CN106769813B - 一种船用设备环境适应性试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船用设备环境适应性试验装置，包括直线振动单元、离心旋转单元和环境控制单元三部分；所述直线振动单元和环境控制单元同时安装在离心旋转单元之上，而离心旋转单元则通过固定底座安放在地面之上。该装置结构紧凑、价格低廉、便于安装，可同时进行多套设备试验，既可进行抗单项环境因素影响测试，又可同时进行抗多项环境因素影响试验，且设备所受振动频率、旋转速度、照射强度、气流强度等均可自由调节，适用于各种工况下的设备环境适应性试验使用。

Description

一种船用设备环境适应性试验装置

技术领域

本发明涉及的是一种试验平台装置，具体地说是一种为开展船用设备环境适应性试验而设计的专用试验装置。

背景技术

船舶在海上航行时经常受到会风浪、涌流等环境因素的侵袭而产生摇晃、颠簸等，使得仪器仪表、电子设备等经常容易损坏、失灵，同时由于海洋环境中的风吹、日晒、腐蚀等等环境影响，对船用设备提出了比陆上设备更高的环境适应性要求。因此，有必要在装舰之前对船用设备开展相应的环境适应性试验，特别是对重要设备的抗振动、抗腐蚀能力进行试验验证，以找出船用设备的故障原因、掌握船用设备的损伤规律，进而对设备进行有针对性的改进，提高其环境适应性。

船舶在海上的所有运动均为直线和旋转两种运动形式的叠加，因此由船体运动所引起的设备运动也只有直线和旋转这两种运动形式，其中最容易对设备造成损伤的是直线振动和离心旋转这两种运动形式。基于如此考虑，我们设计了一种船用设备的环境适应性试验平台装置，可为试验设备同时提供直线振动和离心旋转两种运动形式，同时兼具紫外线辐射和湿气流动等环境要素模拟功能，以模拟设备在海上的实际工况，检验设备的抗振动和抗腐蚀能力。

目前的船用设备环境适应性试验平台大多只具备直线振动、离心旋转、紫外线暴晒等单项试验功能，而本发明则可同时提供直线振动、离心旋转、紫外线暴晒、湿气流动等多项工况要素，更加真实地模拟船用设备的实际环境，提高环境适应性试验的真实性，同时缩短试验时间、节约试验成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可模拟船用设备海上实际工况，结构简单、调节自如、可模块化应用的设备环境适应性试验装置。

本发明的目的是这样实现的：包括直线振动单元、离心旋转单元和环境控制单元三部分；所述直线振动单元和环境控制单元同时安装在离心旋转单元之上，而离心旋转单元则通过固定底座安放在地面之上。

进一步，所述直线振动单元由试验甲板、弹簧、振动电机、振动电机座、支撑甲板、支撑套筒、小曲柄、曲柄轴销、连杆、连杆轴销组成；所述试验甲板水平放置，其下由弹簧对称支撑，弹簧的底部固定安装在支撑甲板上；振动电机安装在振动电机座上，其输出轴心与试验甲板的中心线相交，而振动电机座则固定安装在支撑甲板上；

所述振动电机的输出轴插入小曲柄内，小曲柄则通过曲柄轴销与连杆活动相连，同时连杆也通过连杆轴销与试验甲板的底部中心的凸耳活动相连，如此小曲柄、连杆、试验甲板以及弹簧便构成了一个曲柄滑块机构。

进一步，所述离心旋转单元由一号电机、一号电机座、平面轴承、固定底座、试验滚筒、一号锥齿轮、垂向轴承、固定轴、齿轮垫片、固定锥齿轮、二号锥齿轮、二号电机座、二号电机组成；所述一号电机固定安装在一号电机座内，其输出轴固定连接一号锥齿轮；二号电机固定安装在二号电机座内，其输出轴固定连接二号锥齿轮；一号电机和二号电机同轴相向对称布置，且一号电机座、二号电机座均固定安装在试验滚筒的底部；所述试验滚筒固定安装在平面轴承之上，平面轴承固定安装在固定底座之上，而固定底座则可安装于地面之上；在固定底座的中心处竖直固定安装固定轴，固定轴的上半部则分别穿过平面轴承和试验滚筒的底部，伸入试验滚筒之中；固定轴的顶部固定安装固定锥齿轮，并且要求其与一号锥齿轮和二号锥齿轮同时啮合，而固定锥齿轮的下端则通过齿轮垫片与垂向轴承相连，垂向轴承也固定安装在试验滚筒的底部。

进一步，所述环境控制单元由一号紫外灯、一号灯架、二号紫外灯、二号灯架、一号风扇、二号风扇组成；所述一号紫外灯固定安装在一号灯架上，并通过一号灯架与试验滚筒固定相连；二号紫外灯固定安装在二号灯架上，并通过二号灯架也与试验滚筒固定相连；所述一号紫外灯与二号紫外灯相向对称布置在同一水平面上；所述一号风扇和二号风扇也相向对称布置在同一水平面上，且分别安装在试验滚筒的筒壁中。

