[發(fā)明專利]一種基于力矩平衡原理的軸向質(zhì)心測量裝置及方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811359750.2 | 申請日： | 2018-11-15 |
| 公開（公告）號： | CN109540387B | 公開（公告）日： | 2020-10-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 孫鳳舉;閆磊;白天;王小三;高炳濤 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航天計量測試技術(shù)研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院 |
| 主分類號： | G01M1/12 | 分類號： | G01M1/12 |
| 代理公司： | 核工業(yè)專利中心 11007 | 代理人： | 任超 |
| 地址： | 100076 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 力矩 平衡 原理 軸向 質(zhì)心 測量 裝置 方法 | ||
1.一種基于力矩平衡原理的軸向質(zhì)心測量裝置，其特征在于：包括一級平臺(2)，一級平臺(2)直接作用在主刀(6)上方，主刀(6)用以支撐一級平臺(2)及其上方的部件并保持平衡；電磁力矩器(1)，用于測量時砝碼粗配后的測量裝置平衡，工裝定位銷(3)與產(chǎn)品定位銷(4)分別用于產(chǎn)品工裝(5)與被測產(chǎn)品(7)的定位；二級平臺(12)布置在一級平臺(2)上方，并繞平臺轉(zhuǎn)軸(11)在一級平臺(2)上傾斜，墊塊(13)用于支撐二級平臺(12)使其和一級平臺(2)形成固定的傾斜夾角，頂升機構(gòu)(8)將一級平臺(2)及其上方的部件頂起，從而脫離主刀(6)；二維副刀(9)為配重砝碼(10)提供力點位置。
2.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的基于力矩平衡原理的軸向質(zhì)心測量裝置的測量方法，其特征在于：包括以下步驟：
第1步：在頂升機構(gòu)(8)頂起的狀態(tài)下安裝產(chǎn)品工裝(5)，刀子坐標系定義為以主刀(6)的中心點為原點，在水平方向內(nèi)垂直于二級平臺(12)旋轉(zhuǎn)軸線的刀線方向定義為Y向；
第2步：安裝完成后降下頂升機構(gòu)(8)，對產(chǎn)品工裝(5)在Y向進行配平，假設(shè)此時Y向配平載荷為dy1；
第3步：啟動頂升機構(gòu)(8)頂起一級平臺(2)，然后傾斜二級平臺(12)使其繞平臺轉(zhuǎn)軸(11)旋轉(zhuǎn)到位，放置墊塊(13)，使二級平臺(12)支撐在墊塊(13)上，保持固定的角度；
第4步：降下頂升機構(gòu)(8)，對傾斜后的產(chǎn)品工裝(5)進行配平，設(shè)此時的Y向配平載荷為dy2；
第5步：啟動頂升機構(gòu)(8)再次頂起一級平臺(2)，將二級平臺(12)置于水平狀態(tài)，安裝被測產(chǎn)品(7)；
第6步：被測產(chǎn)品(7)安裝完成后降下頂升機構(gòu)(8)，假設(shè)Y向的二維副刀(9) 的刀點距主刀(6)的刀線水平距離為LY，由三點稱重法測量得到被測產(chǎn)品(7)的質(zhì)心位置為YG，那么測量時理論上在Y向上的配平質(zhì)量應(yīng)為如下的mY；
式中：
M——被測產(chǎn)品(7)的質(zhì)量，kg；
第7步：采用配重砝碼(10)進行加載，若加載后系統(tǒng)的偏載超出了電磁力矩器(1)的調(diào)節(jié)能力，則根據(jù)偏載方向改變加載載荷，直至系統(tǒng)處于電磁力矩器(1)可控范圍內(nèi)，設(shè)此時實際加載的砝碼為
第8步：啟動電磁力矩器(1)使一級平臺(2)在Y向處于平衡狀態(tài)，設(shè)由電磁力矩器(1)加載的載荷量折算至二維副刀(9)的刀點位置的載荷量為mY'，則總的配平載荷為因其中包含了用于配平產(chǎn)品工裝(5)的配平載荷dy1，所以實際用于平衡被測產(chǎn)品(7)的載荷為因此被測產(chǎn)品(7)在二級平臺(12)水平狀態(tài)下的Y向質(zhì)心坐標如下式Y(jié)1所示；
式中：
—Y向?qū)嶋H加載的砝碼量，即mY的取整，kg；
第9步：啟動頂升機構(gòu)(8)再次頂起一級平臺(2)，然后傾斜二級平臺(12)使其繞平臺轉(zhuǎn)軸(11)旋轉(zhuǎn)到位，移動墊塊(13)至特定位置，使二級平臺(12)支撐在墊塊(13)上；
第10步：假設(shè)由三點稱重法測量得到二級平臺(12)傾斜狀態(tài)下被測產(chǎn)品(7)的質(zhì)心位置為YG2，那么測量時理論上在Y向上的配平質(zhì)量應(yīng)為如下的mY2；
采用配重砝碼(10)進行加載，若加載后系統(tǒng)的偏載超出了電磁力矩器(1) 的調(diào)節(jié)能力，則根據(jù)偏載方向改變加載載荷，直至系統(tǒng)處于電磁力矩器(1)可控范圍內(nèi)，設(shè)此時實際加載的砝碼為
第11步：啟動電磁力矩器(1)配平后，設(shè)由電磁力矩器(1)加載的載荷量折算至二維副刀(9)的刀點位置的載荷量為mY2'，則實際配平載荷為因其中包含了用于配平傾斜狀態(tài)下產(chǎn)品工裝(5)的配平載荷，所以用于平衡被測產(chǎn)品(7)的載荷為因此傾斜狀態(tài)下被測產(chǎn)品(7)的質(zhì)心坐標在Y向上如下式中的Y2所示；
式中：
—被測產(chǎn)品7傾斜狀態(tài)下Y向?qū)嶋H加載的砝碼量，即mY2的取整；
第12步：軸向質(zhì)心的位置解算按下式進行，其中a為被測產(chǎn)品(7)的質(zhì)心位置距底平面的垂直距離，即軸向質(zhì)心位置；
式中：
L—被測產(chǎn)品(7)的總長，即頂點距底平面之間的垂直距離；
S—二級平臺(12)的旋轉(zhuǎn)軸到主刀(6)的刀點在水平面內(nèi)的距離；
α—二級平臺(12)的傾斜角度；
t—產(chǎn)品工裝(5)上平面到平臺轉(zhuǎn)軸(11)在豎直方向上的距離。
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