專(zhuān)利名稱(chēng)：槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種槳葉靜平衡重心的測(cè)量方法，尤其是涉及一種槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
參見(jiàn)圖1，圖2，在調(diào)距槳的槳葉設(shè)計(jì)制造過(guò)程中，對(duì)于每一片槳葉都進(jìn)行P、Y和Z的測(cè)量，其中P為槳葉3的重量，Y為槳葉3重心到螺旋槳中心線(xiàn)d的距離，Z為槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c的距離，a是螺旋槳中心線(xiàn)d到槳葉法蘭31端面的距離。對(duì)于裝在同一調(diào)距槳上的所有葉片，其誤差要在一個(gè)允許的設(shè)計(jì)公差之內(nèi)。在進(jìn)行單片槳葉靜平衡測(cè)量時(shí)，實(shí)際上就是要測(cè)量P，Y和Z的大小，以便評(píng)估槳葉3的制造精度是否符合圖紙的要求。目前常見(jiàn)的方法有兩點(diǎn)法和三點(diǎn)法如圖1，圖2，所謂兩點(diǎn)法靜平衡測(cè)量法，是用兩支點(diǎn)b將槳葉3支起，移動(dòng)支點(diǎn)b，使支點(diǎn)b兩邊平衡，然后測(cè)量支點(diǎn)b到槳葉法蘭31的距離，實(shí)際相當(dāng)于是測(cè)量Y值。兩點(diǎn)法靜平衡，比較難找到平衡點(diǎn)，一般只能測(cè)量Y值，而且精度很低，Z值很難測(cè)量。
參見(jiàn)圖3，圖4，所謂三點(diǎn)法是設(shè)定三個(gè)支點(diǎn)b的坐標(biāo)，槳葉3放置在這三個(gè)支點(diǎn)b上，測(cè)量各支點(diǎn)b的受力，通過(guò)測(cè)量三個(gè)支點(diǎn)b的坐標(biāo)和受力可以獲得槳葉3重心的位置坐標(biāo)和重力的大小，即P，Y，Z均可以得到。2003年8月13日，中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種三點(diǎn)稱(chēng)重式靜平衡CN1435682，其原理是將被測(cè)工件中心放置在由三組傳感器組成的支面內(nèi)，并和分布在同一圓周上三傳感器中心同心。根據(jù)理論力學(xué)中平面平行力系合成法，利用三個(gè)傳感器傳出電壓信號(hào)，經(jīng)放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出工件的偏心量，同時(shí)計(jì)算出加重或去重的位置及重量。主要用于測(cè)量工件的不平衡量。三點(diǎn)法靜平衡測(cè)量，理論上可以準(zhǔn)確地獲得P，Y，Z的值，但是整個(gè)裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，因?yàn)槊總€(gè)支點(diǎn)下面都有應(yīng)力傳感器，加上顯示儀器儀表，價(jià)格比較高；而且，各支點(diǎn)的力的測(cè)量精度和應(yīng)力傳感器的精度有很大的關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的比較難找到支撐平衡點(diǎn)，只能測(cè)量一維重心位置等技術(shù)問(wèn)題，提供了一種不用尋找槳葉支撐平衡點(diǎn)的，能夠測(cè)量?jī)删S重心數(shù)據(jù)的槳葉靜平衡重心的測(cè)量方法。
本發(fā)明還有一目的是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本太高，各支點(diǎn)的力的測(cè)量精度和應(yīng)力傳感器的精度有很大的關(guān)系等的技術(shù)問(wèn)題；提供了一種測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，測(cè)量精度高的槳葉靜平衡重心的測(cè)量方法。
本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的1.一種槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟A.對(duì)槳葉進(jìn)行稱(chēng)重，得出槳葉的重量；
