CN213688650U - 一种可变加载中心的杆式天平加载头 - Google Patents

Abstract

本实用新型针对当前杆式天平校准时的变加载中心需求，提供了一种具备大量程变加载中心能力的天平加载头，属于风洞天平校准领域。加载头包括加载头主体(1)、内筒(2)和卡箍(3)；所述加载头主体(1)可滑动的套装在内筒(2)上；所述加载头主体(1)上开有沿轴线方向的槽，所述卡箍(3)套装在加载头主体(1)的开槽处，卡箍(3)夹紧后将加载头主体(1)固定在内筒(2)上。本实用新型所述的杆式天平加载头，结构简单紧凑，在天平校准时可以实现加载中心的随意调节，大大拓宽了加载头的加载能力；且校准的准备工作简单，加载头主体(1)与内筒(2)的定位方便快捷。

Description

一种可变加载中心的杆式天平加载头

技术领域

本实用新型涉及一种可变加载中心的杆式天平加载头，用于实现杆式天平的校准，并具备校准加载中心的变换功能，属于风洞天平校准领域。

背景技术

杆式天平是最为常见的风洞天平，在进行风洞试验模型气动载荷的测量前，需要在地面进行天平的静态校准，得到天平信号输出与载荷的对应关系，可以说高精度的天平校准是获得高精度气动数据的前提。

天平加载头是天平校准过程中的核心元件，用于连接天平并将校准载荷传递至天平上。在杆式天平的校准过程中，最为常见的校准方法是将天平加载头的加载中心调整为与天平的设计中心重合，如此校准坐标系与天平设计坐标系重合，最为直观，干扰最小。在实际校准时，由于杆式天平的长度尺寸各异，其设计中心的位置各不相同，除此之外，部分特殊试验也会要求杆式天平校准时的加载中心与设计中心存在指定距离。所以，这些都需要杆式天平的加载头具备变加载中心的能力，以完成不同需求的天平校准。

目前杆式天平的加载头基本都不具备变加载中心的能力，或者变化的量程非常有限，在不同尺寸天平校准时，需要单独加工不同长度的转接段来连接天平，以实现加载中心与设计中心的重合，额外增加了每次校准的工作量。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对当前杆式天平校准时的变加载中心需求，提供了一种具备大量程变加载中心能力的天平加载头。加载头包括内筒、加载头主体和卡箍，天平校准时内筒用于连接天平，加载头主体可在内筒上自由移动并通过卡箍锁紧，以实现加载中心相对天平位置的变化。

本实用新型目的通过以下技术方案予以实现：

一种可变加载中心的杆式天平加载头，包括加载头主体、内筒和卡箍；

所述加载头主体可滑动的套装在内筒上；所述加载头主体上开有沿轴线方向的槽，所述卡箍套装在加载头主体的开槽处，卡箍夹紧后将加载头主体固定在内筒上。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述加载头主体包括基筒、前接头、后接头、中心件、定位销；

所述前接头、后接头、中心件均通过柱面配合过盈连接于基筒上，且均用销钉定位；所述中心件的上表面为基准平面，所述定位销安装在基准平面上。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述前接头、后接头、中心件上均布置有各方向的加载点，所述加载点连接天平校准系统中的力源部件。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述内筒包括前筒和后筒；所述前筒和后筒通过柱面配合过盈连接，且通过销钉定位。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述前筒设置有内锥面，连接天平和转接锥套。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述前接头和后接头分别位于基筒的两端，中心件位于基筒的中部。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述前接头、后接头和中心件的所有加载点关于定位销呈对称分布。

