一种封闭式超声波测量螺栓的装夹装置的制作方法

本实用新型属于传感器制造领域，特别涉及一种封闭式超声波测量螺栓的装夹装置。

背景技术：

螺栓作为一种结构简单，拆装方便的连接部件，在工业应用领域得到了广泛应用。在实际使用过程中，螺栓的常见失效形式主要有：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象，而这其中，受静载荷的螺栓因轴向预紧力不恰当而引起的螺母松脱或螺栓断裂为最常见的螺栓失效形式，而螺栓轴向预紧力的大小取决于施加在螺栓连接处的应力与扭矩大小。对于钢结构上的螺栓紧固件，为保证结构的安全性和可靠性，必须严格控制螺栓连接件的预紧力，必要时还需对在在役螺栓的工作应力状态进行监测。现有技术中，针对不同材质的螺栓的应力，有多种测试方法，用来测试螺栓连接时的应力或扭矩大小。现有技术中，常用的测试扭矩与应力的方法包括有：扭矩扳手法、应变片测试法、光折射法、磁敏电阻传感器法和超声波应力检测法。

超声波应力检测法作为近年来飞速发展的新型应力检测法，因其具有对人体无害、对被测物无损伤、测量速度快的特点，在越来越多的工业场合得到应用。使用超声波探头对螺栓应力检测时，由于超声波在不同材质、不同直径的螺栓的传播速度不相同，对于同种外部待测螺栓，使用超声波探头测量其应力的过程常伴随着螺栓应力与外部载荷的关系标定过程，为同时实现超声波测量应力与标定超声波探头的任务，需将超声波探头与外部待测螺栓紧贴后，改变加载在外部待测螺栓上的扭矩载荷，测量在该扭矩载荷下螺栓的轴力与超声波在螺栓中传播的声时差，通过声时差得到该螺栓在此扭矩载荷下的应力，通过计算机拟合应力曲线与轴力曲线，完成超声波探头在该材质与直径的螺栓中应力与轴力的关系标定。完成超声波探头的标定后，需将超声波探头从测量装置中换下，测量人员可利用该完成标定的超声波探头测试工业现场在役的轴力情况，进而判断其工作状态。但现有的测量装置中，超声波探头的安装与拆卸都极为不便，这在很大程度上降低了超声波测量螺栓应力的效率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种将超声波探头独立包装成为封闭式结构、并方便外部待测螺栓装夹的封闭式超声波测量螺栓的装夹装置。

本实用新型的另一个目的在于提供一种封闭式超声波测量螺栓的装夹装置，该装置结构稳定，测量方便，在很大程度上提高了螺栓测量实验的效率。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种封闭式超声波测量螺栓的装夹装置，该装置包括有超声波探头，该装置还包括有安装壳与探头压紧组件，探头压紧组件与超声波探头均置于安装壳中，探头压紧组件中设置有固定端与活动端，固定端与活动端可伸缩式连接，固定端固定连接在安装壳的侧壁上，超声波探头与活动端可拆卸式连接；外部待螺栓可拆卸式连接在安装壳上时，超声波探头压紧外部待测螺栓。

本实用新型提供的螺栓测量装置在测量过程中，测量人员可先超声波探头推开让出螺栓安装空间，再将外部待测螺栓装夹在安装壳上，保持螺栓的头部朝里，其螺杆部分向安装壳外部伸出即可完成外部待测螺栓与超声波探头的装夹。

安装壳包括有壳体与安装板，所述安装板设置在壳体内，且所述安装板与壳体可拆卸式连接，安装板上开设有与外部待测螺栓适配的螺栓伸出孔，螺栓伸出孔的直径大于外部待测螺栓中螺杆的直径，同时小于外部待测螺栓中头部的直径；外部待测螺栓装夹时，其螺杆穿过螺栓伸出孔伸出。

壳体的侧壁上开设有螺栓安装槽；外部待测螺栓从螺栓伸出孔伸出后，安装板贴合壳体侧壁安装在壳体上，外部待测螺栓的螺杆嵌入螺栓安装槽中。测量螺栓应力的实验中常需测量的多组螺栓，因此在实验室内，测量人员可根据不同螺栓规格尺寸设置多片安装板，事先将外部待螺栓安装安装在安装板上后，上一组螺栓完成测量后，将上一组进行实验的螺栓连同安装板一同换下，即可更换待测件。整个更换过程简单方便的同时，测量装置兼容不同规格待测件的能力也得到了极大的提高。

壳体上还开设有力传感器调节孔，力传感器调节孔开设在设置有螺栓安装槽的侧壁的对侧侧壁上，力传感器调节孔与外部力传感器的调节杆对应开设。设置力传感器调节孔方便本装置与外部力传感器连接。

探头压紧组件包括有压紧弹簧与探头夹具，压紧弹簧的一端固定在壳体侧壁上，压紧弹簧的另一端固定在探头夹具上，超声波探头与探头夹具可拆卸式连接。本装置在装配时，测量人员将超声波探头安装在探头夹具上，再将探头夹具推开让出螺栓装夹空间，压紧弹簧被压缩蓄力，外部待测螺栓装夹完成后松手，压紧弹簧弹出，将超声波探头推回自动压紧外部待测螺栓，整个过程方便快捷。在测量过程中，由于设置了压紧弹簧，则超声波探头与外部待测螺栓之间保持稳定的压紧力，二者的耦合关系不变，保证了测量的连续性。

