[發(fā)明專利]調(diào)距槳電液伺服加載裝置及加載方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210072827.4
• 申請(qǐng)日: 2012-02-07
• 公開（公告）號(hào): CN102620985A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 貴忠東;丁凡;袁野;易小東;李佑策;王校峰;謝清程;姜紅剛;劉碩;滿在朋;何平亮;王國(guó)亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/02
• 分類號(hào): G01N3/02;G01N3/06;G01N3/10
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電液伺服領(lǐng)域的加載試驗(yàn)臺(tái)類裝置，特別是涉及一種調(diào)距槳電液伺服加載裝置及加載方法。

背景技術(shù)

調(diào)距槳是目前艦船中最廣泛采用的推進(jìn)裝置之一，與定距槳的主要區(qū)別在于，定距槳的槳葉不能轉(zhuǎn)動(dòng)，而調(diào)距槳可以通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)置于槳轂中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)和改變槳葉的角度來(lái)調(diào)節(jié)螺旋槳螺距。通過(guò)槳葉螺距角的改變實(shí)現(xiàn)主機(jī)負(fù)荷的增加或減小，以便改善主機(jī)推進(jìn)效率、降低營(yíng)運(yùn)成本和獲得優(yōu)良的操縱性能和機(jī)動(dòng)性。其內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性能要求較高。對(duì)于新研制更大功率的調(diào)距槳裝置必須建立加載試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)槳轂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及調(diào)距槳電液比例伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行考核，考察新研制的調(diào)距槳裝置是否滿足設(shè)計(jì)要求。螺旋槳在水下分別受到推力，旋轉(zhuǎn)阻力、離心力以及槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)扭距，其中在推力、旋轉(zhuǎn)阻力和轉(zhuǎn)葉扭距上還有脈動(dòng)壓力存在。

