CN106500972B - 一种调距桨陆上联调试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调距桨陆上联调试验设备，属于船用机械领域。该设备包括用于驱动桨毂及桨叶旋转的第一动力装置和用于驱动桨叶变距的第二动力装置，第一动力装置包括驱动电机和传动轴，传动轴的两端分别与驱动电机的输出端和桨毂传动连接；第二动力装置包括液压泵组、主油箱、配油器及双油管，液压泵组的输入端与主油箱连通，液压泵组的输出端与配油器连接，双油管穿过传动轴，双油管的两端分别与配油器和调距桨装置中的变距油缸连接。本发明通过对桨叶及桨毂的旋转模拟和桨叶变距的模拟，可以验证调距桨装置的各项技术指标是否满足技术规格书要求，为调距桨装置的安全可靠使用提供保障。

Description

一种调距桨陆上联调试验设备

技术领域

本发明涉及船用机械领域，特别涉及一种调距桨陆上联调试验设备。

背景技术

调距桨装置是推动船舶运行的重要设备，它包括桨毂、安装在桨毂上的桨叶及安装在桨毂内的变距油缸，桨叶和桨毂可以共同绕桨毂的中心轴旋转以驱动船舶航行，桨叶在变距油缸的带动下可以实现桨叶变距，实现船舶航速的调整。

由于调距桨装置的重要性，对于调距桨装置产品出厂使用前必须进行陆上联调试验，以保证调距桨装置在使用时的性能。现有技术中缺少对调距桨装置出厂前全面试验的设备。

发明内容

为了解决现有技术中缺少对调距桨装置出厂前全面试验问题，本发明实施例提供了一种调距桨陆上联调试验设备。所述技术方案如下：

一种调距桨陆上联调试验设备，所述设备包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置用于驱动调距桨装置中的桨毂及桨叶旋转，所述第二动力装置用于驱动调距桨装置中的桨叶变距，所述第一动力装置包括驱动电机和传动轴，所述传动轴的两端分别与所述驱动电机的输出端和所述桨毂传动连接；所述第二动力装置包括液压泵组、主油箱、配油器及双油管，所述液压泵组的输入端与所述主油箱连通，所述液压泵组的输出端与所述配油器连接，所述双油管穿过所述传动轴，所述双油管的两端分别与所述配油器和所述调距桨装置中的用于控制所述桨叶变距的变距油缸连接，所述双油管包括第一油管和第二油管，所述第一油管同轴套装在所述第二油管内，所述第一油管作为进油管，所述第二油管作为回油管；

所述液压泵组的输入端设置有节流孔板；所述设备还包括冷却装置，所述冷却装置包括三个输出端，所述冷却装置的三个输出端分别设置在所述齿轮箱、所述滑动轴承及所述主油箱中；所述设备还包括辅助油箱，所述辅助油箱分别与所述主油箱和所述液压泵组的输入端连通。

进一步地，所述第一动力装置还包括齿轮箱，所述驱动电机的输出端通过膜片联轴器与所述齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴通过液压联轴器与所述传动轴连接。本发明中的齿轮箱可以对驱动电机的转速进行减速，以得到适合驱动桨叶桨毂的转速，而齿轮箱和驱动电机之间采用膜片式联轴器连接，可以避免系统产生扭振。

优选地，所述配油器和所述传动轴分别安装在所述齿轮箱的两侧，所述驱动电机安装在所述齿轮箱朝向所述传动轴的一侧以缩小设备体积，使得结构紧凑。

进一步地，所述液压联轴器上设置有连接法兰，所述连接法兰与所述齿轮箱的输出轴通过两半轴连接，所述两半轴为两个分离式的半圆环轴拼接而成。

进一步地，所述传动轴的两端分别由调心滚子轴承和滑动轴承支撑，所述调心滚子轴承位于所述传动轴靠近所述调距桨装置的一端，在齿轮箱传动扭矩产生冷热状态时，可以使传动轴的中心高度保持在合适范围，所述滑动轴承位于所述传动轴远离所述调距桨装置的一端。

