一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置，其包括依次相連的變頻電機(1)、扭矩儀(3)、船舶軸系；船舶軸系通過滾動軸承(6)進行支撐，并穿過水箱(11)的通孔，通孔與船舶軸系之間通過密封裝置進行密封。該裝置可以測試不同直徑和轉(zhuǎn)速下的水中軸系消耗的功率。
【專利說明】一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及模擬試驗裝置，具體涉及一種船舶水中軸系功耗測試試驗裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶推進軸系有一部分浸在水中，軸系在轉(zhuǎn)動時，會帶動其周圍一定水域隨軸系一起旋轉(zhuǎn)，消耗掉部分主機功率，這部分消耗的功率在船舶上無法測量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:提供一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置，該裝置可以測試不同直徑和轉(zhuǎn)速下的水中軸系消耗的功率。
[0004]本實用新型解決其技術(shù)問題采用以下的方案:一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置，包括依次相連的變頻電機、扭矩儀、船舶軸系；船舶軸系通過滾動軸承進行支撐，并穿過水箱的通孔，通孔與船舶軸系之間通過密封裝置進行密封。
[0005]所述的試驗裝置，船舶軸系包括主軸。
[0006]所述的試驗裝置，船舶軸系還包括副軸，副軸安裝在主軸的外側(cè)，通孔與主軸之間通過密封裝置進行密封。
[0007]所述的試驗裝置，主軸和副軸都由無縫鋼管制成，主軸與副軸之間安裝有副軸支撐，副軸支撐通過螺釘緊固在主軸上，副軸通過螺釘安裝在副軸支撐上，副軸、主軸與副軸支撐接觸面上安裝有O型密封圈。
[0008]所述的試驗裝置，所述密封裝置包括壓蓋、密封座和J型密封圈，密封座通過螺栓安裝在水箱的通孔邊緣，壓蓋將J型密封圈的外緣壓緊在密封座的外側(cè)凹槽內(nèi)，J型密封圈的唇口與主軸過盈配合，形成密封結(jié)構(gòu)。
[0009]所述的試驗裝置，密封座與水箱之間設(shè)有橡膠墊圈，密封座安裝螺栓的位置設(shè)有銅墊圈。
[0010]所述的試驗裝置，變頻電機、扭矩儀通過第一聯(lián)軸器相連，扭矩儀、主軸通過第二聯(lián)軸器相連。
[0011]所述的試驗裝置，第二聯(lián)軸器一端通過法蘭與扭矩儀相連；另一端通過鋼棒伸入主軸內(nèi)部，由貫通主軸、鋼棒的雙頭螺栓固定；雙頭螺栓的兩頭分別接有兩個螺母。
[0012]所述的試驗裝置，軸承外側(cè)設(shè)有軸承蓋，軸承蓋通過軸承座與地基接觸；變頻電機、扭矩儀均通過支撐架與地基接觸，軸承座、支撐架還通過地面螺栓固定在地基上；水箱與地基之間接有墊塊。
[0013]本實用新型的主要優(yōu)點是:本實用新型采用無縫鋼管代替實際船舶實心或厚壁空心軸系，重量輕、安裝方便、成本低；副軸和副軸支撐都有多種尺寸，可以根據(jù)試驗要求進行更換，通過在主軸外安裝不同尺寸副軸支撐及副軸的辦法，很容易改變水中軸系直徑；水箱端面使用J型密封，摩擦阻力小，有利于提高試驗結(jié)果精度，拆裝簡單，又能保證密封效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為J型密封裝置密封附近的放大圖。
[0016]圖3為副軸支撐左視圖。
[0017]圖4為副軸支撐主視圖。
[0018]圖5為第二聯(lián)軸器示意圖。
[0019]圖中:1_變頻電機；2_第一聯(lián)軸器；3_扭矩儀；4_第二聯(lián)軸器；5_雙頭螺栓；6-滾動軸承；7_軸承蓋；8_壓蓋；9_密封座；10-J型密封圈；11_水箱；12_主軸；13_軸承座；14-支撐架；15_地基；16-地面螺栓；17_墊塊；18-橡膠墊圈；19-銅墊圈；20_副軸；21_副軸支撐；22_螺釘；23-0型密封圈。

