测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航天技术领域，具体涉及一种测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的 装置及方法。
【背景技术】
[0002] 螺纹连接件具有装配简单、拆卸方便、利于检修等优点，被广泛的用于空间光学遥 感器结构组件及整机的装配中。由于空间光学遥感器在发射过程中要经历剧烈的振动环 境，因此要求螺纹连接件要具有良好的防松能力。螺纹连接紧固件常用的防松方法有两大 类，一类是依靠防松零件（如自锁待测螺母等）来实现；一类是通过在螺纹上涂防松胶，待 其固化后即可牢固的粘接相配合的螺纹副，从而达到防松的目的。由于防松胶能够减少机 械零件的数目，提高螺纹连接防松的可靠性，已成为国内外空间光学遥感器螺纹连接的主 要防松手段。
[0003] 现有技术中，在空间光学遥感器的装配中，尤其是靠近镜面的螺纹连接件中，过大 或过小的预紧力都是有害的。过大的预紧力会导致镜面出现较大的变形，而且预紧力过大 还会导致连接件在振动试验中可能被振断；而预紧力过小会在振动环境下由于连接松动而 导致连接失效。由此可见，在螺纹连接件的使用中，预紧力的大小的选择、准确度的控制是 确保螺纹连接质量的关键。因此，在空间光学遥感器的装配中，需要通过先设计应该施加的 拧紧力矩的大小，来控制螺纹连接件产生的预紧力。但是，在使用防松胶的过程中，发明人 发现螺栓在涂胶前后镜面的面形有很大差别；其次，对比涂不同的防松胶，镜面的面形变化 也不相同，而涂胶只对螺栓的预紧力有影响，也就是说在同样拧紧力矩的条件下，涂胶与不 涂胶相比，螺栓产生的预紧力有较大差异；而且，对于不同的防松胶，螺栓产生的预紧力也 不相同。因此，亟需一种测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置和方法。
【发明内容】
[0004] 本发明为解决上述技术问题，提供一种测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装 置及方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下。
[0006] 测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置，主要包括：待测螺母、待测螺栓、固 定支架、一个以上的应变片、力矩扳手、防松胶和静态应变仪；
[0007] 所述固定支架由底座和支架组成，所述支架为中空结构且固定在底座上；
[0008] 所述应变片固定在待测螺栓的螺杆的中部区域；
[0009] 所述待测螺栓的螺杆从支架的一侧贯穿至支架的另一侧，且螺杆的顶端伸出支架 表面，应变片位于支架的中空结构内；
[0010] 所述待测螺母拧在螺杆伸出支架的部分上；
[0011] 所述防松胶能够粘结待测螺母与螺杆；
[0012] 所述力矩扳手对待测螺母施加拧紧力矩；
[0013] 所述静态应变仪与应变片连接。
[0014] 进一步的，所述支架为前后面开口或者左右面开口的方体，支架的顶面和底面沿 轴向设有第一通孔，支架的底面固定在底座的顶面上，底座的底面上设有凹槽，凹槽内设有 与第一通孔同轴的第二通孔，螺杆依次贯穿第二通孔、支架底面的第一通孔、支架顶面的第 一通孔，伸出支架的顶面。
[0015] 进一步的，所述螺杆的中部区域设有平槽，应变片固定在平槽内。
[0016] 进一步的，所述应变片为两个，相对于螺杆的中心轴对称的固定在螺杆的中部区 域。
[0017] 进一步的，所述螺杆的中部区域设有相对于螺杆的中心轴对称的两个平槽，每个 平槽内各固定有一个应变片。
[0018] 测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的方法，包括以下步骤：
[0019] 步骤一、将固定支架固定在工作台上；
[0020] 所述固定支架由底座和支架组成，底座固定在工作台上，支架为中空结构且固定 在底座上；
[0021] 步骤二、将应变片固定在待测螺栓的螺杆的中部区域，并将应变片与静态应变仪 连接；
[0022] 步骤三、将螺杆从支架的一侧贯穿至支架另一侧，且螺杆的顶端伸出支架表面，应 变片位于支架的中空结构内；
[0023] 步骤四、将待测螺母拧在螺杆伸出支架的部分上，使用力矩扳手对待测螺母施加 拧紧力矩，利用静态应变仪测量该拧紧力矩条件下螺杆上产生的应变量；
[0024] 步骤五、松开待测螺母，在螺杆伸出支架的部分上涂抹防松胶，再将待测螺母拧在 螺杆伸出支架的部分上，对待测螺母施加与步骤四相同的拧紧力矩，利用静态应变仪测量 该拧紧力矩条件下螺杆上产生的应变量；
[0025] 步骤六、螺杆上的应变量与待测螺栓的预紧力成正比关系，根据步骤四和步骤五 测得的应变量的变化关系得出涂抹防松胶对待测螺栓的预紧力影响的量化指标。
[0026] 进一步的，所述步骤一中，支架为前后面开口或者左右面开口的方体，支架的顶面 和底面沿轴向设有第一通孔，支架的底面固定在底座的顶面上，底座的底面上设有凹槽，凹 槽内设有与第一通孔同轴的第二通孔，步骤三中，螺杆依次贯穿第二通孔、支架底面的第一 通孔、支架顶面的第一通孔，伸出支架的顶面。
[0027] 进一步的，所述步骤三中，螺杆的中部区域设有平槽，应变片固定在平槽内。
[0028] 进一步的，所述步骤三中，应变片为两个，相对于螺杆的中心轴对称的固定在螺杆 的中部区域。
[0029] 进一步的，所述步骤三中，螺杆的中部区域设有相对于螺杆的中心轴对称的两个 平槽，每个平槽内各固定有一个应变片。
[0030] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0031] 本发明提出了一种测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置及方法，能够精确 的测量出涂胶前后，在同样的拧紧力矩载荷作用下，螺纹连接件内部产生的预紧力的变化 关系的量化指标，从而指导在涂胶后，应该施加的拧紧力矩的大小，保证实际的预紧力与设 计的预紧力一致。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置；
[0033] 图2为本发明固定有应变片的待测螺栓的立体图；
[0034] 图3为图2的左视图；
[0035] 图中，1、待测螺母，2、待测螺栓，3、固定支架，4、应变片。
【具体实施方式】
[0036] 以下结合图1-3进一步说明本发明。
[0037] 如图1-3所示，本发明的测量防松胶对螺纹连接件预紧力影响的装置主要包括待 测螺母1、待测螺栓2、固定支架3、两个应变片4、力矩扳手、静态应变仪和防松胶。其中，固 定支架3由底座和支架组成，底座一般为平板结构，底座的底面上设有凹槽，凹槽内设有第 二通孔，通孔的孔径小于待测螺栓2螺头的直径，大于待测螺栓2螺杆的直径；支架为前后 面开口或者左右面开口的方体，支架的底面固定在底座上，支架的底面和顶面均设有第一 通孔，且凹槽的第二通孔、支架底面的第一通孔、支架顶面的第一通孔同轴，底座和支架一 体化成型。待测螺栓2由螺杆和固定在螺杆一端的螺头组成，螺杆的中部区域设有相对于 螺杆的中心轴对称的两个平槽，平槽的宽度大于