CN113654777A - 一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法，涉及半悬挂舵领域。该大型半悬挂舵舵系台架试验装置包括顶面设有容纳槽的试验台，容纳槽内设有用于固定半悬挂舵的支撑台架，支撑台架连接有用于驱动半悬挂舵的舵杆旋转的转动油缸，试验台连接有用于推动半悬挂舵沿水平方向移动的推力油缸，转动油缸连接有用于测量舵杆位移的第一百分表，推力油缸连接有用于测量支撑台架位移的第二百分表。本实施例提供的大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法能够在陆上进行舵系空载和加载运转试验，以对舵系结构强度设计进行验证。
Description
技术领域
本申请涉及半悬挂舵领域，具体而言，涉及一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法。
背景技术
大型水面舰船一般采用舵系强度较高的半悬挂舵，半悬挂舵的舵系结构形式非常特殊，为了验证其舵系设计的合理性，减少后续装配和使用过程中可能出现的安全风险，需要开展大型半悬挂舵的舵系加载试验研究等工作。
目前现有的半悬挂舵舵系设计首先通过理论计算确定主要部件的尺寸，随后便开展施工最后直接装舰，缺少对半悬挂舵舵系的装配工艺、承载能力的试验验证，一旦半悬挂舵的舵系设计存在缺陷，只能在实船安装和试验阶段暴露，发生问题需要拆除舵系进行全面整改，不仅工作量大，延误工期，还会造成较大的经济损失。
发明内容
本申请的目的在于提供一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法，其能够在陆上进行舵系空载和加载运转试验，以对舵系结构强度设计进行验证。
本申请的实施例是这样实现的：
本申请实施例提供一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置，其包括顶面设有容纳槽的试验台，容纳槽内设有用于固定半悬挂舵的支撑台架，支撑台架连接有用于驱动半悬挂舵的舵杆旋转的转动油缸，试验台连接有用于推动半悬挂舵沿水平方向移动的推力油缸，转动油缸连接有用于测量舵杆位移的第一百分表，推力油缸连接有用于测量支撑台架位移的第二百分表。
在一些可选的实施方案中，试验台还设有用于检测支撑台架位移的全站仪。
本申请还提供了一种大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其是使用上述的大型半悬挂舵舵系台架试验装置进行的，包括以下步骤：
将半悬挂舵的舵叶、舵杆和舵承安装于支撑台架；
调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸的油缸杆伸出驱动半悬挂舵的舵杆旋转，同时控制推力油缸的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第一百分表和第二百分表检测舵杆和舵承的位移，得到加载状态下的舵杆和舵承的形变。
在一些可选的实施方案中，还包括以下步骤：调整舵叶至不同舵角后，控制推力油缸的油缸杆收回，同时控制转动油缸的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵杆旋转，并利用第一百分表检测舵承的位移，得到空转状态下的舵杆的形变。
在一些可选的实施方案中，还包括以下步骤：调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸的油缸杆收回，同时控制推力油缸的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表检测舵承的位移，得到静止状态下的舵承的形变。
在一些可选的实施方案中，还包括以下步骤：调整舵叶在最大舵角范围内往复转动，控制推力油缸的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表检测舵承的位移，得到运转状态下的舵承的形变。
本申请的有益效果是：本实施例提供的大型半悬挂舵舵系台架试验装置包括顶面设有容纳槽的试验台，容纳槽内设有用于固定半悬挂舵的支撑台架，支撑台架连接有用于驱动半悬挂舵的舵杆旋转的转动油缸，试验台连接有用于推动半悬挂舵沿水平方向移动的推力油缸，转动油缸连接有用于测量舵杆位移的第一百分表，推力油缸连接有用于测量支撑台架位移的第二百分表。本实施例提供的大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法能够在陆上进行舵系空载和加载运转试验，以对舵系结构强度设计进行验证。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的大型半悬挂舵舵系台架试验装置的结构示意图。
图中：100、试验台；110、容纳槽；120、支撑台架；130、转动油缸；140、推力油缸；150、第一百分表；160、第二百分表；170、全站仪。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下结合实施例对本申请的大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法的特征和性能作进一步的详细描述。
如图1所示，本实施例提供一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置，其包括顶面设有容纳槽110的试验台100，容纳槽110内设有用于固定半悬挂舵的支撑台架120，支撑台架120连接有用于驱动半悬挂舵的舵杆旋转的转动油缸130，试验台100连接有用于推动半悬挂舵沿水平方向移动的推力油缸140，转动油缸130连接有用于测量舵杆位移的第一百分表150，推力油缸140连接有用于测量支撑台架120位移的第二百分表160，试验台100还设有用于检测支撑台架120位移的全站仪170。
本实施例还提供了一种大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其是使用上述的大型半悬挂舵舵系台架试验装置进行的，包括以下步骤：
将半悬挂舵的舵叶、舵杆和舵承安装于支撑台架120；
