三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是剛體重要的物理量之一，有著很特殊的物理意義。測(cè)量物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 的測(cè)量方法有多種，包括計(jì)算法和測(cè)量法。計(jì)算法可以用于形狀規(guī)則，質(zhì)量分布均勻的被測(cè) 物體，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便易懂。對(duì)于形狀復(fù)雜難以計(jì)算的被測(cè)物體，要用測(cè)量法。測(cè)量法從最簡(jiǎn) 單的落體法，發(fā)展到復(fù)擺法、三線擺，再到扭擺法。落體法測(cè)量物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量具有簡(jiǎn)便性， 常用于中小型如齒輪、渦輪、活塞等物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量，但落體法在測(cè)量過(guò)程中受阻尼影 響較大，導(dǎo)致測(cè)量精度相對(duì)較低。復(fù)擺法相對(duì)來(lái)說(shuō)，測(cè)量精度有所提高，測(cè)量環(huán)節(jié)也不復(fù)雜， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，但是比較適合測(cè)量長(zhǎng)徑比較大的物體。線擺法由于成本低、易于實(shí)現(xiàn)， 并且受阻尼的影響比較小，在生產(chǎn)實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于質(zhì)量較小物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量測(cè)量，測(cè)量過(guò)程具有簡(jiǎn)便性，測(cè)量精度也可以達(dá)到要求，但是在測(cè)量過(guò)程中，往往由于被 測(cè)物體在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)稍微扭動(dòng)，造成擺動(dòng)周期準(zhǔn)確測(cè)定有困難。另外，懸擺懸線如果受到 很大的載荷作用，可能由于剛度不足，懸線便有可能伸長(zhǎng)變形，使測(cè)量誤差增大，所以該測(cè) 量方法對(duì)懸線的剛度、長(zhǎng)度和懸掛位置有一定的要求，并且對(duì)于測(cè)量大質(zhì)量的物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量時(shí)，懸線存在吊裝不安全等問(wèn)題。扭擺法的測(cè)試精度最高，裝夾方便，誤差可小于1%，其 誤差主要來(lái)自摩擦阻力和空氣阻力，并且可以通過(guò)改進(jìn)結(jié)構(gòu)提高測(cè)試精度，現(xiàn)有技術(shù)中一 般采用單扭桿測(cè)量裝置或單雙扭桿切換測(cè)量裝置；采用單扭桿來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量， 對(duì)于測(cè)量的范圍有一定的限制；而采用單雙扭桿的切換機(jī)構(gòu)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，相比于單扭桿 測(cè)量裝置，雖然在一定程度上提高了測(cè)量范圍，但是提高的范圍幅度有限，測(cè)量精度低，不 能滿足需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提出一種三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的測(cè)量 精度低的問(wèn)題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置包括機(jī)架、吊框機(jī)構(gòu)、第一扭 桿、第二扭桿、第三扭桿、拉緊機(jī)構(gòu)、光電傳感器和支撐套；
