專利名稱：一種測(cè)量大型彎淬肋骨曲率半徑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造船業(yè)，具體是建造潛艇加強(qiáng)筋即彎淬″肋骨″曲率半徑的量算方法。
目前，在造船業(yè)中，建造潛艇的加強(qiáng)筋即彎淬″肋骨″曲率半徑要求從1.25米～6米幾種規(guī)格。每根肋骨長(zhǎng)9米，除在一米長(zhǎng)度內(nèi)允許5毫米公差外，其余部分的曲率半徑與理論半徑之差≤1毫米。彎淬肋骨是連續(xù)進(jìn)行的，即將被彎淬的型鋼逐一焊接在一起，彎淬后再逐一切開。顯然，制造高精度的肋骨必須高精度地測(cè)量其曲率半徑。一般加工肋骨是工人用事先做好的″靠模″對(duì)彎淬的肋骨不斷地測(cè)試，再根據(jù)每次測(cè)試的結(jié)果調(diào)整壓型輥的進(jìn)給量，以得到所要求的曲率半徑。此種方法不僅工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大，又不能保障彎淬精度。
為了克服上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高測(cè)量大型彎淬肋骨曲率半徑精度的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是保持測(cè)量輥的移動(dòng)方向與壓型輥的移動(dòng)方向相同，采用單點(diǎn)接觸式，即測(cè)量輥單點(diǎn)接觸于彎淬肋骨下沿，由測(cè)量輥帶動(dòng)的線性位移傳感器測(cè)出彎淬肋骨在測(cè)量輥的移動(dòng)方向上的變化量X值，再由彎淬設(shè)備的幾何關(guān)系計(jì)算出彎淬肋骨的曲率半徑R值；所述計(jì)算曲率半徑R值數(shù)學(xué)表達(dá)式為R＝(M2+X2-2MXSinθ)/2XCosθ+r其中M為測(cè)量輥軸心的初始位置至彎淬點(diǎn)之間的距離，θ為測(cè)量輥的移動(dòng)方向與中頻感應(yīng)線圈的主平面前沿中軸線的延長(zhǎng)線相交后形成的測(cè)量角，r為測(cè)量輥半徑。
本發(fā)明具有簡(jiǎn)單易行，不受環(huán)境條件限制，既可以減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又保證了測(cè)量精度等優(yōu)點(diǎn)，也可廣泛應(yīng)用于其它大型工件的曲率半徑測(cè)量。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。


圖1為發(fā)明原理圖。
本發(fā)明所述保持測(cè)量輥3的移動(dòng)方向與壓型輥4的移動(dòng)方向相同，測(cè)量輥3單點(diǎn)接觸于彎淬肋骨2，由測(cè)量輥3帶動(dòng)的線性位移傳感器5測(cè)出彎淬肋骨2在測(cè)量輥3的移動(dòng)方向上的變化量X值，再由彎淬設(shè)備的幾何關(guān)系計(jì)算出彎淬肋骨2的曲率半徑R值；所述計(jì)算曲率半徑R值數(shù)學(xué)表達(dá)式為R＝(M2+X2-2MXSinθ)/2XCosθ+r其中M為測(cè)量輥3軸心的初始位置至彎淬點(diǎn)之間的距離，θ為測(cè)量輥3的移動(dòng)方向與中頻感應(yīng)線圈1的主平面前沿中軸線的延長(zhǎng)線相交后形成的測(cè)量角，r為測(cè)量輥3半徑。
實(shí)施例1如圖1所示，其中所述中頻感應(yīng)線圈1的主平面前沿中軸線EE′與被彎淬肋骨2的型鋼初始位置的下沿直線BC相垂直，測(cè)量輥3單點(diǎn)接觸于彎淬肋骨2下治，和固定其上的線性位移傳感器5的移動(dòng)方向與EE′的延長(zhǎng)線相交交點(diǎn)為O，交角為θ，此處稱θ角為測(cè)量角，為了定量計(jì)算的方便，建立以O(shè)點(diǎn)為座標(biāo)原點(diǎn)、EE′方向?yàn)閅軸及BC方向?yàn)閄軸的直角座標(biāo)系(XOY)，測(cè)量輥3軸心位置為O0，與BC直線的切點(diǎn)為D0，所以 為測(cè)量輥3的半徑， 為測(cè)量輥3軸心的初始位置O0至彎淬點(diǎn)F之間的距離，O1為彎淬肋骨的曲率圓心，對(duì)不同曲率半徑的圓心O1在Y軸上的位置是不同的，設(shè)線性位移傳感器5測(cè)出彎淬肋骨2在測(cè)量輥3的移動(dòng)方向上的變化量為 即測(cè)量輥3軸心的移動(dòng)距離(曲率半徑的變化值)，彎淬肋骨2曲率半徑 ，其中測(cè)量角為θ，曲率半徑R等參數(shù)均為常數(shù)。
