CN112504666B - 一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法 - Google Patents

一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法,试验装置包括CPP旋转台架组件、桨毂加载台架组件、长油管路旋转台组件、加载液压系统、电控及检测系统;CPP旋转台架组件包括1#支撑滑动轴承、2#支撑滑动轴承、主轴、3#支撑滑动轴承、并车齿轮箱、1#主轴驱动电机、2#主轴驱动电机、加载油路分配器;桨毂加载台架组件包括旋转阻力加载油缸、转叶扭矩加载油缸、推力加载油缸、离心力加载重块;电控及检测系统通过加载液压系统驱动各油缸模拟桨叶各种受力对被试验调距桨装置整机实施动态载荷加载。本发明能够在陆上试验台架环境下完全模拟各种大型调距桨装置整机在不同工况和真实海况下受到的动态载荷。

Description

一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法
技术领域
本发明涉及电液伺服领域的加载试验台类装置,具体涉及一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法。
背景技术
世界上,各国对调距桨加载系统的研究主要集中在对调距桨装置各部件进行加载试验方面,而对于调距桨装置整机旋转加载试验研究,集中出现在上世纪六、七十年代,利用机械旋转产生离心力的“飞锤”稳态加载形式和无加载的调距桨装置陆上旋转联调试验形式,近些年,对于调距桨装置整机旋转动态力加载的研究主要针对大功率、高密度调距桨装置进行,且主要集中在军船和部分商船领域,各国处于商业和军事目的对这方面都非常保密,而且试验成本高,也不适宜推广应用。
发明内容
本发明提供了一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法,主要解决的技术问题是提供一种用来模拟调距桨装置旋转过程中,各种复杂真实海况下,整机所受水动力动态载荷的电液伺服加载试验装置和加载方法,用于完成对调距桨装置整机进行可靠性验证试验和考核。
本发明提供的技术方案具体如下:
一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述试验装置包括CPP旋转台架组件、桨毂加载台架组件、长油管路旋转台组件、加载液压系统、电控及检测系统;
被试验的调距桨装置包括桨毂、长油管路、液压系统、配油器、电控系统;所述桨毂侧面环绕均布多组模拟桨叶;
所述CPP旋转台架组件包括1#支撑滑动轴承、2#支撑滑动轴承、主轴、3#支撑滑动轴承、并车齿轮箱、1#主轴驱动电机、2#主轴驱动电机、加载油路分配器;沿所述桨毂轴线方向,所述桨毂通过所述桨毂加载台架组件安装在所述1#支撑滑动轴承和所述2#支撑滑动轴承上;所述主轴安置在所述2#支撑滑动轴承、所述3#支撑滑动轴承上,所述主轴一端与所述桨毂加载台架组件相连,另一端穿过所述并车齿轮箱与所述加载油路分配器连接,所述1#主轴驱动电机、所述2#主轴驱动电机分别连接所述并车齿轮箱,用于通过所述并车齿轮箱驱动所述主轴转动;所述长油管路与所述主轴同轴心设置,一端穿过所述主轴连接所述桨毂,另一端穿过所述加载油路分配器、所述长油管路旋转台组件与所述配油器相连;
所述桨毂加载台架组件包括旋转阻力加载油缸、转叶扭矩加载油缸、推力加载油缸、离心力加载重块;每组所述模拟桨叶与所述旋转阻力加载油缸、所述转叶扭矩加载油缸、所述推力加载油缸、所述离心力加载重块分别相连,分别用于对所述模拟桨叶实施旋转阻力、转叶扭矩、推力、离心力的载荷加载;
所述电控及检测系统通过所述电控系统控制所述液压系统为所述配油器供油;所述电控及检测系统控制所述1#主轴驱动电机和/或所述2#主轴驱动电机通过所述并车齿轮箱驱动所述主轴带动所述被试验调距桨装置整机转动;
所述电控及检测系统通过所述加载液压系统驱动所述桨毂加载台架组件中每组所述模拟桨叶处的所述旋转阻力加载油缸、所述转叶扭矩加载油缸、所述推力加载油缸、所述离心力加载重块模拟所述模拟桨叶各种受力对所述被试验调距桨装置整机实施动态载荷加载。
进一步地,所述桨毂加载台架组件还包括笼式支架支撑轴、笼式桨毂加载台组件支架、大质量旋转平台、加载轴、加载法兰盘、模拟桨叶加载架、连接耳环、桨毂座、加载杠杆臂;
所述大质量旋转平台与所述主轴相连,安放在所述2#支撑滑动轴承上,所述大质量旋转平台通过所述笼式桨毂加载台组件支架与所述桨毂座相连;所述桨毂设置在所述桨毂座上,所述桨毂、所述大质量旋转平台和所述桨毂座同轴设置;所述桨毂顶端通过所述笼式支架支撑轴安装在所述1#支撑滑动轴承上;
所述模拟桨叶通过所述模拟桨叶加载架连接在所述桨毂侧面;所述加载法兰盘与所述模拟桨叶加载架对接,所述加载轴设置在所述加载法兰盘中心,所述加载轴的最外端轴向安装所述离心力加载重块;
所述加载杠杆臂由转叶扭矩加载臂、旋转阻力加载臂和推力加载臂组成;所述转叶扭矩加载臂中心套接在所述加载轴上,所述转叶扭矩加载臂两端分别与两个转叶扭矩加载油缸的活塞杆端对称相连;两个所述连接耳环套接在所述加载轴上,一个所述连接耳环通过所述旋转阻力加载臂与所述旋转阻力加载油缸的活塞杆端相连,另一个所述连接耳环通过所述推力加载臂与所述推力加载油缸的活塞杆端相连。
进一步地,所述CPP旋转台架组件还包括刹车机构、盘车机构、1#旋转传动轴、主轴传动齿轮箱、2#旋转传动轴;
所述刹车机构设置在所述2#支撑滑动轴承、所述3#支撑滑动轴承之间;所述盘车机构与所述并车齿轮箱相连;所述并车齿轮箱通过所述1#旋转传动轴与所述主轴传动齿轮箱相连,所述主轴传动齿轮箱另一端通过所述2#旋转传动轴与长油管路旋转台组件相连。
进一步地,所述长油管路旋转台组件包括模拟主轴架组件、传动轴前支撑轴承、传动轴后支撑轴承、主轴传动链;
所述主轴传动齿轮箱通过所述2#旋转传动轴依次连接多根所述主轴传动链,每根所述主轴传动链一端通过所述2#旋转传动轴上前后设置的所述传动轴前支撑轴承、所述传动轴后支撑轴承与所述2#旋转传动轴连接,另一端连接一组所述模拟主轴架组件的模拟主轴段;所述长油管路穿过所述主轴、所述加载油路分配器、所述模拟主轴段连接所述配油器。
进一步地,所述电控及检测系统包括转叶扭矩加载伺服阀、推力加载伺服阀、旋转阻力加载伺服阀、电源装置、加载控制器、数据采集系统、计算机、显示器、显示仪表、加载控制台、操纵面板、无线收发装置、齿轮箱控制柜、润滑液压系统、润滑控制柜、盘车/刹车控制柜、冷却控制柜、变频控制柜、加载液压控制柜、力传感器组、位移传感器组;
所述电源装置用于为所述电控及检测系统供电;所述转叶扭矩加载伺服阀、所述推力加载伺服阀、所述旋转阻力加载伺服阀安装在所述桨毂加载台架组件中,与所述转叶扭矩加载油缸、所述推力加载油缸、所述旋转阻力加载油缸分别相连;
所述加载控制器、所述计算机、所述显示器、所述显示仪表、所述操纵面板分别安装在所述加载控制台上,所述操纵面板与所述显示仪表、所述加载控制器、所述计算机分别相连,所述加载控制器与所述计算机相连,所述计算机通过所述显示器进行数据显示;
所述操纵面板与所述润滑液压系统、所述齿轮箱控制柜、所述润滑控制柜、所述盘车/刹车控制柜、所述冷却控制柜、所述变频控制柜、所述加载液压控制柜分别相连;所述齿轮箱控制柜与所述并车齿轮箱相连,所述润滑控制柜与所述润滑液压系统相连,所述盘车/刹车控制柜与所述盘车机构和所述刹车机构分别相连,所述冷却控制柜与所述冷却器相连,所述变频控制柜与所述1#主轴驱动电机和所述2#主轴驱动电机分别相连,所述加载液压控制柜与所述加载液压系统中的各电动机相连;
所述加载控制器和所述计算机通过所述数据采集系统接收所述力传感器组和所述位移传感器组的检测信息;所述加载控制器和所述计算机通过所述无线收发装置向所述伺服阀组传送输入输出信号。
进一步地,所述操纵面板上设有转叶扭矩载荷设置旋钮、转叶扭矩频率设置旋钮、旋转阻力载荷设置旋钮、阻力脉动幅值设置旋钮、推力脉动幅值设置旋钮、扭矩脉动幅值设置旋钮、盘车按钮、刹车按钮、润滑按钮、并车按钮、冷却按钮、加载启动按钮、加载停止按钮、加载模式选择按钮、可靠性试验调距频率设置旋钮、可靠性加载频率设置旋钮、频率加载时间设置旋钮、油泵启停按钮、车钟操纵手柄、1#电机启停按钮、盘车脱离按钮、盘车接排按钮、接脱排自锁按钮、就绪指示灯、2#电机启停按钮、1#主轴驱动电动机转速控制旋钮、2#主轴驱动电动机转速控制旋钮、推力载荷设置旋钮、推力频率设置旋钮、旋转阻力频率设置旋钮;
所述1#电机启停按钮、所述2#电机启停按钮、所述1#主轴驱动电动机转速控制旋钮、所述2#主轴驱动电动机转速控制旋钮分别与所述变频控制柜相连;所述润滑按钮与所述润滑控制柜相连;所述盘车按钮、所述刹车按钮、所述盘车脱离按钮、所述盘车接排按钮分别与所述盘车/刹车控制柜相连;所述并车按钮和所述接脱排自锁按钮分别与所述齿轮箱控制柜相连;所述冷却按钮与所述冷却控制柜相连,所述油泵启停按钮与所述加载液压控制柜相连;
