本實用新型涉及螺栓預緊監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種測力螺栓。

背景技術(shù)：

螺栓受軸向拉力作用時會發(fā)生伸長，其內(nèi)部產(chǎn)生相應的應變。在材料的彈性范圍內(nèi)，應變的大小與螺栓所受拉力的大小成線性關(guān)系。使用由敏感柵等構(gòu)成的敏感元件，將其牢固地粘貼在構(gòu)件的測點上，構(gòu)件受力后由于測點發(fā)生應變，敏感柵也隨之變形而使其電阻發(fā)生變化，再由專用儀器測得其電阻變化大小，并轉(zhuǎn)換為測點的應變值。通過應變的測量和信號的標定，可以較為精確地獲得螺栓軸向力的大小，從而為與螺栓軸向力相關(guān)的設(shè)計選型、裝配工藝參數(shù)確定等提供依據(jù)。

傳統(tǒng)的螺栓軸向力的測試，是在螺栓的表面貼4個敏感元件，將其接入惠斯通電橋。通過特殊設(shè)計的工裝，對螺栓施加預緊力，通過采集輸出信號與預緊力的關(guān)系進行標定，從而實現(xiàn)對螺栓預緊力的測量。

但是，該種測試方式在螺栓表面粘貼敏感元件，測試結(jié)果的精度受環(huán)境因素影響較大；表面貼片的方案，無法排除螺栓彎矩和扭矩對測試結(jié)果的影響；測試結(jié)果受環(huán)境、螺栓彎曲和扭轉(zhuǎn)等因素較大，并且敏感元件的引出線容易受到拉力斷裂，測試方案的健壯性較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對無法排除螺栓彎矩和扭矩對測試結(jié)果的影響；測試結(jié)果受環(huán)境、螺栓彎曲和扭轉(zhuǎn)等因素較大，并且敏感元件的引出線容易受到拉力斷裂，測試方案的健壯性較差的問題，提供一種測力螺栓。

上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種測力螺栓，包括螺栓本體、敏感元件和保護裝置；螺栓本體軸向開設(shè)有安裝孔，敏感元件設(shè)置在安裝孔內(nèi)，敏感元件的引出線用于與外部測試電路的導線電連接；保護裝置設(shè)置在安裝孔的開口端，用于保護引出線與外部測試電路的導線的連接處。

在其中的一個實施例中，保護裝置包括彈性固定座，彈性固定座上設(shè)置有空心部位，空心部位用于容置引出線與外部測試電路的導線的連接處，并通過膠黏劑將引出線與外部測試電路的導線的連接處固定在空心部位。

在其中的一個實施例中，彈性固定座為橡膠固定座。

在其中的一個實施例中，橡膠固定座通過膠黏劑固定在螺栓本體的頭部。

在其中的一個實施例中，保護裝置包括插接頭；插接頭設(shè)置在安裝孔的開口端，插接頭用于與敏感元件的引出線電連接。

在其中的一個實施例中，插接頭通過螺紋連接在安裝孔的開口端。

在其中的一個實施例中，插接頭與安裝孔的開口端之間填充有膠黏劑。

在其中的一個實施例中，敏感元件呈長條狀，且敏感元件的長度方向與螺栓本體的延伸方向一致。

在其中的一個實施例中，敏感元件為長方形，且敏感元件沿長度方向的中心線與螺栓本體的軸線位于同一條直線上。

在其中的一個實施例中，敏感元件通過膠黏劑固定在安裝孔內(nèi)。

上述測力螺栓，將敏感元件封裝于螺栓本體的安裝孔內(nèi)，這樣，可以減少溫度、油污等外部環(huán)境因素以及彎矩和扭矩對于測量的影響，進一步地，將敏感元件沿螺栓本體的軸線安裝，能夠?qū)崿F(xiàn)對螺栓軸向預緊力的高度精度測量。另外，通過保護裝置保護敏感元件的引出線，可以避免引出線受到拉力而斷裂，提高測試件的健壯性。

附圖說明

圖1為本實用新型一個實施例提供的測力螺栓的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型另一個實施例提供的測力螺栓的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：

100-螺栓本體；

110-安裝孔；

200-敏感元件；

300-保護裝置；

310-彈性固定座；311-空心部位；

320-插接頭。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的測力螺栓進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

如圖1或圖2所示，本實用新型一實施例的測力螺栓，包括螺栓本體100、敏感元件200和保護裝置300；螺栓本體100軸向開設(shè)有安裝孔110，敏感元件200設(shè)置在安裝孔110內(nèi)，敏感元件200的引出線用于與外部測試電路的導線電連接；保護裝置300設(shè)置在安裝孔110的開口端，用于保護引出線與外部測試電路的導線的連接處。

其中，敏感元件200的種類可以為多種，例如：壓電薄膜、光柵傳感器或者應變片等等，較佳地為電阻應變片，電阻應變片的引出線與外部測試電路的導線電連接，從而能夠通過監(jiān)測應變片電阻的變化，獲得螺栓受力的變化。

