CN204214627U - 船舶推进轴系回旋振动试验装置 - Google Patents

船舶推进轴系回旋振动试验装置 Download PDF

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本实用新型公开了一种船舶推进轴系回旋振动试验装置，包括基座、转轴，所述基座上依次固定有变频电机、减速器和轴承变位装置。所述转轴与变频电机相连接，可逐级调整轴系转速，所述轴承变位装置上固定有支承轴承，用于调整支承轴承的标高和轴向位置。所述转轴通过弹性联轴器与变频电机及减速器相连，转轴上设置有支承轴承、对中法兰和质量块。所述质量块设置于转轴的末端，用于模拟船舶螺旋桨的陀螺效应。所述转轴上还可使用配重来施加额外载荷，以模拟推进轴系工作时受到的扰动。本实用新型能够模拟船舶推进轴系在运转过程中所处的轴系状态变化，以在轴系不对中条件下进行试验研究。

Description

船舶推进轴系回旋振动试验装置
技术领域
本实用新型涉及一种轴系回旋振动试验装置，特别是指一种船舶推进轴系回旋振动试验装置。
背景技术
船舶推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，回旋振动作为产生推进轴系破坏的主要原因之一，严重影响推进轴系的正常工作。推进轴系回旋振动是诸多复杂影响因素耦合作用的结果。
现有的转子系统试验装置主要试验对象为高速轻载转子，如电动机、发电机等，这些系统长度较短，负荷较低，结构较简单。虽然试验目标均为回旋振动，但这些转子试验装置的诉求多为对转子系统设计方案的稳定性研究，着重于转子系统在高速运转过程中的回旋振动幅值最小化，以满足工程的精密性需要，其建立前提是确保转子系统的绝对对中。
船舶推进轴系为一种特殊低速重载复杂转子系统，其对回旋振动的要求为避开共振频率，确保轴承负荷合理，对回旋振动振幅限制要求不高。现有的部分船舶轴系试验装置，基本上也只针对单一影响因素进行搭建。常规转子试验装置无法对通常在不对中状态下工作的船舶推进轴系进行有效的实际模拟，难以满足对轴系状态变化的需要，不利于从机理上对回旋振动进行解析，改善与控制。
综上所述，现有技术存在以下缺点：无法对通常在不对中状态下工作的船舶推进轴系进行有效的实际模拟，难以满足对轴系状态变化的需要。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种船舶推进轴系回旋振动试验装置，能够模拟船舶推进轴系在运转过程中所处的轴系状态变化，以在轴系不对中条件下进行试验研究。
为实现上述目的，本实用新型所设计的船舶推进轴系回旋振动试验装置，包括基座、转轴，所述基座上依次固定有变频电机、减速器和轴承变位装置。所述转轴与变频电机相连接，可逐级调整轴系转速，所述轴承变位装置上固定有支承轴承，用于调整支承轴承的标高和轴向位置。所述转轴通过弹性联轴器与变频电机及减速器连接，其上设置有支承轴承、对中法兰和质量块。所述质量块设置于转轴的末端，用于模拟船舶螺旋桨的陀螺效应。所述转轴上还可使用配重来施加额外载荷，以模拟推进轴系工作时受到的扰动。所述轴承变位装置与其上固定的支承轴承根据转轴的长度可设置为三组或三组以上，对中法兰可设置在第一组、第二组之间。所述轴承变位装置包括导轨底座、标高调节装置、轴承座和两个标高调节滑块。所述导轨底座与基座固定连接，所述标高调节装置的底部与导轨底座的顶部滑动连接，所述标高调节装置与导轨底座之间设置有用于移动标高调节装置的轴向位移机构和用于锁紧标高调节装置位置的锁紧机构。所述标高调节装置的顶部与两个标高调节滑块的底部滑动连接，两个标高调节滑块的顶部向相反的方向倾斜并沿装置中心线对称，所述标高调节装置的顶部设置有用于向相反方向移动两个标高调节滑块的滑块位移机构。所述轴承座的底部两边向相反的方向倾斜形成两个斜面，所述轴承座的两个底部斜面与两个标高调节滑块的顶部斜面滑动连接，所述轴承座的顶部与支承轴承固定连接。
进一步地，所述轴向位移机构的一种结构形式为：包括设置在所述标高调节装置的底面上的轴向调节滑块和设置在所述导轨底座上的轴向调节螺杆，所述轴向调节螺杆与轴向调节滑块螺纹连接。
进一步地，所述锁紧机构的一种结构形式为：包括设置在标高调节装置上的腰型孔和紧固螺栓，所述紧固螺栓穿过腰型孔与导轨底座螺纹连接。
进一步地，所述滑块位移机构的一种结构形式为：包括标高调节螺杆和固定在标高调节装置顶部中间的螺杆轴套，所述标高调节螺杆通过螺杆轴套轴向定位，所述标高调节螺杆通过其两边设置的方向相反的螺纹分别与一个标高调节滑块螺纹连接，所述标高调节螺杆的中部设置有用于转动标高调节螺杆的标高调节螺母。
