NO20130740A1 - Momentmåling på propelleraksling - Google Patents
Momentmåling på propelleraksling Download PDFInfo
- Publication number
- NO20130740A1 NO20130740A1 NO20130740A NO20130740A NO20130740A1 NO 20130740 A1 NO20130740 A1 NO 20130740A1 NO 20130740 A NO20130740 A NO 20130740A NO 20130740 A NO20130740 A NO 20130740A NO 20130740 A1 NO20130740 A1 NO 20130740A1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- measuring surface
- sleeve
- measuring
- drive shaft
- arc
- Prior art date
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
- B63H23/32—Other parts
- B63H23/34—Propeller shafts; Paddle-wheel shafts; Attachment of propellers on shafts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
- B63H23/00—Transmitting power from propulsion power plant to propulsive elements
- B63H23/32—Other parts
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/06—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving mechanical means for indicating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
- G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
- G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
- G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning (20) for måling av dreiemoment i et kraftoverføringssystem med en hulaksel (2) koaksialt inne i en boring i en drivaksling (3), koaksialt understøttet i en hylse (6). Hulakselen er fastgjort til drivakslingen (3) ved en første ende og til hylsen (6) ved en andre ende, hvorved en last påført på drivakslingen (3) resulterer i torsjon av hulakselen (2) og en torsjonsforskyvning av drivakslingen (3) i hylsen (6). Anordningen innbefatter en måleflate (221) som strekker seg periferisk over en vinkelsektor i kraftoverføringssystemet og måleflaten forløper med varierende avstand i aksial retning over i det minste en del av vinkelsektoren ved én av hylsen (6) og drivakslingen (3). Et spalteavfølingselement (21) er tilveiebragt for å måle størrelsen til en spalte mellom spalteavfølingselementet (21) og måleflaten (221) ved den andre av hylsen (6) og drivakslingen (3). Videre vedrører oppfinnelsen et system for måling av dreiemoment for en fremdriftsenhet (1) i et fartøy, og et bueformet måleflateelement (22).
Description
TEKNISK OMRÅDE
Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for måling av dreiemoment eller vridningsmoment i et fremdriftssystem, typisk for en marin fremdriftsenhet i et fartøy, en båt eller et skip. I én utførelsesform av foreliggende oppfinnelse innbefatter fremdriftssystemet en fremdriftsenhet med en hulaksel. Anordningen for måling av dreiemoment omfatter minst én avstands- eller nærhetsdetektor. Oppfinnelsen vedrører også et system for måling av dreiemoment og et bueformet måleflateelement.
BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN
Det finnes en rekke metoder for måling av dreiemoment eller spenninger i en aksling. Vanlige metoder inkluderer bruk av strekklapper for å måle tøyning direkte på en aksling for å overvåke eller teste spenninger et system utsettes for. Dreiemoment kan også måles ved å måle nivået av torsjon i en aksling, men i roterende akslinger kan slike målinger være vanskelige å utføre ettersom det er nødvendig å sammenlikne en vinkelposisjon mellom hver side av akslingen utsatt for dreiemoment.
Momentmålingsdata kan for eksempel bli anvendt for konstruksjonsformål, for å styre driftsparametere, så som trottelinnstillinger og propellstigning, for å estimere effektutgang, for å sikre at driftsparametere er innenfor dimensjonerende betingelser for å hindre overbelastning, for å estimere vedlikeholds- eller serviceintervaller, og i forbindelse med feilsøking ved svikt i en kraftoverføring. Propeller, og spesielt propeller i fremdriftsenheter, kan bli gjenstand for store transiente laster. Når et fartøy eller et skip befinner seg på sjøen, er det en del kjente situasjoner hvor transiente laster opptrer. Slike situasjoner inkluderer tilkomst av luft rundt propellen(e) og/eller situasjoner hvor hele propellen kommer opp av vannet. Når propellen avlastes, kan betydelig torsjonsvibrasjon eller oscillasjon oppstå i hele drivlinjen. Når propellen / fremdriftsenheten kommer ned igjen i vannet, oppstår det normalt en høy topp i dreiemomentet. Dette dreiemomentet kan være mye høyere enn den dimensjonerende belastningen til tannhjulene/drevene i kraftoverføringen som driver propellen. Dette kan resultere i gropdannelse, opprivingsskade og oppsprekking eller knekking av tenner.
