用于监测螺栓断裂的装置的制作方法

本实用新型涉及一种监测大型设备中竖直的连接螺栓断裂装置，尤其是一种监测大型风力发电机塔筒连接螺栓断裂装置。

背景技术：

大型风力发电机的分段塔筒之间、底段塔筒和风机基础之间、顶段塔筒和偏航轴承之间都是通过法兰盘和连接螺栓固定的。风机运行时，塔筒会发生振动，由此产生的力传递到连接螺栓上造成疲劳；疲劳积累到一定程度后，螺栓会发生断裂。在某些特殊的状况下，传递到螺栓上的力大于其设计极限，螺栓也会发生断裂。

螺栓断裂会影响到风机塔筒的连接强度，进而影响到风机的安全。由于单个螺栓断裂对风机安全影响有限，目前业界通行的做法是安排人力定期巡检，通过目视等方法检查是否存在螺栓断裂情况。由于塔筒螺栓分布在不同高度上，巡检人员需要攀爬风机，增加了人力成本和安全风险；同时，由于巡检是定期的，在两次巡检之间有可能发生批量的螺栓断裂，严重威胁到风机的安全。

目前市场上有一些方法通过自动化的方式监测螺栓的断裂或松动（CN104851246A等）。其缺点在于装置复杂，成本较高。

技术实现要素：

本实用新型是要提供一种用于监测螺栓断裂的装置，该装置用来监测竖直安装的连接螺栓是否断裂脱落，避免频繁的人力巡检及相关的其他开销；使用电信号来表示螺栓断裂状态，可以接入风机控制系统，为风机控制逻辑优化提供数据支持；并且通过远程监控系统获取连接螺栓是否脱落的信息，可以根据实际情况安排风机检修工作；而且通过灵活的安装走线方式，可以对故障螺栓进行初步定位；该装置结构简单，易于安装维护，可靠性较高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种用于监测螺栓断裂的装置，包括法兰盘上竖直安装的多个连接螺栓，多个连接螺栓上分别安装监测装置，并通过连接导线串接后接入监测回路。

所述监测装置包括绝缘底板、插座件、连接导线、插头件，所述插座件由导电金属片加工而成，包括底板及安装孔、弹簧夹片和接线点三部分，底板上的安装孔通过安装销配合连接绝缘底板；所述插头件由导电金属加工而成，包括接触部分和接线处，接触部分与插座件的弹簧夹片紧密配合，接线处为连接导线的固定点。

当所述连接螺栓安装完成后，所述螺栓在法兰盘下方固定连接绝缘底板，弹簧夹片开口方向指向一侧相邻螺栓，弹簧夹片上通过连接导线连接的插头件插入该相邻螺栓上固定的插座件中。

所述连接导线为单芯细电线，其长度为相邻两螺栓中心点距离+2厘米。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型将人工定期巡检改为自动化监测，降低了人力成本，提高了可靠性；使用回路开闭信号监测，简单高效，配合不同的接线方式，可以初步定位故障点。本明结构简单，生产、安装成本较低。系统可靠性比较高。

附图说明

图1为本实用新型的用于监测螺栓断裂的装置结构示意图；

图2为本实用新型的监测装置示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用于监测螺栓断裂的装置，包括法兰盘1上竖直安装的多个连接螺栓2，多个连接螺栓2上分别安装监测装置3，并通过连接导线4串接后接入监测回路。上下法兰通过螺栓2及螺母组件进行连接，监测装置3固定在每个螺栓2头下方，并通过连接导线4连接并入控制回路；正常状态下，回路有电流通过；螺栓2断裂时，下半部分掉落，使得某一段导线插头从监测装置中拔出，从而破坏回路的闭合状态使得回路断开；通过监测回路电流通断即可实现螺栓2断裂的监测。

如图2所示，监测装置3包括绝缘底板7、插座件5、连接导线4、插头件6，插座件5由导电金属片加工而成，包括底板及安装孔、弹簧夹片8和接线点三部分，底板上的安装孔通过安装销9配合连接绝缘底板7；插头件6由导电金属加工而成，包括接触部分和接线处，接触部分与插座件5的弹簧夹片8紧密配合，接线处为连接导线的固定点。弹簧夹片8可以与插头件6的接触部分相配合，两者稳定结合时相对位置固定，且需要一定的外力作用才能将其分开。

绝缘底板7是用绝缘材料（如塑料）加工而成的，由略小于相应螺栓头的绝缘板和安装销两部分构成。安装销是底板上的柱状突起，可以将插座件固定在绝缘板上。

连接导线4是一般的单芯细电线，其长度随螺栓安装位置和走线方式而定。当安装方式为基本串连排列时，长度约为相邻两螺栓2中心点距离+2厘米左右。

当连接螺栓2及螺母组件安装完成后，螺栓2及螺母组件在法兰下方的部分将绝缘底板7固定住，弹簧夹片8开口方向指向一侧相邻螺栓2。将螺栓2上的弹簧夹片8上通过连接导线4连接的插头件6插入该相邻螺栓上固定的监测装置3的插座件5中。

当法兰盘1上的监测装置3通过以上方式连成一个闭合环后，在合适的位置将环断开，将两侧分别接入监测回路中。此时监测回路闭路。

当螺栓2发生断裂时，螺栓2头（可能带一部分断裂螺杆）从竖直的法兰孔中落下，固定在螺栓2头上监测装置3也会一起落下，掉落产生的拉力将两侧螺栓2上安装的监测装置的插头件6和插座件5和断裂螺栓2上安装的监测装置的插头件6和插座件5之间的配合破坏，此时监测回路开路。

以三段塔筒为例，在基础环和第一段塔筒之间的连接螺栓上安装本装置并串联；在第一段塔筒和第二段塔筒之间的连接螺栓上安装本装置并串联；在第二段塔筒和第三段塔筒之间的连接螺栓上安装本装置并串联；在第三段塔筒和偏航轴承之间的连接螺栓上安装本装置并串联。分别将这四路信号经过继电器接入风机控制系统。此时，一旦发生螺栓断裂脱落，对应的回路将变为开路。控制系统接收到这一信号并作相应的处理响应（报警、停机等）。