全自動高強螺栓檢測儀的主要組成部分

全自動高強螺栓檢測儀是用于J準(zhǔn)檢測高強度螺栓（如鋼結(jié)構(gòu)用大六角頭、扭剪型高強螺栓）力學(xué)性能（預(yù)緊力、扭矩、扭矩系數(shù)、轉(zhuǎn)角等）和連接可靠性的Z用設(shè)備，其組成部分圍繞 “自動加載、J準(zhǔn)采集、智能控制、A全保護" 核心需求設(shè)計，主要包括以下 8 大模塊：

1、加載與傳動系統(tǒng)

1.1核心功能：為高強螺栓檢測提供穩(wěn)定、J準(zhǔn)的載荷（拉力、扭矩），是實現(xiàn) “全自動" 檢測的動力基礎(chǔ)。1.2關(guān)鍵組成：（1）動力源：通常采用伺服電機（扭矩加載）或高精度液壓系統(tǒng)（拉力加載，適用于大規(guī)格螺栓），具備加載速度可控、載荷穩(wěn)定性高的特點，避免手動加載的誤差。（2）傳動機構(gòu)：a扭矩加載：通過精密減速箱（如行星齒輪減速箱）、扭矩傳動軸傳遞動力，確保扭矩?zé)o損耗傳遞至螺栓。b拉力加載：通過滾珠絲杠或液壓油缸驅(qū)動夾持機構(gòu)軸向移動，實現(xiàn)對螺栓的軸向拉伸，保證加載過程平穩(wěn)無沖擊。1.3載荷調(diào)節(jié)單元：配合控制系統(tǒng)實現(xiàn) “階梯加載"“保載穩(wěn)壓"（如 GB/T 1231 標(biāo)準(zhǔn)要求的保載時間），滿足不同檢測標(biāo)準(zhǔn)（如國標(biāo)、歐標(biāo)、美標(biāo)）的載荷曲線要求。

2、夾持與定位系統(tǒng)

2.1核心功能：穩(wěn)定固定高強螺栓，確保檢測過程中螺栓無松動、無偏心，避免因夾持不當(dāng)導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)失真。2.2關(guān)鍵組成：（1）夾持裝置：a扭矩檢測：采用定制化套筒夾具（匹配不同規(guī)格螺栓的頭部 / 螺母，如 M16-M30），內(nèi)有F滑紋路，防止加載時打滑；部分設(shè)備配備 “自定心套筒"，自動校正螺栓同軸度。b拉力檢測：采用楔形夾頭或液壓卡盤，通過夾緊力自適應(yīng)調(diào)節(jié)（根據(jù)螺栓材質(zhì)硬度匹配夾持力），避免夾傷螺栓表面，同時保證軸向拉力均勻傳遞。2.2定位機構(gòu)：包括導(dǎo)向軸、定位基準(zhǔn)臺，確保螺栓軸線與加載方向W全重合，防止因偏心產(chǎn)生附加彎矩，影響預(yù)緊力、扭矩系數(shù)的檢測精度。

3、高精度傳感器系統(tǒng)

3.1核心功能：實時采集檢測過程中的關(guān)鍵物理量（力、位移、轉(zhuǎn)角），是數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的 “源頭保障"，通常需滿足0.5 級或更高精度等級（符合 JJG 707《扭矩標(biāo)準(zhǔn)機檢定規(guī)程》、JJG 139《拉力、壓力和W能試驗機檢定規(guī)程》）。3.2關(guān)鍵組成：（1）力值傳感器：a扭矩傳感器：采用應(yīng)變片式扭矩傳感器（安裝于傳動軸上），實時采集螺栓承受的扭矩值（量程通常為 0-5000N?m，滿足 M30 及以下螺栓檢測），分辨率可達(dá) 0.1N?m。b拉力傳感器：采用柱式 / 輪輻式拉力傳感器（串聯(lián)于加載路徑中），采集螺栓軸向預(yù)緊力或拉伸力（量程 0-500kN）。（2）位移 / 轉(zhuǎn)角傳感器：a軸向位移傳感器：采用激光位移傳感器或光柵尺，J準(zhǔn)測量螺栓拉伸變形量（分辨率 0.001mm），用于計算螺栓的彈性模量、屈服強度相關(guān)參數(shù)。b轉(zhuǎn)角傳感器：采用光電編碼器（安裝于扭矩輸出軸），測量螺栓擰緊過程中的轉(zhuǎn)角（分辨率 0.1°），用于 “扭矩 - 轉(zhuǎn)角法" 檢測（如扭剪型螺栓的轉(zhuǎn)角控制要求）。

4、全自動控制系統(tǒng)

4.1核心功能：實現(xiàn)檢測流程的自動化控制（無需人工干預(yù)），是設(shè)備 “全自動" 特性的核心，相當(dāng)于設(shè)備的 “大腦"。4.2關(guān)鍵組成：（1）硬件核心：aPLC（可編程邏輯控制器）：選用工業(yè)級 PLC（如西門子 S7 系列、三菱 FX 系列），負(fù)責(zé)接收傳感器信號、控制加載系統(tǒng)動作，響應(yīng)速度≤10ms，確保加載與數(shù)據(jù)采集同步。b伺服控制器：與伺服電機配套，實現(xiàn)加載速度、載荷的閉環(huán)控制（如設(shè)定 “50N?m/s" 的扭矩加載速度，控制器實時調(diào)整電機輸出，避免超調(diào)）。（2）軟件核心：a控制算法：內(nèi)置 “PID 閉環(huán)控制算法"（比例 - 積分 - 微分），解決加載過程中的載荷波動問題（如拉力加載時，若實際力值低于設(shè)定值，算法自動增大液壓壓力或電機輸出）。b流程自動化：支持預(yù)設(shè)檢測程序（如 “扭剪型螺栓扭矩系數(shù)檢測流程"“大六角螺栓預(yù)緊力檢測流程"），自動完成 “夾持→預(yù)加載→正式加載→保載→卸載→數(shù)據(jù)記錄" 全流程，無需人工操作。

5、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)

5.1核心功能：將傳感器采集的模擬信號（如電壓信號）轉(zhuǎn)化為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并進行分析、計算、判斷，生成檢測報告。5.2關(guān)鍵組成：（1）數(shù)據(jù)采集卡（DAQ）：采用高精度同步采集卡（采樣率≥1000Hz），同時采集扭矩、拉力、位移、轉(zhuǎn)角 4 路信號，確保數(shù)據(jù)時間戳同步（避免信號延遲導(dǎo)致的扭矩 - 位移曲線錯位）。（2）數(shù)據(jù)處理軟件：a實時計算：自動計算扭矩系數(shù)（K = 扭矩 /（預(yù)緊力 × 螺栓公稱直徑））、預(yù)緊力偏差、屈服扭矩等關(guān)鍵參數(shù)，對比 GB/T 1231、GB/T 3632 等標(biāo)準(zhǔn)，自動判斷螺栓是否合格（“合格 / 不合格" 標(biāo)識）。b數(shù)據(jù)存儲與導(dǎo)出：支持本地存儲（硬盤容量≥1TB）、U 盤導(dǎo)出，數(shù)據(jù)格式兼容 Excel、PDF，且具備 “不可篡改" 特性（滿足檢測報告的溯源要求）。c曲線生成：實時繪制 “扭矩 - 預(yù)緊力曲線"“拉力 - 位移曲線"“扭矩 - 轉(zhuǎn)角曲線"，直觀展示螺栓的力學(xué)特性（如曲線拐點對應(yīng)螺栓的屈服點）。