所述车钟操纵手柄、所述转叶扭矩载荷设置旋钮、所述转叶扭矩频率设置旋钮、所述旋转阻力载荷设置旋钮、所述阻力脉动幅值设置旋钮、所述推力脉动幅值设置旋钮、所述扭矩脉动幅值设置旋钮、所述加载启动按钮、所述加载停止按钮、所述加载模式选择按钮、所述可靠性试验调距频率设置旋钮、所述可靠性加载频率设置旋钮、所述频率加载时间设置旋钮、所述推力载荷设置旋钮、所述推力频率设置旋钮、所述旋转阻力频率设置旋钮与所述加载控制器分别通过信号线相连,分别设置操纵指令值和各通道的加载幅值、频率、时间参数;所述就绪指示灯用于显示加载准备就绪状态。
进一步地,所述显示仪表包括可靠性试验频率显示仪表、调距频率显示仪表、可靠性试验时间显示仪表、推力载荷显示仪表、推力频率显示仪表、旋转阻力频率显示仪表、旋转阻力载荷显示仪表、转叶扭矩载荷显示仪表、扭矩载荷频率显示仪表、扭矩频率幅值显示仪表、阻力幅值显示仪表、推力幅值显示仪表;
所述推力载荷显示仪表与所述推力载荷设置旋钮相连,用于显示相应的推力加载的载荷值;所述推力频率显示仪表与所述推力频率设置旋钮相连,用于显示相应的推力载荷频率设置值;所述推力幅值显示仪表与所述推力脉动幅值设置旋钮相连,用于显示相应的推力频率载荷幅值的设置值;
所述旋转阻力频率显示仪表与所述旋转阻力频率设置旋钮相连,用于显示相应的阻力载荷频率设置值;所述旋转阻力载荷显示仪表与所述旋转阻力载荷设置旋钮相连,用于显示相应的旋转阻力加载的载荷值;所述阻力幅值显示仪表与所述阻力脉动幅值设置旋钮相连,用于显示相应的旋转阻力载荷频率幅值的设置值;
所述转叶扭矩载荷显示仪表与所述转叶扭矩载荷设置旋钮相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷设置值;所述扭矩载荷频率显示仪表与所述转叶扭矩频率设置旋钮相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷频率设置值;所述扭矩频率幅值显示仪表与所述扭矩脉动幅值设置旋钮相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷频率幅值的设置值;
所述可靠性试验频率显示仪表与所述可靠性加载频率设置旋钮相连,用于显示相应的调距桨装置的可靠性试验频率值;所述调距频率显示仪表与所述可靠性试验调距频率设置旋钮相连,用于显示被试验调距桨装置从全正车到全倒车周期性螺距调节的周期的设置值;所述可靠性试验时间显示仪表与所述频率加载时间设置旋钮相连,用于显示相应的可靠性试验时间值。
本发明还公开了一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验方法,其特征在于,所述试验方法包括如下步骤:
A、进行加载试验前准备工作;
将所有设置旋钮归零,所有显示仪表指示为零;盘车检查,确保被试验调距桨装置转动正常;加载液压系统卸荷,停止加载;
B、控制1#主轴驱动电机和/或2#主轴驱动电机驱动并车齿轮箱带动主轴转动,进而使整个被试验调距桨装置随之旋转,加载控制器用于控制转速;
C、所有加载旋钮均归零位;通过加载模式选择按钮将加载模式选至可靠性试验模式,按下加载启动按钮,使加载液压系统处于加载准备完成状态;
D、进行调距桨装置旋转可靠性验证试验;
旋转可靠性加载频率设置旋钮同步设定转叶扭矩脉动加载频率、推力脉动加载频率、旋转阻力脉动加载频率和主轴转速值;通过阻力脉动幅值设置旋钮、推力脉动幅值设置旋钮和扭矩脉动幅值设置旋钮设定可靠性试验的脉动载荷幅值;转动可靠性试验调距频率设置旋钮,设置被试验调距桨装置从全正车到全倒车周期性螺距调节的周期,用于相应的可靠性试验加载值由所试验型号水动力载荷谱确定转叶扭矩、推力和旋转阻力三个通道载荷值;旋转频率加载时间设置旋钮设置可靠性试验时间,达到设定时间后即可停止可靠性验证试验;
E、在可靠性验证试验时,转叶扭矩加载、推力加载和旋转阻力加载结果在显示器上以图形界面形式实时显示,并保存相关检测信息。
进一步地,加载模式选择按钮按至手动,进入手动加载模式,对被试验调距桨装置手动加载;
依次或同时旋转转叶扭矩载荷设置旋钮、转叶扭矩频率设置旋钮、扭矩脉动幅值设置旋钮、推力载荷设置旋钮、推力频率设置旋钮、推力脉动幅值设置旋钮、旋转阻力载荷设置旋钮、旋转阻力频率设置旋钮、阻力脉动幅值设置旋钮,分别独立控制转叶扭矩、推力和旋转阻力三个通道的力、力矩和脉动频率加载。
进一步地,加载模式选择按钮按至自动,进入自动加载模式,对被试验调距桨装置自动加载;
在计算机中输入相应船型可调螺距螺旋桨在不同车钟操纵手柄指令下主轴的相应转速和螺距值,调距桨装置在不同船舶进速、转速和螺距下整机桨叶旋转所受转叶扭矩载荷谱、推力载荷谱、旋转阻力载荷谱,或者调用已存储在计算机内部的相应船型的调距桨装置受力载荷谱,以数据库的形式通过以太网下载传输到加载控制器中,做为模拟实船调距桨装置整机旋转在真实航行过程中的受力依据;
或者通过使用车钟操纵手柄的控制方式完全模拟实船实现对调距桨装置的实时加载。
本发明的有益效果:
本发明的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置是根据电液伺服原理开发多通道电液伺服调距桨装置整机旋转动态加载试验台,其能够在陆上试验台架环境下完全模拟各种大型调距桨装置整机在不同工况和真实海况下受到的动态载荷。本发明采用高频响、高精度电液伺服阀,操作过程方便,功能强大,控制精度高,频响高,具有模拟各种类型调距桨装置整机在不同工况下复杂载荷的能力。
本发明采用伺服阀组控制推力加载油缸、旋转阻力加载油缸、转叶扭矩加载油缸模拟调距桨桨叶在水中所受的推力升力、旋转阻力和转叶扭矩载荷,以及模拟桨叶不均匀般流畅旋转产生的脉动载荷力,离心力载荷由离心力加载重块在旋转过程中产生的离心力模拟实施,此试验装置可模拟实船在航行过程中调距桨装置所受外载荷力。
载荷加载可由手动加载、自动加载和可靠性试验加载三种模式实现,被试验调距桨装置旋转是通过变频器控制柜和齿轮箱控制柜控制主轴驱动电机,可实现单车或并车带动被试验调距桨装置整机旋转。
手动加载可在操纵面板上分别手动独立控制调距桨装置单个通道受力实施的加载;自动模式可根据调距桨装置类型的不同,通过车钟手柄来确定调距桨螺距、转速和船舶进速,对调距桨装置按相应的载荷谱模拟实船工况实施各通道力和激振力加载试验;可靠性试验加载模式可根据被试验调距桨装置型号,自动或手动设置加载频率、调距频率和可靠性验证加载时间,进行调距桨整机可靠性验证加载试验。
测试结果在显示器上实时显示测试曲线,并保存检测数据。操作人员可直接对测试结果进行现场认定,也可试验后对测试数据进行分析。
附图说明
图1为本发明调距桨装置整机旋转电液伺服加载试验台结构框图;
图2为本发明调距桨装置整机旋转电液伺服加载及可靠性验证试验台立体结构示意图;
图3为本发明中笼式旋转桨毂加载组件及旋转驱动结构示意图;
图4为本发明中笼式桨毂加载台架组件结构示意图;
图5为本发明中长油管路旋转台组件结构示意图;
图6为本发明中电控检测系统示意图;
图7为本发明中操纵面板示意图;
图8为本发明中液压系统原理图。
其中:1-桨毂、2-长油管路、3-液压系统、4-配油器、5-电控系统、6-导轨平台、7-1#支撑滑动轴承、8-2#支撑滑动轴承、9-主轴、10-刹车机构、11-3#支撑滑动轴承、12-盘车机构、12.1-盘车电机、13-轴带三联泵、14-并车齿轮箱、15-1#主轴驱动电机、16-2#主轴驱动电机、17-加载油路分配器、18-1#旋转传动轴、19-主轴传动齿轮箱、20-2#旋转传动轴、21-配油器支撑架、22-笼式支架支撑轴、23-笼式桨毂加载台组件支架、24-大质量旋转平台、25-支座、25.1-旋转阻力加载臂支座、25.2-推力加载臂支座、26-加载轴、27-加载法兰盘、28-旋转阻力加载油缸、29-转叶扭矩加载油缸、30-油缸支座、31-模拟桨叶加载架、32-连接耳环、33-桨毂座、34-加载杠杆臂、34.1-转叶扭矩加载臂、34.2-旋转阻力加载臂、34.3-推力加载臂、35-推力加载油缸、36-离心力加载重块、37-传动臂支架、38-模拟主轴架组件、38.1-模拟主轴支撑座、38.2-模拟主轴前支撑轴承、38.3-模拟主轴段、38.4-模拟主轴后支撑轴承、39-传动轴前支撑轴承、40-传动轴后支撑轴承、41-主轴传动链、42-加载阀块、43-转叶扭矩加载伺服阀、44-推力加载伺服阀、45-旋转阻力加载伺服阀、46-转叶扭矩载荷设置旋钮、47-转叶扭矩频率设置旋钮、48-旋转阻力载荷设置旋钮、49-阻力脉动幅值设置旋钮、50-推力脉动幅值设置旋钮、51-扭矩脉动幅值设置旋钮、52-盘车按钮、53-刹车按钮、54-润滑按钮、55-并车按钮、56-冷却按钮、57-加载控制器、58-数据采集系统、59-无线收发器、60-无线收发控制器、61-计算机、62-显示器、63-加载控制台、64-操纵面板、65-可靠性试验频率显示仪表、66-调距频率显示仪表、67-可靠性试验时间显示仪表、68-齿轮箱控制柜、69-润滑控制柜、70-盘车/刹车控制柜、71-冷却控制柜、72-变频控制柜、73-加载液压控制柜、74-推力载荷显示仪表、75-推力频率显示仪表、76-旋转阻力频率显示仪表、77-旋转阻力载荷显示仪表、78-转叶