Det foreligger således et behov for en anordning og et system for måling av dreiemoment eller moment i en propelleraksling for en fremdriftsenhet i et fartøy, en båt eller et skip.
OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN
Det er en hensikt med foreliggende oppfinnelse å muliggjøre målinger av størrelsen til transiente laster i et elastisk kraftoverføringssystem innbefattende en propelleraksling og en hulakselsammenstilling for å redusere topper i dreiemomentlaster hvor vridning (wind-up) av hulakselen også vil generere en bestemt relativ forskyvning mellom propellerakslingen og en drevhjulbærer eller hylse, og med det angi torsjon av hulakselen uten å måle dreiemomentet direkte på hulakselen.
Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en anordning og et system for måling av dreiemoment ved å måle torsjon av propellerakslingen i forhold til en drevhjulbærer eller hylse, og med det angi dreiemoment i en hul aksel.
Et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en ny eller forbedret anordning eller oppbygning og et system for måling av dreiemoment i en fremdriftsenhet for et fartøy, en båt eller et skip.
Nok et annet formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en alternativ anordning og et system for måling av dreiemoment i en fremdriftsenhet for et fartøy.
De viktigeste trekkene ved denne oppfinnelsen er angitt i de selvstendige kravene. Ytterligere trekk ved foreliggende oppfinnelse er avgitt i de uselvstendige kravene.
Foreliggende oppfinnelse inkluderer med det en anordning for måling av dreiemoment i et kraftoverføringssystem med en hulaksel koaksialt inne i en boring i en drivaksling, koaksialt opplagret i en hylse. Hulakselen er fastgjort til drivakslingen ved en første ende og til hylsen ved en andre ende. En last påført på drivakslingen resulterer i torsjon av hulakselen og en torsjonsforskyvning av drivakslingen i hylsen. Anordningen inkluderer en måleflate som strekker seg periferisk over en vinkelsektor i kraftoverføringssystemet. Måleflaten løper med varierende avstand i aksial retning over i det minste en del av vinkelsektoren ved én av hylsen og drivakslingen og et spalteavfølingselement for å måle størrelsen til en spalte mellom spalteavfølingselementet og måleflaten ved den andre av hylsen og drivakslingen.
Anordningen kan inkludere en kanal for å lede signaler detektert av spalteavfølingselementet til en telemetri- og/eller prosesseringsanordning.
Måleflateelementet kan inkludere minst ett bolthull for passende tilknytning eller innfesting av måleflateelementet på den respektive delen av den ringformede radiale flaten.
Spalteavfølingselementet kan inkludere en nærhetsdetektor.
Videre vedrører oppfinnelsen et system for måling av dreiemoment for en fremdriftsenhet i et fartøy, omfattende anordningen for måling av dreiemoment beskrevet over.
Videre vedrører oppfinnelsen et bueformet måleflateelement utformet som et ringsegment med to kryssende radiale segmentsider som definerer en vinkelsektor og en lengdeakse definert som en akse vinkelrett på de to kryssende segmentsidene, og minst én bueformet måleflate på det bueformede måleflateelementet. Den minst ene bueformede måleflaten er parallell med en radial akse og skråstilt i forhold til lengdeaksen.
I forbindelse med denne spesifikasjonen er "kryssende radiale segmentsider" av det bueformede måleflateelementet ment å beskrive at teoretiske radiale linjer som strekker seg langs hver av segmentsidene vil krysse hverandre med en vinkel som definerer en sektorvinkel.
Det bueformede måleflateelementet kan inkludere tre bueformede måleflater hvorav én bueformet måleflate som er parallell med en radial akse og vinkelrett på lengdeaksen.
Det bueformede måleflateelementet kan videre inkludere bolthuller for tilknytning til en drivaksling eller en hylse.
KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE
Disse og andre aspekter ved oppfinnelsen fremgår av og vil bli forklart nærmere ved hjelp av eksempler, med støtte i de vedlagte tegningene, hvor: Figur 1 viser en hulakselsammenstilling med en anordning for måling av dreiemoment ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 2 er et snittriss som viser en detalj av en anordning for måling av dreiemoment ifølge foreliggende oppfinnelse; Figur 3 illustrerer et måleflateelement for en anordning for måling av dreiemoment; Figurene 4a-4d viser forskjellige posisjoner for propellerakslingen i forhold til drevhjulbæreren eller hylsen i henhold til lasten som påføres denne og kan detekteres av dreiemoment-måleanordningen; Figurene 5a og 5b er henholdsvis et frontriss og et grunnriss av en alternativ utførelsesform av et måleflateelement; Figurene 6a og 6b er henholdsvis et frontriss og et grunnriss av en alternativ utførelsesform av et måleflateelement; og Figurene 7a-7b viser forskjellige posisjoner for propellerakslingen i forhold til drevhjulbæreren eller hylsen i henhold til lasten som påføres denne og kan detekteres av dreiemoment-måleanordningen.
DETALJERT BESKRIVELSE AV UTFØRELSESFORMENE
Figur 1 viser en oversiktbetraktning av en hulakselsammenstilling 1 for et fartøy, så som en båt eller et skip, hvor en hulaksel 2 er anordnet inne i en propelleraksling 3 for å tilveiebringe en elastisk forbindelse mellom en propell og en kraftoverføring på fartøyet, og hvor en anordning for måling av dreiemoment 20 i hulakselsammenstillingen ifølge oppfinnelsen er innlemmet. En "kraftoverføring" er i forbindelse med denne spesifikasjonen ment å beskrive motoren/maskinen og drivlinjen frem til hulakselsammenstillingen 1. Hulakselsammenstillingen 1 er strengt tatt en del av kraftoverføringen eller drivlinjen, men er for enkelhets skyld i den følgende beskrivelsen ment å beskrive en separat del. Hulakselen ligger koaksialt inne i en boring i drivakslingen 3, som er koaksialt støttet i en hylse 6.
Hulakselen er fastgjort til drivakslingen 3 ved en første ende og til hylsen 6 ved en andre ende, hvorved en last som påføres på drivakslingen resulterer i torsjon av hulakselen 2 og en torsjonsforskyvning av drivakslingen 3 i forhold til hylsen 6.
Hulakselen 2 fastgjort til drivakslingen 3 ved at hulakselen 2 inkluderer en splinet hulaksel-utenbordsende og en hulaksel-innenbordsende med en hulaksel-flens 9. Hulaksel-innenbordsenden er med det tilpasset for å drives av kraftoverføringen til fartøyet. Et ettergivende, fjærende eller elastisk parti av hulakselen 2 er beliggende mellom splinepartiet på hulakselen og hulaksel-flensen 9.
Propellerakslingen 3 har en langsgående propellerakslingsboring, en propelleraksling-utenbordsende og en propelleraksling-innenbordsende. Utenbordsenden av propellerakslingsboringen er forsynt med et splineparti. Hulakselen 2 er anordnet i boringen i propellerakslingen 3.
Den splinede utenbordsenden av hulakselen griper inn i splinepartiet i propellerakslingsboringen for å sørge for overføring av dreiemoment mellom propellerakslingen 3 og hulakselen 2 ved utenbordsenden av akslene.
Torsjon i det ettergivende partiet muliggjør forvridning av hulakselen 2 i periferisk retning i forhold til boringen i propellerakslingen 3.
Hylsen 6 er vist som en drevhjulbærer med et drevhjul 7 og støtter propellerakslingen 3 og drevhjulet 7 for samtidig å gi støtte for drevhjulet 7 og aksial støtte for propellerakslingen 3 gjennom to antifriksjonslagre 10. De to antifriksjonslagrene 10, vist som rullelagre, gir med det både aksial og radial støtte for kombinasjonen propelleraksling/hulaksel og for hylsen 6 som danner drevhjulbæreren med et drevhjul 7.
