Способ определения положения центра масс изделия

 

Использование: в области машиностроения и может быть использовано для определения положения центра масс различных изделий. Сущность изобретения: изделие закрепляют на столе, сообщают вращающейся оси стола поступательное движение вдоль направляющих, расстояние между которыми равно диаметру оси, измеряют величину давления оси на стенки направляющих, определяют координаты поворота стола при максимальном давлении оси на стенки направляющих, определяют по ним некоторое направление, на котором находится центр масс, изменяют положение изделия вдоль этого направления в сторону центра вращения до ликвидации давления на стенки направляющих, а координата центра масс при этом будет находиться над точкой вращения стола. 8 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для определения положения центра масс различных изделий.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ определения смещения центра масс изделия, при котором изделие размещают в полости стола, вращают стол вокруг оси, перпендикулярной плоскости стола, фиксируют центробежную силу, развиваемую изделием, и определяют смещение центра масс изделия при условии равенства нулю центробежной силы [1] Техническим результатом изобретения является повышение точности определения координаты центра масс изделия.

Способ определения положения центра масс изделия реализован следующим образом (фиг. 1-8).

Изделие устанавливают на стол 1 и закрепляют. Стол 1 содержит ось 2, размещенную перпендикулярно плоскости стола (фиг. 2). Столу 1 с осью 2 сообщают определенным образом одновременно вращение относительно оси X (проходящей симметрично оси 2 стола 1) и поступательное движение вдоль направляющих 3, расстояние между которыми равно диаметру оси 2, выполненной, например, в виде упругого круглого вала. Перед приданием движения оси 2 выбирают направление Z и точку А на нем, являющиеся базовыми для последующих расчетов. При движении стола 1 с закрепленным на нем изделием вдоль направляющих определяют поэтапно (при i-том повороте стола) нагрузку P_i на стенки направляющих 3, например, при помощи расположенных на внутренней части направляющих преобразователей усилий (фиг. 3, 4, 5) и получают полную картину распределения давления на стенки направляющих. Анализируя i-тые величины нагрузок на преобразователях усилий, определяют точку на направляющих 3 и угол поворота оси Z, соответствующие максимальной величине давления P_i макс. Ось Z проходит через центр вращения упругого вала 2 и совпадает с направлением действия центробежной силы, перпендикулярной к направляющей 3 и проходящей через точку максимального давления P_i макс. упругого вала 2 на стенку направляющей 3. Для примера выбран случай, когда поворот оси Z совпал, при P_i макс. с перпендикуляром к оси направляющей 3. В этом случае центр масс изделия будет находиться на оси Z, но координата его неизвестна. Для определения положения центра масс изделия на этой оси Z, например находящегося на расстоянии Δl от центра вращения оси 2 (фиг. 6), производят несколько раз перемещение стола 1 вдоль направляющих 3, изменяя каждый раз положение изделия на столе вдоль направления оси Z на величину Δl_i, перемещая во всех случаях изделие в сторону центра вращения (фиг.7). В этих случаях величина P_i будет уменьшаться. При очередном i-том перемещении изделия вдоль оси Z и последующем перемещении вала 2 вдоль направляющих 3 наступит такое положение, что при передвижении стола 1 вдоль направляющих не будет выявлено нагружение последних (P 0) от воздействия на них оси 2 стола 1. Это возможно только в том случае, если центр масс изделия находится над центром вращения стола. Такое положение центра масс будет характеризоваться отсутствием центробежных сил (фиг. 8).

Таким образом, путем последовательных i-тых перемещений изделия по столу 1 в направлении оси Z искусственно совмещается известная координата (центр вращения стола 1) и координата центра масс контролируемого изделия, лежащая на оси Z.

Аналогично может быть определена и любая другая ось, на которой будет находиться центр масс изделия.

Предлагаемый способ определения положения центра масс изделия может быть реализован как в земных условиях, так и в условиях микрогравитации, например на борту космического корабля (станция), обеспечивая большую точность определения положения центра масс изделия.

Формула изобретения

Способ определения положения центра масс изделия, при котором изделие размещают на столе, вращают стол вокруг оси, перпендикулярной плоскости стола, фиксируют центробежную силу, развиваемую изделием, и определяют смещение центра масс изделия, отличающийся тем, что изделие закрепляют на плоскости стола, сообщают вращающейся оси стола поступательное движение вдоль направляющих, расстояние между которыми равно диаметру оси, измеряют величину давления оси стола на стенки направляющих на всем пути движения оси, определяют координаты поворота стола, при которых давление на стенки направляющих было максимальным, определяют по полученным координатам и известной координате центра вращения стола направление, на котором находится центр масс изделия, изменяют положение изделия вдоль этого направления в сторону центра вращения до равенства нулю давления оси стола на стенки направляющих.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8