以上所述本发明中各零件的连接关系在附图中均已明确表示。本发明的优点在于：提供了一种可分别提供直线振动、离心旋转运动以及紫外线照射和湿气流动功能的船用设备环境适应性试验平台装置，该装置结构紧凑、价格低廉、便于安装，可同时进行多套设备试验，既可进行抗单项环境因素影响测试，又可同时进行抗多项环境因素影响试验，且设备所受振动频率、旋转速度、照射强度、气流强度等均可自由调节，适用于各种工况下的设备环境适应性试验使用。

附图说明

以下将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意主视图；

图2是本发明的结构示意左视图；

图3是本发明的结构示意俯视图；

图4为本发明中弹簧的安装位置关系。

具体实施方式

本发明的船用设备环境适应性试验装置包括直线振动单元、离心旋转单元和环境控制单元等三部分。直线振动单元和环境控制单元同时安装在离心旋转单元之上，而离心旋转单元则通过固定底座安放在地面之上。

所述直线振动单元，见图1、2、3、4，由试验甲板3、弹簧4、22、30、32、振动电机5、振动电机座6、支撑甲板7、支撑套筒20、小曲柄23、曲柄轴销24、连杆25、连杆轴销26等组成。试验甲板3水平放置，其下由弹簧4、22、30、32对称支撑，弹簧4、22、30、32的底部固定安装在支撑甲板7上。振动电机5安装在振动电机座6上，其输出轴心与试验甲板3的中心线相交，而振动电机座6则固定安装在支撑甲板7上（弹簧4、22、30、32与振动电机5、振动电机座6、支撑甲板7的安装位置关系见附图4）。振动电机5的输出轴插入小曲柄23内，小曲柄23则通过曲柄轴销24与连杆25活动相连，同时连杆25也通过连杆轴销26与试验甲板3的底部中心的凸耳活动相连，如此小曲柄23、连杆25、试验甲板3以及弹簧4、22、30、32等便构成了一个曲柄滑块机构。

所述离心旋转单元，见附图1、2、3，由一号电机8、一号电机座9、平面轴承10、固定底座11、试验滚筒12、一号锥齿轮13、垂向轴承14、固定轴15、齿轮垫片16、固定锥齿轮17、二号锥齿轮18、二号电机座19、二号电机21等组成。一号电机8固定安装在一号电机座9内，其输出轴固定连接一号锥齿轮13；二号电机21固定安装在二号电机座19内，其输出轴固定连接二号锥齿轮18。一号电机8和二号电机21同轴相向对称布置，且一号电机座9、二号电机座19均固定安装在试验滚筒12的底部。试验滚筒12固定安装在平面轴承10之上，平面轴承10固定安装在固定底座11之上，而固定底座11则可安装于地面之上。在固定底座11的中心处竖直固定安装固定轴15，固定轴15的上半部则分别穿过平面轴承10和试验滚筒12的底部，伸入试验滚筒12之中。固定轴15的顶部固定安装固定锥齿轮17，并且要求其与一号锥齿轮13和二号锥齿轮18同时啮合，而固定锥齿轮17的下端则通过齿轮垫片16与垂向轴承14相连，垂向轴承14也固定安装在试验滚筒12的底部。

所述环境控制单元，见附图1、2、3，由一号紫外灯1、一号灯架2、二号紫外灯29、二号灯架28、一号风扇27、二号风扇31等组成。一号紫外灯1固定安装在一号灯架2上，并通过一号灯架2与试验滚筒12固定相连；二号紫外灯29固定安装在二号灯架28上，并通过二号灯架28也与试验滚筒12固定相连。一号紫外灯1与二号紫外灯29相向对称布置在同一水平面上。一号风扇27和二号风扇31也相向对称布置在同一水平面上，且分别安装在试验滚筒12的筒壁中。

下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：

结合图1、2、3，本发明的实施方案是以图示的状态将被测设备活动或固定放置（视试验需要而定）在试验甲板3上，启动振动电机5，其输出轴将带动小曲柄23做旋转运动。由于小曲柄23、连杆25、试验甲板3以及弹簧4、22、30、32等已构成一个曲柄滑块机构，此时小曲柄23的旋转运动将转化为试验甲板3的往复直线运动，从而使得试验甲板3上的被测设备产生上下振动，且该振动频率将与振动电机5的输出转速成正比例关系。