扭矩载荷显示仪表、79-扭矩载荷频率显示仪表、80-加载启动按钮、81-加载停止按钮、82-加载模式选择按钮、83-可靠性试验调距频率设置旋钮、84-可靠性加载频率设置旋钮、85-频率加载时间设置旋钮、86-扭矩频率幅值显示仪表、87-阻力幅值显示仪表、88-推力幅值显示仪表、89-油泵启停按钮、90-车钟操纵手柄、91-1#电机启停按钮、92-盘车脱离按钮、93-盘车接排按钮、94-接脱排自锁按钮、95-就绪指示灯、96-2#电机启停按钮、97-力传感器组、98-位移传感器组、99-1#主轴驱动电动机转速控制旋钮、100-2#主轴驱动电动机转速控制旋钮、101-推力载荷设置旋钮、102-推力频率设置旋钮、103-旋转阻力频率设置旋钮、104-压力传感器、105-单向阀、106-轴承油箱、107-齿轮箱油箱、108-加载油箱、109-调距桨油箱、110-加载液压泵、111-高压软管、112-滤器、112.1-第一高压滤器、112.2-第一低压滤器、112.3-第二低压滤器、112.4-第二高压滤器、112.5-第三高压滤器、112.6-第四高压滤器、113-电磁溢流阀、114-溢流阀、115-电动泵组、115.1-1#电动泵、115.2-2#电动泵、115.3-3#电动泵、115.4-4#电动泵、115.5-5#电动泵、116-蓄能器、117-1#电动机、118-2#电动机、119-3#电动机、120-4#电动机、121-5#电动机、122-液压泵的电动机。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例仅用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
本申请文件中的上、下、左、右、内、外、前端、后端、头部、尾部等方位或位置关系用语是基于附图所示的方位或位置关系而建立的。附图不同,则相应的位置关系也有可能随之发生变化,故不能以此理解为对保护范围的限定。
本发明中,术语“安装”、“相连”、“相接”、“连接”、“固定”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,也可以是一体地连接,也可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通信,也可以是直接连接,也可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个元器件内部的联通,也可以是两个元器件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本实施例记载了一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置及方法,其是根据电液伺服原理开发的多通道电液伺服调距桨装置整机旋转动态加载试验台,能在陆上试验台架环境下完全模拟各种大型调距桨装置整机在不同工况和真实海况下受到的动态载荷,进行可靠性试验。
如图1所示,该试验装置包括CPP旋转台架组件、桨毂加载台架组件、长油管路旋转台组件、加载液压系统、电控及检测系统和被试验调距桨装置电液系统。被试验的调距桨装置包括桨毂1、长油管路2、液压系统3、配油器4及电控系统5等。桨毂1安置在桨毂加载台架组件上,并通过长油管路2与长油管路旋转台组件和配油器4等相连一起设置在CPP旋转台架组件上,通过电控及检测系统,控制加载液压系统驱动桨毂加载台架组件中各加载油缸模拟桨叶各种受力对被试验调距桨装置整机实施动态载荷加载。
如图1至图3所示,CPP旋转台架组件包括导轨平台6、1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、主轴9、刹车机构10、3#支撑滑动轴承11、盘车机构12、轴带三联泵13、并车齿轮箱14、1#主轴驱动电机15、2#主轴驱动电机16、加载油路分配器17、1#旋转传动轴18、主轴传动齿轮箱19、2#旋转传动轴20、配油器支撑架21等。
导轨平台6为长导轨平台,水平放置于试验场地上,沿桨毂1轴线方向,由导轨平台6前端开始1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、刹车机构10、3#支撑滑动轴承11、盘车机构12、盘车机构12的盘车电机12.1、轴带三联泵13、并车齿轮箱14、1#主轴驱动电机15、2#主轴驱动电机16、加载油路分配器17、主轴传动齿轮箱19、长油管路旋转台组件、配油器支撑架21分别利用螺栓依次固定在导轨平台6上的各设备底座上,桨毂加载台架组件放置在1#支撑滑动轴承7和2#支撑滑动轴承8上,桨毂1安装在桨毂加载台架组件上,主轴9安置在2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11上,主轴9一端与桨毂加载台架组件相连,另一端穿过并车齿轮箱14与加载油路分配器17连接,刹车机构10设置在2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11之间,用于阻止主轴9继续转动。并车齿轮箱14分别连接盘车机构12、轴带三联泵13、1#主轴驱动电机15、2#主轴驱动电机16,并车齿轮箱14还通过1#旋转传动轴18与主轴传动齿轮箱19相连,主轴传动齿轮箱19另一端通过2#旋转传动轴20与长油管路旋转台组件相连。长油管路2与主轴9同轴心设置,一端穿过主轴9连接桨毂1,另一端穿过加载油路分配器17、长油管路旋转台组件与安装在配油器支撑架21上的配油器4上。
如图4所示,桨毂加载台架组件包括笼式支架支撑轴22、笼式桨毂加载台组件支架23、大质量旋转平台24、支座25、加载轴26、加载法兰盘27、旋转阻力加载油缸28、转叶扭矩加载油缸29、油缸支座30、模拟桨叶加载架31、连接耳环32、桨毂座33、加载杠杆臂34、推力加载油缸35、离心力加载重块36、传动臂支架37。
大质量旋转平台24与主轴9相连,安放在2#支撑滑动轴承8上,大质量旋转平台24通过笼式桨毂加载台组件支架23与桨毂座33相连,并通过螺栓连接。桨毂1设置在桨毂座33上,桨毂1、大质量旋转平台24和桨毂座33的中心线重合。笼式支架支撑轴22与桨毂1顶端相连,并安置于1#支撑滑动轴承7上。以桨毂1和桨毂座33为轴心,5组模拟桨叶分别通过模拟桨叶加载架31环绕均布连接在桨毂1侧面。
在每组模拟桨叶处,加载法兰盘27与模拟桨叶加载架31对接,加载轴26设置在加载法兰盘27中心,并向外伸出,加载轴26的最外端轴向安装离心力加载重块36。
支座25包括旋转阻力加载臂支座25.1、推力加载臂支座25.2,加载杠杆臂34由转叶扭矩加载臂34.1、旋转阻力加载臂34.2和推力加载臂34.3组成。
转叶扭矩加载臂34.1中心套接在加载轴26上,转叶扭矩加载臂34.1两端分别与转叶扭矩加载油缸29的活塞杆端对称相连。在加载轴26上,还套接两个连接耳环32,一个连接耳环32通过销轴与旋转阻力加载臂34.2的一端相连,旋转阻力加载臂34.2的另一端通过销轴与旋转阻力加载油缸28的活塞杆端相连,且旋转阻力加载臂34.2的支点通过销轴安装在旋转阻力加载臂支座25.1上,旋转阻力加载臂支座25.1通过传动臂支架37固定在大质量旋转平台24上;另一个连接耳环32通过销轴与推力加载臂34.3的一端相连,推力加载臂34.3的另一端通过销轴与推力加载油缸35的活塞杆端相连,且推力加载臂34.3的支点通过销轴安装在推力加载臂支座25.2上,推力加载臂支座25.2通过传动臂支架37固定在大质量旋转平台24上。另外,本实施例中旋转阻力加载油缸28、转叶扭矩加载油缸29和推力加载油缸35分别通过油缸支座30利用螺栓连接固定在大质量旋转平台24上。
如图1和图5所示,长油管路旋转台组件包括模拟主轴架组件38、传动轴前支撑轴承39、传动轴后支撑轴承40、主轴传动链41。
主轴传动齿轮箱19沿导轨平台6通过2#旋转传动轴20依次连接多根(本实施例采用了7根)主轴传动链41,每根主轴传动链41一端通过2#旋转传动轴20上前后两侧设置的传动轴前支撑轴承39、传动轴后支撑轴承40与2#旋转传动轴20连接,另一端连接模拟主轴架组件38,最后一组模拟主轴架组件38通过长油管路2与配油器4相连。主轴传动齿轮箱19通过驱动2#旋转传动轴20旋转带动模拟主轴架组件38转动。
每组模拟主轴架组件38均包括模拟主轴支撑座38.1、模拟主轴前支撑轴承38.2、模拟主轴段38.3、模拟主轴后支撑轴承38.4。模拟主轴段38.3两端分别通过模拟主轴前支撑轴承38.2、模拟主轴后支撑轴承38.4安装在模拟主轴支撑座38.1上,主轴传动链41带动模拟主轴段38.3转动。长油管路2一端连接于桨毂1内,另一端穿过主轴9、加载油路分配器17、模拟主轴段38.3连接配油器4,从而模拟主轴段38.3设置在长油管路2的轴上。
如图1、图6、图7所示,电控及检测系统包括伺服阀组、转叶扭矩载荷设置旋钮46、转叶扭矩频率设置旋钮47、旋转阻力载荷设置旋钮48、阻力脉动幅值设置旋钮49、推力脉动幅值设置旋钮50、扭矩脉动幅值设置旋钮51、盘车按钮52、刹车按钮53、润滑按钮54、并车按钮55、冷却按钮56、加载控制器57、数据采集系统58、无线收发装置、计算机61、显示器62、电源装置、加载控制台63、操纵面板64、可靠性试验频率显示仪表65、调距频率显示仪表66、可靠性试验时间显示仪表67、齿轮箱控制柜68、润滑控制柜69、盘车/刹车控制柜70、冷却控制柜71、变频控制柜72、加载液压控制柜73、推力载荷显示仪表74、推力频率显示仪表75、旋转阻力频率显示仪表76、旋转阻力载荷显示仪表77、转叶扭矩载荷显示仪表78、扭矩载荷频率显示仪表79、加载启动按钮80、加载停止按钮81、加载模式选择按钮82、可靠性试验调距频率设置旋钮83、可靠性加载频率设置旋钮84、频率加载时间设置旋钮85、扭矩频率幅值显示仪表86、阻力幅值显示仪表87、推力幅值显示仪表88、油泵启停按钮89、车钟操纵手柄90、1#电机启停按钮91、盘车脱离按钮92、盘车接排按钮93、接脱排自锁按钮94、就绪指示灯95、2#电机启停按钮96、力传感器组97、位移传感器组98、1#主轴驱动电动机转速控制旋钮99、2#主轴驱动电动机转速控制旋钮100、推力载荷设置旋钮101、推力频率设置旋钮102、旋转阻力频率设置旋钮103。
电源装置分别与伺服阀组、加载控制器57、数据采集系统58、无线收发装置、计算机61、显示器62、加载控制台63、操纵面板64、齿轮箱控制柜68、润滑控制柜69、盘车/刹车控制柜70、冷却控制柜71、变频控制柜72、加载液压控制柜73、就绪指示灯95、力传感器组97、位移传感器组98、调距桨装置的电控系统5以及各显示仪表、旋钮、按钮等相连,为其供电。
本实施例中,伺服阀组包括加载阀块42、转叶扭矩加载伺服阀43、推力加载伺服阀44、旋转阻力加载伺服阀45,无线收发装置包括桨毂加载台架组件中安装的无线收发器59、现场安装的无线收发控制器60。伺服阀组中的转叶扭矩加载伺服阀43、推力加载伺服阀44、旋转阻力加载伺服阀45均安装在加载阀块42上,并分别与转叶扭矩加载油缸29、推力加载油缸35、旋转阻力加载油缸28相连,根据无线收发器59接收到的加载信息控制各油缸动作。
控制室内,计算机61、显示器62、各显示仪表、加载控制器57、操纵面板64分别安装在加载控制台63上,各按钮、旋钮及车钟操纵手柄90分别安装在操作面板64上,操纵面板64与各显示仪表、加载控制器57、计算机61分别相连,加载控制器57与计算机61相连,计算机61通过显示器62进行数据显示。
同时,操纵面板64与现场中设置的润滑液压系统、齿轮箱控制柜68、润滑控制柜69、盘车/刹车控制柜70、冷却控制柜71、变频控制柜72、加载液压控制柜73分别相连。加载控制器57和计算机61均接收现场中数据采集系统58采集的力传感器组97和位移传感器组98检测信息,加载控制器57或计算机61通过无线收发装置向伺服阀组液压管路上的压力传感器104传送输入输出信号,其中,扭矩加载伺服阀43用于控制转叶扭矩加载油缸29动作,推力加载伺服阀44用于控制推力加载油缸35动作,阻力加载伺服阀45用于控制旋转阻力加载油缸28动作。本实施例中无线收发控制器60与无线收发器59可通过无线进行信息通信,也可由有线收发装置替换。
另外,操纵面板64上的1#电机启停按钮91、2#电机启停按钮96、1#主轴驱动电动机转速控制旋钮99、2#主轴驱动电动机转速控制旋钮100分别与变频控制柜72相连,变频控制柜72通过动力电缆线分别与1#主轴驱动电机15和2#主轴驱动电机16相连,1#主轴驱动电机15和2#主轴驱动电机16用于驱动并车齿轮箱14中的齿轮转动,1#主轴驱动电机15或2#主轴驱动电机16通过并车齿轮箱14带动主轴9旋转,也可并车一起带动主轴9旋转,主轴9带动与之相连的大质量旋转平台24转动,从而带动桨毂加载台架组件旋转,进而带动被试验调距桨装置整机随之旋转。
操纵面板64上润滑按钮54与润滑控制柜69相连,润滑控制柜69分别与润滑液压系统中的油泵、电动机等相连,为1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11提供高、低压油。
操纵面板64上盘车按钮52、刹车按钮53、盘车脱离按钮92、盘车接排按钮93分别与盘车/刹车控制柜70通过信号线相连,盘车/刹车控制柜70与盘车机构12的盘车电机12.1和刹车机构10分别相连。按下盘车接排按钮93时,盘车/刹车控制柜70启动,盘车机构12接排,按下盘车按钮52,盘车电机12.1旋转,盘车电机12.1驱动盘车机构12带动并车齿轮箱14内部齿轮转动,从而带动主轴9转动,实现盘车动作。按下刹车按钮53,盘车/刹车控制柜70控制刹车机构10动作,阻碍主轴9旋转。按下盘车脱离按钮92,盘车机构12脱离并车齿轮箱14。
并车按钮55和接脱排自锁按钮94分别与齿轮箱控制柜68相连,齿轮箱控制柜68与并车齿轮箱14相连。按下接脱排自锁按钮94时,通过齿轮箱控制柜68控制并车齿轮箱14接、脱排自锁。按下并车按钮55,实现加载驱动双机并车,即1#主轴驱动电机15和2#主轴驱动电机16通过并车齿轮箱14,同时驱动主轴9转动。
操纵面板64上的冷却按钮56与冷却控制柜71相连,冷却控制柜71与冷却器相连,用于冷却各电动机,实现加载液压系统回油冷却。
操纵面板64上的油泵启停按钮89与加载液压控制柜73相连,加载液压控制柜73与加载液压系统中的各电动机相连,启动各电动机,驱动加载液压系统中的加载液压泵110运转工作,从加载油箱108中吸油。
操纵面板64上的车钟操纵手柄90、转叶扭矩载荷设置旋钮46、转叶扭矩频率设置旋钮47、旋转阻力载荷设置旋钮48、阻力脉动幅值设置旋钮49、推力脉动幅值设置旋钮50、扭矩脉动幅值设置旋钮51、加载启动按钮80、加载停止按钮81、加载模式选择按钮82、可靠性试验调距频率设置旋钮83、可靠性加载频率设置旋钮84、频率加载时间设置旋钮85、推力载荷设置旋钮101、推力频率设置旋钮102、旋转阻力频率设置旋钮103与加载控制器57分别通过信号线相连,分别设置操纵指令值和各通道的加载幅值、频率、时间等参数。
操纵面板64还与被试验调距桨装置的电控系统5相连,通过电控系统5控制液压系统3由调距桨油箱109中吸取液压油为配油器4供油。
润滑液压系统由加载液压系统、齿轮箱液压系统、滑动轴承液压系统组成,如图8所示,包括节流阀、单向阀105、轴承油箱106、齿轮箱油箱107、加载油箱108、加载液压泵110、高压软管111、滤器112、冷却器、电磁溢流阀113、溢流阀114、电动泵组115、蓄能器116。
本实施例中滤器112包括第一高压滤器112.1、第一低压滤器112.2、第二低压滤器112.3、第二高压滤器112.4、第三高压滤器112.5、第四高压滤器112.6,电动泵组115包括1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3、4#电动泵115.4、5#电动泵115.5。1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3、4#电动泵115.4、5#电动泵115.5分别设有1#电动机117、2#电动机118、3#电动机119、4#电动机120、5#电动机121,加载液压泵110设有液压泵的电动机122,冷却器也设有冷却电动机。
加载液压系统用于驱动旋转阻力加载油缸28、转叶扭矩加载油缸29和推力加载油缸35对模拟桨叶实施动态载荷加载。加载液压泵110进油口与加载油箱108相连,加载液压泵110的出油口经高压软管111与单向阀105相连接,单向阀105出油口分别与第一高压滤器112.1进油口、电磁溢流阀113、溢流阀114进油口、蓄能器116进油口相连。第一高压滤器112.1的出油口经加载油路分配器17与扭矩加载伺服阀43的进油口、推力加载伺服阀44的进油口和阻力加载伺服阀45的进油口分别相连,扭矩加载伺服阀43的两个出油口分别通过压力传感器104与各桨叶处转叶扭矩加载油缸29的无杆腔、有杆腔分别相连。转叶扭矩加载臂34.1一端转叶扭矩加载油缸29的有杆腔与另一端转叶扭矩加载油缸29的无杆腔通过油路相连。各模拟桨叶处的推力加载伺服阀44的两个出油口分别通过压力传感器104与推力加载油缸35的有杆腔、无杆腔分别连接。各桨叶处的阻力加载伺服阀45的两个出油口分别通过压力传感器104与旋转阻力加载油缸28的有杆腔、无杆腔分别相连。扭矩加载伺服阀43、推力加载伺服阀44、阻力加载伺服阀45的回油T口相连通,并与加载油路分配器17连接,经冷却器进入加载油箱108底部。溢流阀114和电磁溢流阀113的油路经冷却器进入加载油箱108底部。
齿轮箱液压系统用于实现并车齿轮箱14的液压及润滑。5#电动泵115.5的吸油口与齿轮箱油箱107相连接,5#电动泵115.5的出油口经单向阀105与第一低压滤器112.2相连接,第一低压滤器112.2出油口与冷却器相连,液压油进行冷却后,经节流阀进入并车齿轮箱14,在单向阀105的出油口进入第一低压滤器112.2前,旁路连接溢流阀114,溢流阀114出口连接齿轮箱油箱107,从而实现并车齿轮箱14液压及润滑。