探头压紧组件还包括有压紧导杆，压紧导杆的一端与壳体的侧壁固定连接，压紧导杆的另一端伸出，探头夹具套接在压紧导杆上，且探头夹具与压紧导杆滑动连接；压紧弹簧置于探头夹具与壳体的侧壁之间，且压紧弹簧也套设在压紧导杆上。设置压紧导杆，且压紧弹簧与探头夹具均套在压紧导杆上，可保证超声波探头沿既定轨道压紧外部待测螺栓，防止超声波探头被压紧弹簧弹脱，提高装置的稳定性。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，本装置采用框架化的结构形式，将超声波探头置于安装壳中，并设置探头压紧组件，保证外部待测螺栓装夹完成后，超声波探头自动压紧外部待测螺栓，整个装置不仅可在测量过程中作为整体受力，还可在完成测量后整体拆装，其结构稳定，大大提高了测量实验的效率。

附图说明

图1是本实用新型封闭式超声波测量螺栓的装夹装置装夹外部螺栓A时的俯视图。

图2是本实用新型封闭式超声波测量螺栓的装夹装置中壳体的具体结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

参见图1-2所示，本实用新型提供一种封闭式超声波测量螺栓的装夹装置，该装置包括有超声波探头，该装置还包括有安装壳与探头压紧组件，探头压紧组件与超声波探头均置于安装壳中，探头压紧组件中设置有固定端与活动端，固定端与活动端可伸缩式连接，固定端固定连接在安装壳的侧壁上，超声波探头与活动端可拆卸式连接；外部待螺栓可拆卸式连接在安装壳上时，超声波探头压紧外部待测螺栓。

本实用新型提供的螺栓测量装置在测量过程中，测量人员可先超声波探头推开让出螺栓安装空间，再将外部待测螺栓装夹在安装壳上，保持螺栓的头部朝里，其螺杆部分向安装壳外部伸出即可完成外部待测螺栓与超声波探头的装夹。

安装壳2包括有壳体21与安装板22，安装板22设置在壳体21内，且安装板22与壳体21可拆卸式连接，安装板22上开设有与外部待测螺栓适配的螺栓伸出孔(图未示)，螺栓伸出孔的直径大于外部待测螺栓中螺杆的直径，同时小于外部待测螺栓中头部的直径；外部待测螺栓装夹时，其螺杆穿过螺栓伸出孔伸出。

壳体21的侧壁上开设有螺栓安装槽211；外部待测螺栓从螺栓伸出孔伸出后，安装板22贴合壳体21侧壁安装在壳体21上，外部待测螺栓的螺杆嵌入螺栓安装槽211中。测量螺栓应力的实验中常需测量的多组螺栓，因此在实验室内，测量人员可根据不同螺栓规格尺寸设置多片安装板22，事先将外部待螺栓安装安装在安装板22上后，上一组螺栓完成测量后，将上一组进行实验的螺栓连同安装板22一同换下，即可更换待测件。整个更换过程简单方便的同时，测量装置兼容不同规格待测件的能力也得到了极大的提高。

壳体21上还开设有力传感器调节孔212，力传感器调节孔212开设在设置有螺栓安装槽211的侧壁的对侧侧壁上，力传感器调节孔212与外部力传感器的调节杆对应开设。设置力传感器调节孔212方便本装置与外部力传感器连接。

探头压紧组件3包括有压紧弹簧31与探头夹具32，压紧弹簧31的一端固定在壳体21侧壁上，压紧弹簧的另一端固定在探头夹具32上，超声波探头1与探头夹具32可拆卸式连接。本装置在装配时，测量人员将超声波探头1安装在探头夹具32上，再将探头夹具32推开让出螺栓装夹空间，压紧弹簧31被压缩蓄力，外部待测螺栓装夹完成后松手，压紧弹簧31弹出，将超声波探头1推回自动压紧外部待测螺栓，整个过程方便快捷。在测量过程中，由于设置了压紧弹簧31，则超声波探头1与外部待测螺栓之间保持稳定的压紧力，二者的耦合关系不变，保证了测量的连续性。

探头压紧组件3还包括有压紧导杆33，压紧导杆33的一端与壳体21的侧壁固定连接，压紧导杆33的另一端伸出，探头夹具32套接在压紧导杆33上，且探头夹具32与压紧导杆33滑动连接；压紧弹簧31置于探头夹具32与壳体21的侧壁之间，且压紧弹簧31也套设在压紧导杆33上。设置压紧导杆33，且压紧弹簧31与探头夹具32均套在压紧导杆33上，可保证超声波探头1沿既定轨道压紧外部待测螺栓，防止超声波探头1被压紧弹簧31弹脱，提高装置的稳定性。

本实用新型的优势在于：相比于现有技术，本装置采用框架化的结构形式，将超声波探头置于安装壳中，并设置探头压紧组件，保证外部待测螺栓装夹完成后，超声波探头自动压紧外部待测螺栓，整个装置不仅可在测量过程中作为整体受力，还可在完成测量后整体拆装，其结构稳定，大大提高了测量实验的效率。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。