CN113267333B - 一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器进行综合性能测试，其装置包括循环管路，所述循环管路内固定安装有固定架和导轨，所述固定架上设有推力天平，所述推力天平上设有水平梁，所述待测无轴泵喷推进器固定安装在水平梁上，所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承与前导流帽之间设有力传感器；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承上设有轴承加速度传感器；所述待测无轴泵喷推进器的后导叶及后推力轴承上设有电涡流位移传感器。其可以进行径向轴承与推力轴承的优选试验，还可以在各种不同水压下准确反映和测量无轴泵喷推进器的运行性能参数，以及验证高压工况下径向轴承与推力轴承的可靠性。

Description

一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及船舶与水下航行器工程技术领域，具体涉及一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法。

背景技术

无轴泵喷推进器将电机转子与叶轮集成于一体，由集成电机直接驱动转子并带动叶轮旋转产生推力，取消了旋转轴系，避免了桨轴系引起的耦合振动噪声，具有高功率密度和低噪声的优点，可广泛用于水下AUV、鱼雷、潜艇以及水面船舶等载体的新型推进器，是目前高功率密度、高性能推进器领域研究的重点和热点。

由于无轴泵喷推进器整体长期在水中工作，集成化电机要求具有良好的水下绝缘和密封，同时，为充分发挥无轴泵喷推进器高功率密度的优势，其径向轴承与推力轴承均可采用水润滑方式，并可满足新型绿色船舶无润滑油泄露的要求。无轴泵喷推进器的工作水深对集成化永磁电机绝缘和密封以及水润滑支撑、推力轴承的润滑性能与具有直接影响，现有压力桶、循环水洞、循环水槽等试验装置，难以满足无轴泵喷推进器在加压运转条件下水动力、电机及其控制、水润滑轴承的测试需求。现有压力桶装置仅能完成无轴泵喷推进器不工作时大水压条件下密性和强度试验，同时，考虑到无轴泵喷推进器整机性能涉及到电磁、水动力、结构等强耦合作用，暂无法通过缩比试验开展换算验证，无轴泵喷推进器的尺度相对较大，其工作条件下的喷射水流量也较大，因此压力桶容器难以满足无轴泵喷推进器水力运转空间需求和承受推进器喷射水流的冲击影响。

现有循环水洞和循环水槽装置均不具备300米以上的大水深使用条件，同时，循环水洞和循环水槽中布置的测试装置主要针对现有常规推进器，难以满足新型无轴泵喷推进器电磁和水润滑轴承性能的测试需求。为验证大水深条件下无轴泵喷推进器径向轴承与推力轴承性能以及整机可靠性，研究水压对无轴泵喷推进器系统性能的影响，亟需设计专用的试验平台。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法，其可以检验无轴泵喷推进器径向轴承与推力轴承在各种水压下的可靠性，还可以准确反映和测量无轴泵喷推进器的运行性能参数，以及验证高压工况下水润滑轴承的可靠性。

为实现上述目的，本发明所设计的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器进行综合性能测试，其装置包括循环管路，所述循环管路的顶部设有安装口，用于待测无轴泵喷推进器的安装；所述安装口上设有保形盖板，所述保形盖板外侧还设有耐压盖板，所述保形盖板通过弹力柱与耐压盖板连接，所述循环管路还连接有增压装置；所述循环管路内固定安装有固定架和导轨，所述固定架上设有推力天平，所述推力天平上设有水平梁，所述待测无轴泵喷推进器固定安装在水平梁上，所述待测无轴泵喷推进器底部设有测试小车，所述测试小车可滑动地设置在导轨上；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承与前导流帽之间设有力传感器，用于测量推力轴承受力偏载；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承上设有轴承加速度传感器，用于测量推力轴承的纵向加速度；所述待测无轴泵喷推进器的后导叶及后推力轴承上设有电涡流位移传感器，用于测量后推力盘的平动及摆动状态从而衡量转子的运动，以及用于测量转子的轴心轨迹。

