一种风洞测力试验模型快拔工具及其应用的制作方法

本发明涉及风洞试验领域，尤其是风洞试验机械结构领域，具体为一种风洞测力试验模型快拔工具及其应用。

背景技术：

在风洞试验前，需要将试验模型安装在风洞支撑杆上。对于测力试验模型，支撑杆前端就会连接有测力天平；由于风洞试验天平为高精密设备，其不允许在天平两侧台阶位置开设模型拉紧孔，只能在天平中心轴线上开设模型拉紧孔，故天平与模型拉紧需外加过渡铜套，防止模型在吹风试验过程中发生滚转，影响模型安全和试验数据安全。模型越大，工作人员使用的拉紧力就应该越大，才能保证模型拉紧后吹风不滚转；当该项试验任务结束后，就需要将模型拆下装箱。

目前，风洞90%的测力模型均是在模型前段与模型中段连接位置开设拔出孔，拔出孔的大小视模型大小而定。在拆下测力模型的过程中，先将模型前段拆下，再使用拔出工具和拔模销孔的作用，将模型与天平脱开，该过程是模型拆除过程最重要的过程；只有模型与天平脱开后，才能拆除模型中段和尾端。但在实际测试时，很多单位不知道风洞试验模型的安装模式，导致模型设计者根本没有考虑现场模型如何拆除；或加工的拔出工具各式各样，根本无法使用；部分模型自带的拔出工具有很大的加工误差，无法使用，甚至有些模型根本没有自带拔出工具。基于上述情况的存在，工作人员是无法将模型与天平脱开的，这就会导致下一项试验无法进行，影响试验任务。例如，某大型风洞某型号测力模型自带的拔出工具为水杯状，当使用该拔出工具进行拔模时，工作人员无法肉眼观察脱开过程；在顶出的过程中，顶杆用力后偏摆错位，将天平上用来拉紧的螺纹强行顶烂，导致天平报废，适得其反。

目前，市面上没有一种适用于风洞测力试验模型通用的快拔工具。为此，迫切需要一种新的装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对目前市面上缺乏适用于风洞测力试验模型通用快拔工具的问题，提供一种风洞测力试验模型快拔工具及其应用。采用本发明，能将模型快速与模型支撑杆脱开，达到模型被拔出的目的。采用本发明，在旋拧过程中，工作人员可以肉眼观测脱开过程，保证脱开过程更安全更可靠，效率也大大提高。另外，该快拔工具适用于风洞90%的测力试验模型，具有极强的适应性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风洞测力试验模型快拔工具，包括横梁、连接螺杆、拔出组件，所述连接螺杆穿过横梁且连接螺杆与横梁之间采用螺纹连接；

所述拔出组件为一组，所述拔出组件与横梁相连且拔出组件设置在连接螺杆两侧；

所述拔出组件包括横梁拉杆、过渡头、连接螺钉、拔模销，所述拔出组件通过横梁拉杆与横梁相连，所述横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连，所述横梁拉杆的轴线、过渡头的轴线分别与连接螺杆的轴线平行；所述拔模销与过渡头活动连接，所述过渡头与拔模销相连呈l型；

两个拔模销相向设置。

所述横梁拉杆的厚度与过渡头的厚度之和与连接螺钉的螺纹长度相同。

所述连接螺杆、连接螺钉、拔模销采用高强度材料制成。

所述连接螺杆、连接螺钉、拔模销采用金属材料制成。

根据测力试验模型的不同，选择不同直径的过渡头，以满足不同大小的测力模型的拔出。

所述横梁与横梁拉杆的配合间隙小以使横梁拉杆受力均匀。

所述横梁拉杆、过渡头均设置有螺纹孔且螺纹孔等大，所述横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连。

所述连接螺杆包括杆体、设置在杆体一端的锥头、设置在椎体另一端的杆头，所述杆头、杆体与锥头为整体加工成型。

所述杆头为方形或多边形。

所述横梁拉杆的一端设置有滑套，所述横梁拉杆通过其滑套与横梁相连。

所述横梁、过渡头分别呈直线型，所述横梁的轴线与横梁拉杆的轴线相垂直。

所述横梁拉杆的滑套呈矩形。

前述快拔工具在风洞测力试验模型中的应用。

将其用于模型与天平的脱开。

包括如下步骤：

（1）将需要拆下的模型前段拆下，用卡尺测量模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔直径大小，选择与拔模销孔直径相同的拔模销和过渡头，备用；

（2）通过连接螺钉将横梁拉杆与过渡头连接为一体且横梁拉杆与过渡头构成中间组合件，保持横梁拉杆与过渡头的轴线平行；

（3）将连接螺杆拧入横梁的中间螺纹孔内，并将步骤（2）的中间组合件安装在横梁上且中间组合件设置在连接螺杆两侧；

（4）根据模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔的位置，及模型被拉紧的位置，调节连接螺杆相对横梁的拧入量；

