JPH0198705A - Looseness detecting method of bolt - Google Patents
Looseness detecting method of boltInfo
- Publication number
- JPH0198705A JPH0198705A JP25255287A JP25255287A JPH0198705A JP H0198705 A JPH0198705 A JP H0198705A JP 25255287 A JP25255287 A JP 25255287A JP 25255287 A JP25255287 A JP 25255287A JP H0198705 A JPH0198705 A JP H0198705A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- force
- bolt
- nut
- acceleration
- sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 8
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はボルトの緩み検知方法、より詳しくはボルトを
剪断方向に打撃し、この打撃によって発生する力と加速
度によって非破壊的にそのボルトの緩みを検知するよう
にしたボルトの緩み検知方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a bolt loosening detection method, and more specifically, a method for detecting the loosening of a bolt by hitting the bolt in a shearing direction, and non-destructively determining the loosening of the bolt by the force and acceleration generated by this hitting. The present invention relates to a bolt loosening detection method that detects bolt loosening.
一般に、ボルトの緩みを検知する場合、このボルトの頭
部を剪断方向にハンマーで打撃し、このときの打撃音や
振動によって人間が判断する方法が用いられている。し
かしこの方法は人の「感」に鯨るところが大きく、その
ために個人差が大きく、熟練者でないと正確な判断がで
きないだけでなく、緩みが少ないときには高度な熟練者
でなければ全く判断することができないと云う問題があ
る。Generally, when detecting the loosening of a bolt, a method is used in which the head of the bolt is struck with a hammer in the shearing direction, and the judgment is made by a human based on the sound and vibration of the strike. However, this method is highly dependent on people's ``sensibilities'', and as a result, there are large individual differences, and not only can only an expert make an accurate judgment, but when there is little slack, only a highly skilled person can make a judgment at all. The problem is that it is not possible.
かかることからボルトに螺合したナツトの側部の一面に
センサを取付け、このナツトの反対面をハンマーで打撃
し、この打撃によるボルトの加速度を検知し、信号解析
器に導いてボルトの緩みを検知する方法が提案されてい
る。しかしこの方法においては、ハンマーの質量が小さ
い場合やボルトの直径が大きい場合には充分な信号が得
られず、その結果検知に誤差が生ずるという問題があっ
た。For this reason, a sensor is attached to one side of the nut screwed into the bolt, and the opposite side of the nut is hit with a hammer, and the acceleration of the bolt caused by this hit is detected and sent to a signal analyzer to detect loosening of the bolt. A detection method has been proposed. However, this method has the problem that a sufficient signal cannot be obtained when the mass of the hammer is small or when the diameter of the bolt is large, resulting in errors in detection.
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するために得られ
たものであって、ボルトの大きさや剛軟、あるいはハン
マーの質量の大小等の条件に影響されずにボルトの緩み
を的確に、かつ非破壊的に検知する方法を提供するもの
である。The present invention was obtained in order to eliminate the drawbacks of the prior art, and is capable of accurately loosening bolts without being influenced by conditions such as the size and stiffness of the bolt or the mass of the hammer. It also provides a non-destructive detection method.
前記目的を達成するための本発明は、ボルトの頭部ある
いはナツトの側部の六角面の一面に加速度センサを取付
け、前記−面とは中心軸を中心とした逆の面を、力セン
サ又は加速度センサを取付けたハンマーで打撃する。To achieve the above object, the present invention has an acceleration sensor attached to one side of the hexagonal surface of the head of the bolt or the side of the nut, and a force sensor or Hit with a hammer equipped with an acceleration sensor.
なお、ハンマーに取付けた加速度センサの出力は、先端
部に取付けた力センサの出力に比例した同一波形の信号
となるため、以後の説明では力センサで説明する。Note that the output of the acceleration sensor attached to the hammer is a signal with the same waveform that is proportional to the output of the force sensor attached to the tip, so the following explanation will be based on the force sensor.
ハンマーで打撃した際に、加速度センサで得られた加速
度Aと、力センサで得られた力Fの両方の信号を処理、
例えば、両信号の比、あるいは両信号を変数とする数学
的な処理等を行ってボルトの緩み状態を検知するもので
ある。Processes both the acceleration A obtained by the acceleration sensor and the force F obtained by the force sensor when struck with a hammer,
For example, the loose state of the bolt is detected by calculating the ratio of both signals or by performing mathematical processing using both signals as variables.
本発明に係るボルト締め部の検査方法の原理について説
明すれば次の通りである。The principle of the bolted part inspection method according to the present invention will be explained as follows.
