大型铝合金薄壁铸件重心测量方法技术

本发明专利技术公开了一种大型铝合金薄壁铸件重心测量方法，在薄壁铸件上设置四个吊装点，在薄壁铸件上设置多个配重块安装孔，将薄壁铸件悬挂在测量系统中，通过坐标点计算薄壁铸件水平时的x

【技术实现步骤摘要】
大型铝合金薄壁铸件重心测量方法


[0001]本专利技术属于大型铝合金薄壁铸件的检测
，具体涉及一种大型铝合金薄壁铸件重心测量方法。

技术介绍

[0002]在航天，军工领域，在进行某些电磁性能试验时需要使用到大型铝合金薄壁铸件，根据试验安全要求需要测量并调整重心到实际所需位置。目前对于重量较大物体的测量一般基于力矩平衡原理，主要采用称重平台式、千斤顶式、悬挂式等测量方式。该类铸件因为外形不规则，安装定位面小且处于铸件凹陷部位，无法采用常规办法使用称重平台称量重心；而采用千斤顶式测量时存在侧向力导致测量精度不高，测量重复性差；常规悬挂式测量需悬挂多次来确定重心，操作复杂，且只适用于薄板测量，对三维实体测量误差较大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种操作简单且效率高大型铝合金薄壁铸件重心测量方法，并在此基础上进行重心调整。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所涉及的大型铝合金薄壁铸件重心测量方法如下：
[0005]1)在薄壁铸件上设置四个吊装点A1、A2、A3及A4；
[0006]2)在薄壁铸件上设置多个配重块安装孔；
[0007]3)将薄壁铸件悬挂在测量系统中；
[0008]其中，测量系统包括固定架、吊架、四联索具、四根可伸缩吊带及安装在每根可伸缩吊带上的拉力传感器；薄壁铸件上的四个起吊孔分别通过四根可伸缩吊带与吊架连接，再用四联索具将吊架吊装到固定架上，水平放置并固定好吊架；
[0009]4)将吊架上四个固定点位置调整至与薄壁铸件上四个吊点的位置一一对应且在垂直方向共线即B1与A1、B2与A2、B3与A3、B4与A4在垂直方向共线，B1、B2、B3、B4为四个固定点，保证四根可伸缩吊带均垂直，同时四根可伸缩吊带的长度一致使得铸件处于水平位置；设置坐标系O(x，y，z)，z为竖直方向，此时，水平位置上的薄壁铸件四个吊装点坐标分别为A1(x1，y1，zA)、A2(x2，y2，zA)、A3(x3，y3，zA)、A4(x4，y4，zA)，吊架上四个固定点位置分别为B1(x1，y1，zB)、B2(x2，y2，zB)、B3(x3，y3，zB)、B4(x4，y4，zB)；
[0010]5)等薄壁铸件静止后读取四个拉力传感器中的拉力值，即吊装点A1对应拉力值F1、吊装点A2对应拉力值F2、吊装点A3对应拉力值F3、吊装点A4对应拉力值F4，计算薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1
，y
G1
，z
G1
)在水平面上的投影位置，即x
G1
、y
G1
的值；
[0011]6)调整四根可伸缩吊带中的同侧的两根可伸缩吊带的长度，使薄壁铸件倾斜一个角度θ，同时调整可伸缩吊带在吊架上的位置，保证4根可伸缩吊带依然垂直；等薄壁铸件静止后读取4个拉力传感器中的拉力值F11、F21、F31、F41；此时薄壁铸件处于倾斜位置时四个吊装点坐标分别为A1(x11，y1，zA1)、A2(x21，y2，zA1)、A3(x3，y3，zA)、A4(x4，y4，zA)，则吊架2上四个固定点位置分别为B1(x11，y1，zB)、B2(x21，y2，zB)、B3(x3，y3，zB)、B4(x4，y4，zB)，
计算薄壁铸件倾斜时的实际重心位置G2(x
G2
，y
G2
，z
G2
)在水平面上的投影位置，即x
G2
、y
G2
的值；在XZ平面上根据x
G1
、y
G1
、x
G2
、y
G2
的值及水平时吊装点的坐标值，计算得到了薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1
，y
G1
，z
G1
)。
[0012]进一步地，还包括根据力矩平衡原理，薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1
，y
G1
，z
G1
)与理论重心值G0(x
G0
，y
G0
，z
G0
)进行对比，计算需要增加的配重位置和重量，利用螺栓螺母将配重块固定在铸件内部预留的配重块安装孔上，最终铸件水平位置时的实际重心达到理论重心的设计要求值。
[0013]进一步地，所述步骤1)中，四个吊装点采用预埋钢制结构件的方式，固定在铸造坯料上，且起吊孔轴向方向呈水平方向。
[0014]进一步地，在所述薄壁铸件的内表面增加若干纵横加强筋，重块安装孔布置在纵横加强筋上。
[0015]进一步地，所述步骤5)中，x
G1
、y
G1