进一步地，所述待测无轴泵喷推进器通过法兰安装在测试小车上，所述法兰上设有法兰加速度传感器，用于测量系统振动，比较不同结构的推力轴承对振动的影响。

更进一步地，所述力传感器有多个，多个所述力传感器周向均布在待测无轴泵喷推进器的推力轴承与前导流帽之间。

更进一步地，所述电涡流位移传感器设有多个，多个所述电涡流位移传感器分为沿轴向和径向两组放置，所述沿轴向设置的电涡流位移传感器安装在后推力轴承上，用于测量后推力盘的平动及摆动状态用于衡量转子的运动；所述沿径向设置的电涡流位移传感器安装在后导叶上，用于测量转子的轴心轨迹。

一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：待测无轴泵喷推进器的初始状态标定；

步骤2：常压工况下的轴承选型性能实验；

步骤3：深水压力工况下的轴承性能测试实验。

进一步地，所述步骤1中，初始状态标定的方法包括以下步骤：

步骤1.1：在待测无轴泵喷推进器和水平梁连接前，测量测试小车和待测无轴泵喷推进器整体的重力Mg，测试小车和待测无轴泵喷推进器在水中的整体浮力F_浮，然后用拉力计水平拉动待测无轴泵喷推进器前后匀速移动，测得测试小车和轨道之间的动摩擦力F_f，从而计算测试小车和轨道之间的动摩擦因数μ，所述动摩擦因数μ应满足如下公式：

μ= F_f / Mg 。

更进一步地，所述步骤2中还包括如下步骤：

所述常压工况的轴承选型性能实验包括如下步骤：

步骤2.1：通过调节增压装置，控制循环管路中水压为常压；

步骤2.2：设置多组实验分别安装不同的推力轴承和径向轴承，计算待测无轴泵喷推进器处于额顶推力工况时推力天平推力的推力T，调节待测无轴泵喷推进器，使推力天平推力的推力T维持恒定；

步骤2.3：经过规定实验时间后，停止待测无轴泵喷推进器，计算轴承总磨损量、振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值；

所述轴承总磨损量由推力轴承磨损量和径向轴承磨损量加和得到，推力轴承磨损量和径向轴承磨损量通过测量实验前后推力轴承及径向轴承的重量差值得到；所述受力偏载率由力传感器测量结果计算得到；所述振动加速度幅值由轴承加速度传感器和法兰加速度传感器测量结果频谱图直接得到；所述转子偏摆角幅值由电涡流位移传感器测量结果计算得到；

步骤2.4：通过轴承总磨损量、振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值，选择最优推力轴承及径向轴承类型。

进一步地，所述步骤2.2中，所述待测无轴泵喷推进器处于额顶推力工况时推力天平推力的推力T的计算公式：

T = F_e+（Mg - F_浮）×μ

式中：F_e为待测无轴泵喷推进器的额定推力，Mg为测试小车和待测无轴泵喷推进器整体的重力，F_浮为测试小车和待测无轴泵喷推进器在水中的整体浮力，μ为测试小车和轨道之间的动摩擦因数。

更进一步地，所述步骤2.4中，

所述最优推力轴承及径向轴承类型的选择方法为：

步骤2.4.1：轴承总磨损量最小的方案组合为最佳组合方案，当多组实验的轴承总磨损量差值百分比小于等于15%，进入步骤2.4.2；

步骤2.4.2：对比振动加速度幅值、受力偏载率、转子偏摆角幅值，选择最佳组合方案，所述最佳组合方案的选择方法为：

通过分别计算加权后振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值的差值百分比之和，加权后差值百分比之和最低的方案组合为最佳组合方案。