进一步地，为使装置更稳固，可针对标高调节滑块、轴承座设置相应的锁紧机构，如在各导轨的外侧设置锁紧螺钉等。
本实用新型的有益效果是：(1)采用变频电机可逐级调整轴系转速，以模拟不同的轴系转速；(2)通过轴承变位装置可方便地调整转轴的标高和轴向位置；(3)转轴中部由对中法兰连接，可手动调整法兰控制传动轴系分别处于平行不对中、偏角不对中、平行偏角不对中状态，并对不对中量进行控制，法兰在工作时固定以保证设置的不对中量在转轴转动时保持不变；(4)转轴的末端设置有质量块，可用于模拟船舶螺旋桨的陀螺效应；(5)采用弹性联轴器连接减速器可避免变频电机输出端引入额外的不对中和振动，以免对试验结果造成不利影响。
附图说明
图1为改进船舶推进轴系回旋振动试验装置的俯视结构示意图。
图2为改进船舶推进轴系回旋振动试验装置的侧视结构示意图。
图3为图1中轴承变位装置的立体图。
图4为图3中轴承变位装置的仰视结构示意图。
图5为图3中导轨底座的立体图。
图6为图3中标高调节装置的立体图。
图7为图3中标高调节滑块的立体图。
图8为图3中轴承座的立体图。
其中：基座1、转轴2、变频电机3、减速器4、支承轴承5、轴承变位装置6、弹性联轴器21、对中法兰22、质量块23、导轨底座61、标高调节装置62、轴承座63、标高调节滑块64、轴向位移机构7、轴向调节滑块71、轴向调节螺杆72、锁紧机构8、腰型孔81、紧固螺栓82、滑块位移机构9、标高调节螺杆91、螺杆轴套92、标高调节螺母93
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1～2所示，本实用新型改进的船舶推进轴系回旋振动试验装置，包括基座1、转轴2，基座1上依次固定有变频电机3、减速器4和轴承变位装置6，轴承变位装置6上固定有支承轴承5。变频电机3输出轴与减速器4相连，转轴2通过弹性联轴器21与及减速器4相连，转轴2上设置有支承轴承5、对中法兰22和质量块23。轴承变位装置6与其上固定的支承轴承5的数量为三组，对中法兰22设置在第一组、第二组之间。
如图3～8所示，所述轴承变位装置6包括导轨底座61、标高调节装置62、轴承座63和两个标高调节滑块64。导轨底座61与基座1固定连接，标高调节装置62的底部与导轨底座61的顶部通过导轨滑动连接，标高调节装置62与导轨底座61之间设置有用于移动标高调节装置62的轴向位移机构7和用于锁紧标高调节装置62位置的锁紧机构8。标高调节装置62的顶部与两个标高调节滑块64的底部通过燕尾导轨滑动连接，两个标高调节滑块64的顶部向相反的方向倾斜并沿装置中心线对称，标高调节装置62的顶部设置有用于向相反方向移动两个标高调节滑块64的滑块位移机构9。轴承座63的底部两边向相反的方向倾斜形成两个斜面，轴承座63的两个底部斜面与两个标高调节滑块64的顶部斜面通过燕尾导轨滑动连接，轴承座63的顶部与支承轴承5固定连接。轴向位移机构7包括设置在标高调节装置62的底面上的轴向调节滑块71和设置在导轨底座61上的轴向调节螺杆72，轴向调节螺杆72与轴向调节滑块71螺纹连接。锁紧机构8包括设置在标高调节装置62上的腰型孔81和紧固螺栓82，紧固螺栓82穿过腰型孔81与导轨底座61螺纹连接。滑块位移机构9包括标高调节螺杆91和固定在标高调节装置62顶部中间的螺杆轴套92，标高调节螺杆91通过螺杆轴套92轴向定位，标高调节螺杆91通过其两边设置的方向相反的螺纹分别与一个标高调节滑块64螺纹连接，标高调节螺杆91的中部设置有用于转动标高调节螺杆91的标高调节螺母93。
上述船舶推进轴系回旋振动试验装置进行试验的过程如下：
(1)进行轴承扰动试验时，通过旋转轴向调节螺杆72移动轴向调节滑块71，轴向调节滑块71带动标高调节装置62移动，移动至指定位置后通过紧固螺栓82锁定在导轨底座61上，即完成支承轴承5的轴向变位；旋转标高调节螺母93，通过标高调节螺杆91移动两个标高调节滑块64，滑块相向或反向移动，挤压或放松轴承座63的底部斜面，使其上下移动，以调整支承轴承5的标高。轴承定位过程中，可使用百分表确定精确变位数值。轴承定位完毕后，可使用传感器测量系统内各支承轴承5的负荷分配情况。
(2)进行不对中试验时，可调整对中法兰22，使其左右两法兰盘与法兰垫接合时具有一定程度的偏斜或曲折，使用测量仪器控制其不对中的具体数值，分别维持在平行不对中、偏角不对中、平行偏角不对中三种工况。当对中法兰22调节至目标状态后，使用螺栓对齐进行紧固，确保轴系以恒定的不对中量稳定运行。
(3)进行轴系模拟试验时，可根据需要调整转轴2末端的质量块23的质量，以模拟船舶螺旋桨的陀螺效应。
对于(1)和(2)中的轴系状态调整，可以仅针对其中一项进行单因素试验，也可以同时施加多因素扰动，进行综合不对中的轴系状态试验。