Et flenset lagerhus 11 for innfesting for eksempel til et fremdriftsenhetshus på fartøyet omgir og støtter hylsen 6.
En propelleraksling-flens 31 med bolthuller 32 er tilveiebragt for innfesting av propelleren.
Drevhjulet på bæreren eller hylsen 6 er skjematisk vist som en drevanordning 7.1 en foretrukket utførelsesform er drevanordningen 7 et konisk drev.
Et glidelager 8 er anbragt ved innenbordsenden av propellerakslingen 3 for å tillate en liten rotasjon mellom propellerakslingen 3 og hylsen 6 for å muliggjøre torsjon av hulakselen 2 og for å hindre torsjonslaster/-spenninger på propellerakslingen 3 innenbords splinepartiet. Hulaksel-flensen 9 på innenbordsenden av hulakselen 2 er boltet fast på hylsen 6 for overføring av dreiemoment mellom hylsen 6 drevet av drevanordningen 7 og hulakselen 2.
Et propellerakslinglager 10' støtter propellerakslingen 3 og er anbragt på propellerakslingen 3 mellom innenbords- og utenbordsenden av propellerakslingen 3. En fastholdt del av propellerakslingslageret 10' vil typisk være støttet av et parti på et fremdriftsenhetshus. Propellerakslingslageret 10' vil redusere bøyemomentet på propellerakslingen 3 og på de to antifriksjonslagrene 10 som støtter hylsen 6. Oppbygningen beskrevet over resulterer i en liten rotasjon av propellerakslingen i forhold til hylsen 6 når et dreiemoment påføres på hulakselen, og denne rotasjonen blir målt med anordningen for måling av dreiemoment 20 ifølge oppfinnelsen.
Figur 2 svarer til figur 1, men utelater noen deler for å bedre oversikten, og illustrerer anordningen for måling av torsjon og således dreiemoment 20 som er anbrakt mellom propellerakslingen 3 og hylsen 6 for med det å måle bevegelsen av propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6. Anordningen for måling av dreiemoment 20 omfatter et spalteavfølingselement 21 / sensorelement med et hus og et måleflateelement 22 som har et skråprofil vist i figur 3. Spalteavfølingselementet 21 med et hus er anbrakt i propellerakslingen 3, og måleflateelementet 22 er anbrakt på hylsen 6.
Spalteavfølingselementet 21 for å måle størrelsen til en spalte mellom spalteavfølingselementet 21 og en måleflate på måleflateelementet 22 kan anbringes ved den andre av hylsen 6 og drivakslingen 3, men er anbrakt i drivakslingen i figur 2.
En fordypning, kanal eller gjennomgang 23 på eller inn i propellerakslingen 3 er dannet for (f.eks. med kabler) å overføre signaler fra spalteavfølingselementet til en passende CPU eller prosesserings-, databehandlings- eller beregningsanordninger eller passende telemetrianordninger (ikke vist). Gjennomgangen 23 strekker seg i lengderetningen inne i propellerakslingen 3.
En indre ringformet periferisk flate 61 er dannet på hylsen 6. En ytre ringformet periferisk flate 31 er dannet på propellerakslingen 3, og understøtter spalteavfølingselementet 21.
Tilsvarende er måleflateelementet 22 anordnet på den motsatt vendte, indre ringformede periferiske flaten 61 av hylsen 6.
