CN100562736C - 一种船用设备摇摆倾斜试验装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种船用设备摇摆倾斜试验装置及其控制方法，包括自下至上依次设置的底盘，纵摇平台和横摇平台；纵摇平台活动连接有纵摇迴转轴，该纵摇迴转轴的两个端点位于纵摇平台的左右两侧并分别与下端固定在底盘上的纵向设置的纵摇支撑的上端活动连接；横摇平台活动连接有横摇迴转轴，该横摇迴转轴的两个端点位于横摇平台的前后两侧，并分别与下端固定在纵摇平台上的纵向设置的横摇支撑的上端活动连接由液压站提供动力和控制。通过液压站的供油、回油或锁定控制，使试验装置的平台纵向、横向摇摆，纵向、横向倾斜。

Description

一种船用设备摇摆倾斜试验装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体地讲，涉及一种主要应用于船用机电设备的摇摆、倾斜试验，为船用设备在船用摇摆、倾斜条件下能否正常运行提供试验的专用装置。本发明还涉及该实验装置的控制方法。

背景技术

船用机电设备需要在摇摆、倾斜条件下能够正常工作，因此船舶建造规范有横摇、横倾、纵摇、纵倾的技术要求。而对于船用机电设备能否在上述摇摆、倾斜条件下正常运行，需要创造这样的人工条件进行试验和验证，为船用机械设备的设计和制造商提供依据，为检验认证单位提供平台。然而迄今为止，还没有一种性价合理、功能令人满意的该类试验装置公开发表或者公开使用。

发明内容

本发明旨在提供一种船用设备摇摆倾斜试验装置及其控制方法。所要解决的技术问题是，满足机电设备在船用摇摆、倾斜条件下的试验需求，并且性能可靠，造价合理，控制方法简单易行。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案。

一种船用设备摇摆倾斜试验装置，包括液压站和液压站的电气控制系统，其特征在于：还包括自下至上依次设置的底盘，纵摇平台和横摇平台；其中，纵摇平台活动连接有纵摇迴转轴，该纵摇迴转轴的两个端点位于纵摇平台的左右两侧并分别与下端固定在底盘上的纵向设置的纵摇支撑的上端活动连接；横摇平台活动连接有横摇迴转轴，该横摇迴转轴的两个端点位于横摇平台的前后两侧并分别与下端固定在纵摇平台上的纵向设置的横摇支撑的上端活动连接；

在底盘和纵摇平台之间，平行设置有两套纵摇液压缸，两套纵摇液压缸的工作走向与所述纵摇迴转轴走向垂直；纵摇液压缸外端通过支架连接在底盘上，内端固定有纵摇滑块，纵摇连杆的上端与纵摇平台铰接，下端与纵摇滑块铰接；

在纵摇平台和横摇平台之间，平行设置有两套横摇液压缸，两套横摇液压缸的工作走向与所述横摇迴转轴走向垂直；横摇液压缸外端通过支架连接在纵摇平台上，内端固定有横摇滑块，横摇连杆的上端与横摇平台铰接，下端与横摇滑块铰接。

所述液压站的油泵的出油端分别与纵摇三位四通换向电磁阀和横摇三位四通换向电磁阀连接；其中，纵摇三位四通换向电磁阀通过两套调节阀与所述两套纵摇液压缸连接；横摇三位四通换向电磁阀通过两套调节阀与所述两套横摇液压缸连接。

纵向摇摆的控制方法为：油泵运行的条件下，控制纵摇三位四通换向电磁阀右侧电磁阀开，给纵摇液压缸右侧供油，油缸杆向左推动，从而带动纵摇滑块向左移动，通过纵摇连杆带动纵摇平台绕纵摇迴转轴顺时针转动，纵摇平台以及固定在其上的横摇平台一起在纵向顺时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制纵摇三位四通换向电磁阀换向，此时给纵摇液压缸左侧供油，油缸杆向右推动，从而带动纵摇滑块向右移动，通过纵摇连杆带动纵摇平台绕纵摇迴转轴逆时针转动，纵摇平台以及固定在其上的横摇平台一起在纵向逆时针转动；如此交替工作被试设备在纵向周期性上下摇摆；

横向摇摆的控制方法为：油泵运行的条件下，控制横摇三位四通换向电磁阀左侧电磁阀开，给横摇液压缸左侧供油，油缸杆向右推动，从而带动横摇滑块向右移动，通过横摇连杆带动横摇平台绕横摇迴转轴逆时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制横摇三位四通换向电磁阀换向，此时给横摇液压缸右侧供油，油缸杆向左推动，从而带动横摇滑块向左移动，通过横摇连杆带动横摇平台绕横摇迴转轴顺时针转动；如此交替工作被试设备在横向周期性上下摇摆；

摇摆的周期通过调节阀调节，摇摆的角度通过控制开关安装的位置调节；

倾斜控制方法为：当纵摇平台摆到指定的倾斜位置时，使纵摇三位四通换向电磁阀处于中间位置，接口A、B所有供油或回油停止，锁定纵摇平台，纵摇平台以及固定在其上的横摇平台一起保持在这个纵向倾斜的位置；当横摇平台摆到指定的倾斜位置时，使横摇三位四通换向电磁阀处于中间位置，接口C、D所有供油或回油停止，锁定横摇平台，将横摇平台保持在指定的横向倾斜位置。

纵摇和横摇可以是复合进行的；纵倾和横倾可以是同时复合进行的；纵倾与横摇可以是复合进行的；纵摇与横倾可以是复合进行的。

与现有技术相对比，本发明具有以下特点：

1)、摇摆倾斜试验装置是通过液压装置推动滑块、带动连杆运行推动试验装置进行摇摆或倾斜。整个装置结构简单可靠。

2)、纵摇和横摇可以是同时复合的，也可以是单一独立的；纵倾和横倾可以是同时复合的，也可以是单一独立的；并且纵倾与横摇可以组合，纵摇与横倾也可以组合。

3)摇摆倾斜试验装置的摇摆的周期和摇摆角度可通过控制开关进行调节。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的侧视结构示意图。

图3是本发明控制原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例进一步说明本发明。

如图1-2，本实例自下至上依次设置有底盘1，纵摇平台3和横摇平台7。其中，纵摇平台3活动连接有纵摇迴转轴2，该纵摇迴转轴2的两个端点位于纵摇平台3的左右两侧并分别与下端固定在底盘1上的纵向设置的纵摇支撑4的上端活动连接。横摇平台7活动连接有横摇迴转轴10，该横摇迴转轴10的两个端点位于横摇平台7的前后两侧并分别与下端固定在纵摇平台3上的纵向设置的横摇支撑21的上端活动连接。

在底盘1和纵摇平台3之间，平行设置有两套纵摇液压缸15，两套纵摇液压缸15的工作走向与所述纵摇迴转轴2走向垂直。纵摇液压缸15外端通过支架连接在底盘1上，内端固定有纵摇滑块16，纵摇滑块16在安装于底盘1上的滑道19中滑动，纵摇连杆18的上端通过纵摇连杆销20与纵摇平台3铰接，下端通过纵摇滑块销17与纵摇滑块16铰接。

在纵摇平台3和横摇平台7之间，平行设置有两套横摇液压缸8，两套横摇液压缸8的工作走向与所述横摇迴转轴10走向垂直。横摇液压缸8外端通过支架连接在纵摇平台3上，内端固定有横摇滑块9，横摇滑块9在安装于纵摇平台3上的滑道14中滑动，横摇连杆12的上端通过横摇连杆销13与横摇平台7铰接，下端通过横摇滑块销11与横摇滑块9铰接。

本实例还包括如图3所示的液压站。该液压站由油箱24、油泵25、溢流泄压阀26、纵摇三位四通换向电磁阀27、调节阀28、横摇三位四通换向电磁阀29以及相关的管路、电气控制系统组成。

油泵25的进油端连接油箱24，出油端分别与纵摇三位四通换向电磁阀27和横摇三位四通换向电磁阀29连接，在油泵25的出油端与油箱24之间还连接有溢流泄压阀26。其中，纵摇三位四通换向电磁阀27通过两套调节阀28与前述两套纵摇液压缸15连接。横摇三位四通换向电磁阀29通过两套调节阀28与前述两套横摇液压缸8连接。图3中的接口位置A、B、C、D分别对应于图2中的纵摇第一接口23、纵摇第二接口22、图1中的横摇第一接口5、横摇第二接口6。

试验时，底盘1固定在地面基础上，被试设备固定在最上层的横摇平台7上。

纵向摇摆的控制方法为：油泵25运行的条件下，控制纵摇三位四通换向电磁阀27右侧电磁阀开，接口B给纵摇液压缸15右侧供油，左侧的油经接口A通过纵摇三位四通换向电磁阀27回到油箱24，油缸杆向左推动，从而带动纵摇滑块16向左移动，纵摇连杆18绕纵摇滑块销17顺时针摆动，带动纵摇连杆销20向上摆动，进而带动纵摇平台3绕纵摇迴转轴2顺时针转动，纵摇平台3以及固定在其上的横摇平台7一起在纵向顺时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制纵摇三位四通换向电磁阀27换向，此时接口A给纵摇液压缸15左侧供油，纵摇液压缸15右侧的油经接口B通过纵摇三位四通换向电磁阀27回到油箱24，油缸杆向右推动，从而带动纵摇滑块16向右移动，纵摇连杆18绕纵摇滑块销17逆时针摆动，带动纵摇连杆销20向下摆动，进而带动纵摇平台3绕纵摇迴转轴2逆时针转动，纵摇平台3以及固定在其上的横摇平台7一起在纵向逆时针转动；如此交替工作被试设备在纵向周期性上下摇摆，摇摆的周期可以通过调节阀26调节，摇摆的角度可以通过控制开关安装的位置调节。

横向摇摆的控制方法为：油泵25运行的条件下，控制横摇三位四通换向电磁阀29左侧电磁阀开，接口C给横摇液压缸8左侧供油，右侧的油经接口D通过横摇三位四通换向电磁阀29回到油箱24，油缸杆向右推动，从而带动横摇滑块9向右移动，横摇连杆12绕横摇滑块销11逆时针摆动，带动横摇连杆销13向上摆动，进而带动横摇平台7绕横摇迴转轴10逆时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制横摇三位四通换向电磁阀29换向，此时接口D给横摇液压缸8右侧供油，横摇液压缸8左侧的油经接口C通过横摇三位四通换向电磁阀29回到油箱24，油缸杆向左推动，从而带动横摇滑块9向左移动，横摇连杆12绕横摇滑块销11顺时针摆动，带动横摇连杆销13向下摆动，进而带动横摇平台7绕横摇迴转轴10顺时针转动；如此交替工作被试设备在横向周期性上下摇摆，摇摆的周期可以通过调节阀28调节，摇摆的角度可以通过控制开关安装的位置调节。

其倾斜控制方法为：当纵摇平台3摆到指定的倾斜位置时，使纵摇三位四通换向电磁阀27处于中间位置，接口A、B所有供油或回油停止，锁定纵摇平台3，纵摇平台3以及固定在其上的横摇平台7一起就保持在这个纵向倾斜的位置；同理当横摇平台7摆到指定的倾斜位置时，使横摇三位四通换向电磁阀29处于中间位置，接口C、D所有供油或回油停止，锁定横摇平台7，将横摇平台7保持在指定的横向倾斜位置。

纵摇和横摇可以是同时复合的，也可以是单一独立的；纵倾和横倾可以是同时复合的，也可以是单一独立的；并且纵倾与横摇可以组合，纵摇与横倾也可以组合。

所加工制作的其中一台船用摇摆、倾斜试验装置(型号CYBT-40)的技术参数如下：

被试设备最大重量：4000kg，

被试设备最大安装尺寸：2000mm×700mm，

最大摇摆角度：纵摇±10°，横摇±22.5°，

最大摇摆角度时最小摇摆周期：纵摇8秒，横摇8秒，

最大倾斜角度：纵倾±10°，横倾±22.5°，

试验装置重量：1800kg，

试验装置外形尺寸：2600mm×1600mm×1200mm(长×宽×高)。

Claims (4)

1、一种船用设备摇摆倾斜试验装置，包括液压站和液压站的电气控制系统，其特征在于：还包括自下至上依次设置的底盘(1)，纵摇平台(3)和横摇平台(7)；其中，纵摇平台(3)活动连接有纵摇迴转轴(2)，该纵摇迴转轴(2)的两个端点位于纵摇平台(3)的左右两侧并分别与下端固定在底盘(1)上的纵向设置的纵摇支撑(4)的上端活动连接；横摇平台(7)活动连接有横摇迴转轴(10)，该横摇迴转轴(10)的两个端点位于横摇平台(7)的前后两侧并分别与下端固定在纵摇平台(3)上的纵向设置的横摇支撑(21)的上端活动连接；

