[发明专利]螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法

说明书

本发明公开了一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法，包括螺栓和垫圈组合，其特征在于，紧固检测终端，用于监测螺栓松紧度，并上传松动风险信息，还用于发送螺栓的现场装配信息和安装信息；智能电动扳手，根据螺栓的现场装配信息对螺栓的安装预紧，并传递螺栓的安装信息；云平台规划、统计并存储螺栓的安装信息，确认并监测螺栓安装信息。本发明实现了更高精度的螺栓预紧力控制，具备IP地址和安装物理地址匹配功能，可快速对所安装的紧固检测元件进行物理位置定位。

技术领域

本发明涉及智能工具技术领域，具体涉及螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法。

背景技术

在螺栓连接服役过程中，受载荷和环境影响，螺栓连接易产生疲劳、蠕变、松动、过载甚至断裂，关键部位螺栓松动可能引发例如飞机失事、桥梁断裂等严重事故，造成的损失难以估量。因此，科学准确地监测螺栓连接结构的连接状态，对于保证结构的安全性、避免重大安全事故具有重要意义。因此监测螺栓连接松动程度对维护安排和降低维护成本至关重要。

在螺栓的安装阶段，扳手的预紧力过高或者过低都容易对设备产生损害，精准确定螺栓的预紧力是制造业关注的重点问题之一。传统设备安装(如汽车发动机装配)大多采用扭力扳手控制拧紧扭矩以达到预定的螺栓预紧力，但是，实际预紧力与接触表面粗糙度、摩擦系数、润滑等因素密切相关，研究表明，通过扭力扳手控制的螺栓预紧力误差可达40％。过大的预紧力偏差将直接导致产品质量下降、次品率上升以及后期事故频发。

本发明基于智能检测垫圈(专利号：CN215333898U螺栓松动程度智能检测垫圈)，本发明的方案针对螺栓进行智能定位，对螺栓与垫圈之间的松紧度进行检测，并在螺栓安装过程中对螺母进行精确预紧。

但目前，还缺乏一个能与智能检测垫圈进行信息交互的螺栓安装工具，操作者无法量化了解螺栓安装情况，无法了解这是的螺栓紧固力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统及其应用方法，通过智能检测元件直接监测螺栓紧固预紧力并控制紧固扳手的运转，可实现更高精度的螺栓预紧力控制，避免扭矩法导致的紧固力误差。本发明具备IP地址和安装物理地址匹配功能，可快速对所安装的紧固检测元件进行物理位置定位，提高物理位置准确定位速度和精准度。

其技术方案如下：

一种螺栓紧固载荷智能控制监测系统，包括螺栓和垫圈组合，其关键是，还包括：安装在螺栓和垫圈组合中的紧固检测终端，用于监测螺栓松紧度，并上传松动风险信息，还用于发送螺栓的现场装配信息和安装信息；

智能电动扳手，所述智能电动扳手用于存储N个物理位置的数据表，用于根据螺栓的现场装配信息对螺栓的安装预紧，并传递螺栓的安装信息；

云平台，用于规划、统计并存储螺栓的安装信息，并结合任一螺栓的松动风险信息，确认其安装位置。

本发明中，云平台规划出所有需要安装智能螺栓的物理点位，以智能电动扳手与紧固检测终端交互，控制螺栓安装的紧固力。同时，以数据表为介质，在每个螺栓和垫圈组合安装时，智能电动扳手向数据表录入每个紧固检测终端的物理位置和IP信息相匹配，在螺栓后续的服役过程中，云平台借助信息表对螺栓及垫圈之间的松紧度进行监控，当松紧度超出预设阈值时报警，工作人员可第一时间进行维护工作。

紧固检测终端可以预埋螺栓和垫圈组合中的多个位置，如螺帽中，垫圈中，或螺母中。

所述紧固检测终端包括一级触点及第二触点，紧固检测终端处理器设置第一压力监测端连接一级触点，设置第二压力监测端连接二级触点，紧固检测终端处理器驱动通讯模块发送信号。

在安装过程中，所述螺栓和垫圈组合中螺栓帽或垫圈或螺母受到挤压，通过紧固检测终端的一级触点及二级触点采集压力信息，并由紧固检测终端向智能电动扳手发送现场装配信息，智能电动扳手根据现场装配信息对扭矩及转速进行调整，其中，所述现场装配信息包括：