[发明专利]一种智能螺栓

说明书

本发明公开了一种智能螺栓。包括螺杆(1)、垫片(2)和螺母(3)，关键是螺杆(1)的端部设有超声波探头组件(4)，超声波探头组件(4)与螺杆(1)的端部之间有一过渡层(5)。本发明可大批量生产，螺栓的结构设计合理，检测螺栓内应力或张力的方便性，且具有告警功能，可应用于高价值的大型结构构件。

技术领域：

本发明涉及一种广泛应用的紧固件，特别是涉及一种可测量其内应力的智能紧固件如智能螺栓。

背景技术：

螺栓紧固广泛应用于机械、化工、风力发电、铁路桥梁和建筑结构等诸多领域，螺栓连接属于可拆卸连接，在使用过程中螺栓所承受的载荷会发生波动，例如螺母松动则回影响结构件的稳定性和安全性，甚至受到较大的外界力的作用使螺栓杆件受损甚至开裂，可能造成重大事故。同时在最初始安装螺栓时，对整个构件的多个重要部位的螺栓连接的紧固度是有要求的，螺栓连接过紧会在螺杆内产生过大的应力，过松或达不到紧固要求，很容易出现螺母松动的现象。现有技术中有一种是在螺栓的螺杆的端部表面经金属表面处理、清洗烘干后，在表面进行半导体材料即换能器材料的电子沉积形成压电材料沉积层，再进行电路的焊接，通过换能器材料产生超声波进入螺栓而测定螺栓的内部的应力，上述的制备成本高昂，完全不适合工业化的大批量生产，且换能器材料直接与螺栓表面结合，很容易因各种原因造成换能器材料的破损、产生裂纹等，也不易进行绝缘。因此，如何测量出螺栓紧固时的紧固力或螺杆内的应力，或者在长期的使用螺栓的过程中，随时对重要部位的螺栓进行应力测量或螺栓对紧急情况作出即时告警，且可大规模的工业化生产，成本较低，对重要的结构件的稳定性和安全性有重要的意义，也是一个急待解决的问题。

发明内容：

本发明的发明目的是公开一种具有检测螺栓中应力和异常情况的智能螺栓。

实现本发明的技术解决方案如下：包括螺杆、垫片和螺母，关键是螺杆的端部设有超声波探头组件，超声波探头组件与螺杆的端部之间有一过渡层。

所述的过渡层的密度大于0.8g/cm³。

所述的过渡层的密度大于2.8g/cm³小于8g/cm³。

所述的超声波探头组件设置于螺杆的端面，或超声波探头组件设于螺杆端面的盲孔内。

所述的超声波探头组件由换能器和相应的控制电路构成，超声波探头组件有导出的信号线端头或有外露的信号输出插口。

所述的超声波探头组件内还设有电源，控制电路包括高频电路、触发电路、信号存储器和向外界发送信号的信号发送装置。

所述的超声波探头组件的信号存储器内预设智能螺栓的标准的应力的传播时间关系的数据和处理程序。

所述的超声波探头组件与螺杆的盲孔的侧壁之间设有密封层。

本发明公开的一种大批量生产的螺栓，在充分考虑生产工序、制备成本、性能稳定的各种要求时，使螺栓的结构设计合理，检测螺栓内应力或张力的方便性，且具有告警功能，可应用于高价值的大型结构构件的安全性和稳定性起到至关重要的作用。

附图说明：

图1为本发明的一个实施例的剖视结构示意图。

图2为本发明的另一个实施例的剖视结构示意图。

具体实施方式：

结合附给出本发明的具体实施方式的详细描述，需要说明的是具体实施方式的详细描述是为便于对本发明的技术的全面了解，而不应视为是对本发明的权利要求保护范围的限制。