CN109297660A - 一种船舶轴系扭转振动测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种船舶轴系扭转振动测试装置，包括设置在待测轴系部件的轴表面上用于感受并传递待测轴系部件的扭转振动的扭振传感件，扭振传感件包括有皮带转筒和设置在皮带转筒上的编码器，皮带转筒的输出轴与编码器相固定，且皮带转筒通过皮带与待测轴系部件传动连接，编码器的输出连接信号采集仪，所述信号采集仪连接信号采集电脑，其中：还包括用于固定待测轴系部件的支承机构；支承机构包括支承基座、夹持组件和传动滑块，本发明在测试过程中对待测轴系加以稳定支承，操作方便，提高了测试的准确性。

Description

一种船舶轴系扭转振动测试装置

技术领域

本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种船舶轴系扭转振动测试装置。

背景技术

船舶轴系振动包括扭转振动(简称扭振)、横振和纵振，是评价船舶轴系工作性能的重要振动指标，也是船舶主推进系统是否运行安全的重要评价依据之一。现有的船舶轴系扭振测试一般采用霍尔数齿传感器，采集飞轮端齿轮周期性脉冲信号，从而实现对轴系扭振信号的采集。该方法存在三个方面的问题：(1)安装位置受限，仅限于安装在飞轮位置，且传感器与齿轮齿面之间是垂直的位置关系，其安装间隙为1～3mm；(2)齿轮的齿数获取不易，齿数是轴系扭振测试的必要参数，在测量前需要在齿轮上做记号，并主机盘车至少一圈，从而获得齿数；(3)测量精度不固定，因为采集的轴系扭振信号是通过齿轮脉冲进行转化的，因此其测试精度与齿轮结构、模数、齿数等结构参数相关，甚至会出现由于精度太低，测试结果不可信的情况。也有采用在主机自由端加装法兰，安装并通过编码器采集轴系扭振信号的方法；该方法虽然测试精度高，但是需要提前加工与被测主机相配套的连接法兰，且工艺要求较高，特别是加装法兰的同轴度；因此，存在成本高、装配困难、安装位置固定等缺点，因此，需要对船舶轴系扭转振动测试的装置作进一步的改进。

专利CN 200620043471.1公开了一种扭振测试和分析系统，包括：一测试系统、与测试系统连接的数据采集卡、与数据采集卡连接的信号调理器、以及设于待测轴系上\输出端与信号调理器连接的扭振传感器；测试系统包括CPU以及与CPU连接的存储器、RAM、采集卡接口以及测试和分析模块，采集卡接口并连接到所述数据采集卡，测试和分析模块包括：数据记录单元，获取时域动态扭矩信号，并进行数据显示和将数据保存为数据文件；数据分析单元，读取并处理所述数据文件中的时域动态扭矩信号，以获得动态扭矩信号频谱；结果显示单元，读取所述结果数据文件，显示对应该结果数据文件的三维谱阵图、频谱图和阶次图。可用于各种环境的现场扭振快速记录和分析。

专利CN 201510219812.X公开了一种船舶轴系扭转振动测试的装置，包括扭振传感件，扭振传感件包括有皮带转筒和设置在皮带转筒上的编码器，皮带转筒的输出轴与编码器相固定，且皮带转筒通过皮带与待测轴系部件传动连接，编码器的输出连接信号采集仪，信号采集仪连接信号采集电脑，皮带转筒通过皮带与待测轴系部件传动连接，并且通过编码器实现测点扭振信号的精准性，为船舶轴系扭转振动分析提供可靠、准确的测点数据，同时在计算机终端实现扭振信号的快速采集、储存和后处理，实现高效、便捷、准确的船舶轴系扭振测试与分析。

上述的测试装置无法有效的对轴系加以支承固定，从而影响最终的测试结果。

发明内容

本发明针对上述问题提出了一种船舶轴系扭转振动测试装置，在测试过程中对待测轴系加以稳定支承，操作方便，提高了测试的准确性。

具体的技术方案如下：

一种船舶轴系扭转振动测试装置，包括设置在待测轴系部件的轴表面上用于感受并传递待测轴系部件的扭转振动的扭振传感件，扭振传感件包括有皮带转筒和设置在皮带转筒上的编码器，皮带转筒的输出轴与编码器相固定，且皮带转筒通过皮带与待测轴系部件传动连接，编码器的输出连接信号采集仪，所述信号采集仪连接信号采集电脑，其中：还包括用于固定待测轴系部件的支承机构；

支承机构包括支承基座、夹持组件和传动滑块；

支承基座包括第一侧支撑座、第二侧支撑座和底座，第一侧支撑座和第二侧支撑座垂直的固定在底座的两侧，第一侧支撑座上设有开口向内的第一调节槽，第二侧支撑座上与第一调节槽对称的设有第二调节槽，第一调节槽与第二调节槽的中间垂直的设有第一隔板，第一调节槽的第一分隔板的两侧、第二调节槽的第一分隔板的两侧分别设有一个传动组件；

传动组件包括多个第一传动齿轮，第一传动齿轮上同轴且联动的设有第二传动齿轮，多个第一传动齿轮相互平行且可转动的固定在第一调节槽或第二调节槽中，同一组传动组件的第二传动齿轮之间通过链条加以连接，同一组传动组件的其中一个第二传动齿轮与电机的输出轴相连接；

传动滑块的两侧分别设有一个第一滑槽，第一滑槽上设有齿条，传动滑块设置在第一侧支撑座和第二侧支撑座之间，使第一传动齿轮与第一滑槽中的齿条相啮合，电机带动第一传动齿轮同向转动，从而带动传动滑块在支承基座上进行移动；

传动滑块的数量为两个，两个传动滑块分别设置在第一隔板的两侧；

每个传动滑块上分别设有一个夹持组件；夹持组件包括支撑柱、外套管和内夹持机构；

支撑柱固定在传动滑块上，外套管固定在支撑柱的顶部，外套管中设有圆柱体结构的第一通道，第一通道中部设有一圈第一限位槽，第一限位槽的截面形状为等腰梯形结构；

内夹持机构包括内套管，内套管间隙配合的设置在外套管的第一通道中，内套管上设有与第一限位槽间隙配合的第一限位凸块，内管套可转动的设置在外套管中，内套管的两端向外延伸的形成夹持管端，夹持管端的外壁为正方形结构；

每个夹持管端上分别设有一个夹持结构；

夹持结构包括上夹持结构和下夹持结构；上夹持结构包括上压板和上吸盘，上压板的截面为圆弧形结构，上压板的弦长小于夹持管端的内径，上压板上设有两个第一调节柱，第一调节柱上设有外螺纹，第一调节柱自下而上穿过夹持管端，并通过螺母加以锁紧固定；

上吸盘的数量为六个，每个上吸盘上设有第一个上固定块，上固定块上设有第二调节柱，每两个上吸盘为一组，同一组的上吸盘沿夹持管端的径向设置，同一组上吸盘的第二调节柱的顶部穿过上压板和夹持管端、通过第一连接板加以连接，第一连接板的中心处设有内螺纹孔，内螺纹孔中通过螺纹配合的设有第三调节柱，第三调节柱的底部可转动的固定在夹持管端的外壁上；下夹持结构与上夹持结构镜像设置；上夹持结构和下夹持结构相互配合用于固定待测轴系。

进一步的，第一限位凸块上呈圆周状的设有至少两圈滚珠，第一限位槽上与滚珠对应的设有至少两圈插接槽，滚珠设置在插接槽中、且与插接槽壁滚动摩擦。

进一步的，第二调节柱上套设弹簧，弹簧压设在吸盘与上压板之间。

进一步的，本发明的使用方法如下：

1.在进行测试之前，先使用夹持组件对待测轴系加以固定，具体方法如下：

(1)通过电机调节两个夹持组件之间的距离；

(2)将待测轴系的两端分别插入两个内套管中；

(3)旋转螺母，使上夹持结构和下家池结构的上压板向待测轴系移动，此时，弹簧处于压缩状态，吸盘未与待测轴系相贴合；

(4)旋转第三调节柱，使相应的吸盘向待测轴系移动直至吸附在待测轴系上，调节时，先调节下夹持结构，再调节上夹持结构；

(5)再次旋转螺母，将弹簧压至压缩状态。

2.当皮带带动待测轴系转动时，待测轴系带动内套管在外套管中进行旋转。

本发明的有益效果为：本发明在测试过程中对待测轴系加以稳定支承，操作方便，提高了测试的准确性。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为支承基座剖视图。