Det vil være en viss spalte mellom den indre periferiske flaten 61 og den ytre radiale eller periferiske flaten 31. I hvert fall en del av den indre ringformede radiale eller periferiske flaten 61 vil vende mot en annen del av den ytre ringformede radiale flaten 31 og spalteavfølingselementet. Figur 2 viser en anordning 20 for måling av dreiemoment, anbrakt mellom propellerakslingen 3 og drevhjulbæreren eller hylsen 6, tilpasset for å måle bevegelsen av propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6. Dreiemoment-måleanordningen 20 omfatter spalteavfølingselementet 21 og måleflateelementet 22, begge montert eller anordnet på en ringformet radial eller periferisk flate i et stegparti på én av propellerakslingen 3 og hylsen 6. Spalteavfølingselementet 21 og måleflateelementet 22 er motstående eller vendt mot hverandre. Måleflateelementet 22 har en bueform tilpasset for det respektive parti av den ringformede periferiske flaten, og måleflaten med minst én måleflate med en aksial eller langsgående spalte eller avstand mellom måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet 21. Spalten eller kan være én av: konstant, økende og avtagende, og således muliggjøre måling av dreiemoment fra bevegelsen av propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 avhengig av lasten påført på propellerakslingen. Figur 3 viser et måleflateelement og formen til avfølingsflaten 221 til måleflateelementet 22. Måleflateelementet 22 er bueformet og er tilpasset for den respektive delen eller partiet av den ringformede periferiske flaten eller overflaten. Avfølingsflaten 221 er forsynt med en radial måleflate 221b, hvor spalten mellom måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet er hovedsakelig konstant, og minst én måleflate 221a, 221c hvor spalten mellom elementene 21, 22 endrere seg hovedsakelig kontinuerlig (eller muligens diskontinuerlig for et ikke-mekanisk spalteavfølingselement) (dvs. økende eller avtagende). I utførelsesformen vist i figur 3 er den konstante måleflaten 221b anordnet mellom to endrende måleflater 221a, 221c av hele avfølingsflaten 221 på måleflateelementet 22, slik at spalten mellom nevnte elementer 21, 22 for hvert av de to endrende avfølingsområdene 221a, 221c er avtagende når en går fra den konstante måleflaten 221. I tillegg kan måleflateelementet 22 inkludere minst én festeanordning i form av bolthuller 222 for passende innfesting av måleflateelementet 22 til den respektive delen eller partiet av den ringformede radiale flaten. Tre bolthuller 222 muliggjør innfesting av måleflateelementet 22 til den respektive delen eller partiet av den ringformede periferiske flaten. Figurene 4A-4D viser forskjellige posisjoner for propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6. De forskjellige posisjonene angir torsjonen (tøyningen) i hulakselen og således lasten påført på det elastiske kraftoverføringssystemet, og som kan detekteres av dreiemoment-måleanordningen 20 ifølge foreliggende oppfinnelse. Torsjonen i hulakselen resulterer i en forskyvning eller forvridning av propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 og i en endring i spalten mellom måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet. Figur 4A illustrerer posisjonen til propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 med nøytral last (omtrent 0°) påført på propellerakslingen 3. Figur 4B illustrerer posisjonen til propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 med nominell last (omtrent 2,3°) påført på propellerakslingen 3. Figur 4C illustrerer posisjonen til propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 med overlast (omtrent 4,6°) påført på propellerakslingen 3. Endelig illustrerer figur 4D posisjonen til propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 med negativ last (omtrent - 1,15°) påført på propellerakslingen 3. Den minste avstanden eller spalten mellom sensoren 21 og avfølingsflaten 221 kan være f.eks. omtrent 1 mm, og den største avstanden eller spalten mellom sensoren 21 og avfølingsflaten kan være f.eks. omtrent 5 mm. Det ønskes å ha en lineær responskurve for sensoren 21 innenfor dette området.
En elektrisk tilførselsspenning for sensoren 21 (forsynt av en passende DC-kraftforsyning) kan for eksempel være begrenset til omtrent 3-12V DC, og er fortrinnsvis fra omtrent 6V til omtrent 8V DC. Spalteavfølingselementet, nærhetsdetektoren kan være en mekanisk sensor med en mekanisk sondedel belastet mot måleflateelementet 22. Alternativt kan spalteavfølingselementet eller nærhetsdetektoren være en induktiv nærbryter, et elektronisk eller optisk spalteavfølingselement som måler avstanden uten fysisk kontakt mellom måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet. Spalten vil typisk være mellom 1 og 5 mm. Utmatingen fra sensoren kan være analog eller digital. Figurene 4a-4c viser to dreiemoment-måleanordninger 20 anordnet 180° fra hverandre. Bruk av to dreiemoment-måleanordninger 20 gir redundans i systemet ved svikt av ett system, og gjør det mulig å foreta en gjennomsnittsavlesning for å bedre nøyaktigheten.