Claims (5)

1.一种船舶推进轴系回旋振动试验装置，包括基座(1)、转轴(2)，所述基座(1)上依次固定有变频电机(3)、减速器(4)和轴承变位装置(6)，所述轴承变位装置(6)上固定有支承轴承(5)，所述转轴(2)通过弹性联轴器(21)与变频电机(3)及减速器(4)相连接，所述转轴(2)上设置有支承轴承(5)、对中法兰(22)和质量块(23)，其特征在于：
所述轴承变位装置(6)包括导轨底座(61)、标高调节装置(62)、轴承座(63)和两个标高调节滑块(64)；
所述导轨底座(61)与基座(1)固定连接，所述标高调节装置(62)的底部与导轨底座(61)的顶部滑动连接，所述标高调节装置(62)与导轨底座(61)之间设置有用于移动标高调节装置(62)的轴向位移机构(7)和用于锁紧标高调节装置(62)位置的锁紧机构(8)；
所述标高调节装置(62)的顶部与两个标高调节滑块(64)的底部滑动连接，两个标高调节滑块(64)的顶部向相反的方向倾斜并沿装置中心线对称，所述标高调节装置(62)的顶部设置有用于向相反方向移动两个标高调节滑块(64)的滑块位移机构(9)；
所述轴承座(63)的底部两边向相反的方向倾斜形成两个斜面，所述轴承座(63)的两个底部斜面与两个标高调节滑块(64)的顶部斜面滑动连接，所述轴承座(63)的顶部与支承轴承(5)固定连接。
2.根据权利要求1所述船舶推进轴系回旋振动试验装置，其特征在于：所述轴向位移机构(7)包括设置在所述标高调节装置(62)的底面上的轴向调节滑块(71)和设置在所述导轨底座(61)上的轴向调节螺杆(72)，所述轴向调节螺杆(72)与轴向调节滑块(71)螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述船舶推进轴系回旋振动试验装置，其特征在于：所述锁紧机构(8)包括设置在标高调节装置(62)上的腰型孔(81)和紧固螺栓(82)，所述紧固螺栓(82)穿过腰型孔(81)与导轨底座(61)螺纹连接。
4.根据权利要求1或2所述船舶推进轴系回旋振动试验装置，其特征在于：所述滑块位移机构(9)包括标高调节螺杆(91)和固定在标高调节装置(62)顶部中间的螺杆轴套(92)，所述标高调节螺杆(91)通过螺杆轴套(92)轴向定位，所述标高调节螺杆(91)通过其两边设置的方向相反的螺纹分别与一个标高调节滑块(64)螺纹连接，所述标高调节螺杆(91)的中部设置有用于转动标高调节螺杆(91)的标高调节螺母(93)。
5.根据权利要求3所述船舶推进轴系回旋振动试验装置，其特征在于：所述滑块位移机构(9)包括标高调节螺杆(91)和固定在标高调节装置(62)顶部中间的螺杆轴套(92)，所述标高调节螺杆(91)通过螺杆轴套(92)轴向定位，所述标高调节螺杆(91)通过其两边设置的方向相反的螺纹分别与一个标高调节滑块(64)螺纹连接，所述标高调节螺杆(91)的中部设置有用于转动标高调节螺杆(91)的标高调节螺母(93)。
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