进一步地，所述步骤3中，

所述深水压力工况的轴承选型性能实验包括如下步骤：

步骤3.1：通过调节增压装置，控制循环管路中水压为深水压力；

步骤3.2：选择步骤2中最优的推力轴承及径向轴承类型，测量轴承总磨损量，从而明确深水压力对最优的推力轴承和径向轴承的影响。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：其在无轴泵喷推进器的工作状态下，通过测量径向轴承与推力轴承的振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值，从而检验径向轴承与推力轴承的可靠性，进行径向轴承与推力轴承的优选试验。还可以在各种不同水压下准确反映和测量无轴泵喷推进器的运行性能参数，以及验证高压工况下径向轴承与推力轴承的可靠性。

附图说明

图1为本发明装置的内部结构示意图；

图2为待测无轴泵喷推进器的安装结构示意图；

图3为图2的左视示意图；

图4为图2中A处的放大结构示意图；

图5为图2中B处的放大结构示意图；

图6为图2中C处的放大结构示意图；

图7为图4中D-D处的力传感器、轴承加速度传感器安装结构示意图；

图8为图4中E-E处的电涡流位移传感器安装结构示意图；

图9为实施例1中轴承加速度传感器和法兰加速度传感器的测量结果频谱图。

图中：待测无轴泵喷推进器1（其中：前推力轴承1.1、前导流帽1.2、后导叶1.3、后推力轴承1.4）、循环管路2（其中：安装口2.1、保形盖板2.2、耐压盖板2.3、弹力柱2.4）、固定架3、推力天平4、水平梁5、测试小车6、导轨7、力传感器8、轴承加速度传感器9、电涡流位移传感器10、增压装置11、法兰12、法兰加速度传感器13。

具体实施方式

为了使本发明技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1~8所示，本发明提出的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器1进行综合性能测试，其装置包括循环管路2，所述循环管路2的顶部设有安装口2.1，用于待测无轴泵喷推进器1的安装；所述安装口2.1上设有保形盖板2.2，所述保形盖板2.2外侧还设有耐压盖板2.3，所述保形盖板2.2通过弹力柱2.4与耐压盖板2.3连接，所述循环管路2还连接有增压装置11；所述循环管路2内固定安装有固定架3和导轨7，所述固定架3上设有推力天平4，所述推力天平4上设有水平梁5，所述待测无轴泵喷推进器1固定安装在水平梁5上，所述待测无轴泵喷推进器1底部设有测试小车6，所述测试小车6可滑动地设置在导轨7上；所述待测无轴泵喷推进器1的前推力轴承1.1与前导流帽1.2之间设有力传感器8，用于测量推力轴承受力偏载；所述待测无轴泵喷推进器1的前推力轴承1.1上设有轴承加速度传感器9，用于测量推力轴承1.1的纵向加速度；所述待测无轴泵喷推进器1的后导叶1.3及后推力轴承1.4上设有电涡流位移传感器10，用于测量后推力盘的平动及摆动状态从而衡量转子的运动，以及用于测量转子的轴心轨迹。

所述待测无轴泵喷推进器1通过法兰12安装在测试小车6上，所述法兰12上设有法兰加速度传感器13，用于测量系统振动，比较不同结构的推力轴承对振动的影响。所述力传感器8有多个，多个所述力传感器8周向均布在待测无轴泵喷推进器1的推力轴承1.1与前导流帽1.2之间。所述电涡流位移传感器10设有多个，多个所述电涡流位移传感器10分为沿轴向和径向两组放置，所述沿轴向设置的电涡流位移传感器10安装在后推力轴承1.4上，用于测量后推力盘的平动及摆动状态用于衡量转子的运动；所述沿径向设置的电涡流位移传感器10安装在后导叶1.3上，用于测量转子的轴心轨迹。

一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤1：待测无轴泵喷推进器1的初始状态标定；

步骤1.1：在待测无轴泵喷推进器1和水平梁5连接前，测量测试小车6和待测无轴泵喷推进器1整体的重力Mg，测试小车6和待测无轴泵喷推进器1在水中的整体浮力F_浮，然后用拉力计水平拉动待测无轴泵喷推进器1前后匀速移动，测得测试小车6和轨道7之间的动摩擦力F_f，从而计算测试小车6和轨道7之间的动摩擦因数μ，所述动摩擦因数μ应满足如下公式：