Figurene 5a, 5b, 6a og 6b viser frontriss og grunnriss av to videre utførelsesformer av et måleflateelement 22 svarende til måleflateelementet i figur 3, men hvor utformingen av avfølingsflatene 221 er tilpasset for forskjellige anvendelser. Igjen er måleflateelementet 22 bueformet og tilpasset for den respektive delen eller partiet av den ringformede periferiske flaten det skal tilknyttes. Det bueformede måleflateelementet 22 er dannet som et ringsegment med to kryssende radiale segmentsider 223 som definerer en vinkelsektor og en lengdeakse 225 definert som en akse vinkelrett på de to kryssende segmentsidene 223. Den minst ene bueformede måleflaten 221 på det bueformede måleflateelementet 22 er parallell med en radial akse og skråstilt med en vinkel 224 i forhold til lengdeaksen 225.
Avfølingsflaten 221 er forsynt med to radiale avfølingsområder 221a og 221c for avføling i både en foroverrettet og en bakoverrettet rotasjonsretning.
Figurene 5a og 5b viser en utførelsesform med et tredje radialt avfølingsområde 221b beliggende i en spalte eller fordypning dannet mellom de to skråstilte radiale avfølingsområdene 221a og 221c. Denne utførelsesformen er bedre egnet for elektroniske sensorer uten fysisk kontakt mellom måleflateelementet 22 og sensoren. Det tredje radiale avfølingsområdet 221 b i fordypningen mellom de to skråstilte radiale avfølingsområdene 221a og 221c vil gi en distinkt avlesning av sensoren i en nøytral posisjon. For å fortelle datasystemet at det er 0-posisjonen, gir sensoren en nullspenning / et nullsignal i denne posisjonen. Spalten mellom måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet er hovedsakelig konstant langs det smale tredje radiale avfølingsområdet 221b. Spalten mellom de skråstilte måleflatene 221a, 221c på måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet avtar hovedsakelig kontinuerlig etter hvert som nivået av torsjon økes vekk fra nøytralretningen i hver retning. Denne avfølingsflaten er spesielt egnet for fremdriftsenheter med et reverseringsgir og faste propellere.
Figur 6a og 6b viser en utførelsesform med et toppunkt dannet mellom de to skråstilte radiale avfølingsområdene 221a og 221c. Denne utførelsesformen er bedre egnet for mekaniske sensorer med fysisk kontakt mellom måleflateelementet 22 og sensoren. Toppunktet mellom de to skrå radiale avfølingsområdene 221a og 221c vil gi en distinkt avlesning av sensoren i en nøytral posisjon. Spalten mellom måleflateelementet 22 og
spalteavfølingselementet er ved sitt minste i toppunktet. Spalten mellom de skrå måleflatene 221a, 221c på måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet øker hovedsakelig kontinuerlig etter hvert som nivået av torsjon økes vekk fra nøytralretningen i hver retning. Toppunktet har en liten flat andel som står 0,1° på begge retninger fra en midtposisjon og de to skrå radiale avfølingsområdene 221a og 221c står 6,5° på hver retning fra midtposisjonen. Størrelsen til de radiale avfølingsområdene vil avhenge av elastisiteten og således den tillatte torsjonen i fremdriftssystemet.
Utførelsesformene i figurene 5a, 5b, 6a og 6b blir typisk anvendt for systemer med en fast propeller hvor drivakslingens rotasjonsretning blir endret for å sette systemet i revers.
