一种悬臂机械结构挠度调节方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种悬臂机械结构挠度调节方法，采用本发明能够调节悬臂机械结构 的挠曲变形，改变悬臂机械结构的自然挠度值，满足悬臂机械结构物理形位尺寸要求。
【背景技术】
[0002] 在某些工程应用领域，常使用到大尺寸悬臂机械结构。由于受重力及其他外力作 用，悬臂机械结构会产生较大挠曲变形，不能达到工程要求的直线度指标。目前。工程实施 过程中常采用增加悬臂机械结构刚性的方法，通过选用高刚性、低密度的材料，尽可能的减 少悬臂机械结构的挠度，以满足悬臂机械结构的物理形位尺寸要求。但是，对于某些大尺寸 悬臂机械结构，在采取了上述方法后，仍然不能满足悬臂机械结构的直线度要求。目前常采 用单楔形垫片对悬臂机械结构进行调节。悬臂机械结构分段制造，各段之间利用法兰进行 连接，法兰之间使用单个楔形垫片调节悬臂机械结构的初始形状，通过调节，悬臂机械结构 的初始形状为向上翘起的折线，在重力及其他外力的合力的作用下，悬臂机械结构向上翘 起的距离能与其挠度进行补偿，通过采用合适角度的楔形垫片，使各法兰连接处刚好位于 同一水平线上，从而达到直线度指标。但是，单楔形垫片调节法十分依赖楔形垫片角度的精 确计算和精密加工，各楔形垫片角度不同且加工和安装以后无法进行二次调节，只能通过 反复更换不同角度的调节垫片才能达到预期的直线度要求。
【发明内容】
[0003] 为了克服单楔形垫片调解法过于依赖楔形垫片角度的精确计算和精密加工以及 需要更换垫片才能进行二次调节的缺点，本发明提供一种悬臂机械结构挠度调节方法。
[0004] 本发明的悬臂机械结构挠度调节方法，依次包括如下步骤： a. 计算确定双楔形垫片调节机构的调节角度； b. 将双楔形垫片安装在悬臂机械结构的连接法兰之间； c. 测量悬臂机械结构各连接法兰中心的挠度，从悬臂端开始对悬臂机械结构进行再次 调节； d. 当连接法兰中心位于水平线以下时，旋转前一连接法兰处的楔形垫片以增大双楔形 垫片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向上移动； e. 当连接法兰中心位于水平线以上时，旋转前一连接法兰处楔形垫片以减小双楔形垫 片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向下移动； f. 通过这种反复的调节直到将该连接法兰中心调节到水平线上，达到悬臂机械结构的 直线度要求。
[0005] 所述双楔形垫片调节机构由两块相同的楔形垫片背靠背连接组合而成。
[0006] 所述的调节角度为〇 2d。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：两片相同的楔形垫片背靠背组合， 当其I、III舵面线均坚直且方向相同时，调节角度最大，为单片楔形垫片角度的两倍；当其 I、III舵面线均水平且方向相反时，调节角度为0。通过旋转楔形垫片，可以使双楔形垫片 调节机构的调节角度在0度到2倍楔形垫片倾角之间连续变化沒。悬臂机械结构分段制 造，各段之间通过连接法兰进行连接，法兰之间通过双楔形垫片调节机构进行角度调节。根 据悬臂机械结构安装后的结构形式，所采用材料的密度和弹性模量，计算出其挠度曲线，然 后根据各连接法兰中心的挠度计算出将各连接法兰中心调节到同一水平线需要的双楔形 垫片调节机构的调节角度，进而确定垫片的旋转角度。按照该理论计算的调节角度值对悬 臂机械结构进行装配。完成悬臂机械结构的装配后，从悬臂端开始测量各连接法兰中心的 位置，如果连接法兰中心不在同一水平线上，则需要根据测量结果改变双楔形垫片调节机 构的调节角度，对悬臂机械结构进行再次调节。当连接法兰中心位于水平线以下时，旋转前 一连接法兰处的楔形垫片以增大双楔形垫片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向上移 动；当连接法兰中心位于水平线以上时，旋转前一连接法兰处楔形垫片以减小双楔形垫片 调节机构的调节角度，使连接法兰中心向下移动。通过这种反复的调节直到将该连接法兰 中心调节到水平线上。依次从悬臂端向远端进行调节，直到所有的连接法兰的中心均位于 同一水平线上，达到悬臂机械结构的直线度要求。
