CN101183039A - 一种具有抑制结构的天平系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有抑制结构的天平系统包括天平、内圈小轴、第一轴承、第二轴承、套筒、卡圈和轴承外套，内圈小轴的前端与天平的后锥通过锥配合连接，第一轴承和第二轴承与内圈小轴紧密配合，在内圈小轴上第一轴承和第二轴承之间安装套筒，第一轴承用卡圈固定，第二轴承由内圈小轴固定，轴承外套与第一轴承和第二轴承紧密配合。本发明设计的抑制结构使模型在试验中所受的法向力、俯仰力矩、侧向力以及偏航力矩都被抑制结构中的轴承和轴承外套吸收，因此不会对天平测量产生影响，而滚转力矩能够基本无损失的传递到天平上，因此本发明可以有效降低天平其它分量对滚转力矩分量的干扰，提高滚转力矩的测量精度。

Description

一种具有抑制结构的天平系统
技术领域
本发明涉及一种测量空气动力的天平系统，尤其涉及一种具有抑制结构的天平系统，主要用于对风洞中的滚转力矩进行测量。
背景技术
在风洞试验过程中，最常用的方法是利用天平系统对模型上的空气动力载荷进行测量。如图1所示，现有的天平系统中的天平B的前锥与模型C通过天平锥套A紧密配合，天平B的后锥通过天平支杆D与风洞弯刀架配合，由于模型C与天平支杆D共振的原因，在一定马赫数和攻角范围内模型产生振动，造成天平所测量的空气动力信号，特别是滚转力矩信号失真，六分量天平的受力如图2所示，X轴与空气来流方向一致，六分量天平中的五个分量(轴向力X、法向力Y、侧向力Z、偏航力矩My、俯仰力矩Mz)对滚转力矩Mx分量干扰较大，加大了滚转力矩的测量误差。虽然可以设计无横向量的三分量天平，来提高滚转力矩测量的可靠性和精度，但法向力、俯仰力矩对滚转力矩仍有较大影响，所以这种天平对滚转力矩的测量精度的提高非常有限。因此需要从机械结构上对滚转力矩的其它分量进行抑制。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有抑制结构的天平系统，可以有效降低天平滚转力矩外的其它分量对滚转力矩分量的干扰，提高了滚转力矩的测量精度。
本发明的技术解决方案为：一种具有抑制结构的天平系统包括天平、内圈小轴、第一轴承、第二轴承、套筒、卡圈和轴承外套，内圈小轴的前端与天平的后锥通过锥配合连接，第一轴承和第二轴承与内圈小轴紧密配合，在内圈小轴外部第一轴承和第二轴承之间安装套筒，第一轴承用卡圈固定，第二轴承由内圈小轴固定，轴承外套与第一轴承和第二轴承紧密配合。
所述的天平为三分量内式天平、或四分量内式天平、或五分量内式天平、或六分量天平内式天平。
所述的第一轴承、第二轴承为机械深沟球轴承。
本发明与现有技术相比的优点在于：本发明通过在天平系统中设计了一个抑制结构并和天平后锥机械配合，模型在试验中所受的法向力、俯仰力矩、侧向力以及偏航力矩都被抑制结构中的轴承和轴承外套吸收，因此不会对天平测量产生影响，而由于机械轴承的存在，天平对滚转力矩的测量不会受到抑制结构的影响，滚转力矩仍然能够基本无损失的传递到天平上，因此本发明可以有效降低天平其它分量对滚转力矩分量的干扰，提高滚转力矩的测量精度。
附图说明
图1为现有天平系统的结构剖视图；
图2为本发明的天平系统结构剖视图。
图3为本发明的天平系统结构剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细地描述：
如图3所示，本发明包括六分量内式应变天平1、内圈小轴2、第一深沟球轴承3、第二深沟球轴承4、套筒5、卡圈6和轴承外套7，内圈小轴2的前端与六分量内式应变天平1的后锥通过1∶5的锥配合连接，内圈小轴2的后端通过天平支杆与风洞的弯刀架连接；第一深沟球轴承3、第二深沟球轴承4与内圈小轴2机械配合，在内圈小轴2上第一深沟球轴承3、第二深沟球轴承4之间安装套筒，其目的是固定前后两个轴承；第一深沟球轴承3用卡圈6固定防止左右滑动，第二深沟球轴承4固定在内圈小轴2的后端面，轴承外套7与第一深沟球轴承3和第二深沟球轴承4机械配合，轴承外套7通过顶丝8与模型弹身9紧密连接。
模型在试验中所受的法向力、俯仰力矩、侧向力以及偏航力矩都被抑制结构中的轴承和轴承外套吸收，因此不会对天平测量产生影响，而由于机械轴承的存在，天平对滚转力矩的测量不会受到抑制结构的影响，滚转力矩仍然能够基本无损失的传递到天平上。
图3中的六分量内式天平也可以是三分量内式天平、四分量内式天平或五分量内式天平，抑制结构中的轴承和轴承外套对滚转力矩外的其它分量具有相同的抑制作用。
本发明的具体实施方案并不是详尽无遗漏的，也不用来作为对本发明的限制，本领域技术人员可以对本发明的形式进行改变和应用，因此，本发明是广泛的。

Claims (4)

1.一种具有抑制结构的天平系统，其特征在于：包括天平(1)、内圈小轴(2)、第一轴承(3)、第二轴承(4)、套筒(5)、卡圈(6)和轴承外套(7)，内圈小轴(2)的前端与天平(1)的后锥通过锥配合连接，第一轴承(3)和第二轴承(4)与内圈小轴(2)紧密配合，在内圈小轴(2)的外部第一轴承(3)和第二轴承(4)之间安装套筒(5)，第一轴承(3)用卡圈(6)固定，第二轴承(4)由内圈小轴(2)固定，轴承外套(7)与第一轴承(3)和第二轴承(4)紧密配合。
2.根据权利要求1所述的一种具有抑制结构的天平系统，其特征在于：所述的天平(1)为内式天平。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有抑制结构的天平系统，其特征在于：所述的天平(1)为三分量天平、或四分量天平、或五分量天平、或六分量天平。
4.根据权利要求1所述的一种具有抑制结构的天平系统，其特征在于：所述的第一轴承(3)、第二轴承(4)为机械深沟球轴承。
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