[0005] 所述吊框機(jī)構(gòu)上端通過(guò)上連接軸與所述機(jī)架頂部固定連接，下端通過(guò)下連接軸與 所述機(jī)架中部固定連接；所述拉緊機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述機(jī)架上端，所述第一扭桿上端通過(guò)上夾 緊塊與所述拉緊機(jī)構(gòu)固定連接，下端通過(guò)下夾緊塊與所述下連接軸固定連接；所述支撐套 上端與所述機(jī)架中部固定連接，下端與所述機(jī)架底部固定連接；所述第二扭桿和第三扭桿 在整體設(shè)置在支撐套內(nèi)部，第二扭桿上端通過(guò)上夾緊塊與所述下連接軸固定連接，所述第 二扭桿和第三扭桿連接處通過(guò)可動(dòng)插銷A實(shí)現(xiàn)在支撐套上的固定和脫開，所述第三扭桿下 端通過(guò)可動(dòng)插銷B實(shí)現(xiàn)在支撐套上的固定和脫開；
[0006] 所述光電傳感器設(shè)置固定在所述機(jī)架中部，檢測(cè)吊框機(jī)構(gòu)的擺角。
[0007] 所述拉緊機(jī)構(gòu)、上連接軸、吊框機(jī)構(gòu)、下連接軸和支撐套同軸。
[0008] 所述測(cè)量裝置還包括保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置螺紋筒、螺桿、安裝螺母、手柄A和V 型滑塊，所述螺紋筒與所述螺桿形成螺紋副，螺桿一端與所述手柄A連接，另一端與所述V 型滑塊連接；兩個(gè)保護(hù)裝置相對(duì)設(shè)置在吊框機(jī)構(gòu)兩側(cè)，通過(guò)安裝螺母固定在所述機(jī)架上。
[0009] 所述測(cè)量裝置還包括解脫釋放機(jī)構(gòu)，所述解脫釋放機(jī)構(gòu)包括固定板、限位塊、直線 導(dǎo)軌、滑塊、軸承B和手柄B ;所述直線導(dǎo)軌固定在所述固定板上，滑塊與直線導(dǎo)軌形成滑動(dòng) 副，所述直線導(dǎo)軌一端設(shè)置有限位塊，所述滑塊上遠(yuǎn)離滑塊的一端設(shè)置有軸承B，所述手柄 B固定在所述滑塊上，所述固定板固定在所述機(jī)架中部，通過(guò)手柄B帶動(dòng)滑塊沿直線導(dǎo)軌滑 動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)軸承B與吊框機(jī)構(gòu)的鎖緊或松開。
[0010] 所述滑塊滑動(dòng)方向與吊框機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)方向成90°。
[0011] 所述拉緊機(jī)構(gòu)包括圓柱筒和螺紋帽，所述圓柱筒底端與所述機(jī)架頂部固定連接， 圓柱筒設(shè)置有外螺紋，所述圓柱筒和螺紋帽形成螺紋副，所述第一扭桿與所述螺紋帽通過(guò) 上夾緊塊固定連接。
[0012] 所述吊框機(jī)構(gòu)內(nèi)還包括夾具和壓緊盤，所述夾具位于所述吊框機(jī)構(gòu)底部，通過(guò)壓 緊盤實(shí)現(xiàn)試件在所述夾具上的定位。
[0013] 所述上連接軸上端通過(guò)軸承A與機(jī)架頂部連接，下端通過(guò)螺釘與所述吊框機(jī)構(gòu)固 定連接；所述下連接軸上端通過(guò)螺釘與所述吊框機(jī)構(gòu)固定連接，下端通過(guò)軸承A與機(jī)架中 部連接。
[0014] 所述第一扭桿、第二扭桿和第三扭桿滿足以下關(guān)系：
[0015]
[0016]
[0017] 其中=D1為第一扭桿的直徑，D 2為第二扭桿的直徑，D 3為第三扭桿的直徑，L i為第 一扭桿的作用長(zhǎng)度，L2為第二扭桿的作用長(zhǎng)度，L 3為第三扭桿的作用長(zhǎng)度；在設(shè)計(jì)雙扭桿轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量測(cè)量裝置時(shí)，受結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)的限制，諧振周期在一定時(shí)間范圍內(nèi)時(shí)所測(cè)得的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量的結(jié)果才是合理的，超出這個(gè)范圍，測(cè)量結(jié)果和測(cè)量精度就得不到保障。設(shè)此有效范圍為 T\~T2，其中，T1ST213
[0018] 所述第一扭桿、第二扭桿和第三扭桿滿足以下關(guān)系：
[0019]
[0020]
[0021] 其中=D1為第一扭桿的直徑，D 2為第二扭桿的直徑，D 3為第三扭桿的直徑，L i為第 一扭桿的作用長(zhǎng)度，L2為第二扭桿的作用長(zhǎng)度，L 3為第三扭桿的作用長(zhǎng)度；在設(shè)計(jì)雙扭桿轉(zhuǎn) 動(dòng)慣量測(cè)量裝置時(shí)，受結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)的限制，諧振周期在一定時(shí)間范圍內(nèi)時(shí)所測(cè)得的轉(zhuǎn)動(dòng)慣 量的結(jié)果才是合理的，超出這個(gè)范圍，測(cè)量結(jié)果和測(cè)量精度就得不到保障。設(shè)此有效范圍為 T\~T2，其中，T1ST213