进一步地，所述传动轴上设置有用于对所述传动轴进行制动的制动器。可以通过控制制动器，使传动轴停止转动，以方便对设备进行的维修拆装。

优选地，所述第一动力装置还包括滑油泵，所述滑油泵具有两个输出端，所述滑油泵的两个输出端分别设置在所述调心滚子轴承和所述制动器上，通过滑油泵向调心滚子轴承和制动器输送润滑油，以保证传动轴运行时轴承温度正常及设备安装时传动轴处于稳态。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明实施例的试验设备由于包括用于驱动调距桨装置中的桨毂及桨叶旋转的第一动力装置和用于驱动调距桨装置中的桨叶变距的第二动力装置，而第一动力装置包括驱动电机和传动轴，驱动电机旋转，传动轴随之旋转，进而可以使桨毂和桨叶绕桨毂的中心轴旋转，实现对桨毂和桨叶旋转的模拟；而第二动力装置包括液压泵组、主油箱、配油器及双油管，液压泵组将液压油从主油箱中输出，经配油器分配后，再通过双油管输送至桨毂中的变距油缸中，以驱动桨叶变距，实现对桨叶变距的模拟；另外，将第二驱动装置中的双油管穿设集成在第一驱动装置中的传动轴中，使设备的布置简单合理。本发明通过对桨叶及桨毂的旋转模拟和桨叶变距的模拟，可以验证调距桨装置的各项技术指标是否满足技术规格书要求，为调距桨装置的安全可靠使用提供保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例所提供的调距桨陆上联调试验设备的结构示意图。

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，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种调距桨陆上联调试验设备，图1是本发明实施例所提供的调距桨陆上联调试验设备的结构示意图，参见图1，该设备包括用于驱动调距桨装置中的桨毂2及桨叶3旋转的第一动力装置和用于驱动调距桨装置中的桨叶3变距的第二动力装置，第一动力装置包括驱动电机4和传动轴5，传动轴5的两端分别与驱动电机4的输出端和桨毂2传动连接；第二动力装置包括液压泵组6、主油箱7、配油器8及双油管9，液压泵组6的输入端与主油箱 7连通，液压泵组6的输出端与配油器8连接，双油管9穿过传动轴5，双油管9的两端分别与配油器8和调距桨装置中的用于控制桨叶变距的变距油缸连接，双油管9包括第一油管和第二油管，第一油管同轴套装在第二油管内，第一油管作为进油管，第二油管作为回油管。

本发明实施例的试验设备包括用于驱动调距桨装置中的桨毂及桨叶旋转的第一动力装置，用于驱动调距桨装置中的桨叶变距的第二动力装置，第一动力装置包括驱动电机和传动轴，驱动电机旋转，传动轴随之旋转，进而可以使桨毂和桨叶绕桨毂的中心轴旋转，实现对桨毂和桨叶旋转的模拟；第二动力装置包括液压泵组、主油箱、配油器及双油管，液压泵组将液压油从主油箱中输出，经配油器分配后，再通过双油管输送至桨毂中的变距油缸中，以驱动桨叶变距，实现对桨叶变距的模拟；另外，将第二驱动装置中的双油管设置在第一驱动装置中的传动轴中，使设备的布置简单合理，另外双油管可以向桨毂中的变距油缸输送液压油，以控制桨叶变距。本发明通过对桨叶及桨毂的旋转模拟和桨叶变距的模拟，可以验证调距桨装置的各项技术指标是否满足技术规格书要求，为调距桨装置的安全可靠使用提供保障。

本发明实施例的驱动电机旋向和转速可以调整，可以将驱动电机输出的正、反两个方向的扭矩传递给传动轴，以使不同旋舷的桨毂和桨叶左、右旋转。

本发明实施例中，第一动力装置和第二动力装置均安装在试验车间1内。

本发明实施例中，驱动电机4的输出功率可以为400-500kW(优选为 450kW)，驱动电机4的输出端通过齿轮箱10进行减速传动。

具体地，本发明实施例的第一传动装置中的驱动电机4的输出端可以通过膜片联轴器11与齿轮箱10的输入轴连接，齿轮箱10的输出轴通过液压联轴器12与传动轴5连接。本发明中的齿轮箱10可以对驱动电机4的转速进行减速增距，以得到克服阻力、驱动桨叶及桨毂的旋转力距，而齿轮箱10和驱动电机4 之间采用通过采用膜片式联轴器11进行连接，可以避免系统产生扭振。

本发明实施例的齿轮箱10可以包括箱体、输出轴、输入轴、齿轮、润滑电动泵组、离合器、轴承、冷却器等部件，齿轮箱10还可以设置有独立的两套电动泵组系统，用于同时提供离合器接排压力及箱体内齿轮、轴承润滑油，两套电动泵组系统一用一备，互为备用。齿轮箱10不仅可以满足减速增距要求，还可以使驱动电机4的输出轴仅仅承受输出扭矩，而不承受皮带传动时的皮带张力，大大提高了驱动电机4运行的可靠性。

