風洞殼體的修型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種適用但不僅限于風洞殼體的修型裝置。
【背景技術】
[0002]風洞是進行空氣動力學研究、飛行器研制和風工程探索的常用試驗裝置。隨著風洞應用范圍的擴展，風洞模擬試驗的要求越來越高，對風洞殼體精度的要求也越來越高。例如，在風洞結構中較關鍵的收縮段，其作用是通對氣流進行收縮后增壓、增速。收縮段殼體包括外殼和內殼，其中外殼承壓、內殼成形。內殼體由縱向筋板和環向筋板焊接而成，其結構復雜，制造和安裝精度要求高，施工工藝和技術難度大。根據氣動原理，收縮段的內殼體型面需設計為三元收縮的曲面，其型面的精度對流場穩定性的影響較大，故盡可能提高收縮段內殼體型面精度對風洞建設具有重大的意義。
[0003]目前，大型風洞的收縮段，由于外形尺寸大、重量重，公路運輸受限，只能在施工現場完成制造安裝工作。現有的制作安裝方式是:先將收縮段的縱向筋板預制成整體，各圈環向筋板先按照設計的理論尺寸預制成環段，在裝配時控制各層環向筋板的高度和內截面尺寸，以及各層環向筋板的同心度，通過焊接的方式將縱向筋板和環向筋板連成整體，最后安裝殼體的內表面板材。由于安裝縱向筋板和環向筋板存在不可避免的下料誤差，以及焊接收縮變形，故通過現有的方法和裝置制成的收縮段內殼體的型面誤差較大，且較難消除，極大的影響風洞的建設質量。此外，在施工過程中由于需要測量控制的要素較多，施工人員勞動強度較大，所需的工期時間也較長。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種結構簡單、成本較低、使用方便，能夠有效提高風洞內殼體型面精度的修型裝置。
[0005]本實用新型的風洞殼體的修型裝置，包括設于基體上的導向結構與升降機構，所述升降機構上設有可沿導向結構移動、長度可調且與風洞殼體距離相適應的可旋轉的樣桿，以及控制樣桿沿所述導向結構移動的驅動結構，所述樣桿的旋轉外伸端設有修型工具。所述基體為本實用新型的修型裝置的基座部分，用于對其它部件的連接和/或支承。導向結構設于風洞內殼體軸線上或其它位置，對樣桿起導向作用。所述樣桿的非外伸端可以與導向結構(同時兼做旋轉軸)相連，也可以為只與單一的旋轉軸連接，使樣桿不僅可沿導向結構移動，還可以繞軸旋轉。所述樣桿為可伸縮結構，其長度可調整以便與風洞收縮段內殼體徑向變化的距離相適應。當導向結構設于風洞內殼體軸線上時，樣桿的長度可以略大于樣桿當前所處的風洞內殼體橫截面的半徑，使加工后的風洞內殼體有一定加工余量。在實際應用時，通過驅動結構來控制升降機構上的樣桿，使樣桿沿導向結構移動到所需位置；再調整樣桿的長度，使設于樣桿旋轉外伸端的修型工具可以對構成風洞內殼體型面不同位置的環向筋板進行標記和/或修整。通過控制升降機構使樣桿沿風洞內殼體軸線的升降，完成整個內殼體型面的修型，調整內殼體的型面尺寸，提高內殼體的型面精度；然后再采用打磨或其它精修的方式使縱向筋板與環向筋板平滑過度連接，進一步提高內殼體的型面精度，最終得到精度較高的風洞內殼體。
[0006]本實用新型的風洞殼體的修型裝置，結構簡單，能夠非常有效的實現對風洞內殼體的修型，極大的提高風洞內殼體的型面精度；并且使用方便，能夠提高風洞內殼體的修型效率，大幅度降低了施工人員勞動強度的同時，非常顯著的縮短了施工周期。
[0007]在上述結構的基礎上，所述升降機構可以采用目前常用的不同方式，例如，可以采用由上方進行提拉的方式驅動，或采用由下方進行頂推的方式驅動；此外，對于驅動動力源，可以為電機、液壓等機械動力裝置，也可以直接采用人力驅動等。以提拉式驅動為例，其可包括設有用于設置提拉式驅動結構的頂板和可由所述驅動結構帶動并設有所述樣桿的樣桿板。所述頂板用于固定和安裝驅動結構，所述驅動結構可以是手拉葫蘆、電機或液壓驅動結構等。例如，當所述驅動結構為手拉葫蘆時，將手拉葫蘆的一端固定于頂板上，手拉葫蘆的另一端與樣桿板相連，通過人工拉動手拉葫蘆來控制樣桿板沿導向結構移動。所述樣桿板位于風洞內殼體的橫截面上，對樣桿起支撐和定位作用，當樣桿沿導向結構移動時，不會偏離樣桿所在平面，確保修型工具對位于同一橫截面上的環向筋板進行修型的準確性，在一定程度上提高了風洞內殼體修型后的型面精度。采用頂推式驅動時，則可將步進電機或液壓機構等設于樣桿板的底部，根據作業需要操作其推動樣桿板沿導向結構上下移動。
[0008]進一步的，所述導向結構可以直接由樣桿的旋轉軸兼做，也可以為單獨設置的如導向立柱/導軌等結構。對于后者，例如可包括設于所述頂板和樣桿板之間的導向立柱，樣桿板上設有連接樣桿的旋轉軸。所述導向立柱對頂板和樣桿板進行導向的同時，還對樣桿板進行支撐、穩定和定位。當風洞內殼體的各個橫截面呈圓形時，所述旋轉軸可設于風洞內殼體軸線上，以便于樣桿在風洞內殼體的同一橫截面沿旋轉軸做周向運動時，不用多次調整樣桿長度，減小施工誤差。
[0009]進一步的，所述導向結構長度大于風洞內殼體的軸向長度，以確保升降機構能夠在風洞內殼體的整個軸向長度范圍內移動，使樣桿上的修型工具能夠對整個內殼體的所有部分都能夠進行修型，避免因導向結構長度不足而導致修型工具無法對部分內殼體進行修型。
[0010]一般而言，所述修型工具可包括用于標記需修型部位的劃針。所述劃針在樣桿的帶動下，可按照理論設計數據在環向筋板刻畫切割線，再沿切割線對環向筋板進行切割，除去多余的材料，就可得到與設計尺寸符合的風洞內殼體型面。
[0011]此外，所述修型工具還可以包括可與劃針同時設置或可與劃針更換的火焰切割頭。當劃針在環向筋板上刻畫好切割線后，使火焰切割頭在樣桿的帶動下，對環向筋板進行切割，除去多余的材料；切割完成后再進行邊緣的打磨精修，使環向筋板和縱向筋板平滑連接，從而得到精度較高的風洞內殼體型面。所述修型工具還可以是其它現有的型材切割工具。
[0012]本實用新型的風洞殼體的修型裝置，結構簡單，使用方便，能夠高效、高精度的對風洞內殼體進行修型，極大的提高風洞內殼體的型面精度，并且大幅度降低施工人員勞動強度的同時，還非常顯著的縮短了施工周期。
[0013]以下結合實施例的【具體實施方式】