Figurene 7a og 7b viser forskjellige posisjoner for propellerakslingen 3 i forhold til hylsen 6 i en løsning med måleflateelementet 22 vist i figurene 6a og 6b, tilsvarende figurene 4a-4d. Tilsvarende angir de forskjellige posisjonene torsjonen (tøyningen) i hulakselen og således lasten påført på det elastiske kraftoverføringssystemet, og som kan detekteres av dreiemoment-måleanordningen 20 ifølge foreliggende oppfinnelse. I figur 7a er det 0° vridning og spalteavfølingselementet 21 måler en spalte mellom toppunktet på måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet 21 på 1mm, som representerer minimumsavstanden.
I figur 7b er det 2,3° vridning og spalteavfølingselementet 21 måler en spalte mellom det radiale, skrå partiet av måleflateelementet 22 og spalteavfølingselementet 21, som representerer størrelsen til torsjonen og således dreiemomentet.
Claims (8)
1. Anordning (20) for måling av torsjon og således dreiemoment i et kraftoverføringssystem med en hulaksel (2) koaksialt inne i en boring i en drivaksling (3) koaksialt opplagret i en hylse (6), hvor hulakselen er fastgjort til drivakslingen (3) ved en første ende og til hylsen (6) ved en andre ende, hvorved en last påført på drivakslingen (3) resulterer i torsjon av hulakselen (2) og en torsjonsforskyvning av drivakslingen (3) i hylsen (6), hvor anordningen inkluderer en måleflate (221) som strekker seg periferisk over en vinkelsektor i kraftoverføringssystemet, og hvor måleflaten forløper med en varierende avstand i aksial retning over i hvert fall en del av vinkelsektoren ved én av hylsen (6) og drivakslingen (3), og et spalteavfølingselement (21) for å måle størrelsen til en spalte mellom spalteavfølingselementet (21) og måleflaten (221) ved den andre av hylsen (6) og drivakslingen (3).
2. Anordning (20) ifølge krav 1, videre omfattende en passende kanal (23) for å lede signaler detektert av spalteavfølingselementet (21) til en telemetri- og/eller prosesseringsanordning.
3. Anordning (20) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-4, hvor måleflateelementet (22) omfatter minst ett bolthull (222) for passende tilknytning eller innfesting av måleflateelementet (22) til den respektive del eller parti av den ringformede radiale eller periferiske flaten eller overflaten.
4. Anordning (20) ifølge et hvilket som helst av kravene 1-5, hvor spalteavfølingselementet (21) omfatter en nærhetsdetektor.
5. System for måling av dreiemoment for en fremdriftsenhet (1) i et fartøy, omfattende anordningen (20) for måling av dreiemoment ifølge et hvilket som helst av kravene 1-7.
6. Bueformet måleflateelement (22) dannet som et ringsegment med to radiale segmentsider (223) som definerer en vinkelsektor og en lengdeakse (225) definert som en akse vinkelrett på de to segmentsidene (223), og minst én bueformet måleflate (221) på det bueformede måleflateelementet (22), hvor den minst ene bueformede måleflaten (221) er parallell med en radial akse og skråsilt med en vinkel (224) i forhold til lengdeaksen (223).
7. Bueformet måleflateelement (22) ifølge krav 6, innbefattende tre bueformede måleflater (221a, 221b, 221c), hvorav én bueformet måleflate (221) som er parallell med en radial akse og vinkelrett på lengdeaksen.