上述可变加载中心的杆式天平加载头，优选的，所述卡箍包括2个相同弧形耳片，每个弧形耳片在边缘分别开通孔和螺纹孔。

本实用新型相比于现有技术具有如下有益效果：

(1)本实用新型所述的杆式天平加载头，结构简单紧凑，在天平校准时可以实现加载中心的随意调节，大大拓宽了加载头的加载能力。

(2)本实用新型所述的杆式天平加载头，不同尺寸的天平在校准前只需加工一个连接天平和加载头的转接锥套，校准的准备工作简单。

(3)本实用新型所述装置在调节天平的加载中心时，只需将卡箍的锁紧螺钉松开，即可手动推动加载头主体在内筒上前后移动。待调节到指定位置后，将锁紧螺钉再次拧紧，即可实现加载头主体与内筒的定位，方便快捷。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种可变加载中心的天平加载头的立体图；

图2为本实用新型所述的一种可变加载中心的天平加载头的俯视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为图2的B-B剖视图。

图5为本实用新型内筒的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。

一种可变加载中心的杆式天平加载头，包括加载头主体1、内筒2和卡箍3；

所述加载头主体1可滑动的套装在内筒2上；所述加载头主体1上开有沿轴线方向的槽，所述卡箍3套装在加载头主体1的开槽处，卡箍3夹紧后将加载头主体1固定在内筒2上。

作为本实用新型的优选方案，所述加载头主体1包括基筒11、前接头12、后接头13、中心件14、定位销15；所述前接头12、后接头13、中心件14均通过柱面配合过盈连接于基筒11上，且均用销钉定位；所述中心件14的上表面为基准平面，所述定位销15安装在基准平面上。所述前接头12、后接头13、中心件14上均布置有各方向的加载点，所述加载点连接天平校准系统中的力源部件。所述前接头12和后接头13分别位于基筒11的两端，中心件14位于基筒11的中部。所述前接头12、后接头13和中心件14的所有加载点关于定位销15呈对称分布。

作为本实用新型的优选方案，所述内筒2包括前筒21和后筒22；所述前筒21和后筒22通过柱面配合过盈连接，且通过销钉定位。所述前筒21设置有内锥面，连接天平4和转接锥套5。

作为本实用新型的优选方案，所述卡箍3包括2个相同弧形耳片，每个弧形耳片在边缘分别开通孔和螺纹孔。

实施例1：

一种可变加载中心的天平加载头，包括加载头主体1、内筒2和卡箍3。所述加载头主体1可以在内筒2上前后自由滑动，在滑动到指定位置后由卡箍3上的螺钉压紧锁紧，将加载头主体1与内筒2的相对位置固定。

所述加载头主体1包括基筒11、前接头12、后接头13、中心件14和定位销15。所述前接头12、后接头13和中心件14布置有各方向的加载点，用于连接天平校准系统中的力源部件，最终将载荷传递于天平4上。所述前接头12、后接头13和中心件14通过柱面配合过盈连接于基筒11上，并沿周向45°方向用销钉定位。所述中心件14的上表面为基准平面，并安装有定位销15，定位销的中心即为加载头的加载中心。基准平面用于放置测量仪器调节加载头的姿态，定位销15用于配合整个校准系统实现加载头的空间位置测量。

所述内筒2包括外径相同的前筒21和后筒22，前筒21设置有柱面凸台，后筒22设置有光孔，前筒21的柱面凸台和后筒22的光孔过盈配合连接，沿周向45°设置2个销钉定位，连接后的外表面为光滑等直径圆柱。所述前筒21的柱面凸台内部设置有内锥面，用于连接天平4和转接锥套5。

所述转接锥套5位于前筒21的内锥面和天平4的外锥面之间，由于不同天平4的外锥面尺寸不同，对应转接锥套5的尺寸也不相同。

所述卡箍3包括2个相同弧形耳片，弧形耳片的内径与所述基筒11的外径相同，每个弧形耳片在边缘分别开通孔和螺纹孔。基筒11的内径为光滑圆柱面，可沿内筒2的外径自由滑动。基筒11的局部开槽，所述卡箍的2个弧形耳片对调安装于基筒11上的开槽处，拧紧连接螺钉，可将加载头主体压紧于内筒上。

实施例2：

一种可变加载中心的天平加载头，基于实施例1，包括一个加载头主体1、一个内筒2和两对卡箍3，如图1。

所述加载头主体1靠两对卡箍3夹紧于内筒2上，当卡箍3松开，加载头主体1可在内筒2上前后滑动。

本实施例中，加载头主体1包括基筒11、前接头12、后接头13和中心件14；如图2～4所示。

所述前接头12、后接头13和中心件14分别通过柱面过盈配合于基筒11上，并通过销钉在周向45°方向定位。

所述内筒2由前筒21和后筒22通过柱面配合对接构成，如图5所示，并通过销钉定位，前筒21上设置有内锥面用于连接天平4和转接锥套5。

优选的，前接头12和后接头13分别位于基筒11的两端，中心件14位于基筒的中间。

优选的，所述基筒11在前接头12和中心件14中央、后接头13和中心件14中央，分别沿周向开4个一定长度的槽，用于减小基筒11在该处的刚度，在卡箍3夹紧时产生变形，紧贴于内筒2上。

优选的，前接头12、后接头13和中心件14各方向的加载点为高精度定位孔型，保证不同分量载荷的传递精度。

优选的，前接头12、后接头13和中心件14的所有加载点关于定位销15呈对称分布，实现六分量载荷的加载。

工作原理如下：

1、天平校准时，当天平4与校准支杆安装完毕后，首先将配套的转接锥套5安装于天平4的外锥面上，并将加载头整体套于天平和支杆上，使内筒21的内锥面与转接锥套5的外锥面连接，将天平4的拔紧螺钉从前筒21内伸入拉紧。

2、将卡箍3松开，即可沿轴向前后调整加载头主体1的位置。首先调节加载中心与天平4的设计中心重合。

3、在出现需要变加载中心的校准环境时，可在2的基础上，进一步沿轴向调节加载头主体1位置。

4、在加载头主体1的轴向位置调节完毕后，可进一步在调节加载头1的滚转方向为水平，具体可在中心件的基准面上放置水平仪，直接手动旋转加载头，待滚转位置满足要求后，锁紧卡箍3。

至此，天平加载头与天平的相对位置确定完毕。

本实用新型说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，包括加载头主体(1)、内筒(2)和卡箍(3)；

所述加载头主体(1)可滑动的套装在内筒(2)上；所述加载头主体(1)上开有沿轴线方向的槽，所述卡箍(3)套装在加载头主体(1)的开槽处，卡箍(3)夹紧后将加载头主体(1)固定在内筒(2)上。

2.根据权利要求1所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述加载头主体(1)包括基筒(11)、前接头(12)、后接头(13)、中心件(14)、定位销(15)；

所述前接头(12)、后接头(13)、中心件(14)均通过柱面配合过盈连接于基筒(11)上，且均用销钉定位；所述中心件(14)的上表面为基准平面，所述定位销(15)安装在基准平面上。

3.根据权利要求2所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述前接头(12)、后接头(13)、中心件(14)上均布置有各方向的加载点，所述加载点连接天平校准系统中的力源部件。

4.根据权利要求1所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述内筒(2)包括前筒(21)和后筒(22)；所述前筒(21)和后筒(22)通过柱面配合过盈连接，且通过销钉定位。

5.根据权利要求4所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述前筒(21)设置有内锥面，连接天平(4)和转接锥套(5)。

6.根据权利要求2所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述前接头(12)和后接头(13)分别位于基筒(11)的两端，中心件(14)位于基筒(11)的中部。

7.根据权利要求2所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述前接头(12)、后接头(13)和中心件(14)的所有加载点关于定位销(15)呈对称分布。

8.根据权利要求1～7之一所述的一种可变加载中心的杆式天平加载头，其特征在于，所述卡箍(3)包括2个相同弧形耳片，每个弧形耳片在边缘分别开通孔和螺纹孔。

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