螺栓紧固装置、控制方法和系统、数据分析方法及系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种螺栓紧固装置、控制方法和系统、数据分析方法及系统。该螺栓紧固装置包括：套筒；液压扳手，包括液压泵，并且液压扳手连接至套筒并带动套筒旋转；传感器，包括设置在套筒上的第一传感器，并且传感器在对待紧固螺栓进行紧固期间实时采集反映待紧固螺栓的紧固情况的力学参数。其中，液压泵设置有调压部，调压部基于力学参数调节液压泵的油压以调节液压扳手的扭矩。根据本发明专利技术的技术方案能够对螺栓执行精确地紧固，并且可省去校验工序，从而可提高螺栓的紧固质量和紧固效率。

【技术实现步骤摘要】
螺栓紧固装置、控制方法和系统、数据分析方法及系统
本专利技术涉及机械
，具体地说，本专利技术涉及一种螺栓紧固装置、控制方法和系统、数据分析方法和系统及螺栓紧固与分析系统。
技术介绍
目前，大型机械(例如，风力发电机组)在现场安装中，通常使用高强度螺栓作为主要连接件。在传统施工过程中，厂家提供现场安装技术指导、高强度螺栓施工工艺和技术要求，由安装单位操作人员按照高强度螺栓施工工艺和技术要求使用液压扳手紧固高强度螺栓。由于液压泵的油压是预设好的固定值，液压管路和液压泵的压力损失，使液压扳手的实际扭矩值偏低，造成螺栓的预紧力较低，部分施工力矩误差大于10％，超出了施工工艺标准。因此，亟需一种能够解决上述技术问题的螺栓紧固装置及系统。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种能够在对待紧固螺栓执行紧固期间实时调节液压扳手的扭矩的螺栓紧固装置、控制方法和系统、数据分析方法和系统及螺栓紧固与分析系统。本专利技术的一方面，提供一种螺栓紧固装置，该螺栓紧固装置包括：套筒；液压扳手，液压扳手包括液压泵，并且液压扳手连接至套筒并带动套筒旋转；传感器，传感器包括设置在套筒上的第一传感器，并且传感器在对待紧固螺栓进行紧固期间实时采集反映待紧固螺栓的紧固情况的力学参数，其中，液压泵设置有调压部，调压部基于力学参数调节液压泵的油压以调节液压扳手的扭矩。可选地，调压部包括步进电机，步进电机用于调节液压泵的油压以调节液压扳手的扭矩。可选地，步进电机用于调节液压泵的调压阀，以将液压泵的油压预调至与预先存储的目标力学参数对应的目标油压的预定百分比，启动液压扳手以开始对待紧固螺栓进行紧固。可选地，第一传感器包括扭矩传感器、角度传感器和轴力传感器中的至少一种，力学参数包括扭矩值、旋转角度值和轴力值中的至少一种。可选地，传感器还包括设置在液压扳手上的第二传感器，其中，第一传感器包括扭矩传感器和轴力传感器中的至少一种，第二传感器为角度传感器，并且力学参数包括扭矩值、旋转角度值和轴力值中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，提供一种用于螺栓紧固的控制方法，该控制方法包括：接收反映待紧固螺栓的紧固情况的实时力学参数；将实时力学参数与目标力学参数进行比较，以获得比较结果；基于比较结果调节液压扳手的扭矩。可选地，基于所述比较结果调节液压扳手的扭矩包括：在比较结果为目标力学参数与所述实时力学参数之间的差值大于目标力学参数的第一预定比例时，使液压泵反复执行供油、回油操作以增大液压扳手的扭矩，直到将该差值减小至目标力学参数的第一预定比例；在比较结果为该差值小于或等于目标力学参数的第一预定比例且大于目标力学参数的第二预定比例时，使液压泵保持供油操作，并使步进电机调节调压阀来增大液压泵的油压从而增大液压扳手的扭矩，直到将该差值减小至目标力学参数的第二预定比例，其中，第二预定比例小于第一预定比例；该差值在零至目标力学参数的第二预定比例以内时，使液压扳手关闭，并使液压泵执行回油操作，紧固结束。可选地，基于所述比较结果调节液压扳手(2)的扭矩还包括：在比较结果为该差值小于或等于目标力学参数的第一预定比例且大于目标力学参数的第二预定比例时，使步进电机调节调压阀来增大液压泵的油压之后，在液压扳手的扭矩不变的情况下，使步进电机回退至初始状态，并使液压泵执行一次回油、供油并保持供油操作，再次使步进电机调节调压阀来增大液压泵的油压以增大液压扳手的扭矩，直到将该差值减小至目标力学参数的第二预定比例。可选地，所述控制方法还包括：使步进电机调节液压阀的调节速度随着该差值的减小而降低。可选地，实时力学参数和目标力学参数为同一种参数并且包括扭矩值以及旋转角度值和轴力值中的至少一种。根据本专利技术的另一方面，提供一种螺栓紧固系统，该螺栓紧固系统包括如上所述的螺栓紧固装置以及控制器，该控制器执行如上所述的控制方法。本专利技术的另一方面，提供一种数据分析方法，该数据分析方法包括：获取反映待紧固螺栓的紧固情况的力学参数；从力学参数中筛选出有效力学参数；基于有效力学参数，输出液压泵的油压调节建议。可选地，从力学参数中筛选出有效力学参数的操作包括：将首个力学参数确定为一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，将首个最接近预设的目标力学阈值的力学参数确定为一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将处于待紧固螺栓的紧固结束的力学参数之后的首个非零力学参数确定为下一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，并将下一个最接近目标力学阈值的力学参数确定为下一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将紧固起始的力学参数和紧固结束的力学参数之间的所有非零力学参数筛选为有效力学参数。可选地，基于有效力学参数，输出液压泵的油压调节建议的操作包括：将待紧固螺栓的紧固结束的力学参数与预设的目标力学阈值相比较；在比较结果为待紧固螺栓的紧固结束的力学参数小于预设的目标力学阈值时，输出增大油压的油压调节建议；在比较结果为待紧固螺栓的紧固结束的力学参数等于预设的目标力学阈值时，输出保持当前油压的油压调节建议。可选地，该数据分析方法还包括：基于紧固起始的力学参数或紧固结束的力学参数，统计待紧固螺栓的数目。可选地，该数据分析方法还包括：计算待紧固螺栓的紧固结束的力学参数与预设的目标力学阈值的差值，并且将该差值与目标力学参数的第二预定比例进行比较来判断待紧固螺栓的紧固质量是否合格，并输出判断结果。可选地，判断待紧固螺栓的紧固质量是否合格的操作包括：在比较结果为该差值在零至目标力学参数的第二预定比例以内时，确定待紧固螺栓的紧固质量合格；在比较结果为该差值大于目标力学参数的第二预定比例时，确定待紧固螺栓的紧固质量不合格。可选地，该数据分析方法还包括：将计算出的该差值存储为待紧固螺栓的松动量，并且基于松动量判断待紧固螺栓的松动状况，并输出判断结果。可选地，基于松动量判断待紧固螺栓的松动状况的操作包括：在松动量大于零时，确定待紧固螺栓松动；在松动量等于零时，确定待紧固螺栓不松动。可选地，所述数据分析方法还包括：获取与所述有效力学参数相关的关联信息，并基于所述关联信息为所述有效力学参数设置标签；存储设置了标签的所述有效力学参数，其中，关联信息包括风场信息、机位信息、节点信息、螺栓编号信息、施工方单位信息、施工人员信息和评分信息中的至少一种。本专利技术的另一方面，提供一种数据分析系统，该数据分析系统包括：力学参数获取模块，用于获取反映待紧固螺栓的紧固情况的力学参数；筛选模块，用于从力学参数中筛选出有效力学参数；确定模块，确定模块包括油压建议模块，油压建议模块用于基于有效力学参数，输出液压泵的油压调节建议。