敏感元件200的形狀也可以有多種，優(yōu)選地，敏感元件200呈長條狀，且敏感元件200的長度方向與螺栓本體100的延伸方形一致。其中，敏感元件200較佳地為長方形，還可以為圓筒狀，敏感元件200的中心線與螺栓本體100的軸線位于同一條直線上，換句話說，也就是固定安裝敏感元件200的安裝孔110的中心線與螺栓本體100的軸線位于同一直線上，而敏感元件200沿安裝孔110的中心線固定安裝。

安裝孔110的截面形狀可以為多種，例如：圓形、橢圓形、方形或者多邊形等等，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要來選擇安裝孔110的截面形狀，較佳地為圓形。安裝孔110的結(jié)構(gòu)形式也可以為多種，如光孔或者臺階孔等等，優(yōu)選地，安裝孔110為光孔，其直徑小于2mm；或者，安裝孔110為臺階孔，采用上端為M6螺紋孔和下端為直徑2mm光孔組合而成。

另外，敏感元件200安裝在安裝孔110的方式可以為多種，優(yōu)選地，使用膠黏劑，通過灌膠、固化等工藝完成敏感元件200的安裝和固定，敏感元件200固定安裝在距離安裝孔110底面2mm-3mm處，從而使敏感元件200能夠基本位于螺栓本體100的軸心位置處，利于測量數(shù)據(jù)的精準。

敏感元件200具有與外部測試電路連接的引出線，其中，引出線和外部測試電路的導線的連接方式可以為多種，例如：粘結(jié)、焊接等等，較佳地為焊接。保護裝置300的結(jié)構(gòu)形式可以為多種，例如：保護裝置300可以為膠套管，利用膠套管套設(shè)在引出線和外部測試電路的導線的連接處，并與膠套管進行膠粘固定，從而對上述連接處起到保護作用，避免敏感元件200的引出線因受到外力拉扯而斷裂。當然，保護裝置300還可以為其他結(jié)構(gòu)。

本實施例中的測力螺栓，在螺栓本體100軸向開設(shè)安裝孔110，且安裝孔110的中心線與螺栓本體100的軸線位于同一直線上，并將敏感元件200固定安裝在安裝孔110內(nèi)，這樣，敏感元件200位于螺栓的軸心處，可以減少溫度、油污等外部環(huán)境因素以及彎矩和扭矩對于測量的影響，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對螺栓軸向預緊力的高度精度測量。另外，通過保護裝置300保護敏感元件200的引出線，可以避免引出線受到拉力而斷裂，提高測試件的健壯性。

參見圖1，作為一種優(yōu)選的實施方式，保護裝置300包括彈性固定座310，彈性固定座310上設(shè)置有空心部位311，空心部位311用于容置引出線與外部測試電路的導線的連接處，并通過膠黏劑將引出線與外部測試電路的導線的連接處固定在空心部位311。

其中，彈性固定座310的材質(zhì)可以為橡膠或者硅膠等等具有彈性的材料，較佳地，彈性固定座310為橡膠固定座。

彈性固定座310與螺栓本體100的連接方式可以為多種，例如：卡接、粘結(jié)或者螺紋連接等等。較佳地為，彈性固定座310粘結(jié)在螺栓本體100的頭部，即橡膠固定座通過膠黏劑固定在螺栓本體100的頭部。這樣可以盡可能的減少彈性固定座310從螺栓本體100上脫落的幾率，提高保護裝置300的穩(wěn)定性。

在本實施例中，利用彈性固定座310保護引出線，從而在螺栓受外力牽扯時通過彈性固定座310的形變來緩沖外力對引出線的作用力，從而對引出線起到保護的作用。

參見圖2，作為另一種優(yōu)選的實施方式，保護裝置300包括插接頭320；插接頭320設(shè)置在安裝孔110的開口端，插接頭320用于與敏感元件200的引出線電連接。這樣，本實施例中的測力螺栓不需要一直與外部測試電路電連接，可以僅在需要測量時連接外部電路，即通過將外部測試電路的插頭插入插接頭320中，實現(xiàn)外部測試電路與敏感元件200的電連接，使用更加便捷。而插接頭320與安裝孔110開口端的連接方式可以為多種，例如：螺紋連接、膠黏或者卡接等等。

進一步地，插接頭320與安裝孔110的開口端之間填充有膠黏劑。在插接頭320和安裝孔110的開口端之間填充膠黏劑可以盡可能的減少插接頭320松動的可能性，提高保護裝置300的穩(wěn)定性。

本實用新型實施例以敏感元件200為電阻式應變片為例說明，應變片的引出線接入惠斯通電橋，進而完成對螺栓軸向力的標定和測試。

在使用時，螺栓擰固在連接件上，應變片的引出線接入惠斯通電橋，螺栓工作時，由于螺栓受力變形，引起螺栓本體100內(nèi)應變片電阻的變化，且兩者之間存在線性關(guān)系，通過惠斯通電橋能夠精準地測量出電阻的變化數(shù)據(jù)。通過監(jiān)測螺栓應變的變化情況，可以獲得螺栓受力的變化，從而為與螺栓軸向力相關(guān)的設(shè)計選型、裝配工藝參數(shù)確定等提供依據(jù)。

以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。