[发明专利]一种用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片

说明书

本发明提供了一种用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片，属于监测技术领域。该用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片包括上垫片、下垫片、单模光纤、光子光纤、上垫片卡齿、下垫片凹槽、微型弹簧、薄橡胶皮、螺栓孔、塑料软管。该智能垫片基于光子光纤干涉仪工作原理，采用特殊封装方法，并运用光子光纤使力的变化转变为光信号的变化，实现在不影响螺栓正常工作的情况下进行实时监测形式，从而准确地反映螺栓预紧力损失程度。本发明灵敏度高，操作简单，实用性强，具有广阔的应用前景和推广市场。

技术领域

本发明属于监测技术领域，尤其涉及一种用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片。

背景技术

螺栓是用于连接、紧固两个带通孔部件的一种机械零件，并因为其成本低、实用性强的特点，成为我们日常生活中最常见的机械零件之一，起到了不可替代的作用。在拧螺栓的过程中，由于拧紧力矩作用，在螺栓与被连接件之间会产生沿螺栓轴心线方向的力，称为螺栓预紧力。预紧力可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力和螺栓的疲劳强度，增强连接的紧密性和刚性。但过高或过低的螺栓预紧力都会导致零件连接的失效，造成不必要的损失。因此，必须对螺栓预紧力进行监测，从而把握预紧力松弛情况，确保螺栓的连接稳固可靠，减少螺栓松弛带来的不必要的损失。

目前，螺栓预紧力的监测主要有测力螺栓、超声波监测以及张贴应变片等监测方法。然而，这些方法存在着操作繁琐、成本较高、精度波动大以及难以实时监测等问题，大大降低了螺栓预紧力监测的可实现性，增加监测的困难。

另外，由于光子光纤灵敏度高、适应性强以及操作简单的优点，一些基于光子光纤的装置也可以用来监测力的变化。与其他监测方法相比，用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片具有更高精度，操作方便简单，能够实现低成本实时监测，并且对螺栓的正常工作不造成影响，可以更好的进行螺栓预紧力监测。

因此，针对螺栓预紧力的监测，从新的技术角度提供一种真实有效、操作方便、可实时监测的用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片是十分有必要的，从而保障螺栓连接的可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片，该智能垫片基于光子光纤，最大的特点是可以实时监测螺栓预紧力松弛情况，呈现出清晰的光信号变化图像。

本发明的技术方案：

一种用于监测高强螺栓预紧力损失的智能垫片，包括上垫片1、下垫片2、光子光纤3、单模光纤4、单模光纤5、上垫片卡齿6、下垫片凹槽7、微型弹簧8、薄橡胶皮9、螺栓孔10和塑料软管11；

所述的上垫片卡齿6固定于上垫片1下表面，用于对光子光纤3施加螺栓预紧力；

所述的下垫片2上开凿下垫片凹槽7，与上垫片卡齿6相互咬合，用于放置光子光纤3；

所述的光子光纤3放置于下垫片凹槽7中，光子光纤3、单模光纤4和单模光纤5依次连接，单模光纤4过下垫片2上的开孔位于智能垫片外；

所述的微型弹簧8置于弹簧槽内，当出现螺栓预应力损失时，微型弹簧8将使上垫片1向上微变形，减小传递的压力的大小；该弹簧槽开于上垫片1的下表面和下垫片2的上表面，位置相对；微型弹簧8置于弹簧槽内；

所述的上垫片1放置于下垫片2上，其上开凿螺栓孔10用于穿过螺栓，通过上垫片卡齿6与下垫片凹槽7相互咬合，并用薄橡胶皮9进行封装。

所述的上垫片1与下垫片2封装后，其间放置光子光纤3，上垫片1对光子光纤3传递相应的力，并通过光子光纤3对力的变化进行监测。

所述的单模光纤4使用塑料软管11进行保护。

所述的薄橡胶皮9弹性良好，用于封装上垫片1与下垫片2，保障智能垫片正常工作。