CN111982403A - 一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，包括平衡底座和监控操作器，所述平衡底座顶部设置有支撑筒，所述支撑筒的底部为圆球状设置，且滑动镶嵌与平衡底座内部设置，所述支撑筒经过紧固颈中部延伸至顶部固定连接有第一定心锥，所述第一定心锥顶部固定连接有连接筒，所述连接筒顶部一端滑动套接有第二定心锥，所述支撑筒位于紧固颈的一段设置有磁悬浮装置和动力装置，所述紧固颈顶部位于第一定心锥四周设置有若干个限位装置。本发明通过设有磁悬浮装置和动力装置，有利于放大螺旋桨运动时的不平衡状态，进行多次磨削、修正，并且可以对修正后的螺旋桨进行测试，从而达到高精度修正，并且防止后期返工，影响平衡测试效率。

Description

一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪

技术领域

本发明涉及船舶设备技术领域，特别涉及一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪。

背景技术

螺旋桨是大型转子的典型代表之一，随着造船技术的进步，高速化、大型化的趋势日益明显，给船用螺旋桨的制造、设计及检测提出了新的问题。螺旋桨的不平衡质量必须控制在允许的范围内，否则它所产生的惯性离心力是一个不容忽视的问题。这种惯性离心力会产生多方面的危害。

平衡轴滚动法测量螺旋桨静平衡是早期螺旋桨制造厂最常用的方法，现在一些厂商仍在采用。这种装置较为直观、简单，其检测过程如下：装卡准备，将螺旋桨套在芯轴上，对中后锁紧，使得螺旋桨与芯轴形成一个整体，此时芯轴与地面垂直。然后用天车将螺旋桨芯轴系统吊起并翻转90°，将芯轴的两端支撑在专用的滚动轴承上，此时芯轴与地面平行，完成了试验前装卡准备工作。进行螺旋桨静平衡试验，拨动螺旋桨，使其旋转，最重的桨叶总是位于芯轴下端与芯轴垂直位置，这样反复进行随意平衡检测，最终通过磨削达到平衡。拆卸阶段，此阶段与装卡阶段的程序完全相反，也要经过起吊、翻转、锁紧拆除、螺旋桨起吊等工序。

存在的问题为：操作极为不便，大型螺旋桨重达几吨到上百吨，心轴约重1吨，其余附件也需两人以上才能搬动，要进行组装，既笨重、费力、费时，又存在安全隐患，并且在测量过程中，一般为边部受力的测量方式，其测量时的误差较大，无法达到高精度的平衡测量。

因此，发明一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，通过设有磁悬浮装置和动力装置，有利于放大螺旋桨运动时的不平衡状态，进行多次磨削、修正，并且可以对修正后的螺旋桨进行测试，从而达到高精度修正，并且防止后期返工，影响平衡测试效率，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，包括平衡底座和监控操作器，所述平衡底座顶部设置有支撑筒，所述支撑筒的底部为圆球状设置，且滑动镶嵌与平衡底座内部设置，所述平衡底座底部设置有第一液压伸缩杆，所述第一液压伸缩杆顶部活动插接至支撑筒的底部设置，所述平衡底座顶部设置有紧固颈，所述紧固颈为环状设置，所述支撑筒经过紧固颈中部延伸至顶部固定连接有第一定心锥，所述第一定心锥顶部固定连接有连接筒，所述连接筒顶部一端滑动套接有第二定心锥，所述连接筒位于第二定心锥顶部螺纹连接有锁紧螺母，所述连接筒位于第一定心锥顶部和第二定心锥底部之间设置有螺旋桨，所述支撑筒位于紧固颈的一段设置有磁悬浮装置和动力装置，所述紧固颈顶部位于第一定心锥四周设置有若干个限位装置；

