大型复杂曲面工件的重心倾测方法研究.pdf

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1、第l2期组合机床与自动化加工技术NO．122013年l2月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueDec．2013文章编号：1001—2265(2013)12—0001—03大型复杂曲面工件的重心倾测方法研究术梁延德，郭超，王治雄，何福本，孙捷夫(大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要：以某大型船用螺旋桨桨叶作为研究对象，根据重心位置的三维测量原理，应用传感器技术，分别在水平姿态和倾斜姿态下测量支撑力，利用力矩平衡原理和坐标

2、系转换方法得到桨叶重心位置，此方法可称为重心倾测法。同时建立相关的数学模型，结合实际情况，对整体误差进行分析和处理。实验结果表明该重心倾测方法具有较高的精确性，对大型复杂曲面工件的重心测量和位置标定具有一定的指导意义。关键词：螺旋桨桨叶；重心测量；定位方法；误差分析中图分类号：TH162；TG65；TP391文献标识码：AStudyontheTiltMeasurementoftheGravityCenterforLargeWorkpiecewithComplexSurfaceLIANGYan-de

3、，GUOChao，WANGZhi—xiong，HEFu—ben，SUNJie—fu(SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology，DalianLiaoning116024，China)Abstract：Thispaperpresentsamethodforgravitycentermeasurementforalargemarinepropellerbladeinlightofthethree—dimensionalmeasu

4、ringprincipleforthegravitycenter．Combiningwiththetorquebalanceprincipleandcoordinateconversion，appliedwiththesensortechnology，thegravitycenterCanbeobtainedthroughmeasuringtheforceinhorizontalandtiltmeasuringposture．Thismethodcanbecalledthemethodoftheg

5、ravitycentertiltmeasurement．Meanwhile，we"veestablishedrelevantmathe—maticalmodel，analyzedandprocessedtheoverallerrors．Consequently，theexperimentalresultsshowthatthegravitycentertiltmeasurementmethodenjoyshighaccuracyandguidessignificanceforthegravi—ty

6、centermeasurementandpositioncalibrationforthelargeworkpiecewithcomplexsurface．Keywords：propellerblades；gravitycentermeasurement；positioningmethod；deviationanalysis定要求；而目前的平面人工测定法仅能够粗略地0引言计算工件重心的平面位置J，方法效率较低，精度较具有复杂曲面的大型工件，在加工过程中，由于差。以上重心测量方法，虽然具有原理简单、

7、操作简制造不精确、材料不均匀以及安装不准确等非设计便的特点，但在对大型复杂曲面工件的进行重心测因素的影响，导致实际测量重心位置和理论设计重量时，上述方法在管理操作、执行效率、误差控制以心位置不重合，无法满足设计要求，造成动平衡性能及测量范围等方面都有局限性。指标下降。由于此类问题是在制造加工中产生的，船用螺旋桨桨叶是典型的大型复杂曲面工件，无法通过理论设计进行误差确定和消除，因此需要若各桨叶的重心对桨轴产生的力矩不同，螺旋桨在对工件的加工质量进行评价，通过实验的方法对重工作时会产生动不平衡，影响其

8、推进性能和使用寿心准确测量，进行相关补偿，改善工件的平衡性能。命。因此，本文以大型船用螺旋桨桨叶为研究对象，传统的重心测量方法主要有：悬挂测重法、复摆对其重心测量方法理论和实际测量手段进行研究，测重法、配重平衡法和平面测定法等J。其中，悬挂设计出一种新颖的重心精确测量和定位装置，为船测量方法主要用来对厚度均匀的物体进行平面重心桨的平衡补偿和再制造加工提供可靠依据。测量；复摆测量方法在物理上主要用来测量刚体的1测量原理转动惯量和重力加速度，适用于小体积刚体重心的粗略测量；配重平衡测量