滑动轴承液压系统用于实现1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11的静压润滑和动压润滑。
轴承油箱106分别与1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3、4#电动泵115.4的吸油口相连接,1#电动泵115.1、2#电动泵115.2和3#电动泵115.3的出油口分别与第四高压滤器112.6、第三高压滤器112.5、第二高压滤器112.4相连接,第四高压滤器112.6、第三高压滤器112.5、第二高压滤器112.4的出油口分别与1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11的高压腔相连,为1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11分别提供支撑用高压油,同时,第四高压滤器112.6、第三高压滤器112.5、第二高压滤器112.4的出油口分别进入1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11之前,分别通过旁路连接溢流阀114,各旁路上溢流阀114的出口分别连接轴承油箱106,从而实现各支撑滑动轴承的静压润滑。
4#电动泵115.4的吸油口与轴承油箱106相连接,4#电动泵115.4的出油口与第二低压滤器112.3相连接,第二低压滤器112.3的出油口经冷却器分别与1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11的低压腔相连,为其提供动压润滑和冷却用低压油。4#电动泵115.4的出油口进入第二低压滤器112.3前,旁路连接溢流阀114,溢流阀114出口连接轴承油箱106。从而实现各支撑滑动轴承的动压润滑。
在操纵面板64上按下润滑按钮54,通过润滑控制柜69启动润滑液压系统的1#电动机117、2#电动机118、3#电动机119、4#电动机120、5#电动机121分别驱动相应的1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3、4#电动泵115.4和5#电动泵115.5运转工作,将液压油从轴承油箱106和齿轮箱油箱107分别吸入1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3、4#电动泵115.4和5#电动泵115.5,液压油从1#电动泵115.1、2#电动泵115.2、3#电动泵115.3的泵出口经单向阀105、双联滤器进入1#滑动支撑轴承7、2#滑动支撑轴承8和3#滑动支撑轴承11的高压腔,起支撑润滑旋转试验台架作用。4#电动泵115.4泵出口的液压油经单向阀105、双联滤器分别进入1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8和3#支撑滑动轴承11的低压腔,对支撑轴承进行润滑和冷却作用。5#电动泵115.5出口的液压油经单向阀105、双联滤器进入并车齿轮箱14,对并车齿轮箱14内部齿轮进行润滑冷却。按下操纵面板64上的冷却按钮56,信号传输到冷却控制柜71,冷却加载液压系统和齿轮箱液压系统。按下操纵面板64上的1#电机启停按钮91或2#电机启停按钮96,通过变频控制柜72遥控启动1#主轴驱动电机15或2#主轴驱动电机16转动,电机转动轴通过并车齿轮箱14带动桨毂加载台架组件和被试验调距桨装置整机在三个支撑滑动轴承上旋转。
在操纵面板64上,按下油泵启停按钮89,通过加载液压控制柜73,启动液压泵的电动机122,从而使加载液压泵110运转工作,将液压油从加载油箱108吸入加载液压泵110的吸油口,液压油从加载液压泵110的出油口经高压软管111、单向阀105和第一高压滤器112.1进入加载油路分配器17,通过处于主轴9内部的加载油路分配器17的高压管路,分别进入扭矩加载伺服阀43、推力加载伺服阀44、阻力加载伺服阀45,在单向阀105出油端和第一高压滤器112.1之间,油路旁路上设置电磁溢流阀113,液压油能否投入液压系统运行由电磁溢流阀113控制,当电磁溢流阀113失电,液压油全部由电磁溢流阀113卸荷,流入加载油箱108,当电磁溢流阀113通电,加载液压系统压力最高值由溢流阀114调整限制,本实施例将其设置为10MPa,部分不参与工作的液压油由溢流阀114经冷却器回流至加载油箱108,加载液压系统工作中产生的压力波动由蓄能器116加以补偿。
另外,本实施例中现场各控制柜可均选择遥控模式操作,即可减少现场中的线路连接,也方便试验操作。
调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性验证试验是在调距桨装置整机旋转过程中对其进行模拟实船加载,加载可分为手动加载、载荷谱自动加载和可靠性试验加载三种模式。
在试验时,被试验调距桨装置整机采用实船设备,将桨毂1通过螺栓固定在桨毂座33上,桨毂座33连接于大质量旋转平台24上,水平置于1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8之上,大质量旋转平台24通过螺栓与主轴9相连,长油管路2按实船,一端连接桨毂1,另一端穿过主轴9与模拟主轴架组件38连接于配油器支撑架21上的实船配油器4中,连好后可开始各种模式的加载试验,具体内容如下:
1、加载试验前准备;
A、通过电源装置为调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置供电;
B、将齿轮箱控制柜68、润滑控制柜69、齿轮箱控制柜68、冷却控制柜71、变频控制柜72、加载液压控制柜73和调距桨的电控系统5的电机启动置于遥控状态,将各个旋钮置于零位,各显示仪表均指示为零;
C、进行试灯检查,查看各个指示灯以及蜂鸣器工作是否正常;
D、按下润滑按钮54,启动润滑控制柜69,为1#支撑滑动轴承7、2#支撑滑动轴承8、3#支撑滑动轴承11提供高、低压动静润滑,为并车齿轮箱14提供齿轮润滑油;按下盘车接排按钮93,启动盘车/刹车控制柜70,盘车机构12接排,按下盘车按钮52,盘车电机12.1旋转,盘车机构12通过并车齿轮箱14带动主轴9转动,完成后,按下盘车脱离按钮92,盘车机构12脱离并车齿轮箱14齿轮;
按下1#电机启停按钮91,启动变频控制柜72,旋转1#电机转速旋钮99,调节1#电动机117输出转速,按下接脱排自锁按钮94自锁,通过齿轮箱控制柜68控制并车齿轮箱14接排,从而驱动主轴9转动;
同上,按下2#电机启停按钮96时,启动变频控制柜72,旋转2#电机转速旋钮100,调节2#电动机118输出转速。按下并车按钮55,通过齿轮箱控制柜68,实现双机并车,加快被试验调距桨装置在加载试验台上整机旋转;按下接脱排自锁按钮94解锁,使1#电动机117和2#电动机118转动轴与并车齿轮箱14脱开,此时按下刹车按钮53,信号通过盘车/刹车控制柜70控制刹车机构10动作,阻碍主轴9旋转,从而实现整个被试验调距桨整机装置停止旋转;
E、按下油泵启停按钮89,启动液压泵的电动机122,运行加载液压泵110,启动后,按下加载启动按钮80,使得电磁溢流阀113通电工作,此时,就绪指示灯95亮起,加载液压系统准备加载,当按下加载停止按钮81,使得电磁溢流阀113失电、电磁溢流阀113卸荷,加载液压系统卸荷,停止加载。
2、手动加载被试验调距桨装置;
A、完成上述加载试验前各准备事项,将各个加载旋钮均归零位;
B、按下接脱排自锁按钮94自锁,启动1#主轴驱动电机15和/或2#主轴驱动电机16通过并车齿轮箱14带动主轴9转动,进而驱使整个被试验调距桨装置整机随之旋转,并通过1#电动机转速旋钮99、2#电动机转速旋钮100进行调距桨转速控制;
C、加载模式选择按钮82按至手动,即进入手动加载模式;按下加载启动按钮80,使得电磁溢流阀113通电工作,就绪指示灯95亮起,此时,加载液压系统处于加载准备完成状态;
D、调距桨装置转叶扭矩手动加载;
在加载控制台63的操纵面板64上,旋转转叶扭矩载荷设置旋钮46,转叶扭矩载荷显示仪表78显示相应的转叶扭矩载荷设置值,转叶扭矩载荷设置值通过转叶扭矩载荷设置旋钮46经信号线传输到加载控制器57中;两个转叶扭矩加载油缸29油路上的压力传感器104传输的信号通过无线收发装置传输到加载控制器57中;在加载控制器57内部经过PID控制运算后,输出控制扭矩加载伺服阀43的阀控制信号,并通过无线收发装置控制扭矩加载伺服阀43动作,从而引起转叶扭矩加载油缸29的活塞杆动作,其中,一个转叶扭矩加载油缸29的活塞杆伸出或收缩,另一个转叶扭矩加载油缸29的活塞杆则收缩或伸出,由此,转叶扭矩加载臂34.1产生顺时或逆时的旋转扭距,扭矩直接通过加载轴26、加载法兰盘27、模拟桨叶加载架31传递到模拟桨叶上;同时,施加在模拟桨叶上的扭力,通过桨毂1传递到旋转阻力加载油缸28、转叶扭矩加载油缸29和推力加载油缸35上,并通过油缸活塞杆传递到被试验调距桨装置的长油管路2上;
E、调距桨装置转叶扭矩脉动加载:
在加载控制台63的操纵面板64上,旋转转叶扭矩载荷设置旋钮46,转叶扭矩载荷显示仪表78显示相应的转叶扭矩载荷设置值;旋转扭矩脉动幅值设置旋钮51,扭矩载荷频率幅值显示仪表86显示相应的转叶扭矩载荷频率幅值的设置值;旋转转叶扭矩频率设置旋钮47,在转叶扭矩载荷频率显示仪表79上显示相应的转叶扭矩载荷频率设置值;此时,转叶扭矩脉动载荷加载是在可调的转叶扭矩载荷基础上叠加一个脉动频率和脉动幅值,形成在一定范围内可调的转叶扭矩脉动载荷;
加载控制器57接收到转叶扭矩载荷设置旋钮46、转叶扭矩频率设置旋钮47、扭矩脉动幅值设置旋钮51的扭矩载荷设定信号、脉动振幅设定信号和脉动频率设定信号后,编程产生相应的正弦波脉动信号,将该频率和幅值可调的脉动信号叠加在由转叶扭矩载荷设置旋钮46设置的扭矩载荷上作为加载指令信号,与经无线收发装置收到的现场加载油路压力传感器104的反馈信号进行比较后,输出扭矩加载伺服阀43控制信号,经无线收发装置传输到扭矩加载伺服阀43上,从而驱动两个转叶扭矩加载油缸29的活塞杆动作,扭力作用在转叶扭矩加载臂34.1上,再通过加载轴26、加载法兰盘27模拟桨叶加载架31将转叶扭矩传递到被试验调距桨装置上,实现对调距桨装置在转叶扭矩载荷基础上的脉动加载;
F、调距桨推力载荷手动加载:
转动推力载荷设置旋钮101,推力载荷显示仪表74显示相应的推力加载的载荷值,通过推力载荷设置旋钮101将推力载荷设置值经信号线传输到加载控制器57中,推力加载油缸35油路上的压力传感器104传输的信号通过无线收发装置传输到加载控制器57中,在加载控制器57内部经过PID控制运算后,输出推力加载伺服阀44控制信号,并通过无线收发装置控制推力加载伺服阀44动作,从而引起推力加载油缸35的活塞杆动作,调距桨推力载荷通过推力加载油缸35的活塞杆经推力加载臂34.3、销轴、连接耳环32、加载轴26、加载法兰盘27和模拟桨叶加载架31直接施加在被试验调距桨装置上;
G、调距桨装置推力载荷脉动加载:
在加载控制台63的操纵面板64上,旋转推力载荷设置旋钮101,推力载荷显示仪表74显示相应的推力载荷设置值,旋转推力脉动幅值设置旋钮50,推力幅值显示仪表88显示相应的推力频率载荷幅值的设置值,旋转推力频率设置旋钮102,在推力频率显示仪表75上显示相应的推力载荷频率设置值;此时,推力脉动载荷加载是在可调的推力载荷基础上叠加一个脉动频率和脉动幅值形成的在一定范围可调的推力脉动载荷;
加载控制器57接收推力脉动幅值设置旋钮50、推力载荷设置旋钮101和推力频率设置旋钮102的推力载荷设定信号、脉动振幅设定信号和脉动频率设定信号后,编程产生相应的正弦波脉动信号,将该频率和幅值可调的脉动信号叠加在由推力载荷设置旋钮101设置的推力载荷上作为加载指令信号,与经无线收发装置收到的现场加载油路压力传感器104的反馈信号进行比较后,输出扭矩加载伺服阀43控制信号,经无线收发装置传输到扭矩加载伺服阀43上,从而驱动推力加载油缸35的活塞杆动作,推力作用在推力加载臂34.3上,再通过销轴、连接耳环32、加载轴26、加载法兰盘27、模拟桨叶加载架31将推力传递到被试验调距桨装置上,实现对调距桨装置在推力载荷基础上的脉动加载;
H、调距桨旋转阻力手动加载:
在加载控制台63的操纵面板64上,转动旋转阻力载荷设置旋钮48,旋转阻力载荷显示仪表77显示相应的旋转阻力加载的载荷值;旋转阻力载荷设置值通过旋转阻力载荷设置旋钮48经信号线传输到加载控制器57中,旋转阻力加载油缸28油路上的压力传感器104传输的信号通过无线收发装置传输到加载控制器57中,在加载控制器57内部经过PID控制运算后,输出旋转阻力加载伺服阀45控制信号,并通过无线收发装置控制旋转阻力加载伺服阀45动作,从而引起旋转阻力加载油缸28的活塞杆动作,调距桨旋转阻力载荷通过旋转阻力加载油缸28的活塞杆经旋转阻力加载臂34.2、销轴、连接耳环32、加载轴26、加载法兰盘27和模拟桨叶加载架31直接施加在被试验调距桨装置上;
I、调距桨装置旋转阻力载荷脉动加载:
在加载控制台63的操纵面板64上,转动旋转阻力载荷设置旋钮48,在旋转阻力载荷显示仪表77上显示相应的旋转阻力载荷设置值;旋转阻力脉动幅值设置旋钮49,阻力幅值显示仪表87上显示相应的旋转阻力载荷频率幅值的设置值;转动旋转阻力频率设置旋钮103,在旋转阻力频率显示仪表76上显示相应的阻力载荷频率设置值;此时,旋转阻力脉动载荷加载是在可调的旋转阻力载荷基础上叠加一个脉动频率和脉动幅值形成的在一定范围可调的旋转阻力脉动载荷;
加载控制器57接收到旋转阻力载荷设置旋钮48、阻力脉动幅值设置旋钮49和旋转阻力频率设置旋钮103的阻力载荷设定信号、脉动振幅设定信号和脉动频率设定信号后,编程产生相应的正弦波脉动信号,将该频率和幅值可调的脉动信号叠加,再由旋转阻力载荷设置旋钮48设置的阻力载荷上作为加载指令信号,与经无线收发装置收到的现场加载油路压力传感器104的反馈信号进行比较后,输出旋转阻力加载伺服阀45控制信号,经无线收发装置传输到旋转阻力加载伺服阀45上,驱动旋转阻力加载油缸28的活塞杆动作,作用在旋转阻力加载臂34.2上,再通过销轴、连接耳环32、加载轴26、加载法兰盘27、模拟桨叶加载架31将旋转阻力传递到被试验调距桨装置上,实现对调距桨装置在模拟桨叶旋转阻力载荷基础上的脉动加载;
J、调距桨装置转叶扭矩加载、推力加载、旋转阻力加载、转叶扭矩脉动加载(频率、幅值)、推力脉动加载(频率、幅值)、旋转阻力脉动加载(频率、幅值)联合手动加载:
依次或同时旋转转叶扭矩载荷设置旋钮46、转叶扭矩频率设置旋钮47、扭矩脉动幅值设置旋钮51、推力载荷设置旋钮101、推力频率设置旋钮102、推力脉动幅值设置旋钮50、旋转阻力载荷设置旋钮48、旋转阻力频率设置旋钮103、阻力脉动幅值设置旋钮49,可分别独立控制转叶扭矩、推力和旋转阻力三个通道的力、力矩和脉动频率加载;无线收发器59采集到桨毂加载台架组件上各加载油路的压力传感器104信号,通过无线收发装置和数据采集系统58传输到加载控制器57中,运用各通道相互耦合的解耦算法,将计算出的实际扭矩载荷值、推力载荷值、阻力载荷值在计算机61的显示器62上以图像形式直观实时显示,并保存相关检测信息;
3、载荷谱自动加载被试验调距桨装置;
A、完成上述步骤1中加载试验前的各事项准备;
B、按下接脱排自锁按钮94自锁,使得1#主轴驱动电机15和/或2#主轴驱动电机16通过并车齿轮箱14带动主轴9转动,进而驱使整个被试验调距桨装置随之旋转,转速由加载控制器57输出信号进行控制;
C、加载模式选择按钮82按至自动,进行自动加载模式,按下加载启动按钮80,使得电磁溢流阀113通电开始工作,就绪指示灯95亮起,加载液压系统处于加载准备完成状态;
D、各个加载旋钮均归零位,此时加载模式选择按钮82处于自动位;
E、在计算机61中输入相应船型可调螺距螺旋桨在不同车钟操纵手柄90指令下主轴9的相应转速和螺距值,调距桨装置在不同船舶进速、转速和螺距下整机桨叶旋转所受转叶扭矩载荷谱、推力载荷谱、旋转阻力载荷谱,或者调用已存储在计算机61内部的相应船型的调距桨装置受力载荷谱,并以数据库的形式通过以太网下载传输到加载控制器57中,做为模拟实船调距桨装置整机旋转在真实航行过程中的受力依据,即在不同车钟操纵手柄90指令对应的螺距角、转速、进速和主机功率下,实船对调距桨装置产生的各种载荷作用;
F、自动加载模式:通过使用车钟操纵手柄90的控制方式完全模拟实船来实现对调距桨装置加载;
为满足不同船型,加载控制台63上车钟操纵手柄90有正车十个档位、倒车5个档位和一个零位,正车为进一、进二、进三……进十,倒车为倒一、倒二……倒五,每一个档位分别对应与之相关的航速、螺距、主机转速等,在不同档位下,调距桨装置旋转受到的转叶扭力载荷、推力载荷和旋转阻力载荷均有相应的载荷谱数值与之对应;车钟操纵手柄90在不同档位之间的变化通过电流信号输送到的计算机61中,并以实船为参考依据,模拟实船的航速变化、主机转速变化和螺旋桨螺距变化,通过预先设定的程序,分别在转叶扭矩载荷谱、推力载荷谱和旋转阻力载荷谱中调用相应的加载指令值,通过以太网输出到加载控制器57中进行实时加载;
G.在自动加载过程中,整机桨叶旋转所受转叶扭矩脉动载荷、推力脉动载荷、旋转阻力脉动载荷由转叶扭矩频率设置旋钮47、阻力脉动幅值设置旋钮49、推力脉动幅值设置旋钮50、扭矩脉动幅值设置旋钮51、推力频率设置旋钮102和旋转阻力频率设置旋钮103设置脉动载荷幅值和频率信号,通过信号线传输到加载控制器57中,并与相应的载荷谱进行叠加,共同实施加载;
H.与前述一样,转叶扭矩加载、推力加载和旋转阻力加载结果均在计算机61的显示器62上以图形界面实时显示,并保存相关检测信息;
4、可靠性验证试验加载;
A、完成上述步骤1中加载试验前的各事项准备工作;
B、按下接脱排自锁按钮94自锁,控制1#主轴驱动电机15和/或2#主轴驱动电机16驱动并车齿轮箱14带动主轴9转动,进而驱使整个被试验调距桨装置随之旋转,转速由加载控制器57输出信号进行控制;
C、各个加载旋钮均归零位;通过加载模式选择按钮82将加载模式按至可靠性试验模式,按下加载启动按钮80,使得电磁溢流阀113通电工作,就绪指示灯95亮起,加载液压系统处于加载准备完成状态;
D、调距桨装置旋转可靠性验证试验:旋转可靠性加载频率设置旋钮84,可靠性试验频率显示仪表65显示相应的调距桨装置的可靠性试验频率值,设定的可靠性试验频率与转叶扭矩脉动加载、推力脉动加载、旋转阻力脉动加载和桨叶叶频为同一频率,既通过可靠性加载频率设置旋钮84同步设定转叶扭矩脉动加载频率、推力脉动加载频率、旋转阻力脉动加载频率和主轴转速值;可靠性试验的脉动载荷幅值分别由对应的阻力脉动幅值设置旋钮49、推力脉动幅值设置旋钮50和扭矩脉动幅值设置旋钮51确定,并在对应的推力频率显示仪表75、旋转阻力频率显示仪表76和扭矩载荷频率显示仪表79上显示;转动可靠性试验调距频率设置旋钮83,设置被试验调距桨装置从全正车到全倒车周期性螺距调节的周期,用于相应的可靠性试验加载值由该型号水动力载荷谱确定转叶扭矩、推力和旋转阻力各通道载荷值,且设置值在调距频率显示仪表66上显示;旋转频率加载时间设置旋钮85设置可靠性试验时间,可靠性试验时间显示仪表67显示相应的可靠性试验时间值,达到设定时间后即可停止可靠性验证试验;
E、与前述一样,在可靠性验证试验时,转叶扭矩加载、推力加载和旋转阻力加载结果均在计算机61的显示器62上以图形界面形式实时显示,并保存相关检测信息。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述,本领域技术人员应该理解,上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释,并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制,在不背离本发明的精神和范围的情况下,任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变,均落在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述试验装置包括CPP旋转台架组件、桨毂加载台架组件、长油管路旋转台组件、加载液压系统、电控及检测系统;
被试验的调距桨装置包括桨毂(1)、长油管路(2)、液压系统(3)、配油器(4)、电控系统(5);所述桨毂(1)侧面环绕均布多组模拟桨叶;
所述CPP旋转台架组件包括1#支撑滑动轴承(7)、2#支撑滑动轴承(8)、主轴(9)、3#支撑滑动轴承(11)、并车齿轮箱(14)、1#主轴驱动电机(15)、2#主轴驱动电机(16)、加载油路分配器(17);沿所述桨毂(1)轴线方向,所述桨毂(1)通过所述桨毂加载台架组件安装在所述1#支撑滑动轴承(7)和所述2#支撑滑动轴承(8)上;所述主轴(9)安置在所述2#支撑滑动轴承(8)、所述3#支撑滑动轴承(11)上,所述主轴(9)一端与所述桨毂加载台架组件相连,另一端穿过所述并车齿轮箱(14)与所述加载油路分配器(17)连接,所述1#主轴驱动电机(15)、所述2#主轴驱动电机(16)分别连接所述并车齿轮箱(14),用于通过所述并车齿轮箱(14)驱动所述主轴(9)转动;所述长油管路(2)与所述主轴(9)同轴心设置,一端穿过所述主轴(9)连接所述桨毂(1),另一端穿过所述加载油路分配器(17)、所述长油管路旋转台组件与所述配油器(4)相连;
所述桨毂加载台架组件包括笼式支架支撑轴(22)、笼式桨毂加载台组件支架(23)、大质量旋转平台(24)、支座(25)、加载轴(26)、加载法兰盘(27)、旋转阻力加载油缸(28)、转叶扭矩加载油缸(29)、模拟桨叶加载架(31)、连接耳环(32)、桨毂座(33)、加载杠杆臂(34)、推力加载油缸(35)、离心力加载重块(36);所述大质量旋转平台(24)与所述主轴(9)相连,安放在所述2#支撑滑动轴承(8)上,所述大质量旋转平台(24)通过所述笼式桨毂加载台组件支架(23)与所述桨毂座(33)相连;所述桨毂(1)设置在所述桨毂座(33)上,所述桨毂(1)、所述大质量旋转平台(24)和所述桨毂座(33)同轴设置;所述桨毂(1)顶端通过所述笼式支架支撑轴(22)安装在所述1#支撑滑动轴承(7)上;
所述模拟桨叶通过所述模拟桨叶加载架(31)连接在所述桨毂(1)侧面;所述加载法兰盘(27)与所述模拟桨叶加载架(31)对接,所述加载轴(26)设置在所述加载法兰盘(27)中心,所述加载轴(26)的最外端轴向安装所述离心力加载重块(36);
支座(25)包括旋转阻力加载臂支座(25.1)、推力加载臂支座(25.2),所述旋转阻力加载臂支座(25.1)和所述推力加载臂支座(25.2)分别通过传动臂支架(37)固定在所述大质量旋转平台(24)上;所述加载杠杆臂(34)由转叶扭矩加载臂(34.1)、旋转阻力加载臂(34.2)和推力加载臂(34.3)组成;所述转叶扭矩加载臂(34.1)中心套接在所述加载轴(26)上,所述转叶扭矩加载臂(34.1)两端分别与两个转叶扭矩加载油缸(29)的活塞杆端对称相连;两个所述连接耳环(32)套接在所述加载轴(26)上,一个所述连接耳环(32)通过所述旋转阻力加载臂(34.2)与所述旋转阻力加载油缸(28)的活塞杆端相连,所述旋转阻力加载臂(34.2)的支点通过销轴安装在所述旋转阻力加载臂支座(25.1)上;另一个所述连接耳环(32)通过所述推力加载臂(34.3)与所述推力加载油缸(35)的活塞杆端相连,所述推力加载臂(34.3)的支点通过销轴安装在所述推力加载臂支座(25.2)上;每组所述模拟桨叶与所述旋转阻力加载油缸(28)、所述转叶扭矩加载油缸(29)、所述推力加载油缸(35)、所述离心力加载重块(36)分别相连,分别用于对所述模拟桨叶实施旋转阻力、转叶扭矩、推力、离心力的载荷加载;
所述电控及检测系统通过所述电控系统(5)控制所述液压系统(3)为所述配油器(4)供油;所述电控及检测系统控制所述1#主轴驱动电机(15)和/或所述2#主轴驱动电机(16)通过所述并车齿轮箱(14)驱动所述主轴(9)带动被试验调距桨装置整机转动;
所述电控及检测系统通过所述加载液压系统驱动所述桨毂加载台架组件中每组所述模拟桨叶处的所述旋转阻力加载油缸(28)、所述转叶扭矩加载油缸(29)、所述推力加载油缸(35)、所述离心力加载重块(36)模拟所述模拟桨叶各种受力对所述被试验调距桨装置整机实施动态载荷加载。
2.根据权利要求1所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述CPP旋转台架组件还包括刹车机构(10)、盘车机构(12)、1#旋转传动轴(18)、主轴传动齿轮箱(19)、2#旋转传动轴(20);
所述刹车机构(10)设置在所述2#支撑滑动轴承(8)、所述3#支撑滑动轴承(11)之间;所述盘车机构(12)与所述并车齿轮箱(14)相连;所述并车齿轮箱(14)通过所述1#旋转传动轴(18)与所述主轴传动齿轮箱(19)相连,所述主轴传动齿轮箱(19)另一端通过所述2#旋转传动轴(20)与长油管路旋转台组件相连。
3.根据权利要求2所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述长油管路旋转台组件包括模拟主轴架组件(38)、传动轴前支撑轴承(39)、传动轴后支撑轴承(40)、主轴传动链(41);
所述主轴传动齿轮箱(19)通过所述2#旋转传动轴(20)依次连接多根所述主轴传动链(41),每根所述主轴传动链(41)一端通过所述2#旋转传动轴(20)上前后设置的所述传动轴前支撑轴承(39)、所述传动轴后支撑轴承(40)与所述2#旋转传动轴(20)连接,另一端连接一组所述模拟主轴架组件(38)的模拟主轴段(38.3);所述长油管路(2)穿过所述主轴(9)、所述加载油路分配器(17)、所述模拟主轴段(38.3)连接所述配油器(4)。
4.根据权利要求3所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述电控及检测系统包括转叶扭矩加载伺服阀(43)、推力加载伺服阀(44)、旋转阻力加载伺服阀(45)、电源装置、加载控制器(57)、数据采集系统(58)、计算机(61)、显示器(62)、显示仪表、加载控制台(63)、操纵面板(64)、无线收发装置、齿轮箱控制柜(68)、润滑液压系统、润滑控制柜(69)、盘车/刹车控制柜(70)、冷却控制柜(71)、变频控制柜(72)、加载液压控制柜(73)、力传感器组(97)、位移传感器组(98);
所述电源装置用于为所述电控及检测系统供电;所述转叶扭矩加载伺服阀(43)、所述推力加载伺服阀(44)、所述旋转阻力加载伺服阀(45)安装在所述桨毂加载台架组件中,与所述转叶扭矩加载油缸(29)、所述推力加载油缸(35)、所述旋转阻力加载油缸(28)分别相连;
所述加载控制器(57)、所述计算机(61)、所述显示器(62)、所述显示仪表、所述操纵面板(64)分别安装在所述加载控制台(63)上,所述操纵面板(64)与所述显示仪表、所述加载控制器(57)、所述计算机(61)分别相连,所述加载控制器(57)与所述计算机(61)相连,所述计算机(61)通过所述显示器(62)进行数据显示;
