船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置與測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置及方法，尤其涉及一種能在船舶軸系各個(gè)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試與分析的船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置與測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶動(dòng)力裝置中，軸系是用來(lái)傳遞主機(jī)的功率和螺旋槳推力的，其設(shè)置在主機(jī)的輸出端和螺旋槳之間，包括有傳動(dòng)主機(jī)功率的傳動(dòng)軸，例如推力軸、中間軸、尾軸、螺旋槳軸等，和支承傳動(dòng)軸的軸承以及其它附件，存在尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。船舶軸系振動(dòng)故障會(huì)導(dǎo)致船舶主機(jī)、軸承、螺旋槳等部件的損壞，因此，使用前需要對(duì)船舶軸系進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試。
[0003]船舶軸系振動(dòng)包括扭轉(zhuǎn)振動(dòng)(簡(jiǎn)稱扭振)、橫振和縱振，是評(píng)價(jià)船舶軸系工作性能的重要振動(dòng)指標(biāo)，也是船舶主推進(jìn)系統(tǒng)是否運(yùn)行安全的重要評(píng)價(jià)依據(jù)之一?，F(xiàn)有的船舶軸系扭振測(cè)試一般采用霍爾數(shù)齒傳感器，采集飛輪端齒輪周期性脈沖信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)軸系扭振信號(hào)的采集。該方法存在三個(gè)方面的問(wèn)題:(I)安裝位置受限，僅限于安裝在飛輪位置，且傳感器與齒輪齒面之間是垂直的位置關(guān)系，其安裝間隙為I?3_ ; (2)齒輪的齒數(shù)獲取不易，齒數(shù)是軸系扭振測(cè)試的必要參數(shù)，在測(cè)量前需要在齒輪上做記號(hào)，并主機(jī)盤(pán)車至少一圈，從而獲得齒數(shù)；(3)測(cè)量精度不固定，因?yàn)椴杉妮S系扭振信號(hào)是通過(guò)齒輪脈沖進(jìn)行轉(zhuǎn)化的，因此其測(cè)試精度與齒輪結(jié)構(gòu)、模數(shù)、齒數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)，甚至?xí)霈F(xiàn)由于精度太低，測(cè)試結(jié)果不可信的情況。也有采用在主機(jī)自由端加裝法蘭，安裝并通過(guò)編碼器采集軸系扭振信號(hào)的方法；該方法雖然測(cè)試精度高，但是需要提前加工與被測(cè)主機(jī)相配套的連接法蘭，且工藝要求較高，特別是加裝法蘭的同軸度；因此，存在成本高、裝配困難、安裝位置固定等缺點(diǎn)，因此，需要對(duì)船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置作進(jìn)一步的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種可以根據(jù)需要靈活布置測(cè)點(diǎn)位置的船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種上述裝置的測(cè)試方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:該船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置，其特征在于:包括設(shè)置在待測(cè)軸系部件的軸表面上用于感受并傳遞待測(cè)軸系部件的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的扭振傳感件，所述扭振傳感件包括有皮帶轉(zhuǎn)筒和設(shè)置在所述皮帶轉(zhuǎn)筒上的編碼器，所述皮帶轉(zhuǎn)筒的輸出軸與編碼器相固定，且所述皮帶轉(zhuǎn)筒通過(guò)皮帶與待測(cè)軸系部件傳動(dòng)連接，所述編碼器的輸出連接信號(hào)采集儀，所述信號(hào)采集儀連接信號(hào)采集電腦。
[0007]進(jìn)一步地，還包括有將所述扭振傳感件固定在船體上的基座，其中，所述基座上方設(shè)置有可在所述基座內(nèi)滑移的滑動(dòng)臺(tái)以及連接在所述滑動(dòng)臺(tái)上以將所述扭振傳感件固定的安裝支架。
[0008]進(jìn)一步地，所述安裝支架包括有相互垂直設(shè)置的上支撐座和下支撐座，所述上支撐座中部設(shè)置有供所述編碼器的輸入端穿出的通孔，且在所述通孔周邊分別設(shè)置有至少一個(gè)固定所述編碼器的安裝孔，而所述下支撐座上也設(shè)置有至少一個(gè)固定所述編碼器的定位孔。安裝時(shí)，將編碼器的輸入端穿出上支撐座的通孔后，通過(guò)螺栓、螺母將編碼器與皮帶轉(zhuǎn)筒一起固定在上支撐座和下支撐座上的安裝孔和定位孔上。
