[發明專利]一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置

在審

• 申請號: 201911251007.X
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110849583A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 馬正陽;程釧;婁維堯;楊克允;徐凡;沈偉健;林韓波;劉明威;蔡姚杰
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01L5/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 周紅芳

1.一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于包括轉動驅動裝置、扭矩信號采集單元、試驗樣件測試系統和試驗樣件壓緊系統，所述試驗樣件測試系統包括用于承載水環境的試驗筒裝置、試驗樣件支撐架（26）以及試驗樣件（28）；試驗筒裝置包括試驗筒筒體（9）、設于試驗筒筒體（9）左側的試驗筒左端蓋（10）和設于試驗筒筒體（9）右側的試驗筒右端蓋（32），試驗筒筒體（9）上設有進水管（8）和出水管（22）；

所述試驗筒左端蓋（10）上設置有軸承套筒（25），軸承套筒（25）內密封套設有能夠進行轉動的傳動軸（24），傳動軸（24）的兩端均從軸承套筒（25）內水平穿出，傳動軸（24）的右端伸入試驗筒筒體（9）內部并與所述試驗樣件支撐架（26）固定連接，所述試驗樣件（28）通過螺栓固定安裝在試驗樣件支撐架（26）右側，使得試驗樣件支撐架（26）和試驗樣件（28）一并安裝在試驗筒筒體（9）內部；試驗樣件（28）的右側面為非光滑壁面；

所述試驗筒右端蓋（32）上設置有壓緊套管，所述試驗樣件壓緊系統包括密封設置在所述壓緊套管內的壓緊面單元、壓緊面支撐單元和壓緊驅動機構，在所述壓緊驅動機構的驅動作用下，能夠推動壓緊面單元向前移動并對試驗樣件（28）的非光滑壁面進行頂緊，且試驗筒筒體（9）的內腔保持密封狀態；

所述轉動驅動裝置的動力輸出端與扭矩信號采集單元的動力輸入端相連，扭矩信號采集單元的動力輸出端與傳動軸（24）的左端固定連接。

2.如權利要求1所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于還包括第一實驗平臺（1），所述轉動驅動裝置包括通過電機支座（2）固定安裝在第一實驗平臺（1）上的電機（3），所述扭矩信號采集單元包括通過耦合器支座（6）固定安裝在第一實驗平臺（1）上的扭矩信號耦合器（5），電機（3）的輸出軸通過第一聯軸器（4）與扭矩信號耦合器（5）的輸入端相連，扭矩信號耦合器（5）的輸出端通過第二聯軸器（7）與所述傳動軸（24）的左端固定連接。

3.如權利要求1所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于所述傳動軸（24）為五段階梯軸；從左向右開始，傳動軸（24）的第二段和第四段均通過軸承（33）與所述軸承套筒（25）內壁固定連接，以對傳動軸（24）進行定位與固定；傳動軸（24）的第三段與軸承套筒（25）內壁之間設置有第一密封環（34），以對試驗筒筒體（9）進行密封。

4.如權利要求1所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于還包括第二實驗平臺（18）和供水系統，所述供水系統包括設于第二實驗平臺（18）下方的水槽（19）及放置在水槽（19）內的潛水泵（20），水槽（19）內盛有水；所述試驗筒筒體（9）底部通過固定腔座（23）固定安裝在第二實驗平臺（18）上，所述出水管（22）設于試驗筒筒體（9）底部，且出水管（22）下端從固定腔座（23）和第二實驗平臺（18）穿出并伸入到水槽（19）內的水中，出水管（22）上設置有控制閥（21）；所述進水管（8）設于試驗筒筒體（9）頂部，且進水管（8）的進水端伸入水槽（19）內并與潛水泵（20）的出水端連通。

5.如權利要求1所述的一種基于水下測量的非光滑壁面摩擦阻力測試裝置，其特征在于所述壓緊套管呈中空管狀結構，所述壓緊面單元包括設置于壓緊套管內的承載面（30）、壓緊面（29）和第二密封環（35），所述壓緊面（29）與承載面（30）的左側面通過螺栓固定連接，承載面（30）的外周邊緣與第二密封環（35）通過螺栓連接固定，且承載面（30）的外周邊緣通過所述第二密封環（35）與壓緊套管內壁進行貼合密封，以控制壓緊面（29）向前移動并對試驗樣件（28）的非光滑壁面進行頂緊的情況下，試驗筒筒體（9）的內腔能保持密封狀態。