[0008] 本发明的有益效果是，可以利用两片相同的楔形垫片组成的双楔形垫片调节机 构，通过楔形垫片的旋转，实现一定范围内的连续调节角度。先以理论计算的调节角度对悬 臂机械结构的挠度进行初步调节，然后根据测量得到的各连接法兰中心的位置，旋转楔形 垫片改变双楔形垫片调节机构的调节角度，对悬臂机械结构进行反复调节，直到将各连接 法兰中心调节到同一水平线上，达到预期的直线度要求。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明实施例中的楔形垫片的侧向视图； 图2是本发明中的楔形垫片的主视图； 图3是本发明实施例中双楔形垫片调节机构与悬臂机械结构之间的连接法兰连接示 意图； 图4是图3的剖视图； 图5是本发明实施例中悬臂机械结构装配后的整体结构； 图中；1.楔形垫片2.筒体3.连接法兰。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 实施例1 在图1中，楔形垫片1两端平面分别为圆面和椭圆面，两个面所成的角度定义为。楔形 垫片IJII舵面线和Π JV舵面线的位置如图2所示。
[0012] 图3中两块楔形垫片以圆面对圆面的方式装配组成双楔形垫片调节机构，当两垫 片的Ι、ΙΙΙ舵面线均坚直向上时，双楔形垫片调节机构的调节角度为2<9。以过圆面圆心的 圆面外法线为旋转轴，两垫片都逆时针旋转，双楔形垫片调节机构的调节角度会变小。当两 垫片都旋转90度时，双楔形垫片调节机构的调节角度为〇度。通过旋转垫片，双楔形垫片 调节机构的调节角度能在0、；2ι?/之间连续调节。双楔形垫片调节机构的调节角度^与垫 片旋转角度p的对应关系是一 =。
[0013] 图4为双楔形垫片调节机构与连接法兰的装配关系。在悬臂机械结构的装配过程 中，通过旋转双楔形垫片调节机构的垫片得到理论计算的调节角度，安装在悬臂机械结构 的连接法兰3之间。法兰与法兰通过螺钉连接，双楔形垫片调节机构被连接法兰压紧，当连 接法兰3的螺钉松开以后可以旋转双楔形垫片调节机构的垫片改变调节角度，对悬臂的筒 体2进行再次调节。
[0014] 图5所示的实施例中，通过计算悬臂机械结构的挠度，确定了悬臂机械结构相邻 两节之间的双楔形垫片调节机构的调节角度后，安装在连接法兰之间。然后测量悬臂机械 结构在重力作用下各连接法兰中心偏离水平线的距离。从悬臂端开始向远端进行节点位 置的测量和调节。如果连接法兰中心在水平线以上，则增大前一连接法兰处楔形垫片的旋 转角度以减小双楔形垫片调节机构调节角度，节点会向下移动；如果连接法兰中心在水平 线以下，则减小前一连接法兰处楔形垫片的旋转角度以增大双楔形垫片调节机构的调节角 度，节点会向上移动。通过反复调节，直到所有的连接法兰的中心最终都位于同一水平线 上，悬臂筒体的直线度达到要求。
【主权项】
1. 一种悬臂机械结构挠度调节方法，依次包括如下步骤： a. 计算确定双楔形垫片调节机构的调节角度； b. 将双楔形垫片安装在悬臂机械结构的连接法兰之间； c. 测量悬臂机械结构各连接法兰中心的挠度，从悬臂端开始对悬臂机械结构进行再次 调节； d. 当连接法兰中心位于水平线以下时，旋转前一连接法兰处的楔形垫片以增大双楔形 垫片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向上移动； e. 当连接法兰中心位于水平线以上时，旋转前一连接法兰处楔形垫片以减小双楔形垫 片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向下移动； f. 通过这种反复的调节直到将该连接法兰中心调节到水平线上，达到悬臂机械结构的 直线度要求。
2. 根据权利要求1所述的悬臂机械结构挠度调节方法，其特征是：所述双楔形垫片调 节机构由两块相同的楔形垫片背靠背连接组合而成。
3. 根据权利要求1所述的悬臂机械结构挠度调节方法，其特征是：所述的调节角度为 O +祕。
【专利摘要】本发明提供了一种悬臂机械结构挠度调节方法，依次包括如下步骤：计算确定双楔形垫片调节机构的调节角度；将双楔形垫片安装在悬臂机械结构的连接法兰之间；测量悬臂机械结构各连接法兰中心的挠度，从悬臂端开始对悬臂机械结构进行再次调节；当连接法兰中心位于水平线以下时，旋转前一连接法兰处的楔形垫片以增大双楔形垫片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向上移动；当连接法兰中心位于水平线以上时，旋转前一连接法兰处楔形垫片以减小双楔形垫片调节机构的调节角度，使连接法兰中心向下移动；通过这种反复的调节直到将该连接法兰中心调节到水平线上，达到悬臂机械结构的直线度要求。本发明的调节方法易于操作，调节精度高。
【IPC分类】G05D3-00
【公开号】CN104656674
【申请号】CN201410818839
【发明人】何朝晖, 邓明萌, 朱建平, 马绍兴, 连克难, 陈金明, 韦清芳, 李慧瑾, 姚志雄, 李志奇
【申请人】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月25日