可选地，筛选模块用于：将首个力学参数确定为一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，将首个最接近预设的目标力学阈值的力学参数确定为一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将处于待紧固螺栓的紧固结束的力学参数之后的首个非零力学参数确定为下一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，并将下一个最接近目标力学阈值的力学参数确定为下一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将紧固起始的力学参数和紧固结束的力学参数之间的所有非零力学参数筛选为有效力学参数。可选地，油压建议模块用于：将待紧固螺栓的紧固结束的力学参数与预设的目标力学阈值相比较；在比较结果为待紧固螺栓的紧固结束的力学参数小于预设的目标力学阈值时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种螺栓紧固装置，其特征在于，所述螺栓紧固装置(10)包括：套筒(1)；液压扳手(2)，所述液压扳手(2)包括液压泵(21)，并且所述液压扳手(2)连接至所述套筒(1)并带动所述套筒(1)旋转；传感器(3)，所述传感器(3)包括设置在所述套筒(1)上的第一传感器，并且所述传感器(3)在对待紧固螺栓进行紧固期间实时采集反映所述待紧固螺栓的紧固情况的力学参数，其中，所述液压泵(21)设置有调压部，所述调压部基于所述力学参数调节所述液压泵(21)的油压以调节所述液压扳手(2)的扭矩。

【技术特征摘要】
1.一种螺栓紧固装置，其特征在于，所述螺栓紧固装置(10)包括：套筒(1)；液压扳手(2)，所述液压扳手(2)包括液压泵(21)，并且所述液压扳手(2)连接至所述套筒(1)并带动所述套筒(1)旋转；传感器(3)，所述传感器(3)包括设置在所述套筒(1)上的第一传感器，并且所述传感器(3)在对待紧固螺栓进行紧固期间实时采集反映所述待紧固螺栓的紧固情况的力学参数，其中，所述液压泵(21)设置有调压部，所述调压部基于所述力学参数调节所述液压泵(21)的油压以调节所述液压扳手(2)的扭矩。2.如权利要求1所述的螺栓紧固装置，其特征在于，所述调压部包括步进电机(23)，所述步进电机(23)用于调节所述液压泵(21)的油压以调节所述液压扳手(2)的扭矩。3.如权利要求2所述的螺栓紧固装置，其特征在于，所述调压部包括调压阀，所述步进电机(23)调节所述调压阀，以将所述液压泵(21)的油压预调至与预先存储的目标力学参数对应的目标油压的预定百分比，启动液压扳手(2)以开始对所述待紧固螺栓进行紧固。4.如权利要求1所述的螺栓紧固装置，其特征在于，所述第一传感器包括扭矩传感器、角度传感器和轴力传感器中的至少一种，所述力学参数包括扭矩值、旋转角度值和轴力值中的至少一种。5.如权利要求1所述的螺栓紧固装置，其特征在于，所述传感器(3)还包括设置在所述液压扳手(2)上的第二传感器，其中，所述第一传感器包括扭矩传感器和轴力传感器中的至少一种，所述第二传感器为角度传感器，并且所述力学参数包括扭矩值、旋转角度值和轴力值中的至少一种。6.一种用于螺栓紧固的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：获取反映待紧固螺栓的紧固情况的实时力学参数；将所述实时力学参数与目标力学参数进行比较，以获得比较结果；基于所述比较结果调节液压扳手(2)的扭矩。7.如权利要求6所述的控制方法，其特征在于，基于所述比较结果调节液压扳手(2)的扭矩包括：在比较结果为所述目标力学参数与所述实时力学参数之间的差值大于所述目标力学参数的第一预定比例时，使所述液压扳手(2)的液压泵(21)反复执行供油、回油操作以增大所述液压扳手(2)的扭矩，直到将所述差值减小至所述目标力学参数的第一预定比例；在比较结果为所述差值小于或等于所述目标力学参数的第一预定比例且大于所述目标力学参数的第二预定比例时，使所述液压泵(21)保持供油操作，并使所述液压扳手(2)的步进电机(23)调节所述液压扳手(2)的调压阀来增大所述液压泵(21)的油压从而增大所述液压扳手(2)的扭矩，直到将所述差值减小至所述目标力学参数的第二预定比例，其中，所述第二预定比例小于所述第一预定比例；在所述差值在零至所述目标力学参数的所述第二预定比例以内时，使所述液压扳手(2)关闭，并使所述液压泵(21)执行回油操作，紧固结束。