【具體實施方式】
[0020]為了研究水中軸系功耗與軸系直徑和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，本實用新型設(shè)計了一種水中軸系功耗測試試驗裝置，該裝置可以測試水中軸系在不同直徑與轉(zhuǎn)速下的功耗，為實際船舶計算水中軸系功耗提供參考。
[0021]本實用新型提供的水中軸系功耗測試裝置，由變頻電機、扭矩儀、聯(lián)軸器、雙頭螺栓、主軸、副軸、滾動軸承、水箱、J型密封裝置等組成。
[0022]所述的主軸和副軸均由無縫鋼管制成，主軸貫穿整個水箱。主軸兩端用滾動軸承支撐，其右端垂直于軸線方向開有兩個孔；副軸的直徑大于主軸直徑，其可安裝在主軸外，用于改變水中軸系直徑；主軸和副軸之間通過2個副軸支撐定位，副軸支撐分別位于副軸兩端內(nèi)側(cè)。
[0023]所述J型密封裝置由密封座、壓蓋、J型密封圈、墊圈等組成，用于密封主軸與水箱之間的間隙，J型密封圈的唇口與主軸過盈配合，形成良好的密封。
[0024]所述第二聯(lián)軸器是用一圓柱鋼棒與法蘭焊接而成，鋼棒左端開有通孔。
[0025]所述雙頭螺栓配有4個螺母，外側(cè)兩個用于鎖緊，內(nèi)側(cè)兩個用于定位第二聯(lián)軸器的鋼棒并鎖緊。
[0026]以下結(jié)合附圖對本實用型新做進一步的詳細(xì)描述:
[0027]如圖1所示的水中軸系功耗試驗裝置，包括變頻電機、第一聯(lián)軸器、扭矩儀、第二聯(lián)軸器、雙頭螺栓、滾動軸承、軸承蓋、壓蓋、密封座、J型密封圈、水箱、主軸、軸承座、支撐架、地基、緊固螺栓、螺釘、副軸支撐、墊圈、鎖緊螺栓、螺母等。變頻電機I位于整個裝置的最右端，通過聯(lián)軸器2與扭矩儀3聯(lián)接；扭矩儀3左端通過第二聯(lián)軸器4和雙頭螺栓5與主軸12聯(lián)接；雙頭螺栓5貫穿主軸12右端的兩個孔和第二聯(lián)軸器4鋼棒左端的一個通孔，其外側(cè)兩個螺母用于鎖緊雙頭螺母，內(nèi)側(cè)兩個螺母用于定位鎖緊第二聯(lián)軸器4，保證主軸12與第二聯(lián)軸器4同軸；主軸12兩端用滾動軸承6支撐，兩個滾動軸承6之間放置水箱11，水箱11左右兩端面開有較大直徑圓孔，主軸12通過圓孔貫穿整個水箱11 ;水箱端面與主軸12鋼管之間的間隙通過J型密封裝置進行密封，J型密封裝置的密封座9安裝在水箱11端面上，其與水箱11端面用墊圈18密封，緊固螺栓孔用墊圈19密封，壓蓋8安裝在密封座9右端，J型密封圈10位于密封座9和壓蓋8形成的凹槽內(nèi)，被壓蓋8壓緊。變頻電機1、扭矩儀3、軸承座13、水箱11的高度可以通過墊塊17進行調(diào)整，保證軸線與孔同軸，調(diào)整后用地面螺栓16鎖緊。
[0028]副軸20通過副軸支撐21安裝在主軸12上，保證兩鋼管同軸，并用螺釘22鎖緊，副軸20、主軸12與副軸支撐21接觸面上安裝有O型密封圈，副軸支撐左視圖如圖3所示、正視圖如圖4所示。
[0029]J型密封裝置如圖2所示。
[0030]變頻電機I通過扭矩儀3和第二聯(lián)軸器4帶動主軸12旋轉(zhuǎn)，水箱11裝滿水后，扭矩儀3可測量主軸12在水中旋轉(zhuǎn)時的扭矩；在主軸12外安裝副軸20后，扭矩儀3可測量副軸20在水中旋轉(zhuǎn)時的扭矩，即軸系直徑改變后的扭矩。該裝置的主軸12和副軸20用無縫鋼管代替實際船舶實心軸或厚壁空心軸，重量輕，試驗成本低，拆裝方便。
