CN103913291A - 吊舱推进系统试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种吊舱推进系统试验装置，包括电机，所述电机的输出转动轴固定连接有主轴，所述主轴的端部连接有换向器，换向器两端的输出轴与分别螺旋桨固定的横轴固定连接，所述横轴上分别设置有用于测量螺旋桨轴向推力和扭矩的推力扭矩传感器，所述推力扭矩传感器与信号线滑环连接，信号线滑环将推力扭矩传感器测出的数值传出。本发明提供的吊舱推进系统试验装置，适合较多型号螺旋桨与吊舱的性能研究与匹配试验，能够更加准确的预报吊舱推进器的一系列性能，对吊舱推进器的性能优化以及实船试验均具有重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，尤其涉及一种吊舱推进系统试验装置。
背景技术
吊舱推进技术的首次出现是为了解决冰区船舶问题，之后随着其技术的逐渐完善，吊舱推进器的优点也慢慢显露出来，并为人们所重视。近些年来，其在大型船舶和极地船舶的应用也逐渐增多，但是在吊舱推进器的研究领域，发展的速度较慢。目前国内的研究工作尚处于实验室阶段，由于开展吊舱推进器的性能试验需要耗费大量的人力物力，再加上试验技术以及设备的不成熟，国内目前大部分采用数值模拟的方法进行研究，而这一研究手段的弊端也是显而易见的，不能够较为准确模拟出真实的情况且受网格质量、离散方法和湍流方程等等因素的影响较为严重。那么设计出一套吊舱推进器动力仪也就是试验装置是非常必要的，目前没有一套完整的吊舱推进系统试验装置，并且试验成本高，重复使用率低，并很难模拟操舵状态下的吊舱推进器水动力性能。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种实验成本低、且能够重复使用的来模拟操舵状态下的吊舱推进器水动力性能的吊舱推进系统试验装置。
一种吊舱推进系统试验装置，包括电机，所述电机的输出转动轴固定连接有主轴，所述主轴的端部连接有横轴伞齿轮，横轴伞齿轮带动与螺旋桨固定的横轴旋转，在所述横轴上设置有用于测量螺旋桨轴向推力和扭矩的推力扭矩传感器，所述推力扭矩传感器与信号线滑环连接，信号线滑环将推力扭矩传感器测出的数值传出。
进一步地，如上所述的吊舱推进系统试验装置，所述主轴上设置有轴承。
进一步地，如上所述的吊舱推进系统试验装置，与螺旋桨固定的横轴上设置有向心推力轴承。
进一步地，如上所述的吊舱推进系统试验装置，所述主轴、横轴伞齿轮、推力扭矩传感器、信号线滑环、轴承、向心推力轴承设置在壳体支架内。
进一步地，如上所述的吊舱推进系统试验装置，壳体支架的端部设置有密封端盖。
本发明提供的吊舱推进系统试验装置，适合较多型号螺旋桨的性能研究与匹配试验，能够更加准确的预报吊舱推进器的一系列性能，对吊舱推进器的性能优化以及实船试验均具有重要的意义。
附图说明
图1为本发明吊舱推进系统试验装置结构示意图。
附图标记：1-电机，2-法兰盘，3-吊舱推进器舱体外壳，4-壳体支架，5-主轴，6-轴承，7-横轴伞齿轮，8-推力扭矩传感器，9-密封端盖，10-舱壳体，11-向心推力轴承，12-信号线滑环。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明吊舱推进系统试验装置结构示意图，如图1所示，本发明吊舱推进系统试验装置包括壳体支架4、以及设置在壳体支架4顶部的电机1，所述壳体支架4内设置有主轴5、横轴伞齿轮7、推力扭矩传感器8、信号线滑环12、轴承6、向心推力轴承11；所述壳体支架4安装在吊舱推进器舱体外壳3内，电机1设置在吊舱推进器舱体外壳3的外部，吊舱推进器舱体外壳3与电机1之间通过法兰盘2固定为一体。
