[科普中國]-靜力矩

在物體對某一條軸存在轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢卻沒有轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的力矩為靜力矩。

定義質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)距離某一條轉(zhuǎn)軸L為l，則該質(zhì)點(diǎn)對轉(zhuǎn)軸L的靜力矩為：M(L)=m×l

由以上關(guān)系可知，設(shè)一個(gè)二維板對某條轉(zhuǎn)軸存在靜力矩，則質(zhì)量元素為：dm=ρ(x，y)ds

靜力距元素為：dM(L)=l×ρ(l，L)ds

平面對某條轉(zhuǎn)軸的靜力矩為：M(L)=∫∫[S]l×ρ(l，L)ds

其中S為二維板的面積，ρ(l，L)為密度關(guān)于位置的函數(shù)，l為垂直于轉(zhuǎn)軸L到質(zhì)點(diǎn)mi的矩離。

同理可定義三維體對某平面的靜力矩：M(L)=∫∫∫[V]l×ρ(l，L，z)dv

上式既是物體對于L-Z平面的靜力矩。

軸流通風(fēng)機(jī)玻璃鋼葉片的靜力矩控制以軸流通風(fēng)機(jī)玻璃鋼葉片為例，分析了葉片重量和重心距離偏差過大的原因，提出了制作過程中控制玻璃鋼葉片重量靜力矩的方法。1

葉片的重量和重心距離相差從低壓大流量軸流通風(fēng)機(jī)16個(gè)玻璃鋼葉片的重量、靜力矩值的測定結(jié)果看到：①就重量而言，61個(gè)葉片。中的最大重量為27.15kg，最小重量為25·15kg，最大和最小重量相差2kg。分成A、B、C、D四組后，每組四個(gè)葉片的最大和最小重量相差的最大值為0.59kg。

②就靜力矩而言，16個(gè)葉片中的最大靜力矩為25.93kg·m，最小靜力矩為23.69kg·m，最大和最小靜力矩相差的最大值為2.24kg·m。 分成四組后，每組四個(gè)葉片的最大和最小靜力矩相差的最大值為1.17kg·m。

③就重心距離而言，16個(gè)葉片的最大距離為968.6mm，最小距離為925.3mm，最大和最小距離相差43.3mm。 分成四組后，每組四個(gè)葉片的最大和最小距離相差的最大值為38.2mm。

由結(jié)果分析可知，在制作中，16個(gè)葉片的重量和重心距離相差較大 ( 盡管分組后有改善 )，說明葉片工藝成形過程中對其尚須進(jìn) 一步嚴(yán)格控制。1

相差較大的原因通過對葉片工藝成形的了解和分析，重量相差較大的原因主要有：

①由于玻璃纖維粗細(xì)不均，致使玻璃布薄厚不均。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，同種規(guī)格的玻璃布在同一捆或不同捆中按樣板剪裁的葉片布層總重量有時(shí)相差±I kg左右。

②由于合模間隙控制不當(dāng) (如中間夾布或緊固螺栓擰緊力不同等 ) 和氣袋充壓控制不好，致使膠液的流失量不同。 生產(chǎn)實(shí)踐表明，在用膠量相同的情況下，合模間隙和充氣壓力控制不當(dāng)，擠壓出來的膠液量明顯不同，且膠液流淌的部位也大有區(qū)別。

影響葉片重心距離相差較大，除上述原因外，還主要有：

①由于玻璃布的柔軟性，鋪層操作過程中對布的抻拉力量不同或布層擺放位置的差異，從而引起布的質(zhì)量分布的差異。

②膠液涂刷不均，也會(huì)引起質(zhì)量分布差異。1

質(zhì)量控制針對問題和原因，對于空心薄壁結(jié)構(gòu)葉片，在手糊工藝成形操作過程中，必須嚴(yán)格作好以下質(zhì)量控制：

①選用質(zhì)量可靠的廠家生產(chǎn)的玻璃布。

②按樣板剪裁布層后，對每個(gè)葉片所需的布層必須稱重，并控制在所要求的范圍內(nèi)。

③合模間隙要均勻，滿足技術(shù)要求。

④控制氣袋充氣壓力，滿足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。

⑤鋪陳過程中防止玻璃布抻拉過猛。

⑥實(shí)行定員操作，布層鋪陳力求一致。

⑦均勻涂刷膠液。

通過采取上述控制措施，效果顯著，葉片重量和重心距離相差減少，葉片靜力矩相差亦減少。 這不僅減少了利用加重( 灌膠 ) 法進(jìn)行葉片靜力矩平衡的工作量。1

常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器靜力矩試驗(yàn)臺介紹了一種可進(jìn)行多種不同型號常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器靜態(tài)制動(dòng)力矩測試的試驗(yàn)臺，從工作原理、結(jié)構(gòu)組成及實(shí)驗(yàn)操作等幾方面闡述了試驗(yàn)臺的優(yōu)點(diǎn)。此試驗(yàn)臺測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、操作靈活簡便，值得行業(yè)推廣。2

試驗(yàn)臺工作原理常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器靜力矩試驗(yàn)臺是根據(jù)杠桿原理，利用圓盤模擬機(jī)構(gòu)卷筒邊緣板，使液壓鉗盤式制動(dòng)器處于將圓盤夾緊的靜態(tài)制動(dòng)工況，然后再向圓盤另一端焊接的定長桿上施加載荷，使用壓力傳感器與顯示器來讀取圓盤定長桿所承受的載荷，當(dāng)施加載荷達(dá)到液壓鉗盤式制動(dòng)器靜制動(dòng)的額定載荷時(shí)，圓盤在液壓鉗盤式制動(dòng)器作用下應(yīng)保持不轉(zhuǎn)動(dòng)，則液壓鉗盤式制動(dòng)器靜態(tài)制動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求。從而保證液壓鉗盤式制動(dòng)器靜態(tài)制動(dòng)的安全可靠性，并在設(shè)計(jì)中充分考慮操作的方便性與測試準(zhǔn)確性，具有原理簡單易操作等特點(diǎn)。2

試驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器靜力矩試驗(yàn)臺由工作平臺、電源箱、顯示器、制動(dòng)盤等組成。常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器試驗(yàn)臺在工作平臺上配備有電源箱和液壓泵站，電源箱通過電纜線連接顯示器和液壓泵站；在工作平臺上設(shè)置有靜態(tài)測壓盤，將常閉式電力液壓鉗盤式制動(dòng)器的液壓夾鉗夾在靜態(tài)測壓盤的側(cè)邊上，液壓泵站的液壓管連接液壓夾鉗，在靜態(tài)測壓盤另一側(cè)焊接一個(gè)定長桿，并在定長桿的外端下面安裝一個(gè)液壓千斤頂，在液壓千斤頂上面與定長桿相接處安裝壓力傳感器，將壓力傳感器的電信號接入顯示器。

靜態(tài)測壓盤的中心軸通過自潤滑鈾套裝入支架內(nèi)，靜態(tài)測壓盤相對支架能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)。2

試驗(yàn)操作工作時(shí)，打開電源箱的電源，向顯示器、液壓泵站和壓力傳感器供電。利用液壓泵站操控使液壓鉗盤式制動(dòng)器的液壓夾鉗打開，將液壓夾鉗向靜態(tài)測壓盤的圓盤邊緣推進(jìn)，使靜態(tài)測壓盤的圓盤邊緣板位于液壓夾鉗兩磨擦片中間位置，并調(diào)整好夾鉗的制動(dòng)間隙。然后利用液壓泵站操控，將液壓鉗盤式制動(dòng)器泄壓，此時(shí)液壓夾鉗將靜態(tài)測壓盤圓盤邊緣板夾緊，液壓夾鉗處于靜態(tài)制動(dòng)狀態(tài)，即可開始試驗(yàn)。

當(dāng)液壓夾鉗處于靜態(tài)制動(dòng)夾緊靜態(tài)測壓盤的圓盤邊緣板狀態(tài)時(shí)，手動(dòng)將液壓千斤頂、壓力傳感器向靜態(tài)測壓盤上的定長桿施加載荷，由壓力傳感器向顯示器傳輸所承受載荷數(shù)據(jù)，用顯示器進(jìn)行讀取。然后持續(xù)將液壓千斤頂向上頂出，向靜態(tài)測壓盤上的定長桿施加載荷，直至達(dá)到液壓鉗盤式制動(dòng)器設(shè)計(jì)靜力矩額定載荷，靜態(tài)測壓盤圓盤仍保持不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，則液壓鉗盤式制動(dòng)器靜態(tài)制動(dòng)符合設(shè)計(jì)要求。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

張靜 - 副教授 - 西南大學(xué)