[發明專利]一種推進軸扭振測量方法

有效

• 申請號: 202010175837.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111504637B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 古成中;蘇高輝;羅日榮;周志才;陳洪春;任富山;李維;劉卡柱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍91663部隊
• 主分類號: G01M13/025
• 分類號: G01M13/025;G01M13/028
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 王巍巍

本發明公開了一種推進軸扭振測量方法，包括以下步驟：步驟一，將明暗等間距交替的具有反射特性的碼帶沿著周向平整粘貼于推進軸上，通過采集碼帶脈沖信號，獲得推進軸扭振信號，步驟三，將所述推進軸扭振信號轉化為計算機可識別的電信號，步驟四，將所述計算機可識別的電信號輸入到計算機中，步驟五，根據計算機得到的信號精確計算推進軸和碼帶的旋轉角度，通過計算碼帶旋轉的角度位置隨時間變化的函數來獲得推進軸扭振，本發明不需要提前知道推進軸準確軸徑，采集到的扭振信號不會衰減，測試準確性提高。

技術領域

本發明涉及扭振測量領域，具體是一種推進軸扭振測量方法。

背景技術

船舶推進軸作為船舶主動力裝置的核心組成，是將主機發出的功率傳遞給旋槳，使螺旋槳旋轉產生推力，并將螺旋槳產生的推力傳遞給推力軸承，給船舶提供動力，主要由推力軸承、中間軸、中間軸承、艉軸、艉軸承、槳軸和螺旋槳等組成。

扭振是船舶推進軸的關鍵設計指標，推進軸扭振設計不當可能會導致軸系共振，造成螺旋槳、中間軸、軸承、傳動齒輪裝置和主機等設備發生故障或災難性事故，后果十分嚴重。同時，由于螺旋槳和船體附著水生物、船體變形及磨損劣化等問題，都會使推進軸實際狀態偏離設計值，失效風險增加。因此，對船舶推進軸運行期間扭振進行定期現場測試十分必要。

船舶在穩定運行時，由于存在水流、風向等不確定因素影響，推進軸轉動速度必然會存在一定的波動，這種波動即為推進軸扭振所引起，也直接反映了推進軸的扭振狀態。所以，目前船舶推進軸扭振主要是通過測量瞬時角速度變化測量。現有扭振測試方法主要有直接法和間接法兩類，直接法就是直接感測軸的扭振，間接法是通過測量定子電流等與扭振有關的物理量來得到扭振信息，對于船舶推進軸系扭振測試，一般采用直接法測試。直接法有接觸式和非接觸式，接觸測量主要是將應變片、加速度計或編碼器等傳感器安裝到軸上，通過集流環或者無線裝置采集扭振信號；非接觸式主要是通過加裝齒輪編碼器等設備，利用電磁感應或電渦流效應的技術測試軸系扭振。

在這些扭振測試方法都需要提前在推進軸上安裝傳感器，一般需要根據推進軸軸徑定制齒盤、卡環等工裝，工裝加工精度要求高，且安裝時工裝和推進軸同軸度要求非常高，存在測試成本高、安裝困難、位置固定等不足。另外，還有通過皮帶轉筒采集推進軸扭振方法，該方法至少存在兩個方面不足：

1、一是該方法需要將推進軸旋轉線速度折算成扭振，必須要提前知道推進軸準確軸徑，現場測試存在較大誤差，測試準確性得不到保障；

2、二是皮帶輪為彈性部件，在傳遞扭振時具有隔振效果，采集到的扭振信號衰減嚴重。因此，船舶軸系扭振的現場測試需要重新設計與改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種推進軸扭振測量方法，以解決現有技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種推進軸扭振測量方法，其特征在于，包括以下步驟，

步驟一，將碼帶沿著周向平整粘貼于推進軸上；

步驟二，通過采集碼帶脈沖信號，獲得推進軸扭振信號；

步驟三，將所述推進軸扭振信號轉化為計算機可識別的電信號；

步驟四，將所述計算機可識別的電信號輸入到計算機中；

步驟五，根據計算機得到的信號精確計算推進軸和碼帶的旋轉角度，通過計算碼帶旋轉的角度位置隨時間變化的函數來獲得推進軸扭振。

上述步驟一至步驟五，可以實現步驟簡單、安裝快速的測量推進軸的扭振。

優選的，一種推進軸扭振測量方法，其特征在于，還包括

步驟一中所述碼帶上是明暗等間距交替的具有反射特性的碼帶；

步驟二中所述采集碼帶脈沖信號，是通過激光轉速傳感器采集；