[0031]具體試驗時，可先只安裝主軸12，不安裝副軸20，水箱11中先不裝水，開啟變頻電機I和扭矩儀3，記錄不同轉(zhuǎn)速下的扭矩，然后將水箱裝滿水，記錄同樣轉(zhuǎn)速下的扭矩，水箱裝水后與裝水前扭矩儀的扭矩差即為水中軸系的扭矩，可以計算出水中軸系消耗的功率；試驗完成后可以拆下王軸和J型S封裝直，將副軸20安裝在王軸12上后，將軸系通過水箱的通孔安裝在滾動軸承6上，然后安裝好J型密封，試驗裝置如圖1所示，重復(fù)上述試驗步驟，測試直徑改變后水中軸系功耗。該試驗裝置水箱11左右梁斷面的通孔直徑為550_，水箱的長寬高分別為4000mm*1500mm*1500mm，主軸12直徑為159mm，副軸20的直徑范圍為200?500_，所以一共可以做多種不同直徑下水中軸系功耗試驗，研究水中軸系功耗與軸系直徑和轉(zhuǎn)速的關(guān)系，為實際船舶計算水中軸系功耗提供參考。
【權(quán)利要求】
1.一種測試船舶水中軸系功耗的試驗裝置，其特征在于:包括依次相連的變頻電機(I)、扭矩儀(3)、船舶軸系；船舶軸系通過滾動軸承(6)進行支撐，并穿過水箱(11)的通孔，通孔與船舶軸系之間通過密封裝置進行密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:船舶軸系包括主軸(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的試驗裝置，其特征在于:船舶軸系還包括副軸(20)，副軸(20)安裝在主軸(12)的外側(cè)，通孔與主軸(12)之間通過密封裝置進行密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的試驗裝置，其特征在于:主軸(12)和副軸(20)都由無縫鋼管制成，主軸(12)與副軸(20)之間安裝有副軸支撐(21)，副軸支撐(21)通過螺釘緊固在主軸(12)上，副軸(20)通過螺釘安裝在副軸支撐(21)上，副軸(20)、主軸(12)與副軸支撐(21)接觸面上安裝有O型密封圈(23)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2?4中任一項所述的試驗裝置，其特征在于:所述密封裝置包括壓蓋(8)、密封座(9)和J型密封圈(10)，密封座(9)通過螺栓安裝在水箱(11)的通孔邊緣，壓蓋(8)將J型密封圈(10)的外緣壓緊在密封座(9)的外側(cè)凹槽內(nèi)，J型密封圈(10)的唇口與主軸(12)過盈配合，形成密封結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的試驗裝置，其特征在于:密封座(9)與水箱(11)之間設(shè)有橡膠墊圈(18)，密封座(9)安裝螺栓的位置設(shè)有銅墊圈(19)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:變頻電機(I)、扭矩儀(3)通過第一聯(lián)軸器(2)相連，扭矩儀(3)、主軸(12)通過第二聯(lián)軸器(4)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的試驗裝置，其特征在于:第二聯(lián)軸器(4)一端通過法蘭與扭矩儀(3)相連；另一端通過鋼棒伸入主軸(12)內(nèi)部，由貫通主軸(12)、鋼棒的雙頭螺栓(5)固定；雙頭螺栓(5)的兩頭分別接有兩個螺母。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗裝置，其特征在于:軸承(6)外側(cè)設(shè)有軸承蓋(7)，軸承蓋(7)通過軸承座(13)與地基(15)接觸；變頻電機⑴、扭矩儀(3)均通過支撐架(14)與地基(15)接觸，軸承座(13)、支撐架(14)還通過地面螺栓(16)固定在地基(15)上；水箱(II)與地基(15)之間接有墊塊(17)。
【文檔編號】G01M13/02GK204142494SQ201420517505
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】劉正林, 梁興鑫, 劉嬌, 李光明, 孟祥坤, 陳建偉, 黃久洲 申請人:武漢理工大學(xué)