ハンマでナツト(あるいはボルトの頭部)の六角面を打
撃する際にハンマーに作用する力Fについて観察すれば
、同じ初期速度で打撃したとしても、ナツトが弛んでい
る場合には反発力が小さいのでハンマーに作用する力F
は小さくなる。しかし、ボルトに対してナツトが固く締
付けられている場合にはワッシャの部分での滑りがなく
、従ってハンマーに大きな反発力が発生し、カセンサス
は加速度センサによって得られる力Fは大きなものとな
る。If we observe the force F that acts on the hammer when hitting the hexagonal surface of a nut (or bolt head), we can see that even if the hammer is hit at the same initial speed, if the nut is slack, the repulsive force will be smaller. Therefore, the force F acting on the hammer
becomes smaller. However, when the nut is tightly tightened to the bolt, there is no slippage at the washer, and therefore a large repulsive force is generated on the hammer, and the force F obtained by the acceleration sensor becomes large.
前記のように、ボルトに対してナツトが固(締付けられ
ている場合とそうでない場合とでは、ナツトあるいはボ
ルトの頭部を打撃した際にハンマーに作用する反発する
力Fが変化することは明らかである。As mentioned above, it is clear that the repulsive force F that acts on the hammer when hitting the nut or bolt head changes depending on whether the nut is tightly tightened or not. It is.
一方、このナツトの打撃時に生じる加速度Aはナツトが
緩んでいる場合に大きく、反対にナツトが締っていると
きに小さいものとなる。この関係を纏めると第1表の通
りである。On the other hand, the acceleration A generated when the nut is struck is large when the nut is loose, and conversely becomes small when the nut is tightened. This relationship is summarized in Table 1.
第1表
本発明はこのような現象を検出し、即ちハンマーに発生
する力Fと加速度Aとを検出し、その比を算出すること
によりボルトの緩みを検知するようにしたものである。Table 1 The present invention detects such a phenomenon, that is, detects the force F generated in the hammer and the acceleration A, and calculates the ratio to detect the loosening of the bolt.
第1図に示すように、構造材1を貫通した孔2に挿通し
たボルト3の頭部4、またはこのボルト3に締付けられ
ているナツト5の六角部の一つの面4aあるいは5aに
加速度センサ6を取付けておき、ナツト5あるいはボル
ト3の頭部4の移動状態を加速度Aとして検出する。そ
してこの加速度センサ6が取付けられている面5aある
いは4aとは反対側の面4bあるいは5bをハンマー7
で打撃する。As shown in FIG. 1, an acceleration sensor is mounted on the head 4 of a bolt 3 inserted into a hole 2 passing through a structural member 1, or on one surface 4a or 5a of a hexagonal part of a nut 5 tightened on this bolt 3. 6 is installed, and the moving state of the head 4 of the nut 5 or bolt 3 is detected as acceleration A. Then, the surface 4b or 5b on the opposite side to the surface 5a or 4a on which the acceleration sensor 6 is attached is pressed with a hammer 7.
Hit with.
一方、ハンマー7の打撃面には圧電素子やストレーンゲ
ージ等よりなる力センサ−8を取付けており、このハン
マー7でナツト5の一面5b。On the other hand, a force sensor 8 made of a piezoelectric element, a strain gauge, etc. is attached to the striking surface of the hammer 7, and the hammer 7 strikes one surface 5b of the nut 5.
あるいはボルト3の頭部4の一面4bを打撃すると、力
センサ8による力Fとナツト5あるいはボルト4自体の
加速度Aに関連した信号F、 Aが得られることになる
。Alternatively, when one side 4b of the head 4 of the bolt 3 is struck, signals F and A related to the force F from the force sensor 8 and the acceleration A of the nut 5 or the bolt 4 itself are obtained.
ボルト3で締付けている構造材1 (この実施例におい
ては板材)に対して、前記ハンマー7で板材の延長方向
に打撃することになるために非常に剛性が高く、ナツト
6が十分に締っている場合にはこのナツト5とワッシャ
9との間で滑りが発生せず、その剛性に基づいて加速度
センサ6と力センサ8より剛性に応じた信号A。The hammer 7 hits the structural member 1 (a plate in this embodiment) that is fastened with the bolt 3 in the direction of extension of the plate, so the rigidity is very high and the nut 6 is sufficiently tightened. If the nut 5 and the washer 9 are in the same state, no slipping occurs between the nut 5 and the washer 9, and the acceleration sensor 6 and the force sensor 8 generate a signal A corresponding to the stiffness.
Fが発生する。F occurs.