8. Bueformet måleflateelement (22) ifølge krav 6 eller 7, videre innbefattende bolthuller (222) for innfesting til en drivaksling (3) eller en hylse (6).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20130740A NO20130740A1 (no) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Momentmåling på propelleraksling |
PCT/NO2014/050085 WO2014193240A1 (en) | 2013-05-28 | 2014-05-27 | Torque measuring arrangement for a quill shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20130740A NO20130740A1 (no) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Momentmåling på propelleraksling |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20130740A1 true NO20130740A1 (no) | 2014-12-01 |
Family
ID=51989155
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20130740A NO20130740A1 (no) | 2013-05-28 | 2013-05-28 | Momentmåling på propelleraksling |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO20130740A1 (no) |
WO (1) | WO2014193240A1 (no) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114184352A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 中国船舶科学研究中心 | 吊舱动力仪模型试验天平装置及使用方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20230176317A1 (en) * | 2021-12-06 | 2023-06-08 | Bushnell Inc. | Rotational position sensor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796013A (en) * | 1996-09-17 | 1998-08-18 | Nagata; Toshio | Torsion detection apparatus for power transmission shaft and power transmission apparatus |
JP2010002325A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Jtekt Corp | トルク検出装置及びパワーステアリング装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3710618A (en) * | 1971-01-18 | 1973-01-16 | Carlin Corp | Torque sensing instruments |
US4509375A (en) * | 1982-09-29 | 1985-04-09 | Davis Toby L | Torque meter |
DE3636167A1 (de) * | 1986-10-24 | 1988-05-05 | Gkn Universal Transmission | Laengenveraenderliche gelenkwelle |
DE9100377U1 (de) * | 1991-01-14 | 1991-04-04 | Gkn Automotive Ag, 53797 Lohmar | Welle, insbesondere längenveränderliche Gelenkwelle, mit einer verformbaren Anzeige einer Drehmomentüberlastung |
-
2013
- 2013-05-28 NO NO20130740A patent/NO20130740A1/no not_active Application Discontinuation
-
2014
- 2014-05-27 WO PCT/NO2014/050085 patent/WO2014193240A1/en active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5796013A (en) * | 1996-09-17 | 1998-08-18 | Nagata; Toshio | Torsion detection apparatus for power transmission shaft and power transmission apparatus |
JP2010002325A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Jtekt Corp | トルク検出装置及びパワーステアリング装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114184352A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-15 | 中国船舶科学研究中心 | 吊舱动力仪模型试验天平装置及使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014193240A1 (en) | 2014-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101401498B1 (ko) | 프로펠러와 후류핀의 추력 및 토크 계측이 가능한 동력계 | |
KR101313191B1 (ko) | 선회식 추진기의 단독성능 시험장치 | |
EP2641832B1 (fr) | Dispositif de surveillance du comportement en battement et/ou en traînée d'une pale de rotor d'un giravion | |
AU2008247581B2 (en) | Torque arm assembly for a backstopping clutch | |
CN102844236B (zh) | 用于船的舵 | |
KR101078426B1 (ko) | 예인수조 시험용 아지무스 자항검력계 | |
NO20130740A1 (no) | Momentmåling på propelleraksling | |
JP6123029B2 (ja) | ピッチ角表示装置 | |
US20210190186A1 (en) | Preload detectable screw device | |
JP5018667B2 (ja) | 回転トルク検出装置 | |
CN103979071B (zh) | 渔船直翼螺旋桨水动力性能试验装置 | |
CN103743508B (zh) | 扭转力矩测试系统及其扭矩传感器装置 | |
US11268594B2 (en) | Reduction gear | |
KR101557379B1 (ko) | 강제 선회 수조 시험용 수중 모터 동력계 전체 하중 측정 장치 | |
KR20160028147A (ko) | 선박 추진축계 정렬장치 | |
CN110562484B (zh) | 用于测试火星飞行器单轴旋翼系统的悬停特性测试装置 | |
US11002621B2 (en) | Method and device for determining torque exerted on a shaft including transferring torque to a gearbox by the shaft and exerting axial force on the shaft dependent on the torque exerted by the shaft to the gearbox | |
CN109733577B (zh) | 浮动式螺距指示机构 | |
KR20110029907A (ko) | 모형선박의 축 기진력 계측장치 | |
EP4316974A1 (en) | Thrust clearance measuring device, thrust clearance measuring method, and marine vessel | |
CN109799019A (zh) | 一种模块化可变量程的断轴式自航仪 | |
CN104787238A (zh) | 一种可以直接测量操舵倒航机构操纵力的装置 | |
CN209459600U (zh) | 一种船舶轴系运行监测系统 | |
US20220063783A1 (en) | Cycloidal dynamic propulsion or positioning system for a ship | |
ES2907965T3 (es) | Sistema de medición de par de caja de engranajes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: KONGSBERG MARITIME CM AS, NO |
|
FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |