基于L型工装的质心及转动惯量测量方法

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1、制造技术研究2016年10月第5期基于L型工装的质心及转动惯量测量方法1112唐若祥李慧鹏吕亚宁孙佳欣（1.北京航空航天大学，北京100191；2.首都航天机械公司，北京100076）摘要：针对航天产品尺寸大、重量大的特点，为满足其质量特性测量需求，以气浮轴承型质量特性测量设备为基础，设计了一种基于L型翻转工装的质量特性测量系统，水平测量时无需二次吊装，极大提高了测量精度与测量效率，实现了某型号产品的质心及转动惯量的三轴测量。关键词：L型工装；质心；转动惯量；质量特性测量AMeasurementMethodforCenterofGravityandMomentofInertiabas

2、edonLToolingTangRuoxiang1LiHuipeng1LvYaning1SunJiaxin2(1.BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100191;2.CapitalAerospaceMachineryCompany,Beijing100076)Abstract：Accordingtothecharacteristicsofaerospaceproductswhichhavelargesizeandbigweight,tomeetthedemandofmasspropertiesmeasuremen

3、t,basedonthegasbearingtypeofthemasspropertiesmeasuringinstruments,thispaperintroducesamasspropertiesmeasuringsystemwhichisbasedonLtooling.Becauseitslevelmeasurementdoesnotneedthesecondarylifting,itgreatlyimprovestheaccuracyofmeasurementandefficiencyofmeasurement.Itrealizesthree-axismeasuremento

4、fcertainproducts’centerofgravityandmomentofinertia.Keywords：Ltooling；thecenterofgravity；themomentofinertia；masspropertiesmeasurement1引言采用气浮轴承结构的测量设备测量质心和转动惯量，具体测量时，所得参数均是基于转台的回转中心飞行器的重要质量特性参数是质心和转动惯量，轴。要想得到被测产品的三轴转动惯量和质心坐标，其质量特性测试提供飞行器轨道控制和姿态控制所需需要一个对产品和测量装置连接的工装，以工装为基的质量特性参数，同时验证飞行器结构和布局设计的准，求

5、得转动惯量和质心坐标。合理性，为持续改进提供依据，因此建立此类参数测常用的工装方案有水平工装方案、L型工装方案试系统对加快此类型号产品的研制和缩短生产周期，等。由于被测产品的外形、尺寸不同，需要根据产品提高产品的发射安全性和运行可靠性具有非常重要的的具体情况，选择相应的工装方案。意义。现有的气浮轴承质量特性测量设备理论上可以2.1水平工装方案满足产品的测量要求，但是还需相应的工装。然而飞水平工装由V型底座、竖直支撑底座构成。水平行器质量大，要求测量精度高，产品外形不规则，需测量时，由V型底座支撑，测量另一平面时，需要卸要根据不同产品设计不同的测量方案。载产品并旋转90°后重新安装在V

6、型底座。竖直测量时，需卸载原工装，将产品与竖直支撑底座连接。此2测量方案分析方案水平测量时，需要二次吊装，定位误差大。由于被测产品的质量大，对产品旋转90°时的反转吊具要作者简介：唐若祥（1990-），硕士，光学工程专业；研究方向：光电检测技术。收稿日期：2016-09-0528制造技术研究航天制造技术求很高，且被测件外形不规则，对外突出较大，支撑M1-M2X=（1）1座的结构尺寸会很大。M2.2L型工装方案M3-M4Y=（2）1L型工装如图1所示，由L型底座、翻转轴系、M辅助支撑调节装置构成。产品水平测量时，产品端面M4与可旋转台面连接，测量另一平面时，无需卸载产品，只需将可旋转台

7、面旋转90°实现。产品竖直测量时，M1M2Y1与水平工装方案相同。X1M3翻转轴系基准面图2质心测量示意图l辅助支撑要实现质心三个坐标测量，至少需要在两个垂直相交位置测量两次。为了提高测量精度水平状态翻转两次测量，分别得（X1、Y1），（X2、Z1）。3.2转动惯量测量原理图1L型工装示意图转动惯量测量由反转扭摆系统实现[3]，如图3所示。水平测量时添加辅助支撑来支撑被测物，辅助支撑采用差动螺旋机构结合滚动直线导轨实现上下可调扭摆轴待测件整，以完成不同形状