[發明專利]一種預緊力與預緊力矩關系標定裝置及標定方法

有效

• 申請號: 201410602234.3
• 申請日: 2014-10-31
• 公開（公告）號: CN104406726A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 于兵;胡振興;陳岱松;盧紅立;蘇晗;王帥;張志峰
• 申請（專利權）人: 北京宇航系統工程研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00;G01L5/24
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 王潔

技術領域

本發明屬于飛行器分離裝置領域，具體涉及一種預緊力與預緊力矩關系標定裝置及標定方法。

背景技術

分離螺母類分離裝置以其分離沖擊小、無污染、地面可檢等優勢廣泛用于火箭、導彈等飛行器各部段或儀器設備的連接與分離。

分離螺母分離裝置一般由分離螺母、連接螺栓和捕獲器組成，具有連接、承載和解鎖功能。分離螺母分離裝置依靠分離螺母和連接螺栓之間的螺紋副實現其連接功能，并根據連接剛度需求在分離螺母或連接螺栓一端對分離裝置施加預緊力矩。預緊力矩直接關系到分離裝置的預緊力，進而影響被連接結構的連接剛度，影響整個飛行器飛行時的模態，并最終決定了飛行成敗。

目前，分離螺母類分離裝置的預緊力與預緊力矩關系一般采用如下方法標定：在連接螺栓桿上粘貼應變片用于測量螺栓上的預緊力，把分離裝置安裝在模擬被連接結構上，用力矩扳手在連接螺栓或分離螺母上施加預緊力矩，獲得預緊力矩和對應預緊力的一組數據，通過對預緊力矩和預緊力數據進行擬合，獲得它們的數學關系，完成分離裝置預緊力與預緊力矩關系標定。

這種標定方法存在如下問題：為了引出連接螺栓桿上應變片導線，需要在模擬的被連接結構上挖孔；由于連接螺栓在施加力矩的過程中會發生旋轉，應變片的導線極易纏繞在連接螺栓桿上，導致導線拉斷；標定數據不連續，擬合數據和實際值有一定誤差。因此需要提供一種預緊力與預緊力矩關系標定裝置及標定方法。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術需要在模擬的被連接結構上挖孔、應變片的導線極易纏繞在連接螺栓桿上導致導線拉斷和標定數據不連續的問題，提供一種預緊力與預緊力矩關系標定裝置及標定方法。

實現本發明目的的技術方案如下：

一種預緊力與預緊力矩關系標定裝置，包括能夠提供扭轉載荷的設備、扭轉力傳感器套筒、壓力傳感器工裝、分離螺母套筒和數據處理設備；所述能夠提供扭轉載荷的設備包括設備本體、扭轉端夾具和固定端夾具；連接螺栓通過扭轉力傳感器安裝在扭轉端夾具上，分離螺母通過分離螺母套筒安裝在固定端夾具上，連接螺栓和分離螺母通過螺紋連接安裝在壓力傳感器工裝上；壓力傳感器工裝輸出的壓力信號和扭轉力傳感器套筒輸出的扭矩信號分別通過導線傳輸到數據處理設備上。

所述預緊力與預緊力矩關系標定裝置用于分離螺母類分離裝置。

所述扭轉力傳感器套筒內有扭轉傳感器，能夠輸出扭轉力矩信號；扭轉力傳感器套筒用于連接扭轉端夾具和連接螺栓，一端端面中心開有凹槽，用于安裝連接螺栓的螺栓頭。

所述分離螺母套筒的外觀為柱狀，頂面沿軸向開有與分離螺母的外緣形狀相適應的凹槽，用于安裝分離螺母的壓力傳感器工裝的頂部，能夠把分離螺母和壓力傳感器工裝之間固定。

所述壓力傳感器工裝的頂面與分離螺母頂面形狀相同，底面中心開有軸向中心孔，用于安裝連接螺栓的螺栓桿。

一種上述預緊力與預緊力矩關系標定裝置的標定方法，依次包括如下步驟：

步驟1.安裝連接螺栓和分離螺母，把具有外螺紋的連接螺栓穿過壓力傳感器工裝的中心孔中，旋入具有內螺紋的分離螺母中；把扭力傳感器套筒套在連接螺栓上，把分離螺母套筒套在分離螺母和壓力傳感器工裝上；把扭力傳感器套筒安裝在扭轉夾具上，把分離螺母套筒安裝在固定端夾具上，最后把導線與數據處理設備相連；

步驟2.施加扭轉力矩，通過扭轉端夾具旋轉，輸出扭轉力矩，通過扭力傳感器套筒帶動連接螺栓轉動，連接螺栓通過外螺紋旋入分離螺母的內螺紋中，逐漸旋緊，并在壓力傳感器工裝上產生壓力；

步驟3.輸出信號，壓力傳感器工裝在分離螺母產生的壓力下輸出壓力信號，扭轉力傳感器套筒輸出扭轉力矩信號，兩個信號通過導線傳輸到數據處理設備上；

步驟4.繪制關系曲線，通過數據處理設備將步驟4中扭轉力傳感器套筒輸出扭轉力矩信號和壓力傳感器工裝輸出壓力信號的數據繪制為曲線，這樣就得到了分離裝置預緊力和預緊力矩的關系曲線，完成分離裝置的標定。

與現有防止預緊力下降的方法相比，本發明的有益技術效果在于：(1)本發明能夠連續標定分離裝置的預緊力和預緊力矩關系，并自動繪制預緊力和預緊力矩關系的曲線；(2)本發明能夠保證分離裝置施加預緊力矩時分離螺母和連接螺栓相對與被連接結構的運動狀態保持一致，使標定結果更真實；(3)本發明既適用于分離螺母一端加載力矩也適用于連接螺栓一端加載力矩的分離裝置；(4)本發明中應變片導線都在外部，且不會隨這分離裝置發生扭轉。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；