μ= F_f / Mg （1）。

步骤2：常压工况下的轴承选型性能实验；

步骤2.1：通过调节增压装置11，控制循环管路2中水压为常压；

步骤2.2：设置多组实验分别安装不同的推力轴承和径向轴承，计算待测无轴泵喷推进器1处于额顶推力工况时推力天平推力4的推力T，调节待测无轴泵喷推进器1，使推力天平推力4的推力T维持恒定；

所述待测无轴泵喷推进器1处于额顶推力工况时推力天平推力4的推力T的计算公式：

T = F_e+（Mg - F_浮）×μ （2）

式中：F_e为待测无轴泵喷推进器1的额定推力，Mg为测试小车6和待测无轴泵喷推进器1整体的重力，F_浮为测试小车6和待测无轴泵喷推进器1在水中的整体浮力，μ为测试小车6和轨道7之间的动摩擦因数。

步骤2.3：经过规定实验时间后，停止待测无轴泵喷推进器1，计算轴承总磨损量、振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值；

所述轴承总磨损量由推力轴承磨损量和径向轴承磨损量加和得到，推力轴承磨损量和径向轴承磨损量通过测量实验前后推力轴承及径向轴承的重量差值得到；所述受力偏载率由力传感器8测量结果计算得到；所述振动加速度幅值由轴承加速度传感器9和法兰加速度传感器13测量结果频谱图直接得到；所述转子偏摆角幅值由电涡流位移传感器10测量结果计算得到；

步骤2.4：通过轴承总磨损量、振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值，选择最优推力轴承及径向轴承类型。

所述最优推力轴承及径向轴承类型的选择方法为：

步骤2.4.1：轴承总磨损量最小的方案组合为最佳组合方案，当多组实验的轴承总磨损量差值百分比小于等于15%，进入步骤2.4.2；

步骤2.4.2：对比振动加速度幅值、受力偏载率、转子偏摆角幅值，选择最佳组合方案，所述最佳组合方案的选择方法为：

通过分别计算加权后振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值的差值百分比之和，加权后差值百分比之和最低的方案组合为最佳组合方案。

步骤3：深水压力工况下的轴承选型性能实验；

所述深水压力工况的轴承选型性能实验包括如下步骤：

步骤3.1：通过调节增压装置11，控制循环管路2中水压为深水压力；

步骤3.2：选择步骤2中最优的推力轴承及径向轴承类型，测量轴承总磨损量，从而明确深水压力对最优的推力轴承和径向轴承的影响。

本发明在实际使用时，所述循环管路2包括直流段和回流段，各段横截面均为圆形，具有更好地耐压能力。待测无轴泵喷推进器1及其测试装置均设置在直流段，回流段为圆弧型，回流段内还设有设置导流片，减小回流段扰动，改善流场品质。循环管路2经过合理的水力设计，流动损失小，待测无轴泵喷推进器1提供的能量可使循环管路2中水流达到其工作的额定速度，而不需要额外为循环管路2设置驱动泵。

直流段内径1.5m，长度2m，安装口2.1长1.2m，宽1m；回流段为圆弧型，并在其中设置导流片，减小回流段扰动。回流段对称安装，内径1.5m，圆弧型轴心线直径3m，循环管路2壁厚20cm。

循环管路2内设有蜂窝器2.1，蜂窝器2.1的损失系数为0.52，用于在改善流动品质的同时增加阻尼，当驱动泵提供的能量大于流动损失时，通过蜂窝器可增加阻尼从而平衡推进器工作提供的能量，使试验段流速接近推进器工作的额定航速。

保形盖板2.2不耐压，用于保持循环管路2截面的形状，以降低对流场的影响，耐压盖板2.3则提供保形盖板2.2推力以抵抗循环管路2中的水压，耐压盖板2.3内部设有多层O型圈密封。