在底盘(1)和纵摇平台(3)之间，平行设置有两套纵摇液压缸(15)，两套纵摇液压缸(15)的工作走向与所述纵摇迴转轴(2)走向垂直；纵摇液压缸(15)外端通过支架连接在底盘(1)上，内端固定有纵摇滑块(16)，纵摇连杆(18)的上端与纵摇平台(3)铰接，下端与纵摇滑块(16)铰接；

在纵摇平台(3)和横摇平台(7)之间，平行设置有两套横摇液压缸(8)，两套横摇液压缸(8)的工作走向与所述横摇迴转轴(10)走向垂直；横摇液压缸(8)外端通过支架连接在纵摇平台(3)上，内端固定有横摇滑块(9)，横摇连杆(12)的上端与横摇平台(7)铰接，下端与横摇滑块(9)铰接。

2、如权利要求1所述的船用设备摇摆倾斜试验装置，其特征在于：所述液压站的油泵(25)的出油端分别与纵摇三位四通换向电磁阀(27)和横摇三位四通换向电磁阀(29)连接；其中，纵摇三位四通换向电磁阀(27)通过两套调节阀(28)与所述两套纵摇液压缸(15)连接；横摇三位四通换向电磁阀(29)通过两套调节阀(28)与所述两套横摇液压缸(8)连接。

3、如权利要求2所述的船用设备摇摆倾斜试验装置的控制方法，其特征在于：纵向摇摆的控制方法为：油泵(25)运行的条件下，控制纵摇三位四通换向电磁阀(27)右侧电磁阀开，给纵摇液压缸(15)右侧供油，油缸杆向左推动，从而带动纵摇滑块(16)向左移动，通过纵摇连杆(18)带动纵摇平台(3)绕纵摇迴转轴(2)顺时针转动，纵摇平台(3)以及固定在其上的横摇平台(7)一起在纵向顺时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制纵摇三位四通换向电磁阀(27)换向，此时给纵摇液压缸(15)左侧供油，油缸杆向右推动，从而带动纵摇滑块(16)向右移动，通过纵摇连杆(18)带动纵摇平台(3)绕纵摇迴转轴(2)逆时针转动，纵摇平台(3)以及固定在其上的横摇平台(7)一起在纵向逆时针转动；如此交替工作被试设备在纵向周期性上下摇摆；

横向摇摆的控制方法为：油泵(25)运行的条件下，控制横摇三位四通换向电磁阀(29)左侧电磁阀开，给横摇液压缸(8)左侧供油，油缸杆向右推动，从而带动横摇滑块(9)向右移动，通过横摇连杆(12)带动横摇平台(7)绕横摇迴转轴(10)逆时针转动；当到达设定位置时触到开关自动控制横摇三位四通换向电磁阀(29)换向，此时给横摇液压缸(8)右侧供油，油缸杆向左推动，从而带动横摇滑块(9)向左移动，通过横摇连杆(12)带动横摇平台(7)绕横摇迴转轴(10)顺时针转动；如此交替工作被试设备在横向周期性上下摇摆；

摇摆的周期通过调节阀(28)调节，摇摆的角度通过控制开关安装的位置调节；

倾斜控制方法为：当纵摇平台(3)摆到指定的倾斜位置时，使纵摇三位四通换向电磁阀(27)处于中间位置，接口A、B所有供油或回油停止，锁定纵摇平台(3)，纵摇平台(3)以及固定在其上的横摇平台(7)一起保持在这个纵向倾斜的位置；当横摇平台(7)摆到指定的倾斜位置时，使横摇三位四通换向电磁阀(29)处于中间位置，接口C、D所有供油或回油停止，锁定横摇平台(7)，将横摇平台(7)保持在指定的横向倾斜位置。

4、如权利要求3所述的船用设备摇摆倾斜试验装置的控制方法，其特征在于：纵摇和横摇是复合进行的；纵倾和横倾是同时复合进行的；纵倾与横摇是复合进行的；纵摇与横倾是复合进行的。

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