[发明专利]一种大型船舶推进轴系试验台液压加载装置

说明书

技术领域

本发明涉及液压加载装置，尤其是涉及大型船舶推进轴系试验台液压加载装置。

背景技术

目前，船舶向大型化发展越来越迅速，仅2009年的一年时间里就有30 000 DWT的VLCC、29 8000 DWT的VLOC、14 7000 m³的LNG船和8530 TEU的集装箱船等不同类型大型船舶40余艘通过船舶检验而交付使用。大型船舶显著提高了货品运输能力，大大提升了运输经济效益；但是船舶大型化发展对于船舶推进轴系安全运行带来较大影响。据报道，由于大型/超大型船舶的船体变形引起推进轴系对中性失效，导致主机曲轴断裂、轴系振动剧烈和尾轴变形与密封破坏等恶性事故时有发生，直接威胁船舶的安全。因此，需要研究大型船舶推进系统在复杂海洋环境下的动力学特性问题，特别是考虑船体变形与推进耦合影响、螺旋桨与流体耦合影响等问题。

目前，国内外对于复杂海洋环境下大型船舶推进系统动力学特性的研究才刚刚起步，相应的分析理论方法还未曾提出，而用来分析耦合问题的试验仪器与实验平台则更是缺乏。其中，如何在轴系实验平台上模拟螺旋桨与流体的相互作用力对于搭建科学可信的大型船舶试验台以及研究其动力学特性至关重要；而目前国内外的船舶轴系试验台均未有设计或安装相应的模拟螺旋桨与流体的相互作用力的加载装置。因此，有必要研发大型船舶推进轴系试验台加载装置来模拟螺旋桨与流体的相互作用力，其对于准确模拟实际环境中大型船舶推进轴系状态、有效研究推进轴系动力学特性具有重要价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种大型船舶推进轴系试验台液压加载装置，以解决现有船舶推进轴系试验台的不足。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的一种大型船舶推进轴系试验台液压加载装置，包括扭矩加载液压装置、力加载液压装置、力传感器检测单元和液压加载系统控制器，其中：扭矩加载液压装置和力加载液压装置安装在船舶推进轴系上，扭矩加载液压装置是齿轮传动驱动液压泵组工作进行加载，模拟流体在桨叶旋转时产生的阻力；力加载液压装置共有三个液压回路，分别安装在船舶推进轴系xyz三个方向上利用油缸进行加载，三个液压回路既可分别作用亦可同时调节；力传感器直接安装在推进轴系上，其中扭矩传感器直接安置在轴上推力轴承和调心滚子轴承上；力传感器通过现场接线盒与液压加载系统控制器中的信号处理单元连接；液压加载系统控制器中的控制输出单元通过电液转换控制方式与扭矩加载泵站单元及力加载泵站单元连接；扭矩加载泵站单元及力加载泵站单元直接嵌入到液压回路中。力传感器读取轴系所受载荷并反馈给液压控制器来控制液压装置，实现轴系加载输入时变载荷、冲击载荷和静载荷等载荷。

其中，所述的扭矩加载液压装置由加载泵组、控制泵站：补油泵组、比例溢流阀、桥式溢流补油回路以及液压油管辅件组成，其中：加载泵组主要由增速齿轮箱、对称布置的两套双向旋转液压泵以及液压油管辅件组成，并且通过轴系转动来驱动；控制泵组主要由驱动电机、液压泵、过滤器、压力控制器以及液压油管辅件组成，互相按工艺流程管路连接；补油泵组主要由驱动电机、液压泵、过滤器、压力控制器、溢流阀以及液压油管辅件组成，互相按工艺流程管路连接；加载泵组、控制泵组、补油泵组通过桥式溢流补油回路连接；比例溢流阀安装在加载泵组的回油口以及控制泵组的出油口，并且通过压力变送器与液压加载系统控制器通信。

所述的力加载液压装置主要由z向加载油缸三位四通换向装置、x向加载油缸三位四通换向装置、y向加载油缸三位四通换向装置、轴向双向推力轴承、径向调心滚子轴承、液压泵组、xyz三向液压油缸、三个比例溢流阀以及液压油管辅件组成，其中：xyz三向加载油缸三位四通换向装置均由三位四通换向阀、液控单向阀以及液压油管组成，并且它们的出油路分别连接各自的液压油缸，回油路分别连接各自的比例溢流阀；轴向双向推力轴承的壳体与z向液压油缸连接；径向调心滚子轴承的壳体水平向和垂向分别与xy两向液压油缸连接；液压泵组由驱动电机、液压泵、溢流阀、单向阀、过滤器、压力控制器以及液压油管辅件组成，互相按工艺流程管路连接。