[發明專利]一種用于旋轉軸系的低動剛度縱向加載激振裝置

在審

• 申請號: 201710800890.8
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN107345856A
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 錢大帥;施衛華;華如南;蘇勝利;易足希
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一九研究所
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02;G01M7/02
• 代理公司: 北京理工大學專利中心11120
• 代理人: 劉芳,仇蕾安

技術領域

本發明屬于旋轉軸系振動噪聲控制與試驗測試技術領域，特別涉及一種用于旋轉軸系的低動剛度縱向加載激振裝置。

背景技術

船舶推進軸系是船舶推進系統的關鍵組成部分，一般由主軸、徑向支承軸承、推力軸承、聯軸器等部件組成，承擔著將動力設備扭矩傳遞給螺旋槳、同時將螺旋槳旋轉產生的推力傳遞給船體的重要任務。推進軸系振動不僅會引起噪聲，也會對軸系及相關部件的可靠性帶來影響。因此，推進軸系的強度與振動問題一直以來是船舶設計的重要內容，受到了工程與科研人員的重視，得到了廣泛的研究。

在推進軸系振動噪聲的研究過程中，陸上試驗臺架模擬和測試是解決復現軸系振動噪聲現象、探尋軸系振動規律和檢驗控制措施效果的重要手段。推進軸系陸上試驗臺架試驗中，需要模擬螺旋槳旋轉產生的縱向載荷和激勵作用。螺旋槳旋轉會產生縱向的靜態推力載荷和動態激振力。對于船舶推進軸系而言，其承受的縱向推力載荷通常較大，能夠達到幾噸至幾十噸以上。因此，在進行縱向靜推力加載時，不可避免地要采用較大靜剛度的加載機構以滿足較大靜推力需要。

當加載機構縱向靜態剛度較大時，其縱向動態剛度一般也比較大。這就相當于給整個旋轉軸系引入了一個附加剛度，會直接改變整個推進軸系的縱向固有特性，導致測試得到的旋轉軸系縱向模態和振動噪聲規律出現偏差，影響試驗結果和驗證效果。因此，在實現對旋轉軸系進行大載荷縱向加載的同時，盡量減小或消除加載機構裝置動剛度較大對旋轉軸系縱向固有特性的影響，是旋轉推進軸系陸上臺架試驗中迫切需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有低動剛度特性的旋轉軸系縱向載荷加載裝置，該裝置能夠在提供較大縱向靜推力的情況下，采用“正剛度彈簧”與“負剛度電磁彈簧”相結合的控制裝置，實現盡量減小或消除旋轉軸系縱向加載裝置自身動剛度對軸系固有特性影響的目的。

實現本發明的技術方案如下：

一種具有低動剛度特性的旋轉軸系縱向載荷加載裝置，包括隨動旋轉模塊、加載盤、加載彈簧、加載螺桿、電磁吸力模塊、激振桿、電磁激振器及固定支座，其中，所述加載彈簧由主彈簧和輔助彈簧組成；

所述加載螺桿的一端固定在固定支座的前面板上，另一端穿過加載盤，所述主彈簧套裝在固定支座與加載盤之間的加載螺桿上，所述輔助彈簧套裝在加載螺桿的末端，與螺栓配合將加載螺桿與加載盤壓緊；所述隨動旋轉模塊安裝于加載盤的前端，用于與旋轉軸系連接；所述電磁吸力模塊安裝在固定支座前面板上，電磁激振器剛性固定或柔性懸掛在固定支座上，激振桿穿過固定支座前面板開孔、電磁吸力模塊中間孔與加載盤后端面的中心固定。

進一步地，本發明所述隨動旋轉模塊由推力滾動軸承、動環、壓緊蓋和鎖緊螺母組成；推力滾動軸承內環套裝在加載盤的前端，并用鎖緊螺母鎖緊；推力滾動軸承外環安裝在動環的內部，并用壓緊蓋頂緊；所述動環與旋轉軸系末端螺栓連接；當推進軸系運轉時，動環、壓緊蓋、外環一起旋轉。

進一步地，本發明所述加載螺桿后部的直徑大于前部，后部上加工有螺紋，通過螺紋與固定支座前面板上的螺紋孔配合固定。

進一步地，本發明動環采用連接螺栓與旋轉軸系末端螺紋孔相連，螺紋旋向與軸系運轉方向相反。

有益效果

1)本加載裝置采用具有等效負剛度特性的電磁吸力模塊與彈簧并聯，實現低動剛度縱向加載，可以減小縱向加載裝置的動剛度，避免縱向加載裝置對旋轉軸系縱向固有特性造成影響。

2)本加載裝置提供的縱向靜態載荷可以根據需要進行調整。通過選用不同型號的加載彈簧，可以改變縱向推力載荷大小，適應不同類型旋轉軸系、不同縮比比例試驗臺架的加載需要。

3)本加載裝置中電磁吸力模塊的負剛度大小可以方便地進行調整，通過設計給定電磁吸力模塊的激磁電流大小，可以改變電磁吸力模塊的負剛度，與主加載彈簧的動態剛度相適應，滿足不同類型旋轉軸系、不同縮比比例試驗臺架的加載需要。

4)本加載裝置具有低動剛度特性、能同時施加縱向靜載荷和動載荷的加載激勵裝置。

附圖說明

圖1為用于旋轉軸系的低動剛度縱向加載激振裝置示意圖；

其中，1-鎖緊螺母，2-推力滾動軸承，3-動環，4-壓緊蓋，5-螺栓，6-輔助彈簧，7-加載盤，8-加載螺桿，9-主彈簧，10-固定支座，11-電磁吸力模塊，12-激振桿 13-電磁激振器。

具體實施方式

下面結合附圖舉例對本發明做更詳細的描述。