[發明專利]導管測力裝置

有效

• 申請號: 201110444195.5
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102435372A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 許國偉;金仲佳;應良鎂;胡科
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七○二研究所
• 主分類號: G01L5/00
• 分類號: G01L5/00
• 代理公司: 無錫華源專利事務所 32228
• 代理人: 馮智文

技術領域

本發明涉及水動力測量領域，尤其是一種水下船模試驗中導管螺旋槳的導管測力裝置。?

背景技術

目前，對于導管螺旋槳這種特種推進器推力測量的研究很少，尤其是水下船模試驗中對環形導管推力的測量。傳統的測試方法是在環形導管上設置劍支撐天平進行測力，但是這種方法在水下試驗中，當模型的移動速度達到3～4m/s時，劍支撐天平與環形導管的接觸部位在受到螺旋槳旋轉產生推力的情況下，會產生抖動現象，甚至導致環形導管與螺旋槳相碰撞，此外，劍支撐天平的安裝方式破壞了模型尾部整體結構。而且，由于環形導管的剖面為較薄的機翼型或折角線型，給測力天平的設計與布置帶來較大困難，因測量手段的缺失致使無法深入了解并準確測量帶導管螺旋槳船舶的水動力性能。?

發明內容

本申請人針對上述無法準確測量導管螺旋槳導管推力情況的缺陷，提供一種導管測力裝置??，從而可以測量在水下自航試驗中導管螺旋槳的導管推力。?

本發明所采用的技術方案如下：?

一種導管測力裝置，在模型內部裝置尾軸，尾軸的一端連接轉動軸，于轉動軸上安裝螺旋槳，螺旋槳的外圍設置導管，在尾軸的外部還套有尾軸管；于模型內部，尾軸管的外圍裝置環形導管天平，環形導管天平的內周與尾軸管外周間隙配合，環形導管天平的中部外周開有環形凹槽，兩端圓柱部上開有孔，在靠近口部的外周面上設置有連接螺紋；環形導管天平的一端通過連接管、支架連接在導管上，另一端與法蘭盤固接在尾法蘭上。

其進一步特征在于：?

所述形導管天平為圓環柱形，環形導管天平兩端圓柱部上開有的孔為跑道形孔。

所述支架為三根，各支架的一端分別與導管固接并互成120°。?

所述環形導管天平可以采用鋁合金材料。?

本發明的有益效果如下：?

本發明將導管推力通過支架傳遞到安裝于模型內部的環形導管天平，通過環形導管天平上的應變測力元件，并根據惠斯頓電橋原理，反映和計算出軸向力，實現了在試驗時對導管推力的準確測量；拆卸與安裝方便，避免了實際測量中出現的結構弱點與安全風險；且合理的利用了模型尾部的空間，使測力天平的設計和布置方便。

附圖說明

圖1為本發明的剖視圖。?

圖2為本發明的局部結構示意圖。?

圖3為環形導管天平的立體示意圖。?

具體實施方式

下面結合附圖，說明本發明的具體實施方式。?

如圖1、圖2所示，在模型內部裝置尾軸1，尾軸1的一端連接轉動軸4，于轉動軸4上安裝螺旋槳10，螺旋槳10的外圍設置導管11；在尾軸1的外部還套有尾軸管2。于模型內部，尾軸管2的外圍裝置環形導管天平7，環形導管天平7與尾軸管2之間互不干涉，使環形導管天平7不會因為尾軸1的轉動及尾軸管2的震動，而對測量導管推力產生影響；環形導管天平7的結構如圖3所示，形導管天平7為圓環柱形，采用鋁合金材料。環形導管天平7的內周與尾軸管2外周間隙配合，環形導管天平7的中部外周開有環形凹槽7-1，形成薄壁連接橋部；兩端圓柱部上開有跑道形孔7-2，在靠近口部的外周面上設置有連接螺紋7-3；在環形凹槽7-1中黏貼布置應變片，應變片的黏貼方式遵循惠斯頓電橋原理（全橋電路），并采用硅膠密封固定，以滿足密閉、防水和絕緣的要求。如圖1、圖2所示，環形導管天平7的一端與連接管8螺紋連接，另一端與法蘭盤3固接在尾法蘭5上。所述導管10上固接三根位置互成120°的支架9，支架9的一端穿過瓦片6與連接管8連接。瓦片6為保持模型尾部形狀及線條的可拆卸與安裝的結構。?

在進行試驗時，通過裝置于模型內部的電機（圖中未示出）工作，尾軸1工作帶動轉動軸4一起旋轉，使螺旋槳10轉動。螺旋槳10旋轉產生推力，推力經過支架9均勻的傳遞至環形導管天平7，由于環形導管天平7上布置有跑道形孔7-2及應變片（圖中未示出），跑道形孔7-2起彈性支撐作用，在彈性范圍內，使環形導管天平7的連接橋部軸向產生彈性變形，從而使應變片受到載荷產生形變，導致應變片產生電阻值的變化。電阻值的變化通過測量電橋轉換為與力值信號成正比的電壓信號，該電壓信號經過標定換算，即可換算出對應的力值的大小，從而實現模型試驗中導管推力的準確測量。?

采用本發明所述的導管測力裝置進行的測試方法如下：?

第一步：進行系數標定后，在船舶模型上安裝上述測量裝置。