一方、ボルト3が緩んでいる場合には、ハンマー7によ
る剪断方向の打撃によってワッシャ9の部分で僅かでは
あるが滑りが発生することになる。従ってハンマー7と
ナツト5の面との間に働く力Fは同じ初期速度で打撃し
た場合でも緩んでいる場合には小さく、締っている場合
には滑りがないため反発力が大きく、したがってハンマ
ー7に設けた力センサ8で得られる力Fは大となる。On the other hand, if the bolt 3 is loose, the washer 9 will slip slightly due to the impact of the hammer 7 in the shearing direction. Therefore, even if the hammer 7 and the surface of the nut 5 are hit at the same initial speed, if the hammer is loose, the force F will be small, but if the hammer is tight, there will be no slippage, and the repulsive force will be large. The force F obtained by the force sensor 8 provided at 7 becomes large.
このようにして検出された力Fと加速度Aとはそのピー
ク値を信号として第3図に示されるように増幅器20.
21で増幅し、ピーク検出器22゜23でピーク値をと
らえ、これを演算部24に導入し、ここで両者の比、即
ちA/F又はF/Aが算出され、これが数字により、又
は必要に応じて図形や色彩により陰極管あるいは液晶デ
イスプレィ等よりなる表示部25に表示される。The force F and acceleration A thus detected are sent to an amplifier 20, using their peak values as signals, as shown in FIG.
21, the peak value is captured by peak detectors 22 and 23, and introduced into the calculation unit 24, where the ratio of the two, that is, A/F or F/A, is calculated, and this is calculated numerically or as required. The information is displayed on the display section 25 made of a cathode tube, liquid crystal display, etc., using figures and colors according to the information.
また、演算部24により算出されたA/F又はF/^は
そのままLED等により出力してもよく、更には第4図
に示すようにあらかじめ基準値Bを比較器26に入力し
ておき、演算部24からのA/F又はF/Aと比較し、
表示部25に表示したり、LED27から出力したり、
又は拡声器28から警報を発するようにすることもでき
る。Further, A/F or F/^ calculated by the calculation unit 24 may be outputted as is by an LED or the like, or furthermore, as shown in FIG. Compare with A/F or F/A from the calculation unit 24,
Display on the display unit 25, output from the LED 27,
Alternatively, the alarm may be emitted from the loudspeaker 28.
次に実験例を示す。 Next, an experimental example will be shown.
直径22mmのボルト3の軸力(締付力)を変化させて
重1260gのハンマー7でナツト5の一面を打撃した
際の力Fと加速度Aを調べた。その結果の代表例を第5
図(a)〜(C)に示す。The axial force (tightening force) of the bolt 3 with a diameter of 22 mm was varied, and the force F and acceleration A when one side of the nut 5 was hit with a hammer 7 weighing 1260 g were investigated. A representative example of the results is shown in Section 5.
Shown in Figures (a) to (C).
第5図は軸力を1トンした場合における打撃時における
力Fを(a−1)に、加速度Aを(a−2)に、同様に
軸力を4トンとした場合の力Fを(b−1)に、加速度
を(b−2)に、また、軸力22.5トンとした場合の
力Fを(c−1)に、加速度を(c−2)それぞれ示し
た。Figure 5 shows the force F at the time of impact when the axial force is 1 ton (a-1), the acceleration A is (a-2), and the force F when the axial force is 4 tons ( (b-1) shows the acceleration, (b-2) shows the force F when the axial force is 22.5 tons, (c-1) shows the acceleration, and (c-2) shows the acceleration.
これらについて答方Fと加速度Aを纏めると第2表の通
りとなった。Table 2 shows the answer F and acceleration A for these questions.
第2表
注:軸力=トン、加速度=m/see” (G)、カー
kgf
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は被打撃物に加速度センサ
を設け、打撃物に力センサを設け、両センサで得られた
加速度と力との信号を利用して信号の比を計算してボル
トの緩みを検知するようにしたので、ハンマーの質量が
小さい場合やボルトの直径が大きい場合であっても適切
な信号が得られ、その結果、検知誤差がなく正確にボル
トの緩みを検知することができると云う効果がある。Note to Table 2: Axial force = tons, acceleration = m/see'' (G), car kgf [Effects of the invention] As explained above, the present invention provides an acceleration sensor on the object to be hit, and a force sensor on the object to be hit. The system uses the acceleration and force signals obtained from both sensors to calculate the signal ratio and detect bolt loosening. However, an appropriate signal can be obtained even if the bolt is loose, and as a result, there is no detection error and the loosening of the bolt can be accurately detected.
また、ボルトに対するナツトの締付は部を打撃するだけ
でその部分の締まり具合を検査することができる。Furthermore, when tightening a nut against a bolt, it is possible to inspect the tightness of that part by simply hitting that part.
ボルトの軸線に直交する打撃力、即ち剪断方向に打撃す
るだけでボルトの軸力を確認することができるので、各
種の構造材のボルトの緩み状態を非破壊的に確認するこ
とができる。Since the axial force of the bolt can be confirmed by simply applying a striking force perpendicular to the axis of the bolt, that is, by striking in the shearing direction, it is possible to non-destructively check the looseness of bolts of various structural members.
第1図は本発明によるボルトの緩み検知方法の概念を示
す側断面図、第2図は同正面図である。第3図及び第4
図は信号の処理装置のブロック図、第5図(a)〜(C
)は前記装置によって得られたデータのグラフである。
1・・・構造材、2・・・孔、3・・・ボルト、4・・
・頭部、4a・・・面、5・・・ナンド、5a・・・面
、6・・・加速度センサ、7・・・ハンマー、8・・・
力センサ−,20,21・・・増幅部、22.23・・
・ピーク検出器、24・・・演算部、25・・・表示部
、26・・・比較器、27・・・LED、28・・・拡
声器。
代理人 弁理士 小 川 信 −FIG. 1 is a side sectional view showing the concept of the bolt loosening detection method according to the present invention, and FIG. 2 is a front view thereof. Figures 3 and 4
The figure is a block diagram of a signal processing device, and Figures 5(a) to (C)
) is a graph of data obtained by the device. 1... Structural material, 2... Hole, 3... Bolt, 4...
・Head, 4a...plane, 5...Nand, 5a...plane, 6...acceleration sensor, 7...hammer, 8...
Force sensor, 20, 21... Amplifying section, 22, 23...
- Peak detector, 24... Arithmetic unit, 25... Display unit, 26... Comparator, 27... LED, 28... Loudspeaker. Agent Patent Attorney Nobuo Ogawa −
Claims (1)
度センサをそれぞれ設け、前記加速度センサより得られ
る信号Aと、力センサより得られる信号Fよりボルトの
緩み状態を判定することを特徴とするボルト緩み検知方
法。The object to be hit is provided with an acceleration sensor, and the object to be hit is provided with a force sensor or an acceleration sensor, and the loosened state of the bolt is determined from the signal A obtained from the acceleration sensor and the signal F obtained from the force sensor. How to detect loose bolts.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25255287A JPH0198705A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Looseness detecting method of bolt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25255287A JPH0198705A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Looseness detecting method of bolt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0198705A true JPH0198705A (en) | 1989-04-17 |
| JPH0570003B2 JPH0570003B2 (en) | 1993-10-04 |
Family
ID=17238957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25255287A Granted JPH0198705A (en) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | Looseness detecting method of bolt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0198705A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106568562A (en) * | 2016-10-19 | 2017-04-19 | 中国电力科学研究院 | Test method and device of power transmission tower cross-arm bolt anti-loosening property |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25255287A patent/JPH0198705A/en active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106568562A (en) * | 2016-10-19 | 2017-04-19 | 中国电力科学研究院 | Test method and device of power transmission tower cross-arm bolt anti-loosening property |
| CN106568562B (en) * | 2016-10-19 | 2019-08-27 | 中国电力科学研究院 | Test method and device for anti-loosening performance of transmission tower cross-arm bolts |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570003B2 (en) | 1993-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6065342A (en) | Apparatus and a method of locating a source of acoustic emissions in an article | |
| JP5465404B2 (en) | Inner nut looseness and damage detection method and apparatus | |
| US5270950A (en) | Apparatus and a method for locating a source of acoustic emission in a material | |
| US6343502B1 (en) | Apparatus and method for determining the dynamic indentation hardness of materials | |
| EP0361216A3 (en) | Loose rock detector | |
| US3698248A (en) | Pressure responsive transducer | |
| JPH07174647A (en) | Impact force monitoring device | |
| JPH0198705A (en) | Looseness detecting method of bolt | |
| JP2002340710A (en) | Bolt axial force measuring method and device | |
| JPH07280779A (en) | Non-destructive inspection apparatus | |
| JPH0392758A (en) | Product inspection | |
| JP2000088817A (en) | Impact judgment device | |
| US5542303A (en) | Dual-peak torque measuring apparatus | |
| US20050087023A1 (en) | Device for low-vibration force measurement in rapid dynamic tensile experiments on material samples | |
| JPH02205736A (en) | Method for detecting looseness of bolt and nut | |
| JPH0493653A (en) | Dynamic response characteristic measuring method for ae sensor | |
| JP2001330595A (en) | Hammer inspection equipment | |
| JP2000074889A (en) | Hammer judgment device | |
| JP2005262336A (en) | Standardizing box of measuring apparatus for increasingly fastening torque | |
| JPH0570002B2 (en) | ||
| JP3236865B2 (en) | Excitation mode identification method | |
| JPS63317737A (en) | Impact and vibration testing machine of screw | |
| JPH0198706A (en) | Looseness detector for bolt | |
| JP2011220703A (en) | Wheel inspection device and wheel inspection method | |
| JPS6491033A (en) | Method and apparatus for diagnosing sliding motion apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |