一种适用于车辆转向架的智能螺栓[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 2087082 U(45)授权公告日 2019.04.19

(21)申请号 201821306653.2(22)申请日 2018.08.14

(73)专利权人 广州地铁集团有限公司

地址 510330 广东省广州市海珠区新港东

路1238号万胜广场A塔(72)发明人 曾成　伍尚志　吕子雷　贺翔　

苏锦华　陈忠明　(74)专利代理机构 广州新诺专利商标事务所有

限公司 44100

代理人 罗毅萍(51)Int.Cl.

F16B 35/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

()实用新型名称

一种适用于车辆转向架的智能螺栓(57)摘要

本实用新型公开了一种适用于地铁车辆转向架使用的智能螺栓，由螺栓、应变片、接线端子、带屏蔽层的线缆组成，所述螺栓的侧面螺纹加工有平面，所述应变片粘贴于所述平面，其连接线穿过所述螺栓头部的孔引出；所述接线端子粘贴于所述螺栓的头部表面且覆盖所述屏蔽层进行加固和防护。该螺栓能够进行螺栓轴向力、弯曲力矩以及运用过程中所受动应力的精确测量，用于监测该螺栓安装位置附近部件振动。该螺栓安装于转向架轴箱端盖处，由于受轴箱端盖垂向振动时产生倾覆力矩，可监测轨道波磨波长情况。该螺栓能够长期可靠的安装于地铁车辆转向架以获取车辆在运营条件下各种工况的测试数据。

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权　利　要　求　书

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1.一种适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于：所述螺栓的侧面加工有测量平面，在所述测量平面上设有应变片，所述螺栓具有顶端端面，在所述螺栓的顶端端面上设有接线端子；所述螺栓设有内孔，所述内孔连通所述测量平面和顶端端面；所述应变片的连接线穿设在所述内孔中，且所述连接线的一端与应变片连接，另一端所述接线端子连接；

该螺栓还包括有：带屏蔽层的线缆，所述线缆与所述接线端子连接，且该屏蔽层用以至少覆盖所述接线端子和内孔。

2.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，还包括胶体防护层，所述胶体防护层包括：

第一胶体防护层，其设置在螺栓的头部，用以至少包覆所述屏蔽层上；第二胶体防护层，其设置在所述测量平面，用以至少包覆所述应变片。3.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述内孔中填充有防护胶体。

4.根据权利要求2所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述第一胶体防护层的厚度大于15.0mm。

5.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述线缆采用四芯线缆且长度大于3000mm。

6.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述测量平面的面积小于60.0mm2。

7.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述应变片为两片，所述内孔包括从所述螺栓头部延伸到所述测量平面的两个直孔。

8.根据权利要求1所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，所述内孔直径小于2.0mm。

9.根据权利要求8所述的适用于车辆转向架的智能螺栓，其特征在于，两个所述孔中心线距离大于8.0mm。

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说　明　书

一种适用于车辆转向架的智能螺栓

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技术领域

[0001]本实用新型涉及螺栓技术领域，特别是在地铁车辆运营过程中测试螺栓所受动应力和安装位置附近设备振动情况以及轨道波磨情况的一种智能螺栓。

背景技术

[0002]转向架作为地铁车辆关键部件，在地铁车辆运行过程中起到传递轮轨力，承受车体重量和轮轨振动的作用，转向架上螺栓的运用工况为受高频振动及轴向力、弯曲力矩为主。目前在地铁车辆转向架螺栓实际受力测试计算中，存在如下问题：[0003]其一，地铁车辆运行速度高，目前螺栓轴向力测量一般采用超声波测量螺栓长度变化，存在测试设备大、不能在转向架上安装的问题；[0004]其二，地铁车辆转向架螺栓承受高频振动且直接裸露于地铁车辆运行环境，同时受到潮湿、高频振动、电子干扰的影响。应变片安装及布线困难，在螺栓上安装布置应变片缺乏可靠的固定及接线连接方法。[0005]其三，地铁车辆转向架螺栓承受轴向力或者弯曲力矩或者两种受力并存，受力状态复杂，对应变片的粘贴数量及位置要求较高，目前没有成熟的可以运用于地铁车辆转向架的螺栓精确测力系统。

实用新型内容

[0006]为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种适用于车辆转向架的智能螺栓，该智能螺栓可靠的固定及连接有应变片，且该智能螺栓能够有效隔绝高频振动、电子信号等的影响。

[0007]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：[0008]一种适用于车辆转向架的智能螺栓，[0009]所述螺栓的侧面加工有测量平面，在所述测量平面上设有应变片，[0010]所述螺栓具有顶端端面，在所述螺栓的顶端端面上设有接线端子；[0011]所述螺栓设有内孔，所述内孔连通所述测量平面和顶端端面；[0012]所述应变片的连接线穿设在所述内孔中，且所述连接线的一端与应变片连接，另一端所述接线端子连接；[0013]该螺栓还包括有：带屏蔽层的线缆，所述线缆与所述接线端子连接且该屏蔽层用以至少覆盖所述接线端子和内孔。

[0014]通过在所述螺栓头部覆盖屏蔽层，在螺栓安装后屏蔽层与螺栓孔及周围金属部件形成完整的电气屏障，包裹所述应变片组及相关测试电路，减少环境中高频振动、电子信号等对该应变片组及相关测试电路的影响，提高测试精度及抗电磁干扰能力。[0015]作为优选，还包括胶体防护层，所述胶体防护层包括：[0016]第一胶体防护层，其设置在螺栓的头部，用以至少包覆所述屏蔽层上；[0017]第二胶体防护层，其设置在所述测量平面，用以至少包覆所述应变片。

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通过在所述屏蔽层上、测量平面覆盖胶体防护层，使接线端子、测量平面得到进一

步固定，同时，在螺栓安装后该智能螺栓的应变片和接线端子等敏感元件与车辆运行环境相隔绝，从而减少周围环境中的潮湿、振动对该智能螺栓影响，起到防腐、防潮、缓解振动的作用。

[0019]作为优选，所述内孔中填充有防护胶体。[0020]在所述应变片表面、测量平面、内孔进行胶体防护和填充，保证螺栓外观完整，同时使应变片、应变片连接线与周围环境隔绝，减少周围环境中潮湿、腐蚀、高频振动、电子信号等对应变片承载的数据的干扰，提高应变片承载的数据的准确性。[0021]作为优选，所述第一胶体防护层的厚度大于15.0mm。[0022]作为优选，所述带屏蔽层的线缆采用四芯线缆且长度大于3000mm。[0023]作为优选，所述测量平面的面积小于60.0mm2。[0024]作为优选，所述应变片为两片，所述内孔包括从所述螺栓头部延伸到所述测量平面的两个直孔。[0025]作为优选，所述内孔直径小于2.0mm。[0026]作为优选，两个所述孔中心线距离大于8.0mm。[0027]作为优选，所述智能螺栓安装于转向架轴箱端盖上。[0028]与现有技术相比，本实用新型能对能够长期可靠安装于地铁车辆列车转向架上，用于进行螺栓轴向力、弯曲力矩以及运用过程中所受动应力的精确测量，用于监测该螺栓安装位置附近部件振动。该螺栓安装于转向架轴箱端盖处，由于受轴箱端盖垂向振动时产生倾覆力矩，可监测轨道波磨波长情况。附图说明

[0029]现结合附图与具体实施例对本实用新型作进一步说明。[0030]图1是安装在转向架轴箱端盖位置的测试示意图；[0031]图2是智能螺栓结构的正视剖视图；

[0032]图3是图1中加工后用于粘贴应变片组的局部图；[0033]图4是智能螺栓结构示意图的顶视图。

具体实施方式

[0034]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。[0035]如图2、3、4所示，本实用新型智能螺栓，包括螺栓10和两个应变片20，应变片20粘贴于螺栓10的加工后的测量平面10-3，其连接线20-1穿过螺栓的内孔从螺栓顶部10-1引出并焊接于两接线端子30，线缆40一端焊接于两接线端子30，另一端连接测试设备。[0036]具体地，首先螺栓10应选取与列车转向架轴箱端盖紧固螺栓同一型号的螺栓。螺栓10的测量部位10-2两侧加工有测量平面10-3，两应变片20粘贴于测量平面10-3，这里需要说明的是，测量两个所述平面的面积均小于60.0mm2。

[0037]垂直孔10-4包括从所述螺栓头部向所述平面延伸的两个垂直孔，孔直径小于2.0mm，两个孔中心线距离大于8.0mm。

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应变片20表面、测量平面10-3、垂直孔10-4由填充胶体60进行防护和填充，保证螺

栓外观完整。

[0039]连接端子30粘贴于螺栓顶部表面，应变片接线20-1自由端穿过垂直孔10-4连接到接线端子30，线缆40一端40-1连接到接线端子。

[0040]接线端子30表面由覆盖胶体50进行加固和防护。所述覆盖胶体厚度大于15.0mm。[0041]线缆40采用四芯线缆，带屏蔽层，长度大于3000mm。线缆屏蔽层40-2与所述螺栓母体连接，在螺栓安装后其与螺栓孔及周围金属部件形成完整的电气屏蔽包裹所述应变片组及相关测试电路，提高测试精度及抗电磁干扰能力。[0042]该智能螺栓应用于运行中的地铁车辆，运用工况复杂，螺栓可能同时受到潮湿、高频振动、电子干扰的影响，在螺栓头部设置15mm厚度的胶体可起防腐、防潮、缓解振动作用，屏蔽层的设计与螺栓头部本体相连完成了对敏感元件的整体包裹，可有效降低电子干扰对数据采集的影响。[0043]试验时，先对应变片20进行标定，然后安装于转向架需要测试的螺栓孔位置，拧紧螺栓10，分别采集应变片20的两个应变片的数据，根据两个应变片的输出数据及差异分析，可精确测量螺栓所受轴向力、弯曲力矩以及运用过程中所受的动应力，可用于监测该螺栓安装位置附近部件振动。该螺栓安装于转向架轴箱端盖处，由于受轴箱端盖垂向振动时产生倾覆力矩，可监测轨道波磨波长情况。本实用新型可长期安装于地铁车辆转向架以获取车辆在运营条件下各种工况的测试数据。

[0044]本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型。

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说　明　书　附　图

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图1

图2

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说　明　书　附　图

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图3

图4

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