CN104596692A - 一种小型船舶螺旋桨推力测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型船舶螺旋桨推力测量装置，包括导轨、密封箱、水密组件、测量模块和螺旋桨，其中密封箱连接在导轨上，测量模块安装在密封箱内，测量模块通过连接轴与螺旋桨相连接，连接轴与测量模块相连接的一端位于密封箱内，连接轴与螺旋桨相连接的一端位于密封箱外并且外面罩有水密组件，导轨包括平行于水平面布置的水平导轨和垂直于水平面布置的竖直导轨，竖直导轨通过导轨连接件与水平导轨固定连接，竖直导轨上设有与其滑动配合的滑块，滑块上设有用于将滑块在竖直导轨上锁定的锁紧装置，密封箱固定在滑块上。这种装置能够调节螺旋桨浸水深度，以测量螺旋桨在不同水深下的推力变化，同时结构简单、设计合理，便于安装和拆卸。
Description
技术领域
本发明涉及小型船舶推进系统测试领域，更具体地说，涉及一种小型船舶螺旋桨推力测量装置。
背景技术
螺旋桨模型的推力试验是螺旋桨的性能试验，其目的在于：1、配合自航试验、敞水试验等结果分析船舶推进的各种效率成份，并预估实际船推进性能；2、分析比较各种螺旋桨设计方案的优劣，选择性能最佳的设计方案；3、将测试结果绘制成图谱，供设计使用；4、根据试验结果，进行螺旋桨理论的验证，分析几何参数对螺旋桨性能的影响规律。
目前用于获取小型螺旋桨发动机推力和扭矩的常用方法为理论计算或六分量天平测量。由于在测量过程中，有螺旋桨的存在，对于整个测量工作的建模仿真过程比较复杂并且最终的测量结果的可信度低。此外，目前的测量设备不是在浸水条件下进行测试的，同时，目前的测量设备大多结构复杂，价格昂贵，也不适合做浸水试验，离水试验情况下测量误差较大，更加无法得出螺旋桨在不同浸水深度条件下的推力数值。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于提供一种可用于测量不同浸水深度下螺旋桨推力的测量装置，这种装置能够调节螺旋桨浸水深度，以测量螺旋桨在不同水深下的推力变化，同时结构简单、设计合理，便于安装和拆卸。
上述技术问题可以通过如下的技术手段加以实现：一种小型船舶螺旋桨推力测量装置，包括导轨、密封箱、水密组件、测量模块和螺旋桨，其中密封箱连接在导轨上，测量模块安装在密封箱内，测量模块通过连接轴与螺旋桨相连接，连接轴与测量模块相连接的一端位于密封箱内，连接轴与螺旋桨相连接的一端位于密封箱外并且外面罩有水密组件，导轨包括平行于水平面布置的水平导轨和垂直于水平面布置的竖直导轨，竖直导轨通过导轨连接件与水平导轨固定连接，竖直导轨上设有与其滑动配合的滑块，滑块上设有用于将滑块在竖直导轨上锁定的锁紧装置，密封箱固定在滑块上。锁紧装置的一个具体实施例是螺栓紧固结构，即在滑块上设有螺孔，使用配套的蝶型螺母将与该螺孔配合的螺栓旋入螺孔，使之顶紧竖直导轨就可以实现锁紧，反之，松动螺母，是螺栓顶部力来导轨表面，就可以通过滑块的上下滑动来调节密封箱和安装在密封箱上的螺旋桨的浸水深度。
为了取得更好的技术效果，在上述技术方案的基础上还可以做进一步的优化设计：
水平导轨有两根，竖直导轨有四根，每根水平导轨上固定有两根竖直导轨，四根竖直导轨两两平行且其在水平面上的投影构成矩形的四个顶点。
滑块共有八块，每根竖直导轨上安装有两块，密封箱整体为立方体箱型，密封箱安装在四根竖直导轨的内侧。这种结构比较稳固，密封箱的箱体结构与四根竖直导轨构成的空间相配合，并且共有八个支点，稳定性好，能够有效保证螺旋桨推力测量的准确度。
密封箱由箱体和箱盖构成，箱盖位于箱体的上方，箱体上还设有用于固定箱盖的第一法兰，箱盖和箱体之间设有矩形密封垫片。箱盖和箱体通过螺栓和法兰相互连接起来，采用矩形密封垫片进行水密。这种连接方式比较简单，法兰是一种通用的连接紧固方式，螺栓可以采用标准件，价格低廉，而且可以拆卸，更换内部的仪器、设备或者零件。
水密组件为锥形管，锥形管的底部设有第二法兰，密封箱的其中一个侧面设有与第二法兰相对应的法兰盘，锥形管通过第二法兰和法兰盘与密封箱固定连接，第二法兰和法兰盘之间设有圆形密封垫片，锥形管的顶部开有可供连接轴穿出的轴孔，轴孔处也设有水密部件。锥形管用于对传动轴伸出密封箱的部分进行防水保护，有效保证了传动轴的使用寿命。
测量模块的具体结构包括驱动电机和测试机构，其中测试机构包括底板、光轴、光轴固定座、压力传感器和压力传感器固定座，其中底板水平设置，光轴固定座安装在底板的下表面上，光轴穿过光轴固定座上的轴孔，压力传感器安装在压力传感器固定座内，压力传感器固定座套装在光轴的两端并且固定在密封箱的内壁上，底板的上表面上设有电机安装座，驱动电机安装在电机安装座上，驱动电机的电机轴通过联轴器与连接轴同轴连接，测试机构与电机安装座固定连接。
光轴有两根，在底板的两边平行设置，光轴的轴线与传动轴的轴线相平行，相应地，每根光轴对应三个等距同轴排列的光轴安装座。