本发明实施例中，配油器8和传动轴5可以分别安装在齿轮箱10的两侧，而驱动电机4安装在齿轮箱10朝向传动轴5的一侧。这是由于配油器8中心需与传动轴5被双油管9穿过的中心孔同心，且配油器8和驱动电机4体积较大，采用上述设置，可以缩小整个设备的体积，使得结构紧凑。

本发明实施例的液压联轴器12是实现齿轮箱10扭矩传递的部件，液压联轴器12可以设置有连接法兰1201，连接法兰1201与齿轮箱10的输出轴可以通过两半轴13连接，采用两半轴13将液压联轴器12与齿轮箱10的输出轴连接，便于传动轴5内双油管9的拆装及检修，具有方便快捷的特点。

本发明实施例中的两半轴13为两个可以分离式的半圆环轴拼接组成，具有快速拆卸和安装的优点；而双油管9是将进油管和回油管集成在一起的一个构件，使结构简单。

另外，本发明实施例中，传动轴5的两端可以分别由调心滚子轴承14和滑动轴承15进行支撑，调心滚子轴承14位于传动轴5靠近调距桨装置的一端，在齿轮箱10传动扭矩产生冷热状态时，可以使传动轴5的中心高度保持在合适范围，滑动轴承15位于传动轴5远离调距桨装置的一端，滑动轴承15具有工作间隙大、安装方便、运行平稳、可靠及无噪声等优点。

本发明实施例中，传动轴5的总长约17000mm，调心滚子轴承14和滑动轴承15的轴径分别为Φ750mm、Φ600mm，净重约40t，传动轴5与船舶上的桨轴结构类式，需满足强度、回旋振动等计算要求。

还有，本发明实施例中，传动轴5上可以设置有用于对传动轴5进行制动的制动器16。通过控制制动器16，使传动轴5停止转动，以方便对设备进行的维修拆装。

本发明实施例的制动器16可以选用盘式制动器，控制简单，成本较低。

进一步地，本发明实施例的第一动力装置还包括滑油泵17，该滑油泵17具有两个输出端，滑油泵17的两个输出端分别设置在调心滚子轴承14和制动器 16上，通过滑油泵17可以向调心滚子轴承14和制动器16输送润滑油，以保证传动轴5运行时轴承温度正常及设备安装时传动轴5处于稳态。

本发明实施例中，第二动力装置还可以包括用于控制主油箱7向配油器输送液压油的液压控制单元18。本发明实施例的液压控制单元18主要由电动备用泵、冷却器组件、滤器组件、减震装置、软管总成等组成，与液压泵组6互为备用，可以在液压泵组6出现故障时代替液压泵组6向桨毂2的变距油缸提供液压油。

为了对本发明实施例中易产生热量的构件进行冷却，本发明实施例的设备还包括冷却装置，该冷却装置可以包括冷却泵和冷却管道19，水泵的输入端与水源相连通，冷却管道19为一个循环管道，其一端与水泵的输出端连接，冷却管道的另一端连接至水源，在冷却管道19上可以连通有多个冷却支管20，各个冷却支管20上分别设置有安装在齿轮箱10、滑动轴承15、主油箱7及液压控制单元18等易发热的构件中的冷却器。

还有，本发明实施例还可以包括辅助油箱21，辅助油箱21分别与主油箱7 和液压泵组6的输入端连通。在对调距桨装置试验前，液压泵组先从辅助油箱泵取液压油，并通过配油器和双油管进入到调距桨装置中的静压腔中，以模拟实船深度对桨毂静压腔进行保压，确保桨毂外海水无法通过桨毂进入调距桨装置中。

本发明实施例中的主油箱7、液压泵组6、液压控制单元18和辅助油箱21 按实际吸高要求布置，并分别由高度不同的支架进行支撑，其中，辅助油箱21 离地面约为10m，而主油箱的容积约为9m³，为控制500小时连续试验过程中系统油温，配置润滑泵、冷却泵提供循环液压油。

本发明实施例中，液压泵组6可以采用泵组的构造，其集成变频电机、弹性联轴器和三联泵构成，其中的变频电机单独驱动，实现液压泵组和驱动电机联控、分控操作，既简化了结构，又便于试验现场的调试、检修，且在一定程度上节约了制造成本。

为模拟实船吸油阻力，在液压泵组6中的输入端可以设置节流孔板，具体地，节流孔板可以设置在三联泵的吸口处。

本发明实施例的调距桨陆上联调试验设备还可以包括电控系统，该电控系统包括安装在试验车间1内的试验操纵台22内，在试验操纵台22上可以设置有用于操纵的按钮、控制手柄和显示屏，并带有存储、打印、报警功能，按钮和控制手柄实时发出驱动电机驱动调速信号、液压泵组驱动调速信号和螺距控制指令，螺距可随动控制和非随动控制。