图3为支承机构剖视图。

图4为夹持组件剖视图。

图5为图4中A部分放大图。

图6为夹持管端径向剖视图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。

附图标记

待测轴系部件1、扭振传感件2、皮带转筒3、编码器4、皮带5、信号采集仪6、信号采集电脑7、支承机构8、支承基座9、夹持组件10、传动滑块11、第一侧支撑座12、第二侧支撑座13、底座14、第一调节槽15、第二调节槽16、第一隔板17、传动组件18、第一传动齿轮19、第二传动齿轮20、链条21、电机22、支撑柱23、外套管24、内夹持机构25、第一限位槽26、内套管27、第一限位凸块28、夹持管端29、上夹持结构30、下夹持结构31、上压板32、上吸盘33、第一调节柱34、螺母35、上固定块36、第二调节柱37、第一连接板38、第三调节柱39、滚珠40、插接槽41、弹簧42。

如图所示一种船舶轴系扭转振动测试装置，包括设置在待测轴系部件1的轴表面上用于感受并传递待测轴系部件的扭转振动的扭振传感件2，扭振传感件包括有皮带转筒3和设置在皮带转筒上的编码器4，皮带转筒的输出轴与编码器相固定，且皮带转筒通过皮带5与待测轴系部件传动连接，编码器的输出连接信号采集仪6，所述信号采集仪连接信号采集电脑7，其中：还包括用于固定待测轴系部件的支承机构8；

支承机构包括支承基座9、夹持组件10和传动滑块11；

支承基座包括第一侧支撑座12、第二侧支撑座13和底座14，第一侧支撑座和第二侧支撑座垂直的固定在底座的两侧，第一侧支撑座上设有开口向内的第一调节槽15，第二侧支撑座上与第一调节槽对称的设有第二调节槽16，第一调节槽与第二调节槽的中间垂直的设有第一隔板17，第一调节槽的第一分隔板的两侧、第二调节槽的第一分隔板的两侧分别设有一侧传动组件18；

传动组件包括多个第一传动齿轮19，第一传动齿轮上同轴且联动的设有第二传动齿轮20，多个第一传动齿轮相互平行且可转动的固定在第一调节槽或第二调节槽中，同一组传动组件的第二传动齿轮之间通过链条21加以连接，同一组传动组件的其中一个第二传动齿轮与电机22的输出轴相连接；

传动滑块的两侧分别设有一个第一滑槽，第一滑槽上设有齿条，传动滑块设置在第一侧支撑座和第二侧支撑座之间，使第一传动齿轮与第一滑槽中的齿条相啮合，电机带动第一传动齿轮同向转动，从而带动传动滑块在支承基座上进行移动；

传动滑块的数量为两个，两个传动滑块分别设置在第一隔板的两侧；

每个传动滑块上分别设有一个夹持组件；夹持组件包括支撑柱23、外套管24和内夹持机构25；

支撑柱固定在传动滑块上，外套管固定在支撑柱的顶部，外套管中设有圆柱体结构的第一通道，第一通道中部设有一圈第一限位槽26，第一限位槽的截面形状为等腰梯形结构；

内夹持机构包括内套管27，内套管间隙配合的设置在外套管的第一通道中，内套管上设有与第一限位槽间隙配合的第一限位凸块28，内管套可转动的设置在外套管中，内套管的两端向外延伸的形成夹持管端29，夹持管端的外壁为正方形结构；

每个夹持管端上分别设有一个夹持结构；

夹持结构包括上夹持结构30和下夹持结构31；上夹持结构包括上压板32和上吸盘33，上压板的截面为圆弧形结构，上压板的弦长小于夹持管端的内径，上压板上设有两个第一调节柱34，第一调节柱上设有外螺纹，第一调节柱自下而上穿过夹持管端，并通过螺母35加以锁紧固定；

上吸盘的数量为六个，每个上吸盘上设有第一个上固定块36，上固定块上设有第二调节柱37，每两个上吸盘为一组，同一组的上吸盘沿夹持管端的径向设置，同一组上吸盘的第二调节柱的顶部穿过上压板和夹持管端、通过第一连接板38加以连接，第一连接板的中心处设有内螺纹孔，内螺纹孔中通过螺纹配合的设有第三调节柱39，第三调节柱的底部可转动的固定在夹持管端的外壁上；下夹持结构与上夹持结构镜像设置；上夹持结构和下夹持结构相互配合用于固定待测轴系。