接着，启动一号电机8，其输出轴将带动一号锥齿轮13绕其轴心旋转。由于一号锥齿轮13与固定锥齿轮17啮合，而固定锥齿轮17又固定在固定底座11上无法运动，此时两齿轮间的相互作用力将使得一号锥齿轮13获得一个绕固定锥齿轮17轴心的旋转力矩。而一号锥齿轮13通过一号电机座9与试验滚筒12固定相连，试验滚筒12则通过平面轴承10和垂向轴承14具有一个绕固定锥齿轮17轴心的旋转自由度，因而此时一号锥齿轮13所获得的旋转力矩将带动整个试验滚筒12做绕固定锥齿轮17轴心的旋转运动，并通过安装在试验滚筒12内的直线振动单元带动被测设备进行离心旋转运动，且离心旋转的速度与一号电机8的输出转速成正比例关系。至此，被测设备将同时获得直线振动和离心旋转两种运动形式，且由于受到试验滚筒12的高度限制，被测设备将始终限制在试验滚筒12运动，保证了试验的安全性。二号电机21、二号锥齿轮18的作用与一号电机8、一号锥齿轮13相同，在此不再复述，此处同时安装两套电机设备的目的是为了平衡锥齿轮副所产生的受力不均，实际使用时两套电机设备单独或同时使用均可。另外，实际使用过程中，可根据需要将被测设备放置在试验甲板3的中心处进行绕自身重心的旋转运动，也可放置在试验甲板3的其他位置进行离心旋转运动。

本发明的紫外线照射和湿气流动功能则是通过一号紫外灯1、二号紫外灯29和一号风扇27、二号风扇31实现的。通过打开一号紫外灯1、二号紫外灯29，可为被测设备提供紫外线暴晒的环境条件，而对称设置两盏紫外灯的目的则是为了产生均匀的紫外线暴晒条件；通过开启一号风扇27、二号风扇31则可为被测设备提供加速湿气流动的环境条件，而对称设置两台风扇的目的则是为了可产生空气对流，更加逼近于真实的海上环境。

由于本发明中直线振动、离心旋转、紫外线照射、湿气流动等功能均互相独立，试验过程中可自由调节振动频率、旋转速度、照射强调和时间、气流强度和时间等，也可单独或叠加开启这些环境条件，为船用设备的环境适应性试验提供了平台。

Claims (2)

1.一种船用设备环境适应性试验装置，其特征在于：包括直线振动单元、离心旋转单元和环境控制单元三部分；所述直线振动单元和环境控制单元同时安装在离心旋转单元之上，而离心旋转单元则通过固定底座安放在地面之上；

所述直线振动单元由试验甲板、弹簧、振动电机、振动电机座、支撑甲板、支撑套筒、小曲柄、曲柄轴销、连杆、连杆轴销组成；

所述试验甲板水平放置，其下由弹簧对称支撑，弹簧的底部固定安装在支撑甲板上；振动电机安装在振动电机座上，其输出轴心与试验甲板的中心线相交，而振动电机座则固定安装在支撑甲板上；

所述振动电机的输出轴插入小曲柄内，小曲柄则通过曲柄轴销与连杆活动相连，同时连杆通过连杆轴销与试验甲板的底部中心的凸耳活动相连，如此小曲柄、连杆、试验甲板以及弹簧便构成了一个曲柄滑块机构；

所述离心旋转单元由一号电机、一号电机座、平面轴承、固定底座、试验滚筒、一号锥齿轮、垂向轴承、固定轴、齿轮垫片、固定锥齿轮、二号锥齿轮、二号电机座、二号电机组成；

所述一号电机固定安装在一号电机座内，其输出轴固定连接一号锥齿轮；二号电机固定安装在二号电机座内，其输出轴固定连接二号锥齿轮；一号电机和二号电机同轴相向对称布置，且一号电机座、二号电机座均固定安装在试验滚筒的底部；

所述试验滚筒固定安装在平面轴承之上，平面轴承固定安装在固定底座之上，而固定底座则安装于地面之上；在固定底座的中心处竖直固定安装固定轴，固定轴的上半部则分别穿过平面轴承和试验滚筒的底部，伸入试验滚筒之中；固定轴的顶部固定安装固定锥齿轮，并且要求其与一号锥齿轮和二号锥齿轮同时啮合，而固定锥齿轮的下端则通过齿轮垫片与垂向轴承相连，垂向轴承也固定安装在试验滚筒的底部。

2.根据权利要求1所述的船用设备环境适应性试验装置，其特征在于：所述环境控制单元由一号紫外灯、一号灯架、二号紫外灯、二号灯架、一号风扇、二号风扇组成；

所述一号紫外灯固定安装在一号灯架上，并通过一号灯架与试验滚筒固定相连；

二号紫外灯固定安装在二号灯架上，并通过二号灯架也与试验滚筒固定相连；

所述一号紫外灯与二号紫外灯相向对称布置在同一水平面上；所述一号风扇和二号风扇也相向对称布置在同一水平面上，且分别安装在试验滚筒的筒壁中。

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