压力传感器固定座为法兰轴套式结构，包括直筒部和法兰端盖，压力传感器安装在直筒部的内侧底部。
直筒部的内侧顶部设有与光轴相配合的轴承。
电机安装座为垂直于底板设置的座板，在电机安装座与底板连接处设有用于加固的肋板，驱动电机固定安装在电机安装座的一侧，驱动电机的电机轴穿过电机安装座，在电机安装座的另一侧通过联轴器与传动轴相连接。
本发明的有益之处在于：1.将测量模块固定在密封箱内，并且使密封箱与导轨可滑动地配合，就可以实现调节螺旋桨浸水深度，以测量螺旋桨在不同水深下的推力变化的发明目的；2.结构简单，都采用通用结构和标准零件，采购成本低；3.密封箱、锥形管都是可拆卸设计，方便进行维修和更换。
附图说明
图1是本发明具体实施例的立体图；
图2是密封箱的内部结构示意图(拆除箱盖)；
图3是密封箱的外部结构和锥形管的安装示意图；
图4是测量模块的结构示意图；
图5是光轴与光轴固定座和压力传感器固定座的配合示意图；
图6是压力传感器固定座的立体图；
图7是压力传感器固定座的剖视图。
具体实施方式
如图1至图7所示的小型船舶螺旋桨推力测量装置，包括两根平行于水平面布置的水平导轨11、四根垂直于水平面布置的竖直导轨12、密封箱2、锥形管3、测量模块、螺旋桨5和连接测量模块和螺旋桨5的连接轴6。其中竖直导轨12通过导轨连接件13与水平导轨11固定连接，每根水平导轨11上固定有两根竖直导轨12，四根竖直导轨12两两平行且其在水平面上的投影构成矩形的四个顶点。竖直导轨12上设有与其滑动配合的滑块14，滑块14共有八块，每根竖直导轨12上安装有两块，滑块14上设有用于将滑块14在竖直导轨12上锁定的锁紧装置。
密封箱2整体为立方体箱型，它安装在四根竖直导轨12的内侧。密封箱2固定在滑块14上，通过滑块14与竖直导轨12相连接。
密封箱2由箱体21和箱盖22构成，箱盖22位于箱体21的上方，箱体21上还设有用于固定箱盖22的第一法兰211，箱盖22和箱体21之间设有矩形密封垫片23。箱盖22和箱体21通过螺栓和第一法兰211相互连接起来，采用矩形密封垫片23进行水密处理。锥形管3的底部设有第二法兰31，密封箱2的其中一个侧面设有与第二法兰31相对应的法兰盘24，法兰盘24的中央开孔，锥形管3通过第二法兰31和法兰盘24与密封箱2固定连接，第二法兰31和法兰盘24之间设有圆形密封垫片32，锥形管3的顶部开有可供连接轴6穿出的轴孔，轴孔处也设有水密部件。
测量模块的具体结构包括驱动电机41和测试机构，测试机构包括底板42、光轴43、光轴固定座44、压力传感器45和压力传感器固定座46。其中底板42水平设置，光轴固定座44共有六个，每3个一组，每组中3个光轴固定座44同轴等距安装，两组光轴固定座44的轴线相互平行地分别固定在底板42下表面的两边。光轴43共有两根，分别穿过两组光轴固定座44上的轴孔。光轴43的轴线与传动轴6的轴线相平行。压力传感器固定座46为法兰轴套式结构，包括直筒部461和法兰端盖462，压力传感器45安装在直筒部461的内侧底部，直筒部461的内侧顶部设有与光轴相配合的轴承47。光轴43的两端分别与轴承47配合，压力传感器固定座46套装在光轴43的两端并且固定在密封箱3的内壁上并且通过其法兰盘端462固定在密封箱2的内壁上。
底板42的上表面上设有垂直于底板设置的座板事电机安装座48，在电机安装座48与底板42连接处设有用于加固的肋板49，驱动电机41固定安装在电机安装座48的一侧，驱动电机41的电机轴穿过电机安装座48，在电机安装座48的另一侧通过联轴器与传动轴6相连接。
传动轴6从密封箱2上法兰盘24中心开设的通孔中伸出，通过锥形管3顶端的通孔穿出后与螺旋桨5固定连接。，
以上实施例是供理解本发明之用，并非是对本发明的限制，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变型，这些变化或变型应当理解为仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种小型船舶螺旋桨推力测量装置，包括导轨、密封箱、水密组件、测量模块和螺旋桨，其中密封箱连接在导轨上，测量模块安装在密封箱内，测量模块通过连接轴与螺旋桨相连接，连接轴与测量模块相连接的一端位于密封箱内，连接轴与螺旋桨相连接的一端位于密封箱外并且外面罩有水密组件，其特征在于：所述导轨包括平行于水平面布置的水平导轨和垂直于水平面布置的竖直导轨，所述竖直导轨通过导轨连接件与所述水平导轨固定连接，竖直导轨上设有与其滑动配合的滑块，滑块上设有用于将滑块在竖直导轨上锁定的锁紧装置，所述密封箱固定在滑块上。
2.根据权利要求1所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述水平导轨有两根，竖直导轨有四根，每根水平导轨上固定有两根竖直导轨，四根竖直导轨两两平行且其在水平面上的投影构成矩形的四个顶点。
