[發(fā)明專利]一種大型船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)液壓加載裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310201040.8
• 申請(qǐng)日: 2013-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103353395A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 嚴(yán)新平;田哲;劉正林;朱漢華;周新聰;陳凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M13/02
• 分類號(hào): G01M13/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張安國(guó);喬宇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及液壓加載裝置，尤其是涉及大型船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)液壓加載裝置。

背景技術(shù)

目前，船舶向大型化發(fā)展越來(lái)越迅速，僅2009年的一年時(shí)間里就有30?000?DWT的VLCC、29?8000?DWT的VLOC、14?7000?m³的LNG船和8530?TEU的集裝箱船等不同類型大型船舶40余艘通過(guò)船舶檢驗(yàn)而交付使用。大型船舶顯著提高了貨品運(yùn)輸能力，大大提升了運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)效益；但是船舶大型化發(fā)展對(duì)于船舶推進(jìn)軸系安全運(yùn)行帶來(lái)較大影響。據(jù)報(bào)道，由于大型/超大型船舶的船體變形引起推進(jìn)軸系對(duì)中性失效，導(dǎo)致主機(jī)曲軸斷裂、軸系振動(dòng)劇烈和尾軸變形與密封破壞等惡性事故時(shí)有發(fā)生，直接威脅船舶的安全。因此，需要研究大型船舶推進(jìn)系統(tǒng)在復(fù)雜海洋環(huán)境下的動(dòng)力學(xué)特性問(wèn)題，特別是考慮船體變形與推進(jìn)耦合影響、螺旋槳與流體耦合影響等問(wèn)題。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于復(fù)雜海洋環(huán)境下大型船舶推進(jìn)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的研究才剛剛起步，相應(yīng)的分析理論方法還未曾提出，而用來(lái)分析耦合問(wèn)題的試驗(yàn)儀器與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)則更是缺乏。其中，如何在軸系實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上模擬螺旋槳與流體的相互作用力對(duì)于搭建科學(xué)可信的大型船舶試驗(yàn)臺(tái)以及研究其動(dòng)力學(xué)特性至關(guān)重要；而目前國(guó)內(nèi)外的船舶軸系試驗(yàn)臺(tái)均未有設(shè)計(jì)或安裝相應(yīng)的模擬螺旋槳與流體的相互作用力的加載裝置。因此，有必要研發(fā)大型船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)加載裝置來(lái)模擬螺旋槳與流體的相互作用力，其對(duì)于準(zhǔn)確模擬實(shí)際環(huán)境中大型船舶推進(jìn)軸系狀態(tài)、有效研究推進(jìn)軸系動(dòng)力學(xué)特性具有重要價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種大型船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)液壓加載裝置，以解決現(xiàn)有船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)的不足。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的一種大型船舶推進(jìn)軸系試驗(yàn)臺(tái)液壓加載裝置，包括扭矩加載液壓裝置、力加載液壓裝置、力傳感器檢測(cè)單元和液壓加載系統(tǒng)控制器，其中：扭矩加載液壓裝置和力加載液壓裝置安裝在船舶推進(jìn)軸系上，扭矩加載液壓裝置是齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)液壓泵組工作進(jìn)行加載，模擬流體在槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的阻力；力加載液壓裝置共有三個(gè)液壓回路，分別安裝在船舶推進(jìn)軸系xyz三個(gè)方向上利用油缸進(jìn)行加載，三個(gè)液壓回路既可分別作用亦可同時(shí)調(diào)節(jié)；力傳感器直接安裝在推進(jìn)軸系上，其中扭矩傳感器直接安置在軸上推力軸承和調(diào)心滾子軸承上；力傳感器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)接線盒與液壓加載系統(tǒng)控制器中的信號(hào)處理單元連接；液壓加載系統(tǒng)控制器中的控制輸出單元通過(guò)電液轉(zhuǎn)換控制方式與扭矩加載泵站單元及力加載泵站單元連接；扭矩加載泵站單元及力加載泵站單元直接嵌入到液壓回路中。力傳感器讀取軸系所受載荷并反饋給液壓控制器來(lái)控制液壓裝置，實(shí)現(xiàn)軸系加載輸入時(shí)變載荷、沖擊載荷和靜載荷等載荷。

其中，所述的扭矩加載液壓裝置由加載泵組、控制泵站：補(bǔ)油泵組、比例溢流閥、橋式溢流補(bǔ)油回路以及液壓油管輔件組成，其中：加載泵組主要由增速齒輪箱、對(duì)稱布置的兩套雙向旋轉(zhuǎn)液壓泵以及液壓油管輔件組成，并且通過(guò)軸系轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)；控制泵組主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓泵、過(guò)濾器、壓力控制器以及液壓油管輔件組成，互相按工藝流程管路連接；補(bǔ)油泵組主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓泵、過(guò)濾器、壓力控制器、溢流閥以及液壓油管輔件組成，互相按工藝流程管路連接；加載泵組、控制泵組、補(bǔ)油泵組通過(guò)橋式溢流補(bǔ)油回路連接；比例溢流閥安裝在加載泵組的回油口以及控制泵組的出油口，并且通過(guò)壓力變送器與液壓加載系統(tǒng)控制器通信。

所述的力加載液壓裝置主要由z向加載油缸三位四通換向裝置、x向加載油缸三位四通換向裝置、y向加載油缸三位四通換向裝置、軸向雙向推力軸承、徑向調(diào)心滾子軸承、液壓泵組、xyz三向液壓油缸、三個(gè)比例溢流閥以及液壓油管輔件組成，其中：xyz三向加載油缸三位四通換向裝置均由三位四通換向閥、液控單向閥以及液壓油管組成，并且它們的出油路分別連接各自的液壓油缸，回油路分別連接各自的比例溢流閥；軸向雙向推力軸承的殼體與z向液壓油缸連接；徑向調(diào)心滾子軸承的殼體水平向和垂向分別與xy兩向液壓油缸連接；液壓泵組由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓泵、溢流閥、單向閥、過(guò)濾器、壓力控制器以及液壓油管輔件組成，互相按工藝流程管路連接。