螺旋槳在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)受到的力和力矩負(fù)荷組成是：軸向的推力P、螺旋槳旋轉(zhuǎn)沿切線方向阻力T、慣性轉(zhuǎn)葉扭矩和水動(dòng)力轉(zhuǎn)葉扭矩M、離心力R等，這些力和力矩與螺距、進(jìn)速以及它們的變化率有關(guān)。世界上各國(guó)對(duì)調(diào)距槳加載系統(tǒng)的研究過(guò)去主要以“飛鐵”慣性加載試驗(yàn)為主，“飛鐵”加載的原理是，將螺旋槳槳葉更換成加載懸臂，并在懸臂后部加掛不同重量的鐵塊，螺旋槳的旋轉(zhuǎn)是由電機(jī)帶動(dòng)，轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)是由減速箱和離合器進(jìn)行控制，通過(guò)調(diào)整加載懸臂與螺旋槳軸向的夾角位置，在螺旋槳旋轉(zhuǎn)時(shí)由于離心力的作用，能分別在螺旋槳上模擬出推力方向、旋轉(zhuǎn)阻力方向和離心力方向的受力。它的優(yōu)點(diǎn)是除槳葉扭矩外能保證調(diào)距槳裝置在其他各個(gè)方向的同時(shí)受力，并能對(duì)調(diào)距槳槳轂機(jī)械機(jī)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度考核；它的缺點(diǎn)是很難通過(guò)飛鐵加載實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)方向上受力的精確控制，并且“飛鐵”加載的基本原理是離心力加載，只能進(jìn)行調(diào)距槳裝置相對(duì)穩(wěn)態(tài)的加載，不能滿足對(duì)調(diào)距槳裝置實(shí)施模擬實(shí)船受力動(dòng)態(tài)加載以及脈動(dòng)力加載的需要。但在當(dāng)時(shí)條件下這種加載裝置已是公認(rèn)的最能反映調(diào)距槳真實(shí)受力的試驗(yàn)裝置。目前，對(duì)于調(diào)距槳加載試驗(yàn)臺(tái)架的研究，由于商業(yè)和軍事目的，世界上鮮有報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用來(lái)模擬調(diào)距槳在各種復(fù)雜真實(shí)海況下所受的動(dòng)態(tài)載荷的調(diào)距槳電液伺服加載裝置及加載方法。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種調(diào)距槳電液伺服加載裝置，包括：包括加載臺(tái)架組件、液壓系統(tǒng)、電控及檢測(cè)系統(tǒng)；所述加載臺(tái)架組件包括大質(zhì)量圓盤底座，所述大質(zhì)量圓盤底座上表面上設(shè)置有槳轂座，槳轂座上設(shè)置有槳轂，以槳轂座為軸心，在大質(zhì)量圓盤底座上設(shè)置有至少一個(gè)的的離心力R油缸支座，離心力R油缸支座右側(cè)設(shè)置有旋轉(zhuǎn)阻力T油缸支座；所述液壓系統(tǒng)包括不銹鋼油箱，不銹鋼油箱通過(guò)油路分別連接有電調(diào)比例泵、定量泵和控制泵；電調(diào)比例泵的油路分別連接有高壓濾器、系統(tǒng)壓力傳感器、蓄能器、溢流閥以及電磁溢流閥II；定量泵的油路與電調(diào)比例泵的油路相連接；控制泵分別連接有電磁溢流閥I和電調(diào)比例變量泵；高壓濾器分別連接有M缸加載伺服閥、P缸加載伺服閥、T缸加載伺服閥、R缸加載伺服閥以及壓力傳感器；M缸加載伺服閥一條油路上分別連接有電磁換向閥、壓力傳感器Ⅱ和轉(zhuǎn)葉扭矩M加載油缸Ⅰ的無(wú)桿腔，M缸加載伺服閥的另一條油路上分別連接有電磁換向閥、壓力傳感器Ⅲ和轉(zhuǎn)葉扭矩M加載油缸Ⅱ的有桿腔；P缸加載伺服閥的一條油路上分別連接有壓力傳感器Ⅳ和推力P加載油缸的無(wú)桿腔，P缸加載伺服閥的另一條油路上分別連接有壓力傳感器Ⅴ和推力P加載油缸的有桿腔；T缸加載伺服閥分別連接有壓力傳感器Ⅵ、旋轉(zhuǎn)阻力T加載油缸的有缸腔；R缸加載伺服閥分別連接有壓力傳感器和離心力R加載油缸的有桿腔；推力P加載油缸的無(wú)桿腔、旋轉(zhuǎn)阻力T加載油缸的無(wú)桿腔、M缸加載伺服閥、P缸加載伺服閥、T缸加載伺服閥和R缸加載伺服閥通過(guò)油路相連接；連接推力P加載油缸的無(wú)桿腔、旋轉(zhuǎn)阻力T加載油缸的無(wú)桿腔、M缸加載伺服閥、P缸加載伺服閥、T缸加載伺服閥和R缸加載伺服閥的油路經(jīng)風(fēng)冷卻器進(jìn)入不銹鋼油箱底部；溢流閥以及電磁溢流閥II的油路經(jīng)風(fēng)冷卻器進(jìn)入不銹鋼油箱底部；所述電控及檢測(cè)系統(tǒng)包括電源裝置，所述電源裝置分別連接有操縱面板、顯示儀表、數(shù)據(jù)計(jì)算與顯示裝置、可編程控制器CPU、模擬量輸入模塊、數(shù)字量輸入/輸出模塊、模擬量輸出模塊、網(wǎng)口通訊模塊、力傳感器組、應(yīng)變傳感器組、位移傳感器組、電磁閥控制裝置、電動(dòng)機(jī)組啟停裝置、M缸加載伺服閥、P缸加載伺服閥、T缸加載伺服閥、R缸加載伺服閥、NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和ARM高頻加載控制器；所述數(shù)據(jù)計(jì)算與顯示裝置分別與網(wǎng)口通訊模塊和NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連；操縱面板分別與顯示儀表、數(shù)字量輸入/輸出模塊和PLC模擬量輸入模塊相連；NI數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與力傳感器和應(yīng)變傳感器組相連；ARM高頻加載控制器分別與力傳感器組和伺服閥組相連；PLC模擬量輸入模塊分別與力傳感器和位移傳感器相連；數(shù)字量輸入/輸出模塊和電機(jī)啟動(dòng)箱相連；PLC模擬量輸出模塊和伺服閥組相連。