3.根据权利要求2所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述滑块共有八块，每根竖直导轨上安装有两块，所述密封箱整体为立方体箱型，密封箱安装在所述四根竖直导轨的内侧。
4.根据权利要求3所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述密封箱由箱体和箱盖构成，箱盖位于箱体的上方，箱体上还设有用于固定箱盖的第一法兰，箱盖和箱体之间设有矩形密封垫片。
5.根据权利要求4所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述水密组件为锥形管，锥形管的底部设有第二法兰，所述密封箱的其中一个侧面设有与第二法兰相对应的法兰盘，锥形管通过第二法兰和法兰盘与密封箱固定连接，第二法兰和法兰盘之间设有圆形密封垫片，锥形管的顶部开有可供所述连接轴穿出的轴孔，轴孔处也设有水密部件。
6.根据权利要求1至5任一项所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述测量模块包括驱动电机和测试机构，其中测试机构包括底板、光轴、光轴固定座、压力传感器和压力传感器固定座，其中底板水平设置，光轴固定座安装在底板的下表面上，光轴穿过光轴固定座上的轴孔，压力传感器安装在压力传感器固定座内，压力传感器固定座套装在光轴的两端并且固定在所述密封箱的内壁上，底板的上表面上设有电机安装座，驱动电机安装在电机安装座上，驱动电机的电机轴通过联轴器与所述连接轴同轴连接，测试机构与电机安装座固定连接。
7.根据权利要求6所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述光轴有两根，在所述底板的两边平行设置，光轴的轴线与所述传动轴的轴线相平行，相应地，每根光轴对应三个等距同轴排列的光轴安装座。
8.根据权利要求6所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述压力传感器固定座为法兰轴套式结构，包括直筒部和法兰端盖，压力传感器安装在直筒部的内侧底部。
9.根据权利要求9所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述直筒部的内侧顶部设有与光轴相配合的轴承。
10.根据权利要求6所述的小型船舶螺旋桨推力测量装置，其特征在于：所述电机安装座为垂直于底板设置的座板，在电机安装座与底板连接处设有用于加固的肋板，所述驱动电机固定安装在电机安装座的一侧，驱动电机的电机轴穿过电机安装座，在电机安装座的另一侧通过联轴器与所述传动轴相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Huaming Inventor after: Sheng Xue Inventor after: Du Bo Inventor after: Chen Lin Inventor after: Zhang Bo Inventor after: Chen Junhong Inventor after: Tu Luqiong Inventor after: Li Chao Inventor before: Zhang Bo Inventor before: Wang Huaming Inventor before: Tu Luqiong Inventor before: Li Chao Inventor before: Chen Junhong |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170303 Address after: 316000 Zhejiang province Zhoushan city Lincheng District Changzhi Island Sea Road No. 1 Applicant after: Zhejiang Ocean University Applicant after: Qinzhou Univarsity Address before: 316000 Zhejiang province Zhoushan city Lincheng District Changzhi Island Sea Road No. 1 Applicant before: Zhejiang Ocean University |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170426 Termination date: 20171226 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |