[發(fā)明專利]實尺度船舶推進軸系振動傳遞特性試驗裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710223997.0
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106996871A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 邱躍統(tǒng);段勇;劉忠族;吳文偉;周凌波;顧笑東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶科學研究中心（中國船舶重工集團公司第七0二研究所）
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙)32228
• 代理人: 伍志祥,聶啟新

本發(fā)明涉及一種陸上實尺度船舶推進軸系振動傳遞特性試驗裝置，主要由基礎平臺、直流電動機、高彈性聯(lián)軸節(jié)、推力軸承總成、中間軸、推進軸、艏軸承、舯軸承、艉軸承、螺旋槳模擬塊、軸向靜推力加載裝置、動態(tài)力加載裝置、扭矩加載裝置、密封裝置、軸系對中調(diào)節(jié)裝置、軸承基座動態(tài)力測試元件、各部分配套基座和潤滑與冷卻裝置組成。各部分配套基座安裝在基礎平臺上，基座上安裝推進軸系主要部件以及配套輔件。本發(fā)明可在軸系旋轉(zhuǎn)時實現(xiàn)軸向靜推力、軸向和徑向動態(tài)力加載以及扭矩負載，同時還具有軸系對中狀態(tài)調(diào)節(jié)功能，可進行不同校中狀態(tài)下軸承支反力測量、基座振動測量以及軸系振動及其傳遞特性測試。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及實尺度船舶推進軸系振動傳遞特性試驗裝置。

背景技術(shù)

推進軸系是船舶系統(tǒng)動力裝置中的重要環(huán)節(jié)，其主要功能是將船舶主機發(fā)出的功率傳遞給螺旋槳，使螺旋槳產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，同時又將螺旋槳旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的推力通過推力軸承傳給船體，推動船舶航行。

船舶推進軸系由于種種原因易產(chǎn)生各種振動，如由于主機不均勻傳遞力矩、安裝上的不對中、材料的不均勻、加工的不精確、以及自身重量的不平衡等原因可以產(chǎn)生軸系的扭轉(zhuǎn)振動、橫向振動；而由于船舶螺旋槳在船艉不均勻流場中旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生不均勻的推力可以使軸系產(chǎn)生縱向振動，同時構(gòu)成船舶艉部的擾動源，可以引起船體的總振動。船舶推進軸系的振動都將通過徑向軸承、推力軸承等支撐結(jié)構(gòu)傳遞到船體，引起船體振動，并產(chǎn)生輻射噪聲。隨著對船舶振動噪聲水平要求的逐步提高，由于船舶推進軸系振動引起的船體振動及輻射噪聲得到了更多的關注，人們在船舶推進軸系的振動計算方法、試驗測試技術(shù)、軸系振動控制技術(shù)方面開展了大量的研究工作，取得了豐富的研究成果。

船舶推進軸系作為一種復雜的大型旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，在其理論計算面臨較大難度的情況下，試驗研究無疑是最為直接、可靠的方式。因此國內(nèi)外多家單位均對船舶軸系開展了試驗研究，并搭建了相應的軸系試驗臺。重慶大學為研究水潤滑橡膠軸承的潤滑及力學性能，設計了一種能模擬水潤滑軸承及傳動系統(tǒng)復雜工況下的綜合性能實驗平臺。該實驗臺由五個部分組成，分別為驅(qū)動部分、機械傳動部分、加載部分、控制測試部分以及輔助部分。該實驗平臺采用液壓加載的方式來測試水潤滑橡膠合金軸承的摩擦系數(shù)、水膜壓力、水膜厚度、軸心軌跡、動態(tài)剛度和阻尼等參數(shù)。同樣為研究水潤滑橡膠軸承的性能，武漢理工大學和中國船舶重工集團公司第719研究所分別研制了不同的水潤滑橡膠軸承試驗裝置。

在對船舶軸系的研究中，除了對軸承的研究外，人們也對整個軸系進行了相關的試驗研究，搭建了整個軸系試驗臺架。如中國艦船研究設計中心研制的推進軸系試驗臺架，該臺架采用液壓方式加載靜推力，用力錘錘擊施加動態(tài)力，并沒有考慮扭矩負載對推進軸系振動的影響，動態(tài)力施加也無法進行有效控制；國防科技大學王家盛研制的推進軸系試驗裝置,該裝置配備了循環(huán)水箱來提供推進器所需的外部水環(huán)境，但受限于尺寸以及不穩(wěn)定流場限制，一定程度上降低了試驗臺的可靠性；武漢理工大學嚴新平研制的船舶軸系綜合試驗平臺(發(fā)明專利：CN102980765A；發(fā)明專利：CN103353395A)，該裝置采用液壓方式對推進軸加載三向軸向力以及扭矩負載，但在該裝置中液壓加載裝置直接將力作用至軸承殼體，同時扭矩加載采用齒輪嚙合的方式，對軸系增加了額外的激勵，不適用于推進軸系振動傳遞特性方面的研究；華中科技大學趙耀等研制的船舶推進軸系縱向振動模擬試驗臺(發(fā)明專利：CN102297753A)，該裝置采用動加載模塊與靜加載模塊來模擬螺旋槳的縱向交變激勵力，但該裝置構(gòu)件組成與實際船舶動力裝置存在一定差異，也沒有考慮推進器對推進軸作用的扭矩對推進軸振動的影響，加載裝置中采用的止推軸承同樣也沒有考慮軸承滾動體旋轉(zhuǎn)時引起的脈動分量影響，該裝置也存在一定的局限性。

從上述公開的文獻資料可以看出，作為一個研究熱點，國內(nèi)已有多家單位研制了軸系試驗裝置。但是為了研究船舶推進軸系在實際運轉(zhuǎn)工況下的軸系振動傳遞特性以及研究軸系對中狀態(tài)對軸系振動的影響，現(xiàn)有的試驗裝置均存在一定的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容