刚度检测仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种刚度检测仪，属于细径成型零件（例如航空陀螺仪中的扭杆）的 精密刚度检测设备。
【背景技术】
[0002] 目前对于尺寸精度较高的细径成型零件的刚度测量除采用传统的检测手法之外 均需配置刚度检测仪。而刚度检测仪的设计优劣往往直接关系到零件最终的检测精度及生 产效率。
[0003] 扭杆是航空陀螺仪中的关键零件，也是较具代表性的一种细径成型零件，它是由 高弹性合金制成的细径为0. 1_的精密敏感器件。扭杆的细径成型技术在航天领域里应用 的非常广泛。它的重要性在于，既要在陀螺仪中起到弹性支撑作用，又要符合脱离的要求和 特性指标。它最重要的特性指标是"扭杆刚度"。"扭杆刚度"可定义为在外力矩的作用下， 扭杆产生的弹性力与扭杆角度成正比的反作用力矩M和扭转角〇的比值，用C表示，即：
[0004] C= M/C>(单位：mN?m/rad)
[0005] 已知对于刚度的测量按测试原理划分，分为静态测量法和动态测量法两大类，对 应两种类型的刚度检测仪器。
[0006] 1?动态测量法：
[0007] 即细径零件角刚度动态测量法，其基本原理是将细径零件固定在测量夹具中通过 对它施加弯矩激励，使其产生一定的振动响应，继而通过测振动传感器测出零件振动的响 应特性，通常为位移函数的时间历程，然后通过一定的方法计算出振动系统的固有频率，再 根据下式，进一步求出零件的角刚度K:
[0008]
【主权项】
1. 一种刚度检测仪，包括底座（19)，其特征在于所述底座（19)上设有用于夹持被测 工件（21)的夹持机构、用于对被测工件（21)施加外力矩的加载机构和用于测量被测工件 (21)受载时力矩角变化量的光学测量装置；其中： 所述夹持机构是带有双轴旋转功能的旋转夹持机构，其包括支撑架（22)、Y轴气缸 (24)、与Y轴气缸（22)前端转动连接并可绕Y轴旋转的旋转套（23)和固定至旋转套（23) 上的弹性夹头（26)，被测工件（21)藉由弹性夹头（26)夹紧固定；所述支撑架（22)通过沿 Z轴向布置的旋转轴（5)安装在底座（19)上； 所述加载机构为与被测工件（21)抵紧且两端加力的杠杆砝码机构； 所述光学测量装置包括准直仪（12)、双面反射镜（6)、正弦规（15)和千分尺（17);所 述准直仪（12)沿X轴向布置并与夹持机构相对，所述双面反射镜(6)固定于所述旋转套 (23)上，所述准直仪（12)设于正弦规（15)上，而正弦规（15)的底部一侧设置有用于调节 其角度的千分尺（17); 所述X、Y、Z轴成空间正交分布，其中Z轴垂直于底座。
2. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述杠杆砝码机构包括杠杆臂（3)， 所述杠杆臂（3)的中心枢转设于支撑架（22)上并与被测工件（21)抵紧，而杠杆臂（3)两 侧的支撑架（22)上分别设置有滑轮（10)，杠杆臂（3)的两端均固定有受力线（9)，所述受 力线（9)绕过对应的滑轮（10)并设置用于固定砝码（7)的线钩（8)。
3. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于还包括双面反射镜零位校准装置， 该装置包括设于底座（19)上的反射板（2)和辅助校准光源（1)，当双面反射镜（6)位于误 差允许范围内的零位时，所述辅助校准光源（1)射出的光线经双面反射镜（6)反射后落在 反射板（2)上的区域即为预设的零位校准区域；校准时，需校验辅助校准光源（1)射出并经 由双面反射镜（6)反射的光线是否落于反射板（2)的上述预设的零位校准区域内。
4. 根据权利要求3所述的刚度检测仪，其特征在于所述双面反射镜（6)位于所述反射 板⑵和准直仪（12)之间。
5. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述正弦规（15)的底部设有千分尺 压块（16)，而所述千分尺（17)的顶部与千分尺压块（16)相抵。
6. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述底座（19)上设有供旋转轴（5) 穿入的轴孔，孔内设有与旋转轴配合的Z轴轴承（4)。
7. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述支撑架上设有供旋转套（23)与 Y轴气缸（24)相连的开孔，孔内设有与旋转套（23)配合的Y轴轴承（25)。
8. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述底座（19)底部设有若干用于调 节底座（19)水平度的水平调节螺钉（13)。
9. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述支撑架（22)上固定有用于控制 支撑架（22)绕Z轴旋转的Z轴向旋转调节杆（20)。
10. 根据权利要求1所述的刚度检测仪，其特征在于所述旋转套（23)上固定有用于控 制旋转套（23)绕Y轴旋转的Y轴向旋转调节杆（27)。
【专利摘要】本发明公开了一种刚度检测仪，主要用于细径成型零件，尤其是航天陀螺仪扭杆的刚度检测；其针对常规光学刚度检测仪器的夹持机构、加载机构和光学测量装置均做出改进，重点在将夹持机构设计成带有双轴旋转功能的旋转夹持机构，并利用气缸和弹性夹头来固定并将零件抵紧至加载机构上；而所述光学测量装置中准直仪下部则增设了利用千分尺来调节的正弦规，大大提高了准直仪的调节精度和便利性。与此同时本发明还增加了光学的零位校准装置，可以在重新装夹零件后无需借助准直仪即可完成零件的校准定位；综合来说本仪器校准方便、检测精度高且稳定性好，同时结构简单，操作方便，装夹便捷，检测效率更高。
【IPC分类】G01N3-14
【公开号】CN104819899
【申请号】CN201510181927
【发明人】施国春
【申请人】吴江市天龙机械有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年4月16日