6、顯示與操作界面

6.1核心功能：實現(xiàn)人機交互（參數(shù)設(shè)置、狀態(tài)監(jiān)控、結(jié)果查看），界面設(shè)計需兼顧專業(yè)性與易用性。6.2關(guān)鍵組成：（1）顯示終端：采用工業(yè)級觸摸屏（10-15 英寸，分辨率 1920×1080）或工控機顯示器，支持多點觸控，可實時顯示：a檢測參數(shù)：當(dāng)前扭矩、拉力、位移、轉(zhuǎn)角數(shù)值（動態(tài)刷新，刷新頻率≥10Hz）；b過程曲線：實時繪制檢測曲線，支持放大、縮小、標(biāo)注拐點；c設(shè)備狀態(tài)：加載狀態(tài)（“待機 / 加載 / 保載 / 卸載"）、傳感器狀態(tài)（“正常 / 異常"）、故障報警（如 “過載"“夾持松動"）。（2）操作單元：除觸摸屏外，部分設(shè)備配備物理快捷鍵（如 “急停"“開始檢測"“重置"），方便緊急操作；支持密碼登錄（管理員 / 操作員權(quán)限分離），防止參數(shù)誤修改。

7、A全保護系統(tǒng)

7.1核心功能：保障檢測過程中人員A全與設(shè)備A全，避免因載荷過載、機械故障導(dǎo)致的事故。7.2關(guān)鍵組成：（1）主動保護裝置：a過載保護：當(dāng)扭矩 / 拉力超過設(shè)定量程的 110% 時，控制系統(tǒng)自動切斷動力源，停止加載（響應(yīng)時間≤50ms）；b限位保護：通過光電限位開關(guān)限制夾持機構(gòu)的移動范圍，防止機械碰撞；c漏電保護：配備漏電斷路器（漏電電流≤30mA 時跳閘），避免電氣A全事故。（2）被動保護裝置：a防護罩：采用透明有機玻璃防護罩（抗沖擊強度≥10kJ/m2），包裹加載與夾持區(qū)域，防止螺栓斷裂飛濺；b急停按鈕：設(shè)備前后端各設(shè) 1 個紅色急停按鈕（按下后切斷所有動力，優(yōu)先級Z高），方便緊急停機。

8、輔助系統(tǒng)

8.1核心功能：保障設(shè)備長期穩(wěn)定運行，提升檢測效率與維護便利性。8.2關(guān)鍵組成：（1）冷卻系統(tǒng)：針對高負(fù)荷檢測（如連續(xù)檢測 50 + 螺栓），配備風(fēng)冷 / 水冷系統(tǒng)，為伺服電機、液壓油降溫（油溫控制在 30-50℃，避免高溫影響電機壽命或液壓油黏度）。（2）潤滑系統(tǒng)：采用自動潤滑泵，定期為滾珠絲杠、減速箱等傳動部件加注潤滑油（潤滑周期可設(shè)定，如每檢測 100 次潤滑 1 次），減少機械磨損。（3）校準(zhǔn)模塊：內(nèi)置 “傳感器校準(zhǔn)程序"，支持連接標(biāo)準(zhǔn)扭矩扳手、標(biāo)準(zhǔn)拉力傳感器進行定期校準(zhǔn)（如每季度校準(zhǔn) 1 次），確保設(shè)備精度符合計量要求，無需拆卸傳感器送外校準(zhǔn)。

9、總結(jié)

綜上，全自動高強螺栓檢測儀的各組成部分環(huán)環(huán)相扣，從 “動力加載" 到 “數(shù)據(jù)輸出" 形成閉環(huán)，既保證了檢測精度（滿足國標(biāo) / 行標(biāo)要求），又通過自動化設(shè)計大幅降低了人工操作強度，廣泛應(yīng)用于鋼結(jié)構(gòu)廠、建筑檢測機構(gòu)、高鐵 / 橋梁工程等場景。要想了解更多產(chǎn)品組成部分，可隨時聯(lián)系河北天棋星子檢測設(shè)備有限公司工作人員。