一種大推力低剛度加載裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于模擬推進系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大推力低剛度加載裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]推進系統(tǒng)將推進電機正、反兩個方向的扭矩傳遞給螺旋槳，同時將螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的推力傳遞給艇體，推動船舶航行。推進系統(tǒng)振動對船舶的隱身性能產(chǎn)生重要影響，而且縱向與橫向還存在強耦合振動，開展振動控制技術(shù)研究并實現(xiàn)實船應(yīng)用是降低船舶輻射噪聲的重要途徑。
[0003]建立模擬實船推進系統(tǒng)運行特性的陸上試驗平臺，對開展推進系統(tǒng)動態(tài)特性研究工作具有重要意義，是驗證新技術(shù)、新裝置的重要平臺。其中推力加載裝置模擬螺旋槳等推進器的推力，根據(jù)螺旋槳運行特性，推力加載過程中不能引入縱向與徑向約束，否則會對試驗系統(tǒng)帶來約束干擾，改變動態(tài)特性。
[0004]現(xiàn)有推力加載裝置存在以下局限性:1.縱向剛度大，即在施加推力時引入了很強的縱向約束，改變了系統(tǒng)縱向動態(tài)特性，對縱向振動控制技術(shù)的研究帶來干擾。2.垂向橫向剛度大，即在施加推力時引入很強的橫向約束，改變了系統(tǒng)垂向橫向動態(tài)特性，對橫向振動控制技術(shù)的研究帶來干擾；3.推力不穩(wěn)定，現(xiàn)有加載裝置缺乏推力反饋與控制系統(tǒng)，無法實時控制與調(diào)整推力，導致推力不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種大推力低剛度加載裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的推力，且加載推力時不會引入強縱向約束及強橫向約束，不會改變系統(tǒng)縱向、橫向或垂向的動態(tài)特性。
[0006]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0007]—種大推力低剛度加載裝置，包括:氣瓶、壓力控制單元、第一支撐座、第二支撐座、進氣管道、氣囊、過渡盤、載荷測量儀、軸承缸組件、傳動軸及動態(tài)激勵桿；
[0008]所述第一支撐座設(shè)有進氣孔及中心通孔；
[0009]所述氣囊為環(huán)狀空腔結(jié)構(gòu)；
[0010]其連接關(guān)系如下:第一支撐座和第二支撐座分別固定在氣囊的兩端；動態(tài)激勵桿依次穿過第一支撐座的中心通孔及氣囊的中心孔后，與第二支撐座固定連接；氣瓶通過進氣管道及第一支撐座的進氣孔與氣囊的內(nèi)腔相通；進氣管道上設(shè)有壓力控制單元，壓力控制單元通過控制進入氣囊中的氣壓來設(shè)定加載推力；軸承缸組件通過過渡盤固定在第二支撐座沒有安裝氣囊的一端，載荷測量儀安裝在過渡盤與軸承缸組件之間，并與壓力控制單元電氣連接；傳動軸的一端通過軸承與軸承缸組件配合，另一端與外部的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；軸承缸組件用于將非旋轉(zhuǎn)部分氣囊的加載推力傳遞至旋轉(zhuǎn)部分傳動軸。
[0011]進一步的，所述軸承缸組件包括:調(diào)整盤、尾端蓋、軸承缸、滾子軸承、止推軸承及首端蓋；所述軸承缸上設(shè)有進油孔及出油孔；
[0012]尾端蓋和首端蓋分別固定在軸承缸的兩端；調(diào)整盤套裝在尾端蓋中；滾子軸承和止推軸承均套裝在軸承缸內(nèi)，并分別位于進油孔及出油孔的兩側(cè)。
[0013]進一步的，在尾端蓋和首端蓋與軸承缸的接觸面上分別裝有端面密封圈；在傳動軸與軸承缸組件配合面上裝有徑向密封圈。
[0014]有益效果:(1)由于本發(fā)明中的氣囊的軸向剛度與徑向剛度低，因此，在加載過程中不會引入強縱向約束和強橫向約束，避免了對系統(tǒng)縱向、垂向或橫向的動態(tài)特性造成影響。