具体地，所述电机1的输出转动轴固定连接主轴5，所述主轴5的端部与换向器的横轴伞齿轮7固定连接，换向器两端的输出轴与分别螺旋桨固定的横轴固定连接，所述横轴上分别设置有用于测量螺旋桨轴向推力和扭矩的推力扭矩传感器8(如图1所示，左右对称各安装一个)，所述推力扭矩传感器8与信号线滑环12连接。所述轴承6设置在主轴5上，所述向心推力轴承11设置在与螺旋桨固定的横轴上，密封端盖9安装在壳体支架4的端部。所述壳体支架4长0.45m，高0.14m，内径0.11m。
工作原理：电机1带动主轴5旋转，主轴5通过下面的两个横轴伞齿轮7带动与螺旋桨固定的横轴旋转，横轴旋转，设置在所述横轴上的推力扭矩传感器8就会测量出吊舱推进器相关的水动力性能数值，譬如螺旋桨轴向推力和扭矩以及侧向力，所述信号线滑环12会将推力扭矩传感器8测出的数值传出。
本吊舱推进系统试验装置采用将电机1置于吊舱推进器舱体外壳3上方的方式进行模拟，同时螺旋桨的推力、扭矩通过舱体内置推力扭矩传感器8来测量，侧向力则通过实验室已有的三分力天平进行测量，同时为了更加准确的模拟其实际工作时的状态，我们采用在吊舱推进器的舱体外壳3上部装一平板来模拟船底，这样可以有效的防止流体的垂向流动，同时在吊舱推进器的悬挂装置上还有可以控制转向的装置，以此来模拟不同操舵状态下的航行状态。
实际的吊舱推进器采用的是将推进电机置于舱体内部的方式，通过舱内固定于桨轴上的电机转子和固定于吊舱壳体上的定子来实现带动螺旋桨旋转，但由于试验设备和模型大小的限制，不能将电机置于吊舱内部，本发明实验装置采用将电机1置于舱体上方的方式进行模拟，同时螺旋桨的推力、扭矩通过舱体内置推力扭矩传感器8来测量，侧向力则通过实验室已有的三分力天平进行测量，这样虽然与实际的吊舱有所区别，但对于试验来说，已足够模拟其相关的水动力性能。为了可以更加准确的模拟吊舱推进器在船体下方的实际情况，同时又可以尽量的简化试验方案以及节约试验经费，试验装置将在吊舱推进器的舱体外壳3上部加装一平板，这样可以有效预防流体的垂向流动。本套试验装置将对舱体外壳3的长度以及直径进行深入的研究与总结，使之可以适合较多型号螺旋桨的性能研究与匹配试验。通过这套吊舱推进动力仪的模拟结果，我们可以更加准确的预报吊舱推进器的一系列性能，对吊舱推进器的性能优化以及实船试验均具有重要的意义。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种吊舱推进系统试验装置，其特征在于，包括电机(1)，所述电机(1)的输出转动轴固定连接有主轴(5)，所述主轴(5)的端部连接有换向器，换向器两端的输出轴与分别螺旋桨固定的横轴固定连接，所述横轴上分别设置有用于测量螺旋桨轴向推力和扭矩的推力扭矩传感器(8)，所述推力扭矩传感器(8)与信号线滑环(12)连接，信号线滑环(12)将推力扭矩传感器(8)测出的数值传出。
2.根据权利要求1所述的吊舱推进系统试验装置，其特征在于，所述换向器上设置有横轴伞齿轮(7)，所述横轴伞齿轮(7)与主轴(5)的端部固定连接。
3.根据权利要求2所述的吊舱推进系统试验装置，其特征在于，所述主轴(5)上设置有轴承(6)。
4.根据权利要求3所述的吊舱推进系统试验装置，其特征在于，与螺旋桨固定的横轴上设置有向心推力轴承(11)。
5.根据权利要求4所述的吊舱推进系统试验装置，其特征在于，所述主轴(5)、横轴伞齿轮(7)、推力扭矩传感器(8)、信号线滑环(12)、轴承(6)、向心推力轴承(11)设置在壳体支架(4)内。
6.根据权利要求5所述的吊舱推进系统试验装置，其特征在于，壳体支架(4)的端部设置有密封端盖(9)。
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