8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，基于所述比较结果调节液压扳手(2)的扭矩还包括：在比较结果为所述差值的绝对值小于或等于目标扭矩值的第一预定比例且大于所述目标扭矩值的第二预定比例时，使所述步进电机(23)调节所述调压阀来增大所述液压泵(21)的油压之后，在所述液压扳手(2)的扭矩不变的情况下，使所述步进电机(23)回退至初始状态，并使所述液压泵(21)执行一次回油、供油并保持供油操作，再次使所述步进电机(23)调节所述调压阀来增大所述液压泵(21)的油压以增大所述液压扳手(2)的扭矩，直到将所述差值减小至所述目标力学参数的所述第二预定比例。9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：使所述步进电机(23)调节所述液压阀的调节速度随着所述差值的减小而降低。10.如权利要求6-9中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述实时力学参数和所述目标力学参数为同一种参数并且包括扭矩值、旋转角度值和轴力值中的至少一种。11.一种螺栓紧固系统，其特征在于，所述螺栓紧固系统包括：如权利要求1-5中任一项所述的螺栓紧固装置(10)；以及控制器，所述控制器执行权利要求6-10中任一项所述的控制方法。12.一种数据分析方法，其特征在于，所述数据分析方法包括：获取反映待紧固螺栓的紧固情况的力学参数；从所述力学参数中筛选出有效力学参数；基于所述有效力学参数，输出液压泵(21)的油压调节建议。13.如权利要求12所述的数据分析方法，其特征在于，从所述力学参数中筛选出有效力学参数的操作包括：将首个力学参数确定为一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，将首个最接近预设的目标力学阈值的力学参数确定为所述一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将处于所述待紧固螺栓的紧固结束的力学参数之后的首个非零力学参数确定为下一颗待紧固螺栓的紧固起始的力学参数，并将下一个最接近所述目标力学阈值的力学参数确定为所述下一颗待紧固螺栓的紧固结束的力学参数；将所述紧固起始的力学参数和所述紧固结束的力学参数之间的所有非零力学参数筛选为所述有效力学参数。14.如权利要求13所述的数据分析方法，其特征在于，基于所述有效力学参数，输出液压泵(21)的油压调节建议的操作包括：将所述待紧固螺栓的紧固结束的力学参数与预设的目标力学阈值相比较；在比较结果为所述待紧固螺栓的紧固结束的力学参数小于所述预设的目标力学阈值时，输出增大所述油压的油压调节建议；在比较结果为所述待紧固螺栓的紧固结束的力学参数等于所述预设的目标力学阈值时，输出保持当前油压的油压调节建议。15.如权利要求13所述的数据分析方法，其特征在于，所述数据分析方法还包括：基于所述紧固起始的力学参数或所述紧固结束的力学参数，统计待紧固螺栓的数目。16.如权利要求14所述的数据分析方法，其特征在于，所述数据分析方法还包括：计算所述待紧固螺栓的紧固结束的力学参数与预设的目标力学阈值的差值，并且将所述差值与所述目标力学参数的第二预定比例进行比较来判断所述待紧固螺栓的紧固质量是否合格，并输出判断结果。17.如权利要求16...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙克维，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11