本发明实施例中，电控系统还可以对驱动电机设置起动连锁，在调距桨中的变距油泵运行、桨叶零螺距位、齿轮箱润滑油泵运行、制动器刹车松开、制动润滑泵组运行及防护安全到位后方可起动驱动电机。

本发明实施例所公开的调距桨陆上联调试验设备，可以在陆上车间内进行调距桨装置的旋转和调距试验，以验证调距桨装置的各项技术指标是否满足技术规格书要求；检验调距桨装置在桨叶不带负荷时工作的正确性、稳定性、匹配性和可靠性；并在试验过程中检查调距桨产品设计过程中未发现的问题，采取妥善的解决措施对设计进行优化，减少调距桨装置上舰风险，缩短舰上调试、试验周期。

本发明实施例所公开的调距桨陆上联调试验设备，其中的各个构件需和实船一样进行相关计算，如零件强度计算、系统对中计算、系统回旋振动计算、系统扭转振动计算、配套件选型计算、配套件寿命计算、受力件仿真计算等，并严格按照相关标准要求进行评判；并确保能可靠连续运行500小时；并能尽可能的反映实船运行状态，并可以尽量模拟实船阻力、吸高、冷却、润滑、报警、检测等进行设计，除满足性能指标外，还能确保长时间连续运行的可靠性，对不能确保连续运行500小时的设备，采取备份操作。

本发明实施例所公开的调距桨陆上联调试验设备，结构紧凑，安装方便，设计时充分考虑试验台的标准化、模块化和通用化，只需配置极少量的过渡连接零件，就可以用于其它型号调距桨的陆上联调试验。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种调距桨陆上联调试验设备，其特征在于，所述设备包括第一动力装置和第二动力装置，所述第一动力装置用于驱动调距桨装置中的桨毂及桨叶旋转，所述第二动力装置用于驱动调距桨装置中的桨叶变距，所述第一动力装置包括驱动电机和传动轴，所述传动轴的两端分别与所述驱动电机的输出端和所述桨毂传动连接；所述第二动力装置包括液压泵组、主油箱、配油器及双油管，所述液压泵组的输入端与所述主油箱连通，所述液压泵组的输出端与所述配油器连接，所述双油管穿过所述传动轴，所述双油管的两端分别与所述配油器和所述调距桨装置中的用于控制所述桨叶变距的变距油缸连接，所述双油管包括第一油管和第二油管，所述第一油管同轴套装在所述第二油管内，所述第一油管作为进油管，所述第二油管作为回油管；

所述第一动力装置还包括齿轮箱，所述驱动电机的输出端通过膜片联轴器与所述齿轮箱的输入轴连接，所述齿轮箱的输出轴通过液压联轴器与所述传动轴连接；

所述传动轴的两端分别由调心滚子轴承和滑动轴承支撑，所述调心滚子轴承位于所述传动轴靠近所述调距桨装置的一端，所述滑动轴承位于所述传动轴远离所述调距桨装置的一端；

所述液压泵组的输入端设置有节流孔板；所述设备还包括冷却装置，所述冷却装置包括三个输出端，所述冷却装置的三个输出端分别设置在所述齿轮箱、所述滑动轴承及所述主油箱中；所述设备还包括辅助油箱，所述辅助油箱分别与所述主油箱和所述液压泵组的输入端连通；

所述设备还包括电控系统，所述电控系统包括安装在试验车间内的试验操纵台，所述试验操纵台上设置有用于操纵的按钮、控制手柄和显示屏，并带有存储、打印、报警功能，所述按钮和所述控制手柄实时发出驱动电机驱动调速信号、液压泵组驱动调速信号和螺距控制指令。

2.根据权利要求1所述的调距桨陆上联调试验设备，其特征在于，所述配油器和所述传动轴分别安装在所述齿轮箱的两侧，所述驱动电机安装在所述齿轮箱朝向所述传动轴的一侧。

3.根据权利要求1所述的调距桨陆上联调试验设备，其特征在于，所述液压联轴器上设置有连接法兰，所述连接法兰与所述齿轮箱的输出轴通过两半轴连接，所述两半轴为两个分离式的半圆环轴拼接而成。

4.根据权利要求1所述的调距桨陆上联调试验设备，其特征在于，所述传动轴上设置有用于对所述传动轴进行制动的制动器。

5.根据权利要求4所述的调距桨陆上联调试验设备，其特征在于，所述第一动力装置还包括滑油泵，所述滑油泵包括两个输出端，所述滑油泵的两个输出端分别设置在所述调心滚子轴承和所述制动器上。