B.確定槳葉重心到槳葉法蘭的距離；1)將平衡軸置于鉸座上，調(diào)整其重心處于鉸座的中心，使平衡軸兩端平衡，測(cè)量鉸座的支點(diǎn)中心到平衡軸端面的距離；2)再將槳葉法蘭安裝到平衡軸端面上，在平衡軸另一端至鉸座中心的距離的位置向下施加作用力，使平衡軸呈水平狀態(tài)，測(cè)量作用力的大??；3)由力矩平衡公式Y(jié)’＝F1·Y3/P，計(jì)算得出槳葉重心到鉸座中心的距離，按照Y’-Y2＝Y(jié)1，計(jì)算得出槳葉重心到槳葉法蘭的距離；C.確定槳葉重心到法蘭中心線(xiàn)的距離；1)將平衡軸的兩端平置于兩個(gè)軸承座上，在平衡軸一端的徑向穿上平衡桿，調(diào)整平衡桿在平衡軸上的徑向伸出長(zhǎng)度，使在平衡桿呈水平狀態(tài)；2)將槳葉法蘭安裝到平衡軸另一端的端面上，在與槳葉重心對(duì)稱(chēng)一側(cè)的平衡桿上，以平衡軸軸線(xiàn)至平衡桿一端的距離的位置向下施加平衡力，使平衡桿呈水平狀態(tài)，測(cè)量平衡力的大??；3)由力矩平衡公式Z＝F2·Z1/P，計(jì)算得出槳葉重心到法蘭中心線(xiàn)的距離。
本發(fā)明采用一種即準(zhǔn)確又簡(jiǎn)便的單片槳葉靜平衡方案，即力矩法靜平衡測(cè)量方法。其原理是先測(cè)量單片槳葉的重量，然后測(cè)量槳葉在垂直和水平方向的平衡力矩，通過(guò)力矩平衡計(jì)算出槳葉重心到螺旋槳中心線(xiàn)的距離和槳葉重心到法蘭中心線(xiàn)的距離，由此便可判定槳葉的制造精度是否符合圖紙要求。
本發(fā)明還可以在步驟B和步驟C中，采用彈簧秤懸重測(cè)量其作用力和平衡力。
本發(fā)明所述的鉸座上設(shè)置有在其中心可穿入平衡軸的球鉸萬(wàn)向節(jié)。
本發(fā)明還可以在球鉸萬(wàn)向節(jié)上設(shè)置有固定平衡軸的鎖定機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還可以在所述的鉸座上設(shè)置有鉸座中心標(biāo)記線(xiàn)。
本發(fā)明所述的平衡軸一端設(shè)置有可與槳葉法蘭連接的法蘭盤(pán)，其另一端上設(shè)置有可穿入平衡桿的徑向通孔。
本發(fā)明還可以在平衡軸上設(shè)置有固定平衡桿的鎖緊機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明還可以在平衡軸的表面上設(shè)置有軸心標(biāo)記線(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是1.不用尋找槳葉支撐平衡點(diǎn)，測(cè)量方法直觀、簡(jiǎn)便，速度快捷，測(cè)量精度較高。2.測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，易于推廣。3.操作簡(jiǎn)單，本方法也可對(duì)其他零部件進(jìn)行靜平衡測(cè)量，適應(yīng)范圍廣。


圖1是兩點(diǎn)法靜平衡測(cè)量法的測(cè)量示意圖；圖2是圖1旋轉(zhuǎn)后的俯視圖；圖3是三點(diǎn)法靜平衡測(cè)量法的測(cè)量示意圖；圖4是圖3旋轉(zhuǎn)后的俯視圖；圖5是本發(fā)明的槳葉3在鉸座2上安裝的示意圖；圖6是圖5的左視圖；圖7是本發(fā)明的槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c距離測(cè)量的示意圖。
圖中，平衡軸1、法蘭盤(pán)11、徑向通孔12、鎖緊機(jī)構(gòu)13、軸心標(biāo)記線(xiàn)14、鉸座2、球鉸萬(wàn)向節(jié)21、鉸座中心標(biāo)記線(xiàn)22、鎖定機(jī)構(gòu)23、槳葉3、槳葉法蘭31、軸承座4、平衡桿5、螺旋槳中心線(xiàn)d到槳葉法蘭31端面的距離a、支點(diǎn)b、法蘭中心線(xiàn)c、螺旋槳中心線(xiàn)d、槳葉重量P、作用力F1、平衡力F2、槳葉3重心到螺旋槳中心線(xiàn)d的距離Y、槳葉3重心到槳葉法蘭31的距離Y1、鉸座2的支點(diǎn)中心到平衡軸1端面的距離Y2、平衡軸1另一端作用力F1到鉸座2中心的距離Y3、槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c的距離Z、平衡軸1軸線(xiàn)至平衡桿5一端平衡力F2的距離Z1。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合

，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1，圖5，圖6，圖7，本發(fā)明一種槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，包括以下步驟A.對(duì)槳葉3進(jìn)行稱(chēng)重，得出槳葉3的重量P；B.確定槳葉3重心到槳葉法蘭31的距離Y1；1)將平衡軸1置于鉸座2上，調(diào)整其重心處于鉸座2的中心，使平衡軸1兩端平衡，測(cè)量鉸座2的支點(diǎn)中心到平衡軸1端面的距離Y2。這時(shí)鉸座2的支點(diǎn)中心就剛好支撐在平衡軸1的重心位置。
2)再將槳葉法蘭31安裝到平衡軸1端面上，在平衡軸1另一端至鉸座2中心的距離Y3的位置向下施加作用力F1，使平衡軸1呈水平狀態(tài)，測(cè)量作用力F1的大小。其中平衡軸1另一端距離鉸座2中心長(zhǎng)度Y3可以為固定值，也可以隨平衡軸1另一端的長(zhǎng)度而改變。平衡軸1另一端距離鉸座2中心長(zhǎng)度Y3越小，施加的作用力F1越大，反之，施加的作用力F1越小。
3)由力矩平衡公式Y(jié)’＝F1·Y3/P，計(jì)算得出槳葉3重心到鉸座2中心的距離Y’，按照Y’-Y2＝Y(jié)1，計(jì)算得出槳葉3重心到槳葉法蘭31的距離Y1。
C.確定槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c的距離Z；1)將平衡軸1的兩端平置于兩個(gè)軸承座4上，在平衡軸1一端的徑向穿上平衡桿5，調(diào)整平衡桿5在平衡軸1上的徑向伸出長(zhǎng)度，使在平衡桿5呈水平狀態(tài)。
2)將槳葉法蘭31安裝到平衡軸1另一端的端面上，在與槳葉3重心對(duì)稱(chēng)一側(cè)的平衡桿5上，以平衡軸1軸線(xiàn)至平衡桿5一端的距離Z1的位置向下施加平衡力F2，使平衡桿5呈水平狀態(tài)，測(cè)量平衡力F2的大??；其中平衡軸1軸線(xiàn)至平衡桿5一端長(zhǎng)度Z1可以為固定值，也可以隨平衡桿5一端的長(zhǎng)度而改變。平衡軸1軸線(xiàn)至平衡桿5一端長(zhǎng)度Z1越小，施加的平衡力F2越大，反之，施加的作用力F2越小。
3)由力矩平衡公式Z＝F2·Z1/P，計(jì)算得出槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c的距離Z。
由以上步驟可知，槳葉3的重量P是通過(guò)簡(jiǎn)單稱(chēng)重的方式得出。
槳葉3重心到螺旋槳中心線(xiàn)d的距離Y是通過(guò)測(cè)量平衡軸1的軸向平衡作用力，換算出槳葉3重心到槳葉法蘭31的距離Y1，再算出來(lái)的。參見(jiàn)圖1，對(duì)于某一螺旋槳而言，螺旋槳中心線(xiàn)d到槳葉法蘭31端面的距離a是一個(gè)已知的定值，只要經(jīng)本方法測(cè)量得出槳葉3重心到槳葉法蘭31的距離Y1，按照Y＝Y(jié)1+a，就很容易換算出Y的數(shù)值。
槳葉3重心到法蘭中心線(xiàn)c的距離Z則是通過(guò)測(cè)量平衡軸1的徑向平衡力再換算出來(lái)的。至此，槳葉靜平衡測(cè)量中的P，Y和Z三個(gè)值均已獲得。
為保證力矩測(cè)量的方便和準(zhǔn)確性，在步驟B和步驟C中，可采用彈簧秤懸重測(cè)量其作用力F1和平衡力F2。即在施力點(diǎn)上懸掛彈簧秤，彈簧秤的下方懸掛法碼進(jìn)行稱(chēng)重，可較精確的測(cè)出作用力F1和平衡力F2的數(shù)值。
鉸座2對(duì)平衡軸1的支撐應(yīng)保證其平衡的靈敏度和安裝的方便快捷，因此最好是在上所述的鉸座2上設(shè)置有在其中心可穿入平衡軸1的球鉸萬(wàn)向節(jié)21。平衡軸1穿入球鉸萬(wàn)向節(jié)21中并可進(jìn)行軸向滑動(dòng)，為調(diào)整平衡軸1自身的平衡帶來(lái)方便。同時(shí)為保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，還可以在球鉸萬(wàn)向節(jié)21上設(shè)置有固定平衡軸1的鎖定機(jī)構(gòu)23，以避免在施加作用力F1時(shí)，平衡軸1所產(chǎn)生的軸向滑動(dòng)。鎖定機(jī)構(gòu)23可以是設(shè)置在球鉸萬(wàn)向節(jié)21上可壓緊平衡軸1的鎖定螺栓。為便于度量平衡軸1軸向上的長(zhǎng)度數(shù)值，可以在所述的鉸座2上設(shè)置有鉸座中心標(biāo)記線(xiàn)22。
平衡軸1的結(jié)構(gòu)形式可以多樣，最好是將所述的平衡軸1一端設(shè)置有可與槳葉法蘭c連接的法蘭盤(pán)11，其另一端上設(shè)置有可穿入平衡桿5的徑向通孔12。這樣既便于平衡軸1與槳葉3的連接，又使平衡軸1可以適用于兩個(gè)方向(軸向和徑向)的測(cè)量。在平衡軸1上也可以設(shè)置有固定平衡桿5的鎖緊機(jī)構(gòu)13。以避免在施加作用力F2時(shí)，平衡桿5在平衡軸1徑向上的滑動(dòng)。為便于度量平衡軸1徑向上的長(zhǎng)度數(shù)值，在平衡軸1的表面上還可以設(shè)置有軸心標(biāo)記線(xiàn)14。
采用本發(fā)明的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，對(duì)WP73/4-D型調(diào)距槳槳葉進(jìn)行靜平衡測(cè)量，測(cè)量精度不大于牛頓/毫米。在本方法中若分別采用重量傳感器和長(zhǎng)度傳感器其測(cè)量精度還可提高。
本發(fā)明方法也可以應(yīng)用于其他零部件的靜平衡測(cè)量中。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟A.對(duì)槳葉(3)進(jìn)行稱(chēng)重，得出槳葉(3)的重量(P)；B.確定槳葉(3)重心到槳葉法蘭(31)的距離(Y1)；1)將平衡軸(1)置于鉸座(2)上，調(diào)整其重心處于鉸座(2)的中心，使平衡軸(1)兩端平衡，測(cè)量鉸座(2)的支點(diǎn)中心到平衡軸(1)端面的距離(Y2)；2)再將槳葉法蘭(31)安裝到平衡軸(1)端面上，在平衡軸(1)另一端至鉸座(2)中心的距離(Y3)的位置向下施加作用力(F1)，使平衡軸(1)呈水平狀態(tài)，測(cè)量作用力(F1)的大??；3)由力矩平衡公式Y(jié)’＝F1·Y3/P，計(jì)算得出槳葉(3)重心到鉸座(2)中心的距離(Y’)，按照Y’-Y2＝Y(jié)1，計(jì)算得出槳葉(3)重心到槳葉法蘭(31)的距離(Y1)；C.確定槳葉(3)重心到法蘭中心線(xiàn)(c)的距離(Z)；1)將平衡軸(1)的兩端平置于兩個(gè)軸承座(4)上，在平衡軸(1)一端的徑向穿上平衡桿(5)，調(diào)整平衡桿(5)在平衡軸(1)上的徑向伸出長(zhǎng)度，使在平衡桿(5)呈水平狀態(tài)；2)將槳葉法蘭(31)安裝到平衡軸(1)另一端的端面上，在與槳葉(3)重心對(duì)稱(chēng)一側(cè)的平衡桿(5)上，以平衡軸(1)軸線(xiàn)至平衡桿(5)一端的距離(Z1)的位置向下施加平衡力(F2)，使平衡桿(5)呈水平狀態(tài)，測(cè)量平衡力(F2)的大??；3)由力矩平衡公式Z＝F2·Z1/P，計(jì)算得出槳葉(3)重心到法蘭中心線(xiàn)(c)的距離(Z)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，在步驟B和步驟C中，采用彈簧秤懸重測(cè)量其作用力(F1)和平衡力(F2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，所述的鉸座(2)上設(shè)置有在其中心可穿入平衡軸(1)的球鉸萬(wàn)向節(jié)(21)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，在球鉸萬(wàn)向節(jié)(21)上設(shè)置有固定平衡軸(1)的鎖定機(jī)構(gòu)(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，所述的鉸座(2)上設(shè)置有鉸座中心標(biāo)記線(xiàn)(22)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，所述的平衡軸(1)一端設(shè)置有可與槳葉法蘭(31)連接的法蘭盤(pán)(11)，其另一端上設(shè)置有可穿入平衡桿(5)的徑向通孔(12)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，在平衡軸(1)上設(shè)置有固定平衡桿(5)的鎖緊機(jī)構(gòu)(13)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，其特征在于，在平衡軸(1)的表面上設(shè)置有軸心標(biāo)記線(xiàn)(14)。
全文摘要
槳葉靜平衡重心的力矩測(cè)量方法，通過(guò)在鉸座2或軸承座4上放置平衡軸1并連接槳葉3，可分別測(cè)量出槳葉3重心至螺旋槳中心線(xiàn)d的距離Y和槳葉3重心至法蘭中心線(xiàn)c的距離Z，測(cè)量方法直觀、簡(jiǎn)便，速度快捷，測(cè)量精度較高。測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，易于推廣。操作簡(jiǎn)單，也可用于其他零部件的靜平衡測(cè)量，適應(yīng)范圍廣。
文檔編號(hào)G01M1/10GK101074896SQ200710052529
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月22日
發(fā)明者邱曉峰, 衛(wèi)建兵, 黃昭鋒 申請(qǐng)人:武漢船用機(jī)械有限責(zé)任公司