固定架3通过多个导流杆固定在循环管路2内，固定架3上还设有安装架，推力天平4通过安装架与固定架3固定连接，固定架3和安装架均固定在循环管路2内的固定导轨上，

推力天平4、力传感器8、轴承加速度传感器9、电涡流位移传感器10、法兰加速度传感器13的线缆，由循环管路2的耐压出线孔连接至循环管路2外部。

实施例1：

待测无轴泵喷推进器1的额定推力F_e=8000N。力传感器8的型号为中航科技PCB208C05；轴承加速度传感器9和法兰加速度传感器13的型号均为中航科技PCB 352C33，电涡流位移传感器10的型号为中航科技ZA 211801。

实验开始前，将待测无轴泵喷推进器1的法兰朝下固定在带滑轮的测试小车6上，测量测试小车6和待测无轴泵喷推进器1整体的重力Mg=3920N，测试小车6和待测无轴泵喷推进器1在水中的整体浮力F_浮=1000N，然后用拉力计水平拉动待测无轴泵喷推进器1前后匀速移动，测得测试小车6和轨道7之间的动摩擦力F_f=400N，从而计算测试小车6和轨道7之间的动摩擦因数μ= F_f/ Mg =0.102。

在常压工况下，开展四组实验，实验中用到两种类型的推力轴承记为推力轴承A和推力轴承B和两种类型的径向轴承记为径向轴承A和径向轴承B，分组情况如表1所示，每个实验组的规定实验时间为2小时。

表1 实验分组

计算待测无轴泵喷推进器1处于额顶推力工况时推力天平推力4的推力T = F_e+（Mg - F_浮）×μ=8297.84N，调节待测无轴泵喷推进器1，叶轮旋转对水做功进而产生沿+z轴方向推力，使推力天平推力4的推力T维持恒定。

2小时后，停止待测无轴泵喷推进器1，计算轴承总磨损量M、振动加速度幅值Χ、受力偏载率δ和转子偏摆角幅值β_max；测量结果见表2。

表2 实验结果

轴承总磨损量M由推力轴承磨损量M_推和径向轴承磨损量M_径加和得到，推力轴承磨损量M_推和径向轴承磨损量M_径通过测量实验前后推力轴承及径向轴承的重量差值得到。

如图9，特征频率点的振动加速度幅值Χ由轴承加速度传感器9和法兰加速度传感器13测量结果频谱图直接得到。待测无轴泵喷推进器1的叶频为83.1Hz，由频谱图可以直接读取特征频率点的振动加速度幅值Χ。

受力偏载率δ的计算公式为：

δ= （F_max – F_min）/ F_总 （3）

式中：F_max为力传感器8的受力最大值，F_min为力传感器8的受力最小值，F_总为力传感器8的受力总和。

转子偏摆角幅值通过电涡流位移传感器10测量转子的位移、摆动角以及轴心轨迹等参数的时域图以描述其运动状态，其计算公式为：

β_max ≈ arctan[ ( d_s1 - d_s2 ) / L_S ] （4）

式中：d_s1和d_s2为推力盘水平两侧的电涡流位移传感器10测量结果幅值，L_S为推力盘的直径。

轴承总磨损量M最小的方案组合为最佳组合方案，即应选择实验组二的组合，此时实验组二的轴承总磨损量M₂=19mg。

但实验组一的轴承总磨损量M₁=20mg，M₁与M₂的差值百分比Δ=（M₁ - M₂）/M₂ =11.1%，则需要对比振动加速度幅值Χ、受力偏载率δ、转子偏摆角幅值β_max，选择为最佳组合方案。

由于实验组一的振动加速度幅值Χ₁=120.6dB，受力偏载率δ₁=14%、转子偏摆角幅值β_max1=0.08°；

实验组二的振动加速度幅值Χ₂=107.1dB，受力偏载率δ₂=15%、转子偏摆角幅值β_max2=0.10°；

以实验组二方案为基准，实验组一的振动加速度幅值Χ、受力偏载率δ、转子偏摆角幅值β_max的差值百分比分别为（X₁ - X₂）/X₂ =12.6%，（δ₁ - δ₂）/δ₂ =-6.7%，（β_max1 -β_max2）/β_max2 =-20%；

