CN109883631B - 刚度测量装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种刚度测量装置，涉及刚度测量技术领域。该装置用于对鼠笼弹支进行横向刚度测量，包括固定座、转接机构以及测量机构，其中转接机构包括转接梁与转接座，转接梁具有第一端与第二端，转接梁的第一端固定于固定座上，转接梁的第二端贯穿转接座且转动配合，鼠笼弹支固定于转接座远离转接梁的第一端的一端面上，测量机构设于鼠笼弹支远离转接座的一端，测量机构可沿周向测量鼠笼弹支的横向刚度。本公开在测取多个方位横向刚度时，一方面避免了将鼠笼弹支进行重复拆装工作，有效地提高了测量效率；另一方面避免了由于鼠笼弹支安装条件的改变而引入其他测量误差，保证了测量结果的准确性。

Description

刚度测量装置

技术领域

本公开涉及刚度测量技术领域，具体而言，涉及一种刚度测量装置。

背景技术

鼠笼弹支的刚度参数是航空发动机转子系统动力特性分析和临界转速设计的一个重要参数，其数值大小直接影响到转子系统的临界转速、振型、不平衡量响应以及传递特性等。

鼠笼弹支由于周向的弹条加工存在误差，因此鼠笼弹支的不同方位的横向刚度有所差别。而鼠笼弹支横向刚度的不均匀性，会造成支撑在其上的转子圆周不同方位临界转速以及振动响应存在差异。因此，为了检验加工好的鼠笼弹支圆周各方位上的横向刚度差异性大小以及是否满足设计要求，一般需要测取鼠笼弹支圆周不同方位上的横向刚度。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种刚度测量装置，用以测量鼠笼弹支圆周不同方位的横向刚度，以提高鼠笼弹支圆周多个方位横向刚度测量的测量效率。

根据本公开的一个方面，提供一种刚度测量装置，用于对鼠笼弹支进行横向刚度测量，所述刚度测量装置包括固定座、转接机构以及测量机构：所述转接机构包括转接梁与转接座，所述转接梁具有第一端与第二端，所述转接梁的第一端固定于所述固定座上，所述转接梁的第二端贯穿所述转接座且转动配合；所述鼠笼弹支固定于所述转接座远离所述转接梁的第一端的一端面上；所述测量机构设于所述鼠笼弹支远离所述转接座的一端，所述测量机构可沿周向测量所述鼠笼弹支的横向刚度。

在本公开的一种示例性实施例中，在所述转接梁与所述转接座转动配合的接触面上，所述转接梁的外周面包括第一光滑面，所述转接座设有通孔，所述通孔的内表面包括第二光滑面，所述转接梁穿过所述通孔，且所述第二光滑面可转动地贴合所述第一光滑面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一光滑面为自所述转接梁的第二端至第一端方向逐渐扩大的圆锥面。

在本公开的一种示例性实施例中，所述转接梁还包括延伸段，所述延伸段位于所述转接座与所述转接梁的第二端之间，所述转接机构还包括压紧单元：所述压紧单元套设于所述延伸段并相对于所述延伸段可移动，以压紧或放松所述转接座。

在本公开的一种示例性实施例中，所述压紧单元包括套筒与压紧螺帽：所述套筒呈圆筒状，套设于所述延伸段；所述压紧螺帽套设于所述延伸段且位于所述套筒远离所述转接座的一端，所述压紧螺帽螺纹连接于所述延伸段并能通过所述套筒压紧或放松所述转接座。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量机构包括测量座、挂钩、砝码以及位移传感器：所述测量座套设于所述鼠笼弹支远离所述转接座的一端，所述测量座沿周向设有多个挂接孔；所述挂钩一端能悬挂于一个所述挂接孔，所述挂钩另一端设有可承载所述砝码的载重台；所述位移传感器设于所述测量座的竖直正上方，且与所述测量座的中心位于同一竖直线上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量座的外周面包括多个测量平面，且每一个所述测量平面与一个所述挂接孔关于测量座的中心呈中心对称。

在本公开的一种示例性实施例中，所述测量座为圆环状，且所述测量座由两个可拆卸连接的半圆形环拼接而成。

在本公开的一种示例性实施例中，所述鼠笼弹支一端具有圆环状的安装边，所述安装边抵靠于所述转接座上，所述刚度测量装置还包括紧固机构：所述紧固机构套设于所述鼠笼弹支的所述安装边上，并可拆卸地连接于所述转接座上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述紧固机构包括压紧环以及第二连接组件：所述压紧环套设于所述鼠笼弹支的所述安装边上，所述压紧环与所述转接座沿周向对应设有多组通孔；所述第二连接组件配合所述通孔以固定所述压紧环与所述转接座。