[0015](2)本發(fā)明的壓力控制單元和載荷測量儀實現(xiàn)對推力的實時反饋，進而通過調(diào)整氣囊中的壓力實現(xiàn)不同的推力，且保證了推力大且穩(wěn)定。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成圖。
[0017]圖2為軸承缸組件的結(jié)構(gòu)組成圖。
[0018]其中，1-氣瓶，2-壓力控制單元，3-第一支撐座，4-氣囊，5-過渡盤，6_載荷測量儀，7-軸承缸組件，8-傳動軸，9-動態(tài)激勵桿，10-首端蓋，11-徑向密封圈，12-止推軸承，
13-滾子軸承，14-軸承缸，15-端面密封圈，16-尾端蓋，17-調(diào)整盤，18-第二支撐座，19-進氣管道，20-進油孔，21-出油孔。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進行詳細描述。
[0020]本發(fā)明提供了一種大推力低剛度加載裝置，參見附圖1，包括:氣瓶1、壓力控制單元2、第一支撐座3、第二支撐座18、進氣管道19、氣囊4、過渡盤5、載荷測量儀6、軸承缸組件7、傳動軸8及動態(tài)激勵桿9 ；
[0021]所述第一支撐座3設(shè)有進氣孔；第一支撐座3和第二支撐座18的中心均設(shè)有通孔；
[0022]所述氣囊4為環(huán)狀空腔結(jié)構(gòu)，由于氣囊4的軸向剛度與徑向剛度很低，不會引入強約束，能夠?qū)崿F(xiàn)大推力低剛度的要求；
[0023]所述動態(tài)激勵桿9與激振機、力錘等動態(tài)激勵裝置連接，用于模擬對外部旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的動態(tài)激勵力，進而開展推進系統(tǒng)動態(tài)特性研究；
[0024]參見附圖2，所述軸承缸組件7包括:調(diào)整盤17、尾端蓋16、端面密封圈15、軸承缸14、滾子軸承13、止推軸承12、徑向密封圈11及首端蓋10 ;
[0025]所述軸承缸14上設(shè)有進油孔20及出油孔21 ；
[0026]尾端蓋16和首端蓋10分別固定在軸承缸14的兩端；在尾端蓋16和首端蓋10與軸承缸14的接觸面上分別裝有端面密封圈15 ;調(diào)整盤17套裝在尾端蓋16中；滾子軸承13和止推軸承12均套裝在軸承缸14內(nèi)，并分別位于進油孔20及出油孔21的兩側(cè)；徑向密封圈11分別安裝在尾端蓋16和首端蓋10的內(nèi)圓周面上；
[0027]其連接關(guān)系如下:第一支撐座3和第二支撐座18分別通過螺釘固定在氣囊4的兩端；動態(tài)激勵桿9依次穿過第一支撐座3的通孔及氣囊4的中心孔后，通過螺紋固定在第二支撐座18的通孔中；氣瓶1通過進氣管道19及第一支撐座3的進氣孔與氣囊4的內(nèi)腔相通；進氣管道19上設(shè)有壓力控制單元2，壓力控制單元2通過控制進入氣囊4中的氣壓來設(shè)定加載推力；過渡盤5通過螺釘固定在第二支撐座18沒有安裝氣囊4的一端，軸承缸組件7通過螺釘固定在過渡盤5上；載荷測量儀6安裝在過渡盤5與軸承缸組件7的軸承缸14之間，并與壓力控制單元2電氣連接，用于將推力反饋信號傳輸至壓力控制單元2 ;傳動軸8的一端通過滾子軸承13和止推軸承12與軸承缸組件7配合，并通過傳動軸8與尾端蓋16及首端蓋10接觸面上的徑向密封圈11進行密封，傳動軸8的另一端與外部的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接。
[0028]工作原理:運行中，氣瓶1通過進氣管路19往氣囊4中充氣，氣囊4內(nèi)的壓力形成了加載推力，壓力控制單元2對氣囊4內(nèi)的壓力進行控制，使氣囊4內(nèi)的壓力對應(yīng)產(chǎn)生的加載推力與提前預設(shè)的設(shè)定推力相對應(yīng)；氣囊4的加載推力通過載荷測量儀6依次傳遞至調(diào)整盤17、尾端蓋16、軸承缸14、止推軸承12與傳動軸8 ;載荷測量儀6將加載推力的信號實時反饋至壓力控制單元2，當試驗中因泄漏等因素導致推力發(fā)生變化，即加載推力與設(shè)定推力不一致時，壓力控制單元2通過閥組改變充氣壓力，來實時調(diào)整氣囊4內(nèi)的壓力，以保證加載推力穩(wěn)定；軸承缸組件7實現(xiàn)非旋轉(zhuǎn)部分氣囊4與旋轉(zhuǎn)部分傳動軸8的推力傳遞，還對傳動軸8起支撐作用；外部冷卻與潤滑油從軸承缸14的進油口通入滾子軸承13、止推軸承12及軸承缸14中，實現(xiàn)軸承的冷卻與潤滑。