所述磁悬浮装置包括第一安装壳体和磁悬浮轴承控制器，所述第一安装壳体内部从上到下依次设置有若干个环形电磁铁，所述第一安装壳体底部设置有环形电涡流位移传感器，所述环形电涡流位移传感器与磁悬浮轴承控制器相连接；

所述动力装置采用同步永磁电机设置，且包括第二安装壳体和电机控制器，所述第二安装壳体内部设置有定子线圈，所述定子线圈与外部电源电性连接；

所述限位装置包括推力传感器，所述推力传感器底部固定连接有滑盘，所述滑盘底部固定连接有滑块，所述滑块两侧均固定连接有定位块，所述紧固颈表面开设有与滑块和定位块相组合的凸形滑槽，所述滑块的一侧连接有第二液压伸缩杆，若干个所述推力传感器均与监控操作器通讯连接；

所述磁悬浮轴承控制器和电机控制器均与监控操作器通讯连接。

进一步的，所述第一定心锥和第二定心锥均为圆弧面设置，所述第一定心锥的顶部与第二定心锥的底部为平行设置。

进一步的，所述支撑筒均位于环形电磁铁和定子线圈的中心线位置设置，且与环形电磁和定子线圈之间不接触设置。

进一步的，所述环形电磁铁为2个以上设置，且多个所述环形电磁铁之间为并联设置，且与外部电源电性连接。

进一步的，所述推力传感器与第一定心锥之轴侧边之间的距离小于环形电磁铁内径与支撑筒之间的距离，所述环形电磁铁内径与支撑筒之间的距离等于定子线圈内径与支撑筒之间的距离。

进一步的，所述第一液压伸缩杆顶部的一端与支撑筒底部之间为精密偶件配合设置，所述支撑筒的底部与平衡底座内部为精密偶件配合设置。

进一步的，若干个所述第二液压伸缩杆的型号大小液压强度均相等，且若干个所述第二液压伸缩杆均与监控操作器通讯连接。

进一步的，所述平衡底座的底部还均匀设置有若干个平衡块，所述平衡底座底部与平衡块之间活动插接有弧形杆，所述弧形杆的弧度为圆心与支撑筒底部的球形设置的圆心相匹配设置，所述平衡块顶部与平衡底座之间依次设置有称重传感器和支撑液压伸缩杆，若干个所述称重传感器均与监控操作器通讯连接。

进一步的，所述若干个所述支撑液压伸缩杆的型号大小液压强度均相等，且若干个所述支撑液压伸缩杆均与监控操作器通讯连接。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有磁悬浮装置和动力装置，有利于经过磁悬浮装置对螺旋桨进行水平竖直放置，然后经过控制磁悬浮装置的运行启停，与推力传感器进行结合，有效的对螺旋桨进行多次平衡测试，然后经过磁悬浮装置和动力装置相结合，放大螺旋桨运动时的不平衡状态，进行多次磨削、修正，达到高精度的平衡，并且可以对修正后的螺旋桨进行测试，从而达到高精度修正，并且防止后期返工，影响平衡测试效率。

2、本发明通过先采用液压平衡检测，有利于将螺旋桨存在较大不平衡时就像磨削、修正，然后采用磁悬浮修正，有效的对螺旋桨处于不同的状态进行平衡测试，从而达到高精度的平衡测试，进行磨削、修正。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的图1中A部结构示意图；

图3为本发明的图1中B部结构示意图；

图4为本发明的磁悬浮装置结构示意图；

图5为本发明的平衡底座和紧固颈结构俯视图；

图6为本发明的紧固颈结构左视图。

图中：1、平衡底座；2、监控操作器；3、支撑筒；4、第一液压伸缩杆；5、紧固颈；6、第一定心锥；7、连接筒；8、第二定心锥；9、锁紧螺母；10、螺旋桨；11、第一安装壳体；12、磁悬浮轴承控制器；13、环形电磁铁；14、环形电涡流位移传感器；15、第二安装壳体；16、电机控制器；17、定子线圈；18、推力传感器；19、滑盘； 20、滑块；21、定位块；22、凸形滑槽；23、第二液压伸缩杆；24、平衡块；25、弧形杆；26、称重传感器；27、支撑液压伸缩杆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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做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。

根据图1－6所示的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，包括平衡底座1和监控操作器2，所述平衡底座1顶部设置有支撑筒3，所述支撑筒3的底部为圆球状设置，且滑动镶嵌与平衡底座1内部设置，所述平衡底座1底部设置有第一液压伸缩杆4，所述第一液压伸缩杆 4顶部活动插接至支撑筒3的底部设置，所述第一液压伸缩杆4顶部的一端与支撑筒3底部之间为精密偶件配合设置，有利于防止其中存在间隙，导致产生较大的误差，所述支撑筒3的底部与平衡底座1内部为精密偶件配合设置，所述平衡底座1顶部设置有紧固颈5，所述紧固颈5为环状设置，所述支撑筒3经过紧固颈5中部延伸至顶部固定连接有第一定心锥6，所述第一定心锥6顶部固定连接有连接筒7，所述连接筒7顶部一端滑动套接有第二定心锥8，所述第一定心锥6 和第二定心锥8均为圆弧面设置，所述第一定心锥6的顶部与第二定心锥8的底部为平行设置，所述连接筒7位于第二定心锥8顶部螺纹连接有锁紧螺母9，所述连接筒7位于第一定心锥6顶部和第二定心锥8底部之间设置有螺旋桨10，所述支撑筒3位于紧固颈5的一段设置有磁悬浮装置和动力装置，其中动力装置的转动速度范围为5－20 转/分钟，通过设有磁悬浮装置和动力装置，有利于经过磁悬浮装置对螺旋桨10进行水平竖直放置，然后经过控制磁悬浮装置的运行启停，与推力传感器18进行结合，有效的对螺旋桨10进行多次平衡测试，然后经过磁悬浮装置和动力装置相结合，放大螺旋桨10运动时的不平衡状态，进行多次磨削、修正，达到高精度的平衡，并且可以对修正后的螺旋桨10进行测试，从而达到高精度修正，并且防止后期返工，影响平衡测试效率，所述紧固颈5顶部位于第一定心锥6四周设置有若干个限位装置；

所述磁悬浮装置包括第一安装壳体11和磁悬浮轴承控制器12，所述第一安装壳体11内部从上到下依次设置有若干个环形电磁铁 13，所述环形电磁铁13为2个以上设置，经过螺旋桨10的重量进行合理搭配环形电磁铁13的数量，便于对螺旋桨10进行支撑，且多个所述环形电磁铁13之间为并联设置，且与外部电源电性连接，所述第一安装壳体11底部设置有环形电涡流位移传感器14，所述环形电涡流位移传感器14与磁悬浮轴承控制器12相连接；

所述动力装置采用同步永磁电机设置，且包括第二安装壳体15 和电机控制器16，所述第二安装壳体15内部设置有定子线圈17，所述定子线圈17与外部电源电性连接，所述支撑筒3均位于环形电磁铁13和定子线圈17的中心线位置设置，且与环形电磁和定子线圈17之间不接触设置；

所述限位装置包括推力传感器18，所述推力传感器18底部固定连接有滑盘滑盘19，所述滑盘滑盘19底部固定连接有滑块20，所述滑块20两侧均固定连接有定位块21，所述紧固颈5表面开设有与滑块20和定位块21相组合的凸形滑槽22，所述滑块20的一侧连接有第二液压伸缩杆23，若干个所述第二液压伸缩杆23的型号大小液压强度均相等，且若干个所述第二液压伸缩杆23均与监控操作器2通讯连接，若干个所述推力传感器18均与监控操作器2通讯连接，所述推力传感器18与第一定心锥6之轴侧边之间的距离小于环形电磁铁13内径与支撑筒3之间的距离，所述环形电磁铁13内径与支撑筒 3之间的距离等于定子线圈17内径与支撑筒3之间的距离；

所述磁悬浮轴承控制器12和电机控制器16均与监控操作器2通讯连接；

所述平衡底座1的底部还均匀设置有若干个平衡块24，所述平衡底座1底部与平衡块24之间活动插接有弧形杆25，所述弧形杆25 的弧度为圆心与支撑筒3底部的球形设置的圆心相匹配设置，所述平衡块24顶部与平衡底座1之间依次设置有称重传感器26和支撑液压伸缩杆27，若干个所述称重传感器26均与监控操作器2通讯连接，所述若干个所述支撑液压伸缩杆27的型号大小液压强度均相等，且若干个所述支撑液压伸缩杆27均与监控操作器2通讯连接，通过先采用液压平衡检测，有利于将螺旋桨10存在较大不平衡时就像磨削、修正，然后采用磁悬浮修正，有效的对螺旋桨10处于不同的状态进行平衡测试，从而达到高精度的平衡测试，进行磨削、修正。

本发明工作原理：

参照说明书附图1－6，当安装螺旋桨10时，控制支撑液压伸缩杆27将平衡底座1固定，然后控制磁悬浮轴承控制器12，对若干个环形电磁铁13供电，根据环形电涡流位移传感器14检测，调节环形电磁铁13的供电大小与强弱，使支撑筒3位于环形电磁铁13的中心位置，从而达到水平竖直的作用，启动第一液压伸缩杆4，使第一液压伸缩杆4顶部一段插入支撑筒3内部，从而将支撑筒3、第一定心锥6和连接筒7处于同一垂直线上，然后使用吊机将螺旋桨10套入第一定心锥6表面，然后将第二定心锥8同样套入连接筒7表面，使用锁紧螺母9将第二定心锥8固定，从而使螺旋桨10固定在第一定心锥6和第二定心锥8之间，然后启动第二液压伸缩杆23，使紧固颈5表面四周的第二液压伸缩杆23一端推力传感器18与第一定心锥 6的外侧壁接触，对其平行进行测量时，首先将支撑液压伸缩杆27 收回，根据螺旋桨10的偏斜读取四周的称重传感器26的数值，对螺旋桨10进行首次磨削、修正，当磨削修正到一定程度后，启动支撑液压伸缩杆27将平衡底座1固定，然后将第一液压伸缩杆4从支撑筒3底部的球形内部撤出，并将环形电磁铁13进行断电，从而使支撑筒3在螺旋桨10的作用下打破平衡状态参数偏斜，从而经过推力传感器18对螺旋桨10的平衡状态进行测量，然后使用工具进行磨削、修正，然后再次启动环形电磁铁13，使其再次达到水平竖直的状态，然后关闭环形电磁铁13，使其在螺旋桨10的作用下进行倾斜，经过多次往复的进行磨削修正达到平衡，然后启动环形电磁铁13以及定子线圈17，使支撑筒3在定子线圈17的作用下转换成转子设置，使支撑筒3带动螺旋桨10进行转动，从而在转动的过程中放大螺旋桨 10的不平衡时会产生的偏斜，经过环形电涡流位移传感器14检测出偏斜的位置，从而停止定子线圈17再次进行修正，从而经过多次的修正，达到高精度的平衡，并且经过磁悬浮装置和和动力装置可以对修正后的螺旋桨10进行测试，从而达到高精度修正，并且防止后期返工，影响平衡测试效率。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，包括平衡底座(1)和监控操作器(2)，其特征在于：所述平衡底座(1)顶部设置有支撑筒(3)，所述支撑筒(3)的底部为圆球状设置，且滑动镶嵌与平衡底座(1)内部设置，所述平衡底座(1)底部设置有第一液压伸缩杆(4)，所述第一液压伸缩杆(4)顶部活动插接至支撑筒(3)的底部设置，所述平衡底座(1)顶部设置有紧固颈(5)，所述紧固颈(5)为环状设置，所述支撑筒(3)经过紧固颈(5)中部延伸至顶部固定连接有第一定心锥(6)，所述第一定心锥(6)顶部固定连接有连接筒(7)，所述连接筒(7)顶部一端滑动套接有第二定心锥(8)，所述连接筒(7)位于第二定心锥(8)顶部螺纹连接有锁紧螺母(9)，所述连接筒(7)位于第一定心锥(6)顶部和第二定心锥(8)底部之间设置有螺旋桨(10)，所述支撑筒(3)位于紧固颈(5)的一段设置有磁悬浮装置和动力装置，所述紧固颈(5)顶部位于第一定心锥(6)四周设置有若干个限位装置；

