[发明专利]轴系轴向脉动力测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其是涉及一种用于测量轴系的轴向脉动力测量装置，可用于轴向脉动力测量，也可用于轴向推力的测量。 

背景技术

船舶、舰艇航行时，其艉部的振动、辐射噪声与艉部的复杂结构、主推进装置及艉部伴流场密切相关。由于螺旋桨来流的不均匀性和非定常性，作用在螺旋桨叶片上的水动力脉动分量除了引起螺旋桨直接辐射声外，还激励螺旋桨上方舱底板和叶片振动，并通过轴系和轴承座结构传递到舰艇体结构，引起艉部振动和向水中辐射噪声。实测数据表明，在低航速(4节)时，这部分噪声比螺旋桨直接辐射声高出10dB以上，即使在高航速(12节)，在辐射噪声频谱中的低频段，这部分噪声也比螺旋桨直接辐射声高。因此，螺旋桨-轴系-艉部结构组成系统的振动和声辐射是直接造成舰船和潜艇艉部高振动、高辐射噪声的重要原因之一。 

近年来我国对舰艇螺旋桨不定常力通过轴系激励艇体艉部结构引起的振动和水下辐射噪声进行了研究，建立了相应的数学物理模型和理论预报方法。由于在实船上很难直接测量螺旋桨的不定常力，因此只能采用测量轴上传递的轴向脉动力来换算到螺旋桨不定常力。然而国外的螺旋桨资料表明，螺旋桨轴向激励的脉动分量幅值约为其静推力分量的6‰，其引起的轴系动应变极为微小，而且叠加在很大的静应变中，因此，很难采用传统的直接应变测量方法获取螺旋桨的轴向脉动力参数。国外在轴系轴向振动激励力测量方面一直处于研究之中，国内以往也未对螺旋桨轴向脉动力进行过实船或实艇的试验研究，还缺乏螺旋桨不定常激励力、推力轴承动刚度等测试手段，因此，对螺旋桨通过轴系传递激励艇体结构引起的低频噪声分量的预报分析来讲，就缺乏了准确的输入，因而阻碍了螺旋桨激励轴系和艉部结构振动噪声的定量评估和控制研究的进一步深入。 

发明内容

本申请人针对上述的问题，进行了研究改进，提供一种轴系轴向脉动力测量装置，精确测量轴系的轴向脉动力，为轴系及相关零部件减小振动噪声进行改进设计提供准确的参数。 

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： 

一种轴系轴向脉动力测量装置，包括第一定位法兰及第二定位法兰，第一定位法兰及第二定位法兰间隔一定距离固定安装在轴上；两根传力杆对称设置，分别滑套在第二定位法兰的滑槽中，两根传力杆的一端分别固定连接在第一定位法兰上；四片测力簧片两两对称安装在第二定位法兰的两侧，测力簧片的一端分别固定安装在第二定位法兰上，另一端分别与传力杆固定连接；四个应变计分别贴装在测力簧片上，四个应变计之间采用全桥接线并且其输出端连接遥测数据采集系统。 

进一步的： 

所述第一定位法兰与第二定位法兰之间的间距与测力簧片轴向长度的比值为30～50倍。 

所述传力杆的截面刚度与测力簧片的截面刚度的比值为80～120倍。 

所述测力簧片两端固定连接在法兰固定块及传力杆固定块上，法兰固定块固定装置在第二定位法兰上，传力杆固定块固定装置在传力杆上。 

所述第一定位法兰由两个半圆环形法兰连接构成，所述第二定位法兰由两个带滑槽的半圆环形法兰连接构成。 

所述应变计为半导体应变计。 

本发明的技术效果在于： 

本发明公开的一种轴系轴向脉动力测量装置，为轴系轴向脉动力测量提供了一种结构简单、测试精度高的测量装置，采用机械放大及应变计全桥接线放大相结合的微应变测量技术，精确测量轴系的轴向脉动力，为轴系及相关零部件减小振动噪声进行改进设计提供准确的参数；测量装置采用对称结构，减少测量装置对轴的影响，减少附加的动不平衡，提高测量精度；另外，采用半导体应变计使测量精度更高。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明的三维结构示意图。 

图3为应变计的全桥接线示意图。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。