[發明專利]一種艦船推進系統軸系啟動過程陸上模擬臺及試驗方法

在審

• 申請號: 202011143887.1
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112407180A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 蒲曉亮;鐘濤;葉正華;李常偉;蔡報煒;王曄
• 申請（專利權）人: 中國船舶工業集團公司第七0八研究所
• 主分類號: B63B71/00
• 分類號: B63B71/00;B63B79/20
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種艦船推進系統軸系啟動過程陸上模擬臺及試驗方法，模擬臺包括試驗用短軸、軸承、軸系剎車裝置、慣量盤、軸系位移測量裝置和控制裝置。試驗短軸一端與推進機組直接或傳動裝置連接，另一端連接慣量盤，試驗短軸上安裝軸系剎車裝置和軸系位移測量裝置，試驗短軸由軸承支撐。使用液壓軸系剎車裝置模擬實船軸系靜摩擦力矩，使用慣量盤模擬實船動摩擦阻力和慣性阻力矩，使用軸系位移測量裝置監測軸系位移，通過監測軸系位移控制剎車松開，以模擬實船軸系由靜態向動態轉換過程中阻力矩的變化。本發明能夠在陸上以較低的代價準確模擬實船推進系統啟動過程，掌握推進系統啟動特性，有效釋放推進系統裝艦風險。

技術領域

本發明涉及一種艦船推進系統軸系啟動過程陸上模擬臺及試驗方法，屬于艦船推進系統設計和艦船動力系統陸上聯調試驗領域，。

背景技術

在艦船推進系統設計領域，推進機組能否克服推進軸系啟動阻力是動力系統設計成功的關鍵之一。特別是對于采用聯合推進的推進系統，由于后傳動及推進器一般按多臺推進機組聯合運行設計，其轉動慣量和重量較大，啟動過程一般需要由單臺推進機組帶動后傳動及推進器，單臺推進機組的輸出扭矩能夠克服后傳動及推進器的慣性阻力矩和摩擦阻力矩是推進系統成功啟動的必要條件。因此，設計人員在設計艦船推進系統時必須確保推進機組的輸出扭矩能夠克服后傳動及推進器的慣性阻力矩和摩擦阻力矩，確保實船推進系統能夠順利啟動。

采用理論計算可估算慣性阻力矩和摩擦阻力矩，但估算精準度有限，且目前理論計算中建立的離合器接排特性和推進機組突加負荷特性模型與實際情況有明顯差別。因此，現有技術條件下采用理論計算能夠較為粗略地估算推進系統啟動特性，但不能用于對精確度要求較高的情況下，特別是經過估算推進機組在接排轉速范圍內輸出扭矩與軸系阻力矩接近時，缺少進一步詳細計算的方法。

如果在陸上聯調試驗中按照實船進行試驗，必須投入巨大的人力和物力，代價極為高昂。

因此，有必要設計一種模擬試驗方法，能夠在陸上通過模擬試驗較為準確地模擬實船推進系統啟動過程，以較小的代價在設計階段掌握實船推進系統啟動過程和特性，提前化解推進系統裝艦風險。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：在陸上試驗中模擬實船推進系統啟動過程。

為了解決上述問題，本發明的技術方案是提供了一種艦船推進系統軸系啟動過程陸上模擬臺，其特征在于：包括試驗用短軸、軸承、軸系剎車裝置、慣量盤、軸系位移測量裝置和控制裝置；

所述試驗用短軸通過軸承支撐，試驗用短軸的一端與推進機組連接由推進機組驅動轉動，另一端與慣量盤連接，所述慣量盤用于模擬實船軸系由靜態向動態轉換過程中的軸系動摩擦阻力矩和慣性阻力矩；

所述軸系剎車裝置和軸系位移測量裝置設在試驗用短軸上，所述軸系剎車裝置用于模擬實船軸系由靜態向動態轉換過程中的軸系靜摩擦力矩；所述軸系位移測量裝置用于檢測試驗用短軸的軸系位移并將位移信號傳輸給控制裝置，所述控制裝置通過監測軸系位移控制軸系剎車裝置松開剎車，以模擬實船軸系由靜態向動態轉換過程中阻力矩的變化。

優選地，所述軸系剎車裝置的額定剎車力矩大于所要模擬的軸系靜摩擦力矩，軸系剎車裝置能夠按需要設定剎車力矩。

優選地，所述軸系剎車裝置為液壓軸系剎車裝置，包括液壓站、剎車盤和制動器，所述液壓站通過制動器連接剎車盤，所述剎車盤設在試驗用短軸上，所述液壓站在接收到控制裝置的指令后瞬間泄壓，從而迅速松開剎車，模擬實船軸系由靜態轉為動態的瞬間過程。

優選地，所述軸系位移測量裝置包括齒圈和位移傳感器，所述齒圈設在試驗用短軸上，所述位移傳感器用于測量齒圈轉動的位移并將位移信號傳輸給控制裝置。

優選地，所述慣量盤的實際慣量包含實船軸系慣量和由動摩擦阻力轉換而來的慣量。

優選地，所述試驗用短軸通過離合器與推進機組連接。