测量部的壁厚。本实用新型通过设置具有较厚壁厚的延伸部来提高主应变筒的刚度，从而大大提高了装置整体的稳定性；同时，主应变筒由于具有一定的轴向长度，因此其结构尤其适合用于对长螺纹紧固件预紧力的测量。
【IPC分类】G01L5-00
【公开号】CN204535901
【申请号】CN201520006057
【发明人】张文辉, 严允, 许倍倍, 胡亚丹, 李启明, 陈文琦, 唐满林, 饶万勇
【申请人】南车株洲电力机车研究所有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年1月6日