的计算过程为：
[0016]为了求解方便，令x1＝x2、x3＝x4、y1＝y4、y2＝y3，
[0017]M*g*y
G1
＝F1*y1+F2*y2+F3*y3+F4*y4
[0018]M*g*x
G1
＝F1*x1+F2*x2+F3*x3+F4*x4
[0019]即
[0020]x
G1
＝(F1*x1+F2*x2+F3*x3+F4*x4)/M*g
[0021]y
G1
＝(F1*y1+F2*y2+F3*y3+F4*y4)/M*g
[0022]其中，M为铸件的质量，g为重力加速度。
[0023]进一步地，所述步骤6)中，为了求解方便，令x11＝x21、x31＝x41、y11＝y41、y21＝y31，
[0024]M*g*y
G2
＝F11*y11+F21*y2+F31*y3+F41*y4
[0025]M*g*x
G2
＝F11*x11+F21*x21+F31*x3+F41*x4
[0026]即
[0027]x
G2
＝(F11*x11+F21*x21+F31*x3+F41*x4)/M*g
[0028]y
G2
＝(F11*y1+F21*y2+F31*y3+F41*y*4)/M*g
[0029]在XZ平面上根据x
G1
、y
G1
、x
G2
、y
G2
的值及水平时吊装点的坐标值，利用三角函数求解重心的位置；
[0030]倾斜角度
[0031][0032]计算得到了薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1
，y
G1
，z
G1
)。
[0033]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0034]1)本专利技术的重心测量方法适用于大型铝合金薄壁铸件的重心测量，测量方法具有操作简单、便于维护、测量精度高等特点；采用的测量系统简单、安装方便，可以在露天室外等场景下使用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型铝合金薄壁铸件重心测量方法，其特征在于：所述测量方法如下：1)在薄壁铸件上设置四个吊装点A1、A2、A3及A4；2)在薄壁铸件上设置多个配重块安装孔；3)将薄壁铸件悬挂在测量系统中；其中，测量系统包括固定架(1)、吊架(2)、四联索具(3)、四根可伸缩吊带(4)及安装在每根可伸缩吊带4上的拉力传感器；薄壁铸件(5)上的四个起吊孔分别通过四根可伸缩吊带(4)与吊架(2)连接，再用四联索具(3)将吊架(2)吊装到固定架(1)上，水平放置并固定好吊架(2)；4)将吊架(2)上四个固定点位置调整至与薄壁铸件(5)上四个吊点的位置一一对应且在垂直方向共线即B1与A1、B2与A2、B3与A3、B4与A4在垂直方向共线，B1、B2、B3、B4为四个固定点，保证四根可伸缩吊带(4)均垂直，同时四根可伸缩吊带(4)的长度一致使得铸件处于水平位置；设置坐标系O(x，y，z)，z为竖直方向，此时，水平位置上的薄壁铸件(5)四个吊装点坐标分别为A1(x1，y1，zA)、A2(x2，y2，zA)、A3(x3，y3，zA)、A4(x4，y4，zA)，吊架2上四个固定点位置分别为B1(x1，y1，zB)、B2(x2，y2，zB)、B3(x3，y3，zB)、B4(x4，y4，zB)；5)等薄壁铸件静止后读取四个拉力传感器中的拉力值，即吊装点A1对应拉力值F1、吊装点A2对应拉力值F2、吊装点A3对应拉力值F3、吊装点A4对应拉力值F4，计算薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1
，y
G1
，z
G1
)在水平面上的投影位置，即x
G1
、y
G1
的值；6)调整四根可伸缩吊带(4)中的同侧的两根可伸缩吊带的长度，使薄壁铸件倾斜一个角度θ，同时调整可伸缩吊带(4)在吊架(2)上的位置，保证4根可伸缩吊带(4)依然垂直；等薄壁铸件静止后读取4个拉力传感器中的拉力值F11、F21、F31、F41；此时薄壁铸件处于倾斜位置时四个吊装点坐标分别为A1(x11，y1，zA1)、A2(x21，y2，zA1)、A3(x3，y3，zA)、A4(x4，y4，zA)，则吊架2上四个固定点位置分别为B1(x11，y1，zB)、B2(x21，y2，zB)、B3(x3，y3，zB)、B4(x4，y4，zB)，计算薄壁铸件倾斜时的实际重心位置G2(x
G2
，y
G2
，z
G2
)在水平面上的投影位置，即x
G2
、y
G2
的值；在XZ平面上根据x
G1
、y
G1
、x
G2
、y
G2
的值及水平时吊装点的坐标值，计算得到了薄壁铸件水平位置时的实际重心位置G1(x
G1

【专利技术属性】
技术研发人员：任晗，赖银燕，钟瑾，刘新宝，陈肖亮，
申请(专利权)人：湖北三江航天江北机械工程有限公司，
类型：发明
国别省市：