所述磁悬浮装置包括第一安装壳体(11)和磁悬浮轴承控制器(12)，所述第一安装壳体(11)内部从上到下依次设置有若干个环形电磁铁(13)，所述第一安装壳体(11)底部设置有环形电涡流位移传感器(14)，所述环形电涡流位移传感器(14)与磁悬浮轴承控制器(12)相连接；

所述动力装置采用同步永磁电机设置，且包括第二安装壳体(15)和电机控制器(16)，所述第二安装壳体(15)内部设置有定子线圈(17)，所述定子线圈(17)与外部电源电性连接；

所述限位装置包括推力传感器(18)，所述推力传感器(18)底部固定连接有滑盘滑盘(19)，所述滑盘滑盘(19)底部固定连接有滑块(20)，所述滑块(20)两侧均固定连接有定位块(21)，所述紧固颈(5)表面开设有与滑块(20)和定位块(21)相组合的凸形滑槽(22)，所述滑块(20)的一侧连接有第二液压伸缩杆(23)，若干个所述推力传感器(18)均与监控操作器(2)通讯连接；

所述磁悬浮轴承控制器(12)和电机控制器(16)均与监控操作器(2)通讯连接。

2.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述第一定心锥(6)和第二定心锥(8)均为圆弧面设置，所述第一定心锥(6)的顶部与第二定心锥(8)的底部为平行设置。

3.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述支撑筒(3)均位于环形电磁铁(13)和定子线圈(17)的中心线位置设置，且与环形电磁和定子线圈(17)之间不接触设置。

4.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述环形电磁铁(13)为2个以上设置，且多个所述环形电磁铁(13)之间为并联设置，且与外部电源电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述推力传感器(18)与第一定心锥(6)之轴侧边之间的距离小于环形电磁铁(13)内径与支撑筒(3)之间的距离，所述环形电磁铁(13)内径与支撑筒(3)之间的距离等于定子线圈(17)内径与支撑筒(3)之间的距离。

6.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述第一液压伸缩杆(4)顶部的一端与支撑筒(3)底部之间为精密偶件配合设置，所述支撑筒(3)的底部与平衡底座(1)内部为精密偶件配合设置。

7.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：若干个所述第二液压伸缩杆(23)的型号大小液压强度均相等，且若干个所述第二液压伸缩杆(23)均与监控操作器(2)通讯连接。

8.根据权利要求1所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述平衡底座(1)的底部还均匀设置有若干个平衡块(24)，所述平衡底座(1)底部与平衡块(24)之间活动插接有弧形杆(25)，所述弧形杆(25)的弧度为圆心与支撑筒(3)底部的球形设置的圆心相匹配设置，所述平衡块(24)顶部与平衡底座(1)之间依次设置有称重传感器(26)和支撑液压伸缩杆(27)，若干个所述称重传感器(26)均与监控操作器(2)通讯连接。

9.根据权利要求8所述的一种高精度船舶螺旋桨液压静平衡仪，其特征在于：所述若干个所述支撑液压伸缩杆(27)的型号大小液压强度均相等，且若干个所述支撑液压伸缩杆(27)均与监控操作器(2)通讯连接。

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