[实用新型]外四方结构检测用螺栓

说明书

本实用新型提供一种外四方结构检测用螺栓，其包括：螺杆，所述螺杆的截面为正圆形；所述螺杆两端分别一体成型的设置有端头；两个所述端头在轴方向上长度不相等，所述端头外周设置有螺纹，并且所述端头的截面为正圆形；较长的所述端头的端面上设置立方的凸台部；应力监测芯片，设置于所述凸台部的外端面。通过在螺杆两头设置轴方向长度不等的端头使得应力产生的形变更多集中在较长的端头一侧，使得应力的测量精度更高，测量结果也更稳定。

技术领域

本实用新型涉及一种外四方结构检测用螺栓。

背景技术

目前，随着风电行业大规模发展，对于高强度紧固件，主机厂越来越关注螺栓安装时的确切的实时的紧固轴力，对于能实时监控紧固轴力的智能型的各类高强度螺栓有了更急迫的需求。

智能螺栓能检测螺栓连接的当前预紧力值，能对连接结构件是否产生松动、超载等故障进行诊断，可对潜在故障进行早期预警，避免重大事故发生。

传统的智能螺栓采用在螺栓内部中心孔安置应变片的方式来直接检测螺杆的拉力，该方法通过粘结剂或填充绑定胶方式将应变片固定于螺栓内部的孔中来检测螺杆的伸缩变形，使用粘结剂导致螺杆的应变不能直接传递给应变片敏感栅，带来很大的时滞问题。此外，由于粘结剂与螺杆主体的弹性模量存在显著差异，两者之间的变形关系存在严重的非线性关系，大大限制了应变片测量范围以及降低了测量精度。另外，采用粘结剂或者填充绑定胶固定的应变片不能在温度较高的场合使用，大大限制了智能螺栓的应用范围。

有鉴于此，专利文献1(CN109632006A)公开了一种无线智能螺栓及在线监测系统，包括螺栓主体，测力杆件，应变片，温度传感器，集成电路板，供电装置，密封罩，本地信号接收及发射装置及终端信号接收处理设备。其螺栓主体的非螺纹端端部加工有一定深度的内置孔，内置孔底面设置有温度传感器，螺栓主体中心设有一定深度和直径的中心孔，中心孔底部加工有安装螺纹，测力杆件的一端通过螺纹连接固定于螺栓主体中心孔的底部，另一端与螺栓主体头部内置孔底面紧密接触。测力杆件的变形与螺栓主体变形成正比，通过适当的计算即可精确得到螺栓主体的变形。

但是，在风电领域，叶片螺栓作为连接叶片与轮毂间的重要部件，在风机运行过程中承载着较大的交变载荷，因叶片的加大加长，更容易产生疲劳失效，所以对于产品的质量要求更高。由于在运行过程中因叶片螺栓会承受较大的交变载荷，通常设计时中间杆部都会采用细长状杆体的结构来提高螺栓抗疲劳强度。

细长的螺杆的情况下，螺杆所受应力后产生的形变位置往往不特定，或者在不同的螺杆位置产生的形变程度也不同。因此，如果采用专利文献1的技术方案，应力测量结果很难以保持精准和一致。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有的应力监测螺栓在测量细长螺杆的螺栓时难以保持精度和一致性的缺陷，提供一种应力测量精度更高、测量结果更稳定的外四方结构检测用螺栓。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种外四方结构检测用螺栓，其特点在于，其包括：螺杆，所述螺杆的截面为正圆形；所述螺杆两端分别一体成型的设置有端头；两个所述端头在轴方向上长度不相等，所述端头外周设置有螺纹，并且所述端头的截面为正圆形；较长的所述端头的端面上设置立方的凸台部；应力监测芯片，设置于所述凸台部的外端面。

较佳的，所述端头的截面半径小于所述螺杆的截面半径。

较佳的，所述端头的截面半径大于所述螺杆的截面半径。

较佳的，所述端头与所述螺杆的连接处形成为圆台形状。

较佳的，所述应力监测芯片具有超声波监测传感器。

较佳的，所述应力监测芯片连接到薄膜传感器，所述薄膜传感器的至少一部分贴合到所述端头与所述螺杆的连接处。