[0009]進(jìn)一步地，所述編碼器的輸入端與所述皮帶轉(zhuǎn)筒之間通過(guò)法蘭連接。該編碼器的輸入端與法蘭通過(guò)鍵的形式連接，并通過(guò)固定螺栓進(jìn)行有效固定，防止兩者的相對(duì)滑移。
[0010]本發(fā)明還提供一種船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試裝置的測(cè)試方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0011]①選擇船舶軸系扭振測(cè)點(diǎn)位置，安裝所述扭振傳感件，并通過(guò)所述滑臺(tái)調(diào)整扭振傳感件與待測(cè)軸系部件之間的距離；
[0012]②連接扭振信號(hào)采集儀，連接至信號(hào)采集電腦，打開(kāi)測(cè)試軟件，即可開(kāi)始測(cè)試船舶軸系扭振；其中需要對(duì)等效周期脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式為
[0013]ne= K nXD0
[0014]式中，Iif3為等效周期脈沖數(shù)；Kn為等效系數(shù)，1.2/mm ;D。為被測(cè)軸直徑，mm，等效系數(shù)取決于所述皮帶盤(pán)的結(jié)構(gòu)與編碼器的類型。
[0015]③通過(guò)步驟②中編碼器的等效周期脈沖數(shù)就可獲得軸轉(zhuǎn)動(dòng)一周過(guò)程中任意兩個(gè)脈沖之間的角速度，角速度的動(dòng)態(tài)變化通過(guò)脈沖信號(hào)及數(shù)據(jù)處理后即可獲得船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0016]進(jìn)一步地，所述編碼器在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生120個(gè)有效脈沖。有效脈沖數(shù)能對(duì)測(cè)量精度起到?jīng)Q定性作用。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供了一種可以不受限制地在船舶軸系各個(gè)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)進(jìn)行測(cè)試與分析的測(cè)試裝置和方法，皮帶轉(zhuǎn)筒通過(guò)皮帶與待測(cè)軸系部件傳動(dòng)連接，并且通過(guò)編碼器實(shí)現(xiàn)測(cè)點(diǎn)扭振信號(hào)的精準(zhǔn)性，為船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)分析提供可靠、準(zhǔn)確的測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，同時(shí)在計(jì)算機(jī)終端實(shí)現(xiàn)扭振信號(hào)的快速采集、儲(chǔ)存和后處理，實(shí)現(xiàn)高效、便捷、準(zhǔn)確的船舶軸系扭振測(cè)試與分析，方便船舶性能測(cè)試單位、船廠質(zhì)管部門(mén)、船檢和船東對(duì)船舶主推進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)性能進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明實(shí)施例中扭振傳感件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中安裝支架上支撐座的正視圖；
[0021]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中安裝支架下支撐座的正視圖；
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例中安裝支架的正視圖；
[0023]圖6為本發(fā)明實(shí)施例中法蘭的正視圖；
[0024]圖7為本發(fā)明實(shí)施例中皮帶轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0026]如圖1?7所示，本船舶軸系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)測(cè)試的裝置包括設(shè)置在待測(cè)軸系部件的軸表面上用于感受并傳遞待測(cè)軸系部件的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的扭振傳感件4，扭振傳感件4包括有皮帶轉(zhuǎn)筒43和設(shè)置在皮帶轉(zhuǎn)筒43上的編碼器41，皮帶轉(zhuǎn)筒43的輸出軸與編