振动加速度幅值Χ的差值百分比权重分别为0.8，受力偏载率δ的差值百分比权重分别为0.1，转子偏摆角幅值β_max的差值百分比权重分别为0.1；加权后实验方案一相对实验方案二的振动加速度幅值Χ、受力偏载率δ、转子偏摆角幅值β_max差值百分比之和为：

12.6% * 0.8 - 6.7% * 0.1 - 20% * 0.1 = 7.41% 。

以实验组二方案为基准，实验组二的振动加速度幅值Χ、受力偏载率δ、转子偏摆角幅值β_max的差值百分比分均为0。加权后实验方案二相对实验方案二的差值百分比之和也为0。

即实验组一的差值百分比之和大于实验组二的差值百分比之和，因此，最终优选为实验组二。

因此，在常压工况下，实验组二中系统性能最优，轴承选型优先选用推力轴承A和径向轴承B。

通过加压装置将水压增加值5MPa，选用常压工况下系统性能最优轴承类型的实验组二，采用推力轴承A和径向轴承B，在额定工况下运行12小时，测量深水压力下，推力轴承磨损量M_推和径向轴承磨损量M_径，并和常压工况下的推力轴承磨损量M_推和径向轴承磨损量M_径进行对比，明确深水压力对推力轴承和径向轴承的影响，同时观察电机定子铁芯、转子铁芯等关键零部件在实验前后是否出现渗水、漏水的情况。

同时，深水压力下还可开展无轴泵喷推进器的动态密性测试，即观察电机定子铁芯、转子铁芯等关键零部件在实验前后是否出现渗水。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器（1）进行综合性能测试，其特征在于：包括循环管路（2），所述循环管路（2）的顶部设有安装口（2.1），用于待测无轴泵喷推进器（1）的安装；所述安装口（2.1）上设有保形盖板（2.2），所述保形盖板（2.2）外侧还设有耐压盖板（2.3），所述保形盖板（2.2）通过弹力柱（2.4）与耐压盖板（2.3）连接，所述循环管路（2）还连接有增压装置（11）；

所述循环管路（2）内固定安装有固定架（3）和导轨（7），所述固定架（3）上设有推力天平（4），所述推力天平（4）上设有水平梁（5），所述待测无轴泵喷推进器（1）固定安装在水平梁（5）上，所述待测无轴泵喷推进器（1）底部设有测试小车（6），所述测试小车（6）可滑动地设置在导轨（7）上；

所述待测无轴泵喷推进器（1）的前推力轴承（1.1）与前导流帽（1.2）之间设有力传感器（8），用于测量前推力轴承（1.1）受力偏载；

所述待测无轴泵喷推进器（1）的前推力轴承（1.1）上设有轴承加速度传感器（9），用于测量前推力轴承（1.1）的纵向加速度；

所述待测无轴泵喷推进器（1）的后导叶（1.3）及后推力轴承（1.4）上设有电涡流位移传感器（10），用于测量后推力盘的平动及摆动状态从而衡量转子的运动，以及用于测量转子的轴心轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，其特征在于：所述待测无轴泵喷推进器（1）通过法兰（12）安装在测试小车（6）上，所述法兰（12）上设有法兰加速度传感器（13），用于测量系统振动，比较不同结构的前推力轴承（1.1）对振动的影响。

3.根据权利要求1所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，其特征在于：所述力传感器（8）有多个，多个所述力传感器（8）周向均布在待测无轴泵喷推进器（1）的前推力轴承（1.1）与前导流帽（1.2）之间。

4.根据权利要求1~3中任意一项所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，其特征在于：所述电涡流位移传感器（10）设有多个，多个所述电涡流位移传感器（10）分为沿轴向和径向两组放置，所述沿轴向设置的电涡流位移传感器（10）安装在后推力轴承（1.4）上，用于测量后推力盘的平动及摆动状态用于衡量转子的运动；所述沿径向设置的电涡流位移传感器（10）安装在后导叶（1.3）上，用于测量转子的轴心轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：待测无轴泵喷推进器（1）的初始状态标定；