在直角三角形AOXO1中，由于 (R-r)2＝[(R-r)-XCosθ]2+[M-XSinθ]2＝[(R-r)2+(XCosθ)2-2(R-r)(XCosθ)]+M2+(XSinθ)2-2MXSinθ所以(R-r)＝M2+X2-2MXSinθ/2XCosθR＝(M2+X2-2MXSinθ)/2XCosθ+r實(shí)施例2與實(shí)施例1不同之處在于在任意三角形△OXO1O中設(shè) ，用任意三角形兩邊a、b及夾角∠C求c邊長(zhǎng)的公式c2＝a2+b2-2abCosC又在直角三角形△O0FO中設(shè) ，OF＝N；夾角為θ。
則a＝N-(R-r)，b＝L-X，c＝R-r；CosC＝Cosθ。
又因?yàn)镹＝LCosθ，M＝LSinθ，X為線性位移傳感器5(這里采用光柵尺)測(cè)量長(zhǎng)度。
所以(R-r)2＝[N-(R-r)]2+(L-X)2-2[N-(R-r)](L-X)Cosθ經(jīng)推導(dǎo)得出(R-r)＝(M2+X2-2XMSinθ)/2XCosθ于是R＝(M2+X2-2XMSinθ)/2XCosθ+r本發(fā)明所用的裝置為現(xiàn)有技術(shù)，其中測(cè)量輥3帶動(dòng)的線性位移傳感器5可以是帶游標(biāo)的光柵尺，也可以是電位斗、LVDT和增量式編碼器，特別可以是微脈沖位移傳感器。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量大型彎淬肋骨曲率半徑的方法，其特征在于保持測(cè)量輥(3)的移動(dòng)方向與壓型輥(4)的移動(dòng)方向相同，采用單點(diǎn)接觸式，即測(cè)量輥單點(diǎn)接觸于彎淬肋骨(2)下沿，由所述測(cè)量輥(3)帶動(dòng)的線性位移傳感器(5)測(cè)出彎淬肋骨(2)在測(cè)量輥(3)的移動(dòng)方向上的變化量X值，再由彎淬設(shè)備的幾何關(guān)系計(jì)算出彎淬肋骨(2)的曲率半徑R值。
2.按權(quán)利要求1所述測(cè)量大型彎淬肋骨曲率半徑的方法，其特征在于所述計(jì)算曲率半徑R值數(shù)學(xué)表達(dá)式為R＝(M2+X2-2MXSinθ)/2XCosθ+r其中M為測(cè)量輥(3)軸心的初始位置至彎淬點(diǎn)之間的距離，θ為測(cè)量輥(3)的移動(dòng)方向與中頻感應(yīng)線圈(1)的主平面前沿中軸線的延長(zhǎng)線相交后形成的測(cè)量角，r為測(cè)量輥(3)半徑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)量大型彎淬肋骨曲率半徑的方法。具體是保持測(cè)量輥的移動(dòng)方向與壓型輥的移動(dòng)方向相同,采用單點(diǎn)接觸式,即測(cè)量輥單點(diǎn)接觸于彎淬肋骨下沿,由測(cè)量輥帶動(dòng)的線性位移傳感器測(cè)出彎淬肋骨在測(cè)量輥的移動(dòng)方向上的變化量X值,再由彎淬設(shè)備的幾何關(guān)系計(jì)算出彎淬肋骨的曲率半徑R值,其計(jì)算公式為:R=(M
文檔編號(hào)G01B5/20GK1278056SQ99113019
公開日2000年12月27日 申請(qǐng)日期1999年6月16日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者劉國(guó)旺 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所