（5）根据模型前段与模型中段连接位置的大小，调节横梁上中间组合件的位置；调节过程中，保证连接螺杆的轴线位于两侧横梁拉杆的中心位置；

（6）选取与测力天平螺纹大小一致的顶紧螺钉，将顶紧螺钉拧在测力天平与模型拉紧用的螺纹孔里，并使顶紧螺钉与测力天平留出一定间隙不拉紧；将拔模销插入到中间组合件的过渡头上，且拔模销插入到模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔里；然后，将顶紧螺钉卡住不让其旋转；最后，通过旋转连接螺杆使连接螺杆的末端锥头顶在顶紧螺钉上，并继续转动连接螺杆，直至模型与测力天平脱开。

所述步骤2中，保证横梁拉杆与过渡头贴合紧密并保持轴线平行。

所述步骤6中，顶紧螺钉与测力天平之间的间隙为3～4mm。

所述顶紧螺钉为外六角螺钉；所述步骤6中，通过扳手卡住顶紧螺钉不让其旋转。

针对前述问题，本申请提供一种风洞测力试验模型快拔工具。该快拔工具包括横梁、连接螺杆、拔出组件，拔出组件为一组。本申请中，横梁中部设计有螺纹通孔，连接螺杆穿过横梁上的螺纹通孔，即连接螺杆与横梁之间通过螺纹连接。采用该方式，有利于后续模型的快速拔出。同时，本申请的拔出组件分别设置在连接螺杆的两侧。其中，连接螺杆采用全螺纹设计。

本申请中，拔出组件包括横梁拉杆、过渡头、连接螺钉、拔模销，横梁拉杆与横梁活动连接，横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连，拔模销与过渡头活动连接。本申请中，过渡头与拔模销相连呈l型，两个拔模销相向设置，即l型的开口相向设置。同时，横梁拉杆的轴线、过渡头的轴线分别与连接螺杆的轴线平行。本申请中，连接螺杆、连接螺钉、拔模销采用高强度金属材料制成。

进一步，连接螺杆包括杆体、锥头、杆头，锥头、杆头分别设置在杆体两端，杆头、杆体与锥头为整体加工成型。作为优选，杆头为方形或多边形。

进一步，横梁拉杆的一端设置有滑套，横梁拉杆通过其上的滑套与横梁相连；横梁、过渡头分别呈直线型，横梁的轴线与横梁拉杆的轴线相垂直；横梁拉杆的滑套呈矩形。基于该结构，横梁拉杆通过滑套能方便的改变其相对横梁的位置，实现调节作用，满足后续不同大小模型拔模的需求。

进一步，横梁拉杆、过渡头均设置有螺纹孔，且横梁拉杆的螺纹孔与过渡头的螺纹孔等大，横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连。风洞试验模型拔模段的销子孔大小各异；模型越小，拔模段销子孔越小；模型越大，拔模段销子孔越大。模型越小，当拔模的销子孔偏大，将会影响模型前段与模型中段的连接强度，导致模型在吹风试验时安全系数低。模型越大，模型在试验前就会被拉得更紧，需要的拔出力就越大，所以拔模销子孔就会做的大一些，从而保证模型被拔出的过程中销子不被拉弯或剪断。根据需要，本申请的拔出工具备有各种大小直径的过渡头和拔模销（根据模型的不同，设置多种大小直径的过渡头和拔模销，方便快换，能满足不同大小的测力模型的拔出），且横梁拉杆和过渡头均有螺纹孔，螺纹孔大小一致，便于更换，可以满足不同大小的测力模型的拔出。同时，横梁拉杆和过渡头的厚度等于连接螺钉的螺纹长度，目的是保证横梁拉杆和过渡头可以用高强度连接螺钉使它们贴合紧密连接，没有间隙，从而保证模型被拔出的时候，横梁拉杆不会上下左右偏摆，防止连接螺钉受到过载的剪切力被折断，模型拔出效率高。

同时，拔出工具的横梁拉杆可以在横梁上调节，且配合间隙小，可以满足不同形状的测力模型的拔出，避免了传统的一个测力模型必须配置一个专属拔出工具的限制（即通过调节横梁拉杆在横梁上的位置距离，可以满足不同大小的测力模型的拔出）。本申请中，横梁和横梁拉杆的配合间隙小，使横梁拉杆受力均匀，保证了连接螺杆（全螺纹）始终顶在测力天平中心轴线上，模型拔出效率高。采用本申请对模型进行拔出时，能够有效提高拔出效率，且具有较好的适应性。