进一步的，第一限位凸块上呈圆周状的设有至少两圈滚珠40，第一限位槽上与滚珠对应的设有至少两圈插接槽41，滚珠设置在插接槽中、且与插接槽壁滚动摩擦。

进一步的，第二调节柱上套设弹簧42，弹簧压设在吸盘与上压板之间。

进一步的，本发明的使用方法如下：

1.在进行测试之前，先使用夹持组件对待测轴系加以固定，具体方法如下：

(1)通过电机调节两个夹持组件之间的距离；

(2)将待测轴系的两端分别插入两个内套管中；

(3)旋转螺母，使上夹持结构和下家池结构的上压板向待测轴系移动，此时，弹簧处于压缩状态，吸盘未与待测轴系相贴合；

(4)旋转第三调节柱，使相应的吸盘向待测轴系移动直至吸附在待测轴系上，调节时，先调节下夹持结构，再调节上夹持结构；

(5)再次旋转螺母，将弹簧压至压缩状态。

2.当皮带带动待测轴系转动时，待测轴系带动内套管在外套管中进行旋转。

Claims (3)

1.一种船舶轴系扭转振动测试装置，包括设置在待测轴系部件的轴表面上用于感受并传递待测轴系部件的扭转振动的扭振传感件，扭振传感件包括有皮带转筒和设置在皮带转筒上的编码器，皮带转筒的输出轴与编码器相固定，且皮带转筒通过皮带与待测轴系部件传动连接，编码器的输出连接信号采集仪，所述信号采集仪连接信号采集电脑，其特征为：还包括用于固定待测轴系部件的支承机构；

支承机构包括支承基座、夹持组件和传动滑块；

支承基座包括第一侧支撑座、第二侧支撑座和底座，第一侧支撑座和第二侧支撑座垂直的固定在底座的两侧，第一侧支撑座上设有开口向内的第一调节槽，第二侧支撑座上与第一调节槽对称的设有第二调节槽，第一调节槽与第二调节槽的中间垂直的设有第一隔板，第一调节槽的第一分隔板的两侧、第二调节槽的第一分隔板的两侧分别设有一个传动组件；

传动组件包括多个第一传动齿轮，第一传动齿轮上同轴且联动的设有第二传动齿轮，多个第一传动齿轮相互平行且可转动的固定在第一调节槽或第二调节槽中，同一组传动组件的第二传动齿轮之间通过链条加以连接，同一组传动组件的其中一个第二传动齿轮与电机的输出轴相连接；

传动滑块的两侧分别设有一个第一滑槽，第一滑槽上设有齿条，传动滑块设置在第一侧支撑座和第二侧支撑座之间，使第一传动齿轮与第一滑槽中的齿条相啮合，电机带动第一传动齿轮同向转动，从而带动传动滑块在支承基座上进行移动；

传动滑块的数量为两个，两个传动滑块分别设置在第一隔板的两侧；

每个传动滑块上分别设有一个夹持组件；夹持组件包括支撑柱、外套管和内夹持机构；

支撑柱固定在传动滑块上，外套管固定在支撑柱的顶部，外套管中设有圆柱体结构的第一通道，第一通道中部设有一圈第一限位槽，第一限位槽的截面形状为等腰梯形结构；

内夹持机构包括内套管，内套管间隙配合的设置在外套管的第一通道中，内套管上设有与第一限位槽间隙配合的第一限位凸块，内管套可转动的设置在外套管中，内套管的两端向外延伸的形成夹持管端，夹持管端的外壁为正方形结构；

每个夹持管端上分别设有一个夹持结构；

夹持结构包括上夹持结构和下夹持结构；上夹持结构包括上压板和上吸盘，上压板的截面为圆弧形结构，上压板的弦长小于夹持管端的内径，上压板上设有两个第一调节柱，第一调节柱上设有外螺纹，第一调节柱自下而上穿过夹持管端，并通过螺母加以锁紧固定；

上吸盘的数量为六个，每个上吸盘上设有第一个上固定块，上固定块上设有第二调节柱，每两个上吸盘为一组，同一组的上吸盘沿夹持管端的径向设置，同一组上吸盘的第二调节柱的顶部穿过上压板和夹持管端、通过第一连接板加以连接，第一连接板的中心处设有内螺纹孔，内螺纹孔中通过螺纹配合的设有第三调节柱，第三调节柱的底部可转动的固定在夹持管端的外壁上；下夹持结构与上夹持结构镜像设置；上夹持结构和下夹持结构相互配合用于固定待测轴系。

2.如权利要求1所述的一种船舶轴系扭转振动测试装置，其特征为，第一限位凸块上呈圆周状的设有至少两圈滚珠，第一限位槽上与滚珠对应的设有至少两圈插接槽，滚珠设置在插接槽中、且与插接槽壁滚动摩擦。

3.如权利要求1所述的一种船舶轴系扭转振动测试装置，其特征为，第二调节柱上套设弹簧，弹簧压设在吸盘与上压板之间。