由上述技术方案可知，本公开提供一种刚度测量装置，其优点和积极效果在于：

本公开提供的一种刚度测量装置，可以通过转接梁与转接座的之间的转动配合，带动鼠笼弹支旋转一定角度，从而实现对鼠笼弹支多个方位横向刚度的测量。一方面，避免了以往刚度测量装置在测取多个方位横向刚度时，需要将鼠笼弹支进行重复拆装工作，有效地提高了测量效率；另一方面，鼠笼弹支固定于转接座上，既能快速调整鼠笼弹支的周向角度，又不影响鼠笼弹支安装的稳定性，可避免由于鼠笼弹支安装条件的改变而引入其他测量误差，保证了测量结果的准确性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示意性示出本公开示例性实施例中刚度测量装置的整体结构示意图；

图2为图1中沿A-A线的剖面示意图；

图3为图2中沿B-B线的剖面示意图。

附图标记说明如下：100、鼠笼弹支；10、固定座；21、转接梁；22、转接座；23、套筒；24、压紧螺帽；31、测量座；32、挂钩；33、位移传感器；34、挂接孔；35、测量平面；41、压紧环；42、第二连接组件。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知技术方案以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

本说明书中使用用语“一个”、“一”、“该”和“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

相关技术中，为了测取鼠笼弹支圆周某一方位上的横向刚度，可以将鼠笼弹支安装边直接固定在基座平台上，采用不同质量的砝码在鼠笼弹支的自由端施加集中载荷，并通过电涡流位移传感器测量鼠笼弹支自由端的相应位移，进而计算出鼠笼弹支在此方向上的横向刚度。

其中，在安装鼠笼弹支时，使用螺栓配合鼠笼弹支安装边周向分布的螺孔将鼠笼弹支的安装边紧固在基座平台上。而在要测量鼠笼弹支圆周其他方位上的横向刚度时，需要将紧固鼠笼弹支安装边的所有螺栓都拆卸下来，然后将鼠笼弹支旋转一定角度再进行固定，如此反复。

显然，使用传统的鼠笼弹支测量装置进行鼠笼弹支不同方位横向刚度测量时，整个拆卸过程十分麻烦，费时费力，效率低下。特别是当测量的鼠笼弹支圆周方位数目多以及鼠笼弹支数目多时，传统的鼠笼弹支横向刚度测量装置的弊端更加明显，会严重影响工作进度和增加试验人员的体力劳动量。

图1示意性示出本公开示例性实施例中刚度测量装置的整体结构示意图；图2为图1中沿A-A线的剖面示意图；图3为图2中沿B-B线的剖面示意图。

本公开提供的一种刚度测量装置，其优点和积极效果在于：

本公开提供的一种刚度测量装置，可以通过转接梁与转接座的之间的转动配合，带动鼠笼弹支旋转一定角度，从而实现对鼠笼弹支多个方位横向刚度的测量。一方面，避免了以往刚度测量装置在测取多个方位横向刚度时，需要将鼠笼弹支进行重复拆装工作，有效地提高了测量效率；另一方面，鼠笼弹支固定于转接座上，既能快速调整鼠笼弹支的周向角度，又不影响鼠笼弹支安装的稳定性，可避免由于鼠笼弹支安装条件的改变而引入其他测量误差，保证了测量结果的准确性。

在本示例实施例中，如图1、图2所示，转接机构可以包括转接梁21与转接座22，其中转接梁21具有两端，转接梁21第一端可以固定于固定座10上，且为了便于固定转接梁，可以设置转接梁第一端的外周面具有相对两平面。固定座可以具有相对的两平面，其中第一平面可以固定于一水平面上，第二平面可以承载转接梁21第一端的其中一个平面。

详细而言，固定座10可以包括多个螺栓、平垫、螺帽以及横梁，并配合固定座10第二平面上开设的槽道，固定转接梁21。如图1、图2所示，固定座10上开设的槽道可以为倒T型槽，横梁可以为两端向内凹陷的H型横梁。其中，倒T型槽可以开设于转接梁21在固定座10平面投影的两侧，至少四个螺栓的螺栓头置于倒T型槽中，两个H型横梁横跨在转接梁21第一端上的平面上且两端凹陷可配合容纳螺栓，平垫和螺帽扣合在螺栓上以对H型横梁的两端施加压紧力，以将转接梁21固定在固定座10上。在本示例实施例中，为了便于加工，固定座10可以为长方体型，转接梁21第一端可以为圆柱体且具有相对的两平面。在其他实施例中，固定座10与转接梁第一端还可以存在多种相对固定的方式，固定座与转接梁第一端的形状与结构不限于上述描述，本公开在此不做特殊限定。

进一步的，转接梁21的第二端可以贯穿转接座22，且转接梁21与转接座22可以转动配合，从而带动固定于转接座上的鼠笼弹支旋转。为了实现转接梁与转接座的转动配合，转接梁21与转接座22转动配合的接触面上，转接梁21的外周面可以包括第一光滑面，转接座22设有通孔，通孔的内表面可以包括第二光滑面，且第二光滑面可以转动地贴合第一光滑面。具体而言，如图2所示，转接梁21中间段的外周面可以为一圆锥面，该圆锥面自转接梁第二端至第一端方向逐渐扩大，而转接座22的通孔则为与转接梁21圆锥面同锥度的圆锥孔。

进一步的，转接座22带动鼠笼弹支相对于转接梁21转动到需要测量的位置后，需要将转接座与转接梁两者固定。因此，转接机构还可以包括压紧单元，该压紧单元可以包括套筒23与压紧螺帽24。相应地，转接梁21第二端在贯穿通孔后，向远离转接座的方向具有一延伸段，该延伸段可以为圆柱杆，且在圆柱杆靠近端面的圆柱面设有螺纹。套筒23可以套设于该圆柱杆，压紧螺帽24则可以螺纹连接于圆柱杆的圆柱面，套筒23的一端与转接座22接触，套筒23的另一端与压紧螺帽24接触，压紧螺帽24可以配合圆柱杆的螺纹抵紧套筒23，使得转接座22的圆锥孔与转接梁21的圆锥面紧紧贴合，转接座22与转接梁21两者相对固定。而在需要旋转鼠笼弹支时，可以放松压紧螺帽24和套筒23，转接座22与转接梁21之间又可以相对转动。

在其他实施例中，转接梁与转接座之间的转动配合方式不限于此，例如转接梁中间段的外周面还可以为圆周面，转接座的通孔则可以为与转接梁圆周面配合的圆孔。相应地，转接梁与转接座之间的固定方式也不限于此，还可以为卡扣连接、螺栓螺孔连接等方式。本公开在此不做特殊限定。

进一步的，为了实现转接座22带动鼠笼弹支相对转动，需要将鼠笼弹支固定于转接座22上。而为了提高鼠笼弹支的拆装效率，本示例实施例的刚度测量装置还可以包括紧固机构，紧固机构可以套设于鼠笼弹支的安装边上，并可拆卸地连接于所述转接座22。具体而言，紧固机构可以包括压紧环41与第二连接组件42，其中第二连接组件42可以包括螺栓、平垫以及螺帽。如图2所示，鼠笼弹支的安装边可以抵靠于转接座22上，压紧环41呈圆环状，可以套设于鼠笼弹支的安装边上，压紧环41与转接座22沿周向对应设有多组通孔，螺栓置于压紧环与转接座对应的通孔中，并通过平垫与螺帽将压紧环41与转接座22串联起来，拧紧螺栓，以将鼠笼弹支固定在转接座22上。同时，转接梁21的延伸段穿过鼠笼弹支的内腔并伸出至鼠笼弹支端面的外部，使得压紧螺帽24突出于鼠笼弹支的外端面，以便于使用者对压紧螺帽24进行转动操作。

此外，将鼠笼弹支固定于转接座上，在测量一个鼠笼弹支的多个方位的横向刚度过程中，无需重复拆装鼠笼弹支，既能快速调整鼠笼弹支的周向角度，又不影响鼠笼弹支安装的稳定性，可避免由于鼠笼弹支安装条件的改变而引入其他测量误差，保证了测量结果的准确性。

在本示例实施例中，为了对鼠笼弹支进行不同方位的刚度测量，本公开的刚度测量装置还可以包括测量机构。如图2、图3所示，该测量机构可以包括测量座31、挂钩32、砝码以及位移传感器33。其中，测量座31可以套设于鼠笼弹支远离转接座22的一端。测量座31可以为圆环状，且为了便于测量座的安装，可以设置测量座31由两个可拆卸连接的半圆形环拼接而成。详细而言，两个半圆形环拼合套设于鼠笼弹支远离转接座的一端，并在拼合处各设有突出于圆环面的凸部，各所述凸部设有通孔，以通过螺栓、螺帽将连接凸耳固定连接。在其他实施例中，两半圆形环的连接方式还可以为卡扣连接，或者其他能实现固定连接的连接方式，本公开在此不做特殊限定。

进一步的，测量座31沿周向可以设有多个挂接孔，例如挂接孔34。挂钩32的一端具有挂钩头，挂钩头可以伸入到挂接孔34中，并配合螺帽旋紧挂钩头，挂钩32的另一端具有载重台，载重台可以用于盛放砝码。位移传感器33可以设于测量座31的竖直正上方并具有一定间距，并与测量座的中心位于同一竖直线上。

此外，测量座的外周面上还可以包括多个测量平面35，且每一个测量平面可以与一个挂接孔关于测量座的中心呈中心对称，以使每一组关于测量座中心呈中心对称的测量平面与挂接孔，可以用于对鼠笼弹支进行一个方位的刚度测量。即在同一竖直线内，自上向下依次布置有位移传感器33、测量平面35、挂接孔34、挂钩32以及一个或多个砝码。

需要补充的是，在试验前，还可以事先确定需要测量的鼠笼弹支半个圆周内总的横向刚度数量，由此得到测量座上测量平面与挂接孔的数量，并在测量座上加工好相应数量的测量平面与挂接孔。

综上，本公开提供的刚度测量装置，在测量完鼠笼弹支某一方位的横向刚度后，若要测量另一方位的横向刚度，只需要将挂钩32与砝码拆卸下来，放松压紧螺帽24，然后将转接座22连带鼠笼弹支、测量座31整体旋转一定角度，使位移传感器33正对测量座31待测的测量平面35，然后将挂钩32重新悬挂于待测的测量平面35对应的挂接孔34中，再次进行刚度测量。

本公开提供的刚度测量装置在对一个鼠笼弹支进行多个方位的横向刚度测量时，无需将鼠笼弹支重复拆装，大大提高了测量效率。特别是当测量的鼠笼弹支圆周方位数目多以及鼠笼弹支数目多时，能够加快工作进度和减少试验人员的体力劳动量。

上述所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中，如有可能，各实施例中所讨论的特征是可互换的。在上面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组件、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (4)

1.一种刚度测量装置，用于对鼠笼弹支进行横向刚度测量，其特征在于，所述刚度测量装置包括固定座、转接机构以及测量机构：

所述转接机构包括转接梁与转接座，所述转接梁具有第一端与第二端，所述转接梁的第一端固定于所述固定座上，所述转接梁的第二端贯穿所述转接座且转动配合；在所述转接梁与所述转接座转动配合的接触面上，所述转接梁的外周面包括第一光滑面，所述转接座设有通孔，所述通孔的内表面包括第二光滑面，所述转接梁穿过所述通孔，且所述第二光滑面可转动地贴合所述第一光滑面；所述第一光滑面为自所述转接梁的第二端至第一端方向逐渐扩大的圆锥面；

所述鼠笼弹支固定于所述转接座远离所述转接梁的第一端的一端面上；

所述鼠笼弹支一端具有圆环状的安装边，所述安装边抵靠于所述转接座上，所述刚度测量装置还包括紧固机构；所述紧固机构套设于所述鼠笼弹支的所述安装边上，并可拆卸地连接于所述转接座上；所述紧固机构包括压紧环以及第二连接组件；所述压紧环套设于所述鼠笼弹支的所述安装边上，所述压紧环与所述转接座沿周向对应设有多组通孔；所述第二连接组件配合所述通孔以固定所述压紧环与所述转接座；所述测量机构设于所述鼠笼弹支远离所述转接座的一端，所述测量机构可沿周向测量所述鼠笼弹支的横向刚度；

其中，所述测量机构包括测量座、挂钩、砝码以及位移传感器：所述测量座套设于所述鼠笼弹支远离所述转接座的一端，所述测量座沿周向设有多个挂接孔；所述测量座的外周面包括多个测量平面，且每一个所述测量平面与一个所述挂接孔关于测量座的中心呈中心对称；所述挂钩一端能悬挂于一个所述挂接孔，所述挂钩另一端设有可承载所述砝码的载重台；所述位移传感器设于所述测量座的竖直正上方，且与所述测量座的中心位于同一竖直线上。

2.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于，所述转接梁还包括延伸段，所述延伸段位于所述转接座与所述转接梁的第二端之间，所述转接机构还包括压紧单元：

所述压紧单元套设于所述延伸段并相对于所述延伸段可移动，以压紧或放松所述转接座。

3.根据权利要求2所述的刚度测量装置，其特征在于，所述压紧单元包括套筒与压紧螺帽：

所述套筒呈圆筒状，套设于所述延伸段；

所述压紧螺帽套设于所述延伸段且位于所述套筒远离所述转接座的一端，所述压紧螺帽螺纹连接于所述延伸段并能通过所述套筒压紧或放松所述转接座。

4.根据权利要求1所述的刚度测量装置，其特征在于，所述测量座为圆环状，且所述测量座由两个可拆卸连接的半圆形环拼接而成。

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