[0022] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置采用可動(dòng)插銷進(jìn)行三扭 桿的切換，當(dāng)可動(dòng)插銷A和可動(dòng)插銷B同時(shí)拔下時(shí)，第三扭桿下端沒(méi)有約束，只有第一扭桿 工作；可動(dòng)插銷A拔下可動(dòng)插銷B插上時(shí)，第二扭桿和第三扭桿串聯(lián)，再與第一扭桿并聯(lián)工 作；可動(dòng)插銷A和可動(dòng)插銷B同時(shí)插上時(shí)，第一扭桿和第二扭桿并聯(lián)工作。從而一臺(tái)設(shè)備可 以實(shí)現(xiàn)三臺(tái)設(shè)備的功能，極大地降低了成本，而且大大的提高了轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)量范圍，提高 測(cè)量精度，方便地解決了單雙扭桿存在的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置試件橫向放置時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置試件縱向放置時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置中的保護(hù)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置中的解脫釋放機(jī)構(gòu)示意圖；
[0027] 其中：1、上夾緊塊，2、拉緊機(jī)構(gòu)，201、圓柱筒，202、螺紋帽，3、第一扭桿，4、下夾緊 塊，5、軸承A，6、上連接軸，7、吊框機(jī)構(gòu)，8、保護(hù)裝置，801、V型滑塊，802、螺桿，803、螺紋筒， 804、安裝螺母，805、手柄A，9、壓緊盤，10、試件，11、夾具，12、下連接軸，13、解脫釋放機(jī)構(gòu)， 1301、軸承B，1302、手柄B，1303、滑塊，1304、直線導(dǎo)軌，1305、限位塊，1306、固定板，14、第 二扭桿，15、可動(dòng)插銷A，16、第三扭桿，17、支撐套，18、可動(dòng)插銷B，19、機(jī)架，20、光電傳感 器。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0029] 參見(jiàn)附圖1和附圖2,本發(fā)明的三扭桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)量裝置包括機(jī)架19、吊框機(jī)構(gòu)7、 第一扭桿3、第二扭桿14、第三扭桿16、拉緊機(jī)構(gòu)2、光電傳感器20和支撐套17 ;
[0030] 所述吊框機(jī)構(gòu)7上端通過(guò)上連接軸6與所述機(jī)架19頂部固定連接，下端通過(guò)下連 接軸12與所述機(jī)架19中部固定連接；所述拉緊機(jī)構(gòu)2設(shè)置在所述機(jī)架19上端，所述第一 扭桿3上端通過(guò)上夾緊塊1與所述拉緊機(jī)構(gòu)2固定連接，下端通過(guò)下夾緊塊4與所述下連 接軸12固定連接；所述支撐套17上端與所述機(jī)架19中部固定連接，下端與所述機(jī)架19底 部固定連接；所述第二扭桿14和第三扭桿16在整體設(shè)置在支撐套17內(nèi)部，第二扭桿14上 端通過(guò)上夾緊塊1與所述下連接軸12固定連接，所述第二扭桿14和第三扭桿16連接處通 過(guò)可動(dòng)插銷A15實(shí)現(xiàn)在支撐套17上的固定和脫開，所述第三扭桿16下端通過(guò)可動(dòng)插銷B18 實(shí)現(xiàn)在支撐套17上的固定和脫開；
[0031] 所述光電傳感器20設(shè)置固定在所述機(jī)架19中部，檢測(cè)吊框機(jī)構(gòu)7的擺角。
[0032] 所述拉緊機(jī)構(gòu)2、上連接軸6、吊框機(jī)構(gòu)7、下連接軸12和支撐套17同軸。
[0033] 參見(jiàn)附圖3,所述測(cè)量裝置還包括保護(hù)裝置8,所述保護(hù)裝置8螺紋筒803、螺桿 802、安裝螺母804、手柄A805和V型滑塊1303801，所述螺紋筒803與所述螺桿802形成螺 紋副，螺桿802 -端與所述手柄A805連接，另一端與所述V型滑塊1303801連接；兩個(gè)保護(hù) 裝置8