进一步，本申请请求保护该装置的应用。该方法中，需要在天平螺孔位置放置一颗同螺孔大小的外六角顶出螺钉，在测力模型与测力天平脱开的一瞬间，模型反向的弹出力非常大，如果不使用一颗同螺纹的外六方的螺钉卡住模型，模型脱开后，会反向弹出一定距离，情况较轻时，天平将会被模型内腔刮坏，严重时模型会弹飞，导致模型损坏和人员伤亡的现象。

综上所述，采用本申请的拔出工具，通过调节横梁拉杆在横梁上的位置和更换不同直径的过渡头和拔模销，能快速拔出不同大小，不同形状的测力试验模型。本申请构思巧妙，设计合理，使用方便，具有较高的应用价值和较好的应用前景。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为实施例1中快拔工具整体结构示意图。

图2是实施例1中快拔工具各零件拆分示意图。

图中标记：1、横梁，2、连接螺杆，3、横梁拉杆，4、过渡头，5、连接螺钉，6、拔模销。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图所示，本实施例的风洞测力试验模型快拔工具包括横梁、连接螺杆、拔出组件。连接螺杆穿过横梁，且连接螺杆与横梁之间采用螺纹连接（如图所示，横梁上设置有中间螺纹孔，连接螺杆与横梁的中间螺纹孔相连）。连接螺杆采用全螺纹结构，通过旋转连接螺杆，能改变连接螺杆与横梁之间的相对位置。同时，拔出组件包括横梁拉杆、过渡头、连接螺钉、拔模销。拔出组件通过横梁拉杆与横梁相连；横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连，横梁拉杆的厚度与过渡头的厚度之和与连接螺钉的螺纹长度相同；拔模销与过渡头活动连接，过渡头与拔模销相连呈l型。如图所示，过渡头呈直线型，横梁拉杆的轴线、过渡头的轴线分别与连接螺杆的轴线平行。本实施例中，拔出组件为一组，拔出组件对称设置在连接螺杆两侧，且两个拔模销相向设置。同时，连接螺杆、连接螺钉、拔模销采用高强度金属材料制成。

本实施例中，横梁拉杆、过渡头均设置有螺纹孔且螺纹孔等大，横梁拉杆通过连接螺钉与过渡头相连。作为优选，连接螺杆包括杆体、锥头、杆头，杆头呈方形，锥头、杆头分别设置在杆体两端，杆头、杆体与锥头为整体加工成型。作为优选，横梁拉杆的一端设置有矩形的滑套，横梁拉杆通过矩形滑套与横梁相连。

将本申请的快拔工具用于模型与测力天平的脱开，具体操作如下。

（1）将需要拆下的模型前段拆下，用卡尺测量模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔直径大小，选取与测量值相等直径的高强度拔模销（两件）和相等直径的过渡头（两件）先放在一边备用。

（2）用高强度连接螺钉将横梁拉杆和过渡头相连接，构成中间组合件。连接过程中，需保证横梁拉杆和过渡头贴合紧密，并保持轴线平行。

（3）将连接螺杆（全螺纹）拧入横梁的中间螺纹孔内，再将步骤（2）中间组合件分别安装在横梁的两边。因中间组合件与横梁两者配合间隙非常小，所以在安装时，需水平方向安装，避免产生别卡，导致不易拆卸。

（4）根据模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔的位置，及模型被拉紧的位置，调节连接螺杆相对横梁的拧入量。

（5）根据模型前段与模型中段连接位置的大小，调节横梁上中间组合件的位置。调节过程中，保证连接螺杆的轴线位于两侧横梁拉杆的中心位置。

（6）选取与测力天平螺纹大小一致的外六角螺钉，将外六角螺钉拧在测力天平与模型拉紧用的螺纹孔里，并使外六角螺钉与测力天平留出3～4mm间隙不拉紧。将拔模销插入到中间组合件的过渡头上，且拔模销插入到模型前段与模型中段连接位置的拔模销孔里。然后，用扳手卡住外六角螺钉不让其旋转。最后，通过旋拧连接螺杆的方形头部使连接螺杆的锥头顶在外六角螺钉上，并继续转动连接螺杆，直至模型与测力天平脱开，从而达到模型被拔出的目的。

本实施例中，连接螺杆（全螺纹）始终顶在测力天平中心轴线上，测力天平的中心轴线前段为模型的拉紧螺孔，在测力模型拔出时，需要在天平螺孔位置放置一颗同螺孔大小的外六角顶紧螺钉，使连接螺杆（全螺纹）能够顶在螺钉上，以免损坏测力天平螺纹。

采用本申请，在模型拔出过程中，工作人员使用该拔出工具可以通过肉眼观察模型拔出过程，并用扳手卡住顶出用外六角螺钉，保证螺钉不旋转，以免模型在顶出过程中被二次拉紧，影响效率。

上述实施实例仅对附图进行了举例，并非用于限制本发明，任何基于上述实施实例的等同情况，均应在本发明的专利保护范围之内。即本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。