所述操纵面板(64)与所述润滑液压系统、所述齿轮箱控制柜(68)、所述润滑控制柜(69)、所述盘车/刹车控制柜(70)、所述冷却控制柜(71)、所述变频控制柜(72)、所述加载液压控制柜(73)分别相连;所述齿轮箱控制柜(68)与所述并车齿轮箱(14)相连,所述润滑控制柜(69)与所述润滑液压系统相连,所述盘车/刹车控制柜(70)与盘车机构(12)和刹车机构(10)分别相连,所述冷却控制柜(71)与冷却器相连,所述变频控制柜(72)与所述1#主轴驱动电机(15)和所述2#主轴驱动电机(16)分别相连,所述加载液压控制柜(73)与所述加载液压系统中的各电动机相连;
所述加载控制器(57)和所述计算机(61)通过所述数据采集系统(58)接收所述力传感器组(97)和所述位移传感器组(98)的检测信息;所述加载控制器(57)和所述计算机(61)通过所述无线收发装置向伺服阀组传送输入输出信号。
5.根据权利要求4所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述操纵面板(64)上设有转叶扭矩载荷设置旋钮(46)、转叶扭矩频率设置旋钮(47)、旋转阻力载荷设置旋钮(48)、阻力脉动幅值设置旋钮(49)、推力脉动幅值设置旋钮(50)、扭矩脉动幅值设置旋钮(51)、盘车按钮(52)、刹车按钮(53)、润滑按钮(54)、并车按钮(55)、冷却按钮(56)、加载启动按钮(80)、加载停止按钮(81)、加载模式选择按钮(82)、可靠性试验调距频率设置旋钮(83)、可靠性加载频率设置旋钮(84)、频率加载时间设置旋钮(85)、油泵启停按钮(89)、车钟操纵手柄(90)、1#电机启停按钮(91)、盘车脱离按钮(92)、盘车接排按钮(93)、接脱排自锁按钮(94)、就绪指示灯(95)、2#电机启停按钮(96)、1#主轴驱动电动机转速控制旋钮(99)、2#主轴驱动电动机转速控制旋钮(100)、推力载荷设置旋钮(101)、推力频率设置旋钮(102)、旋转阻力频率设置旋钮(103);
所述1#电机启停按钮(91)、所述2#电机启停按钮(96)、所述1#主轴驱动电动机转速控制旋钮(99)、所述2#主轴驱动电动机转速控制旋钮(100)分别与所述变频控制柜(72)相连;所述润滑按钮(54)与所述润滑控制柜(69)相连;所述盘车按钮(52)、所述刹车按钮(53)、所述盘车脱离按钮(92)、所述盘车接排按钮(93)分别与所述盘车/刹车控制柜(70)相连;所述并车按钮(55)和所述接脱排自锁按钮(94)分别与所述齿轮箱控制柜(68)相连;所述冷却按钮(56)与所述冷却控制柜(71)相连,所述油泵启停按钮(89)与所述加载液压控制柜(73)相连;
所述车钟操纵手柄(90)、所述转叶扭矩载荷设置旋钮(46)、所述转叶扭矩频率设置旋钮(47)、所述旋转阻力载荷设置旋钮(48)、所述阻力脉动幅值设置旋钮(49)、所述推力脉动幅值设置旋钮(50)、所述扭矩脉动幅值设置旋钮(51)、所述加载启动按钮(80)、所述加载停止按钮(81)、所述加载模式选择按钮(82)、所述可靠性试验调距频率设置旋钮(83)、所述可靠性加载频率设置旋钮(84)、所述频率加载时间设置旋钮(85)、所述推力载荷设置旋钮(101)、所述推力频率设置旋钮(102)、所述旋转阻力频率设置旋钮(103)与所述加载控制器(57)分别通过信号线相连,分别设置操纵指令值和各通道的加载幅值、频率、时间参数;所述就绪指示灯(95)用于显示加载准备就绪状态。
6.根据权利要求5所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置,其特征在于,所述显示仪表包括可靠性试验频率显示仪表(65)、调距频率显示仪表(66)、可靠性试验时间显示仪表(67)、推力载荷显示仪表(74)、推力频率显示仪表(75)、旋转阻力频率显示仪表(76)、旋转阻力载荷显示仪表(77)、转叶扭矩载荷显示仪表(78)、扭矩载荷频率显示仪表(79)、扭矩频率幅值显示仪表(86)、阻力幅值显示仪表(87)、推力幅值显示仪表(88);
所述推力载荷显示仪表(74)与所述推力载荷设置旋钮(101)相连,用于显示相应的推力加载的载荷值;所述推力频率显示仪表(75)与所述推力频率设置旋钮(102)相连,用于显示相应的推力载荷频率设置值;所述推力幅值显示仪表(88)与所述推力脉动幅值设置旋钮(50)相连,用于显示相应的推力频率载荷幅值的设置值;
所述旋转阻力频率显示仪表(76)与所述旋转阻力频率设置旋钮(103)相连,用于显示相应的阻力载荷频率设置值;所述旋转阻力载荷显示仪表(77)与所述旋转阻力载荷设置旋钮(48)相连,用于显示相应的旋转阻力加载的载荷值;所述阻力幅值显示仪表(87)与所述阻力脉动幅值设置旋钮(49)相连,用于显示相应的旋转阻力载荷频率幅值的设置值;
所述转叶扭矩载荷显示仪表(78)与所述转叶扭矩载荷设置旋钮(46)相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷设置值;所述扭矩载荷频率显示仪表(79)与所述转叶扭矩频率设置旋钮(47)相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷频率设置值;所述扭矩频率幅值显示仪表(86)与所述扭矩脉动幅值设置旋钮(51)相连,用于显示相应的转叶扭矩载荷频率幅值的设置值;
所述可靠性试验频率显示仪表(65)与所述可靠性加载频率设置旋钮(84)相连,用于显示相应的调距桨装置的可靠性试验频率值;所述调距频率显示仪表(66)与所述可靠性试验调距频率设置旋钮(83)相连,用于显示被试验调距桨装置从全正车到全倒车周期性螺距调节的周期的设置值;所述可靠性试验时间显示仪表(67)与所述频率加载时间设置旋钮(85)相连,用于显示相应的可靠性试验时间值。
7.一种调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验方法,其特征在于,所述试验方法利用权利要求1~6中任一项所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验装置进行,包括如下步骤:
A、进行加载试验前准备工作;
将所有设置旋钮归零,所有显示仪表指示为零;盘车检查,确保被试验调距桨装置转动正常;加载液压系统卸荷,停止加载;
B、控制1#主轴驱动电机(15)和/或2#主轴驱动电机(16)驱动并车齿轮箱(14)带动主轴(9)转动,进而使整个被试验调距桨装置随之旋转,加载控制器(57)用于控制转速;
C、所有加载旋钮均归零位;通过加载模式选择按钮(82)将加载模式选至可靠性试验模式,按下加载启动按钮(80),使加载液压系统处于加载准备完成状态;
D、进行调距桨装置旋转可靠性验证试验;
旋转可靠性加载频率设置旋钮(84)同步设定转叶扭矩脉动加载频率、推力脉动加载频率、旋转阻力脉动加载频率和主轴转速值;通过阻力脉动幅值设置旋钮(49)、推力脉动幅值设置旋钮(50)和扭矩脉动幅值设置旋钮(51)设定可靠性试验的脉动载荷幅值;转动可靠性试验调距频率设置旋钮(83),设置被试验调距桨装置从全正车到全倒车周期性螺距调节的周期,用于相应的可靠性试验加载值,由所试验型号水动力载荷谱确定转叶扭矩、推力和旋转阻力三个通道载荷值;旋转频率加载时间设置旋钮(85)设置可靠性试验时间,达到设定时间后即可停止可靠性验证试验;
E、在可靠性验证试验时,转叶扭矩加载、推力加载和旋转阻力加载结果在显示器(62)上以图形界面形式实时显示,并保存相关检测信息。
8.根据权利要求7所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验方法,其特征在于,加载模式选择按钮(82)按至手动,进入手动加载模式,对被试验调距桨装置手动加载;
依次或同时旋转转叶扭矩载荷设置旋钮(46)、转叶扭矩频率设置旋钮(47)、扭矩脉动幅值设置旋钮(51)、推力载荷设置旋钮(101)、推力频率设置旋钮(102)、推力脉动幅值设置旋钮(50)、旋转阻力载荷设置旋钮(48)、旋转阻力频率设置旋钮(103)、阻力脉动幅值设置旋钮(49),分别独立控制转叶扭矩、推力和旋转阻力三个通道的力、力矩和脉动频率加载。
9.根据权利要求7所述的调距桨整机旋转电液伺服加载可靠性试验方法,其特征在于,加载模式选择按钮(82)按至自动,进入自动加载模式,对被试验调距桨装置自动加载;
在计算机(61)中输入相应船型可调螺距螺旋桨在不同车钟操纵手柄(90)指令下主轴(9)的相应转速和螺距值,以及调距桨装置在不同船舶进速、转速和螺距下整机桨叶旋转所受转叶扭矩载荷谱、推力载荷谱、旋转阻力载荷谱,或者调用已存储在计算机(61)内部的相应船型的调距桨装置受力载荷谱,以数据库的形式通过以太网下载传输到加载控制器(57)中,做为模拟实船调距桨装置整机旋转在真实航行过程中的受力依据;
或者通过使用车钟操纵手柄(90)的控制方式完全模拟实船实现对调距桨装置的实时加载。
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