控制转动油缸130的油缸杆伸出驱动半悬挂舵的舵杆旋转，同时控制推力油缸140的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，随后控制转动油缸130和推力油缸140的油缸杆收回，查看支撑台架120的形变情况，以确定支撑台架120的强度是否满足试验要求。
调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸130的油缸杆伸出驱动半悬挂舵的舵杆旋转，同时控制推力油缸140的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第一百分表150和第二百分表160检测舵杆和舵承的位移，得到加载状态下的舵杆和舵承的形变。
调整舵叶至不同舵角后，控制推力油缸140的油缸杆收回，同时控制转动油缸130的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵杆旋转，并利用第一百分表150检测舵承的位移，得到空转状态下的舵杆的形变。
调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸130的油缸杆收回，同时控制推力油缸140的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表160检测舵承的位移，得到静止状态下的舵承的形变。
调整舵叶在最大舵角范围内往复转动，控制推力油缸140的油缸杆伸出推动半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表160检测舵承的位移，得到运转状态下的舵承的形变。
其中，将半悬挂舵的舵叶、舵杆和舵承在支撑台架120上进行舵系装配时，根据实船舵系的安装过程和工艺完成舵系的全部装配过程，随后依次进行台架加载测试试验、舵系空转扭矩测量、舵系静态加载试验、舵系运转加载试验、舵系空转扭矩测量试验；
台架加载测试目的是为了验证支撑台架120的加载功能，由于支撑台架120在舵系安装之前，推力油缸140和转动油缸130没有加载对象无法进行推力和扭矩加载测试，所以需要在舵系装配完成后进行支撑台架120的加载测试，确定支撑台架120的强度满足试验要求，加载装置的加载能力满足试验要求。通过推力油缸140对支撑台架120进行的加载测试卸载后，支撑台架120的位移归零，支撑台架120上表面无明显变形，说明无永久变形，支撑台架120强度满足要求。
舵系空转扭矩测量是测试舵系装配是否良好，验证舵系装配精度是否满足要求，同时验证在舵系重力作用下舵承摩擦力矩的大小；舵系静态加载试验是通过调整舵叶至不同舵角后，逐步控制转动油缸130和推力油缸140的油缸杆伸出加载油缸推力，观察上舵承处舵杆、压盖是否有明显变形，测量上舵承压盖和本体间的最小间隙，压盖和本体之间不得接触；舵系运转加载试验是将舵角固定在0°位置，控制推力油缸140伸出油缸杆加载推力，舵钮处每前进0.5mm至1mm后，保持推力油缸140压力，控制转动油缸130的油缸杆伸出，由小到大逐步增加转动油缸130加载压力，直到位移到达设计要求。
本实施例提供的大型半悬挂舵舵系台架试验装置及试验方法通过在试验台100顶面的容纳槽110内设置用于固定半悬挂舵的支撑台架120，作业人员能够将加工完毕的半悬挂舵的舵叶、舵杆和舵承预装配固定安装于支撑台架120上，从而预先验证半悬挂舵装配工艺的正确性和装配流程的合理性，通过陆上支撑台架120的装配试验操作，对装舰需要使用的工装进行使用，同时演练整个装配流程，对其中的风险控制有了直观的认识。为实船的安装积累了宝贵的经验。通过装配后的空载试验和加载试验，确保半悬挂舵的舵系在理论预报的变形量下的可正常工作，其摩擦扭矩在设计范围之内。减少了实船使用中可能出现的风险。
以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (6)
1.一种大型半悬挂舵舵系台架试验装置，其特征在于，其包括顶面设有容纳槽的试验台，所述容纳槽内设有用于固定半悬挂舵的支撑台架，所述支撑台架连接有用于驱动所述半悬挂舵的舵杆旋转的转动油缸，所述试验台连接有用于推动所述半悬挂舵沿水平方向移动的推力油缸，所述转动油缸连接有用于测量所述舵杆位移的第一百分表，所述推力油缸连接有用于测量所述支撑台架位移的第二百分表。
2.根据权利要求1所述的大型半悬挂舵舵系台架试验装置，其特征在于，所述试验台还设有用于检测所述支撑台架位移的全站仪。
3.一种大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其是使用如权利要求1至2中任一项所述的大型半悬挂舵舵系台架试验装置进行的，其特征在于，包括以下步骤：
将半悬挂舵的舵叶、舵杆和舵承安装于支撑台架；
调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸的油缸杆伸出驱动所述半悬挂舵的舵杆旋转，同时控制推力油缸的油缸杆伸出推动所述半悬挂舵的舵承，并利用第一百分表和第二百分表检测所述舵杆和所述舵承的位移，得到加载状态下的所述舵杆和所述舵承的形变。
4.根据权利要求3所述的大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：调整舵叶至不同舵角后，控制推力油缸的油缸杆收回，同时控制转动油缸的油缸杆伸出推动所述半悬挂舵的舵杆旋转，并利用第一百分表检测所述舵承的位移，得到空转状态下的所述舵杆的形变。
5.根据权利要求3所述的大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：调整舵叶至不同舵角后，控制转动油缸的油缸杆收回，同时控制推力油缸的油缸杆伸出推动所述半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表检测所述舵承的位移，得到静止状态下的所述舵承的形变。
6.根据权利要求3所述的大型半悬挂舵舵系台架试验方法，其特征在于，还包括以下步骤：调整舵叶在最大舵角范围内往复转动，控制推力油缸的油缸杆伸出推动所述半悬挂舵的舵承，并利用第二百分表检测所述舵承的位移，得到运转状态下的所述舵承的形变。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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