[0029]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種大推力低剛度加載裝置，其特征在于，包括:氣瓶(1)、壓力控制單元(2)、第一支撐座(3)、第二支撐座(18)、進氣管道(19)、氣囊(4)、過渡盤(5)、載荷測量儀￠)、軸承缸組件(7)、傳動軸(8)及動態(tài)激勵桿(9); 所述第一支撐座(3)設(shè)有進氣孔及中心通孔； 所述氣囊(4)為環(huán)狀空腔結(jié)構(gòu)； 其連接關(guān)系如下:第一支撐座(3)和第二支撐座(18)分別固定在氣囊(4)的兩端?’動態(tài)激勵桿(9)依次穿過第一支撐座(3)的中心通孔及氣囊(4)的中心孔后，與第二支撐座(18)固定連接；氣瓶(1)通過進氣管道(19)及第一支撐座(3)的進氣孔與氣囊(4)的內(nèi)腔相通；進氣管道(19)上設(shè)有壓力控制單元(2)，壓力控制單元(2)通過控制進入氣囊(4)中的氣壓來設(shè)定加載推力；軸承缸組件(7)通過過渡盤(5)固定在第二支撐座(18)沒有安裝氣囊(4)的一端，載荷測量儀(6)安裝在過渡盤(5)與軸承缸組件(7)之間，并與壓力控制單元(2)電氣連接；傳動軸(8)的一端通過軸承與軸承缸組件(7)配合，另一端與外部的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；軸承缸組件(7)用于將非旋轉(zhuǎn)部分氣囊(4)的加載推力傳遞至旋轉(zhuǎn)部分傳動軸⑶。2.如權(quán)利要求1所述的一種大推力低剛度加載裝置，其特征在于，所述軸承缸組件(7)包括:調(diào)整盤(17)、尾端蓋(16)、軸承缸(14)、滾子軸承(13)、止推軸承(12)及首端蓋(10);所述軸承缸(14)上設(shè)有進油孔(20)及出油孔(21); 尾端蓋(16)和首端蓋(10)分別固定在軸承缸(14)的兩端；調(diào)整盤(17)套裝在尾端蓋(16)中；滾子軸承(13)和止推軸承(12)均套裝在軸承缸(14)內(nèi)，并分別位于進油孔(20)及出油孔(21)的兩側(cè)。3.如權(quán)利要求1或2所述的一種大推力低剛度加載裝置，其特征在于，在尾端蓋(16)和首端蓋(10)與軸承缸(14)的接觸面上分別裝有端面密封圈(15);在傳動軸(8)與軸承缸組件(7)配合面上裝有徑向密封圈(11)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大推力低剛度加載裝置，屬于模擬推進系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域；它包括：氣瓶、第一支撐座、第二支撐座、進氣管道、氣囊、過渡盤、軸承缸組件、傳動軸及動態(tài)激勵桿；第一支撐座和第二支撐座分別固定在氣囊的兩端；動態(tài)激勵桿依次穿過第一支撐座的中心通孔及氣囊的中心孔后，與第二支撐座固定連接；氣瓶通過進氣管道及第一支撐座的進氣孔與氣囊的內(nèi)腔相通；軸承缸組件通過過渡盤固定在第二支撐座沒有安裝氣囊的一端，傳動軸的一端通過軸承與軸承缸組件配合，另一端與外部的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)連接；該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的推力，且加載推力時不會引入強縱向約束及強橫向約束，不會改變系統(tǒng)縱向、橫向或垂向的動態(tài)特性。
【IPC分類】G01M10/00, G01M99/00
【公開號】CN105277336
【申請?zhí)枴緾N201510788657
【發(fā)明人】劉偉, 劉義軍, 韓海榮, 俞強, 肖清
【申請人】中國艦船研究設(shè)計中心
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年11月17日