[發明專利]調距槳單片槳葉轉葉力矩測量裝置中的測力機構

有效

• 申請號: 201410310769.3
• 申請日: 2014-07-01
• 公開（公告）號: CN104034465A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 吳穎昕;陸林章;劉小龍;孫承燦
• 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: G01L3/00
• 分類號: G01L3/00
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶漢欽

技術領域

本發明涉及可調螺距螺旋槳水動力學試驗技術領域，具體涉及在拖曳水池或者可變壓水筒中測量可調螺距螺旋槳單片槳葉轉葉力矩的試驗裝置，尤其涉及測量單片槳葉轉葉力矩試驗裝置中的測力機構。

背景技術

可調螺距螺旋槳，又稱調距槳，是目前艦船中最廣泛采用的推進裝置之一，與定距槳不同，調距槳可以通過驅動設置于槳轂中的運動機構，以槳葉轉動和改變槳葉的角度來調節螺旋槳螺距，通過槳葉螺距角的改變實現主機負荷的增加或減小，以改善主機推進效率、降低營運成本和獲得優良的操作性能和機動性。在設計實船調距槳調距機構、液壓裝置和槳轂時，在均勻流中不同穩態工況下(包括穩定前進、穩定后退和急速操縱)調距槳一個葉片的轉葉力矩是需要考慮的重要參數，尤其是對于高轉速、大盤面比的調距槳，轉葉力矩是設計時必須考慮的重要參數。現有的對調距槳轉葉力矩的測量通常是通過在可變壓水筒中進行的轉葉力矩試驗來進行的，通常使用一個沿槳轂中心平放著的懸臂應變梁來實現調距槳單只槳葉轉葉力矩的測量，由于其測力機構并不是直接與被測槳葉連接，因而無法將槳葉所受的力和力矩直接傳遞到測力機構上，間接影響轉葉力矩的測量精度，另一方面，其直接測量轉葉力矩單一分量，而并不測量其他可能對轉葉力矩產生干擾的力和力矩，以及從試驗的角度驗證測量裝置對這些干擾量的抗干擾能力，因此，無法確保轉葉力矩測量值的可靠性。

發明內容

本申請人針對現有技術中的上述缺點進行改進，提供一種調距槳單片槳葉轉葉力矩測量裝置中的測力機構，其具有良好的靜校性能以及抗干擾能力，能夠確保調距槳槳葉轉葉力矩的測量精度及可靠性。

本發明的技術方案如下：

調距槳單片槳葉轉葉力矩測量裝置中的測力機構，包括調距槳，調距槳上的單只被測槳葉通過調距機構收緊裝配在測力傳感器頂部的錐段一上，所述調距機構包括夾緊圈及壓緊圈，夾緊圈包括兩個半環，所述兩個半環對合形成中部帶有錐形通孔一的夾緊圈，錐形通孔一內錐面與錐段一外錐面的錐度一致，壓緊圈中部帶有貫通的安裝孔，測力傳感器的錐段一嵌合在錐形通孔一內，測力傳感器的底部穿過安裝孔后緊固在調距槳的槳轂內，測力傳感器的中心軸線與被測槳葉的轉葉軸線重合，被測槳葉通過螺釘與夾緊圈的兩個半環、壓緊圈緊固連接；測力傳感器上貼有應變片，用于測量被測槳葉轉葉力矩的應變片為全橋連接；槳轂前端固接有導流帽，槳轂的后端與連接法蘭緊固且密封連接，外部的螺旋槳動力儀主軸與連接法蘭傳動連接，槳轂后端固接有水密接頭，測力傳感器的信號線經由水密接頭、連接法蘭被引入外部的螺旋槳動力儀。

其進一步技術方案為：

所述測力傳感器的錐段一下方為橫截面為正八邊形的實心柱段，正八邊形的實心柱段的四個邊為內凹的弧形結構，且所述內凹的弧形結構間隔布置，正八邊形的實心柱段的另外四個邊上貼有應變片；實心柱段的下方為底座，底座與槳轂固接。

所述底座上設有引線孔及通線槽，引線孔位于通線槽的上端且二者相通，通線槽在徑向上與密封槽連通，密封槽的另一端與出線孔連通，出線孔設在底座上且為通孔，密封槽內灌注有防水硅膠。

所述測力傳感器為五分量傳感器，用于測量被測槳葉的轉葉力矩、被測槳葉在水流方向上受到的力和力矩、被測槳葉在與水流方向和被測槳葉參考線方向均垂直的方向上所受到的力和力矩，其中，用于測量在水流方向上受到的力的應變片為全橋連接，用于測量與水流方向和被測槳葉參考線方向均垂直的方向上所受到的力的應變片為全橋連接，用于測量在水流方向上受到的力矩的應變片為半橋連接，用于測量與水流方向和被測槳葉參考線方向均垂直的方向上所受到的力矩的應變片為半橋連接。

所述調距槳上的非被測槳葉通過調距圈緊固在槳轂上，調距圈包括兩個半環，所述兩個半環對合形成中部帶有錐形通孔二的調距圈，非被測槳葉的葉根處帶有錐段二，錐形通孔二內錐面與錐段二外錐面的錐度一致，非被測槳葉的錐段二嵌合在錐形通孔二內，調距圈的兩個半環分別通過螺釘與槳轂緊固連接。

本發明的技術效果：

本發明通過將被測槳葉直接收緊抱死在測力傳感器上的結構設計，使被測槳葉所受的力和力矩能夠直接傳遞到測力傳感器上，相比于傳統的間接傳遞，提高了測量精度；通過均由兩個半環對合形成帶有錐形安裝孔的夾緊圈以及調距圈的結構設計，在實現槳葉螺距可調的基礎上，減小了調距槳模型的整體尺寸。