杠桿式精密力源裝備是在力值計(jì)量的最常用的設(shè)備之一,是基于杠桿放大的原理將放大的砝碼重力作用在被測試件上。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對(duì)杠桿式精密力源裝備要求越來越高。彈性鉸支是一種利用彈性變形承擔(dān)鉸鏈功能的一種支承形式,具有無摩擦、無磨損等優(yōu)點(diǎn)。本文將圍繞彈性鉸支在杠桿式精密力源裝備中的應(yīng)用進(jìn)行研究。1)本課題通過分析傳統(tǒng)支承(主要是刀承支承)的不足,即存在磨損的缺陷,創(chuàng)新性提出把彈性鉸支應(yīng)用到大載荷杠桿式精密力源裝置中,依據(jù)彈性支承的相關(guān)理論對(duì)彈性進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論計(jì)算。相比于小力值計(jì)量,彈性鉸支應(yīng)用在大載荷杠桿式力源裝置中存在著力的準(zhǔn)確度,強(qiáng)度,穩(wěn)定性和其他一些問題。以50kN為例設(shè)計(jì)彈性鉸支模型,進(jìn)行力值的縮減驗(yàn)證,并進(jìn)行相關(guān)的理論計(jì)算,有限元分析和實(shí)驗(yàn)分析。2)以杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)為例,將彈性鉸支應(yīng)用于其中,理論分析得出由彈性鉸支產(chǎn)生的誤差在0.01%以內(nèi)。運(yùn)用彈性鉸支,對(duì)杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局,證明布局上不存在問題。并根據(jù)實(shí)際情況,對(duì)如何保證彈性鉸支的安裝的可靠性,保證彈性鉸支的相對(duì)位置和彈性鉸支的檢測等問題給出相應(yīng)的解決方案,理論上確定彈性鉸支的可行性。3)設(shè)計(jì),制造300kN杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī),基于ANSYS/Workbench軟件進(jìn)行有限元分析。通過初次分析可以得到力的準(zhǔn)確度在0.01%以內(nèi),但所需的最大平衡位移控制精度過小。建立300kN杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)行相應(yīng)的理論計(jì)算,優(yōu)化彈性鉸支的結(jié)構(gòu),再次進(jìn)行分析,在保證力的準(zhǔn)確的前提下,得到合理的最大平衡位移控制精度。4)基于300kN杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)裝備的實(shí)際結(jié)構(gòu),進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)�；诳刂圃砗�300kN雙杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的結(jié)構(gòu)繪制控制原理圖和電氣原理圖。基于Visual Basic軟件設(shè)計(jì)控制軟件界面,對(duì)300kN杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制程序編程并進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。5)設(shè)計(jì)一種運(yùn)用彈性鉸支的新型微小力值杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī)。目前力值計(jì)量的范圍正向大和小兩個(gè)方向不斷拓展。設(shè)計(jì)一種運(yùn)用彈性鉸支的新型的微小力值杠桿式力標(biāo)準(zhǔn)機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)較大質(zhì)量砝碼重力的縮小,達(dá)到對(duì)被施力裝置施加精確小力值的目的。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH703.3;TH823
【部分圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文 本文采用彈性鉸支作為杠桿式精密力源裝備中的支承形式，論文也將以此為研究中心展開。 1.2 杠桿式力源裝備的發(fā)展現(xiàn)狀杠桿式精密力源裝備作為一種標(biāo)準(zhǔn)力源裝備，在力值計(jì)量方面推動(dòng)了國家實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化，杠桿式精密力源裝備的基本結(jié)構(gòu)如下圖 1.1 所示[8]。

于復(fù)雜導(dǎo)致其無法跟上現(xiàn)在傳感器的生產(chǎn)需求。傳這些缺點(diǎn)已經(jīng)越來越明顯了[9]，迫切需要新的技術(shù)。杠桿式精密力源裝備來說，不斷有新的技術(shù)和方法的加工方式，性能更加好的材料，更加簡便的控制一直在不斷升級(jí)中。但是在一些最重要的部分上依舊方式上，大多還是刀承支承，沒有新的支承方式的，杠桿平衡時(shí)很難保證力值的平順等。對(duì)于現(xiàn)在的要迫切需要技術(shù)性的突破。 上的杠桿式力精密源裝備有很多種，且基本上都能保杠桿式精密力源裝備是目前使用較多的，并采用電2 所示，它與靜重式精密力源裝備有些類似，它們采控制不同砝碼的組合，實(shí)現(xiàn)不同的加載力值。

圖 1.3 平衡裝置圖 1.3 中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與絲杠傳動(dòng)副通過聯(lián)軸器相連，電機(jī)帶動(dòng)絲杠運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)螺母運(yùn)動(dòng)，配重和螺母相連，帶動(dòng)配重做直線運(yùn)動(dòng)。因此，配重塊就可到抵消稱重傳感器和實(shí)驗(yàn)對(duì)象的重力的作用，從而達(dá)到自然平衡的目的。簡來說這是個(gè)位移控制過程，因此，只需要通過電腦對(duì)伺服電機(jī)與平衡傳感器置的控制就可以快捷的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)平。定臂比杠桿式精密力源裝備在使用的過程中也在不斷的發(fā)展，與此同時(shí)變杠桿式力精密源裝備也進(jìn)入高速的發(fā)展，如圖 1.4 所示。該設(shè)備基于第二類原理達(dá)到了對(duì)被測對(duì)象準(zhǔn)確且快速加載的目的[12]。這種雙杠桿式力源裝備源臂比杠桿式力源裝備，不同的是該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)自然平衡，且對(duì)實(shí)驗(yàn)對(duì)安裝要求大幅度降低，使杠桿式精密力源裝備得到進(jìn)一步的發(fā)展。

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