[發(fā)明專利]非對(duì)稱雙臂離心加載裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410362422.3
• 申請(qǐng)日: 2014-07-28
• 公開（公告）號(hào): CN104089770A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡舉喜;謝清程;史俊武;楊文凱;聶冉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七0四研究所
• 主分類號(hào): G01M13/00
• 分類號(hào): G01M13/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根;王晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬螺旋槳在流體中工作的受力狀態(tài)的裝置，尤其是能精確模擬螺旋槳所受的離心力及其所受所有三個(gè)方向力矩的離心加載裝置。

背景技術(shù)

槳轂是調(diào)距槳裝置設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的構(gòu)件。能夠?qū)瀼?qiáng)度設(shè)計(jì)有效驗(yàn)證的試驗(yàn)主要有兩種：水中全尺寸模擬試驗(yàn)和陸地離心加載重塊模擬試驗(yàn)。水中全尺寸模擬試驗(yàn)所得結(jié)果真實(shí)、準(zhǔn)確、有效，但是試驗(yàn)費(fèi)用高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)并且對(duì)水體深度、流速等要求很高。陸地離心加載重塊模擬試驗(yàn)，采用離心加載裝置代替槳葉，如圖1、圖2所示，利用離心加載裝置在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的離心力模擬槳葉工作工況所受離心力及水動(dòng)力(矩)。離心加載試驗(yàn)在陸地試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，其試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、試驗(yàn)周期和試驗(yàn)的難度都遠(yuǎn)小于水中全尺寸模擬試驗(yàn)。

目前，現(xiàn)有的離心加載裝置由重錘、側(cè)臂以及立柱三部分構(gòu)成，為單臂、單重錘結(jié)構(gòu)。將離心加載裝置安裝到槳轂上，轉(zhuǎn)軸在工作轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，利用離心加載裝置產(chǎn)生的離心力能夠模擬槳轂實(shí)際所受的離心力、推力彎矩及扭力彎矩。槳轂的實(shí)際受力包括槳葉的離心力、推力、扭力以及相應(yīng)的轉(zhuǎn)葉扭矩、推力彎矩和扭力彎矩，而試驗(yàn)測(cè)試中能否精確模擬槳轂實(shí)際受力中的：槳葉的離心力及槳轂受到的推力彎矩、扭力彎矩和轉(zhuǎn)葉扭矩，就決定了能否正確有效校核、驗(yàn)證槳轂強(qiáng)度。現(xiàn)有的(單臂)離心加載裝置不能同時(shí)模擬推力彎矩、扭力彎矩和轉(zhuǎn)葉扭矩，因此隨著試驗(yàn)要求的提高，現(xiàn)有的離心加載裝置不能滿足試驗(yàn)要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是要提供一種非對(duì)稱雙臂離心加載裝置，可克服現(xiàn)有的離心加載裝置不能模擬槳轂所受所有力矩的不足；該非對(duì)稱雙臂離心加載裝置不僅能模擬離心力、推力彎矩和扭力彎矩，而且還能同時(shí)模擬轉(zhuǎn)葉力矩，具有較高的可調(diào)節(jié)性和模擬外負(fù)荷的準(zhǔn)確性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種非對(duì)稱雙臂離心加載裝置，包括一個(gè)與槳轂連接的立柱、立柱上設(shè)置的兩個(gè)側(cè)臂，每個(gè)側(cè)臂末端各有一個(gè)重錘，其特點(diǎn)是：兩個(gè)側(cè)臂及其上面的重錘通過立柱繞槳轂轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的扭力彎矩和推力彎矩方向相反，轉(zhuǎn)葉力矩和離心力方向相同，調(diào)整兩個(gè)側(cè)臂的長(zhǎng)度以及與轉(zhuǎn)軸的夾角，產(chǎn)生精確模擬槳轂所受的離心力和推力彎矩、扭力彎矩、調(diào)距轉(zhuǎn)葉扭矩三個(gè)力矩。

兩個(gè)側(cè)臂的長(zhǎng)度及截面均不相同，并且兩個(gè)側(cè)臂的軸線與槳轂轉(zhuǎn)軸所成角度不相同。兩個(gè)側(cè)臂的長(zhǎng)度以及與槳轂轉(zhuǎn)軸的夾角分別可參數(shù)化調(diào)整。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的立柱上設(shè)置兩個(gè)側(cè)臂，每個(gè)側(cè)臂末端各有一個(gè)重錘，為了模擬槳轂所受力系的不對(duì)稱性，兩個(gè)側(cè)臂的長(zhǎng)度及截面均不相同，并且兩個(gè)側(cè)臂的軸線與轉(zhuǎn)軸所成角度也不相同。兩個(gè)側(cè)臂及其上面的重錘繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生的扭力彎矩和推力彎矩符號(hào)相反，轉(zhuǎn)葉力矩和離心力符號(hào)相同。利用力偶原理，通過調(diào)整兩個(gè)側(cè)臂的長(zhǎng)度以及與轉(zhuǎn)軸的夾角，這樣就解決了傳統(tǒng)單臂加載裝置無法同時(shí)模擬轉(zhuǎn)葉扭矩、推力力矩和扭力彎矩的問題。通過本發(fā)明可以產(chǎn)生模擬槳轂所受的離心力及推力彎矩、扭力彎矩、調(diào)距轉(zhuǎn)葉扭矩三個(gè)力矩。

在離心加載試驗(yàn)過程中，可以利用本加載裝置精確模擬(平均誤差＜1％)槳轂所受到的槳葉離心力和推力彎矩、扭力彎矩、調(diào)距轉(zhuǎn)葉扭矩所有三個(gè)方向的力矩。從而可有效地對(duì)槳轂組件，特別是對(duì)連接槳轂與槳葉的葉根螺栓的強(qiáng)度進(jìn)行加載試驗(yàn)驗(yàn)證。

附圖說明

圖1是帶槳葉的調(diào)距槳示意圖；

圖2是帶非對(duì)稱雙臂離心加載裝置的調(diào)距槳示意圖；

圖3是本發(fā)明的非對(duì)稱雙臂離心加載裝置與葉根法蘭連接的示意圖；

圖4是定軸轉(zhuǎn)動(dòng)示意圖；

圖5是慣性積平移變換示意圖；

圖6是坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)示意圖；

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)主視圖；

圖8是本發(fā)明的實(shí)施例的俯視圖；

圖9是圖8中沿A-A剖視圖；

圖10是圖8中沿B-B剖視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖3、7、8、9、10所示，一種非對(duì)稱雙臂離心加載裝置，包括一個(gè)與葉根法蘭6連接的立柱3、立柱3上設(shè)置的兩個(gè)側(cè)臂。