步骤2：常压工况下的轴承选型性能实验；

步骤3：深水压力工况下的轴承性能测试实验。

6.根据权利要求5所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤1中，初始状态标定的方法包括以下步骤：

步骤1.1：在待测无轴泵喷推进器（1）和水平梁（5）连接前，测量测试小车（6）和待测无轴泵喷推进器（1）整体的重力Mg，测试小车（6）和待测无轴泵喷推进器（1）在水中的整体浮力F_浮，然后用拉力计水平拉动待测无轴泵喷推进器（1）前后匀速移动，测得测试小车（6）和导轨（7）之间的动摩擦力F_f，从而计算测试小车（6）和导轨（7）之间的动摩擦因数μ，所述动摩擦因数μ应满足如下公式：

μ= F_f / Mg 。

7.根据权利要求6所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤2中还包括如下步骤：

所述常压工况的轴承选型性能实验包括如下步骤：

步骤2.1：通过调节增压装置（11），控制循环管路（2）中水压为常压；

步骤2.2：设置多组实验分别安装不同的前推力轴承（1.1）和径向轴承，计算待测无轴泵喷推进器（1）处于额顶推力工况时推力天平（4）的推力T，调节待测无轴泵喷推进器（1），使推力天平（4）的推力T维持恒定；

步骤2.3：经过规定实验时间后，停止待测无轴泵喷推进器（1），计算轴承总磨损量、特征频率点的振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值；

所述轴承总磨损量由前推力轴承（1.1）磨损量和径向轴承磨损量加和得到，前推力轴承（1.1）磨损量和径向轴承磨损量通过测量实验前后前推力轴承（1.1）及径向轴承的重量差值得到；所述受力偏载率由力传感器（8）测量结果计算得到；所述振动加速度幅值由轴承加速度传感器（9）和法兰加速度传感器（13）测量结果频谱图直接得到；所述转子偏摆角幅值由电涡流位移传感器（10）测量结果计算得到；

步骤2.4：通过轴承总磨损量、振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值，选择最优前推力轴承（1.1）及径向轴承类型。

8.根据权利要求7所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤2.2中，所述待测无轴泵喷推进器（1）处于额顶推力工况时推力天平（4）的推力T的计算公式：

T = F_e+（Mg - F_浮）×μ

式中：F_e为待测无轴泵喷推进器（1）的额定推力，Mg为测试小车（6）和待测无轴泵喷推进器（1）整体的重力，F_浮为测试小车（6）和待测无轴泵喷推进器（1）在水中的整体浮力，μ为测试小车（6）和导轨（7）之间的动摩擦因数。

9.根据权利要求8所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤2.4中，

所述最优前推力轴承（1.1）及径向轴承类型的选择方法为：

步骤2.4.1：轴承总磨损量最小的方案组合为最佳组合方案，当多组实验的轴承总磨损量差值百分比小于等于10%，进入步骤2.4.2；

步骤2.4.2：对比振动加速度幅值、受力偏载率、转子偏摆角幅值，选择最佳组合方案，所述最佳组合方案的选择方法为：

通过分别计算加权后振动加速度幅值、受力偏载率和转子偏摆角幅值的差值百分比之和，加权后差值百分比之和最低的方案组合为最佳组合方案。

10.根据权利要求9所述的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置的使用方法，其特征在于：所述步骤3中，

所述深水压力工况的轴承性能测试实验包括如下步骤：

步骤3.1：通过调节增压装置（11），控制循环管路（2）中水压为深水压力；

步骤3.2：选择步骤2中最优的前推力轴承（1.1）及径向轴承类型，测量轴承总磨损量，从而明确深水压力对最优的前推力轴承（1.1）和径向轴承的影响。

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