[实用新型]T型动态加载转叶扭矩考核装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟调距桨在流体中调距过程受力状态变化的装置，尤其是一种能模拟调距桨在调距过程中的转叶扭矩，从而可以考核调距桨调距机构、调距电液系统的调距能力及系统可靠性的考核装置。 

背景技术

调距、稳距（保持螺距）是调距桨装置设计中需要重点解决的技术问题，在各工况下，桨毂调距机构都必须有足够的强度，而电液系统需在各种负荷工况下提供足够的驱动力及控制精度来调距或稳距，对于新研制的重要调距桨装置，需要进行试验验证。水中全尺寸模拟试验所得结果真实、准确、有效，但是试验费用高、试验周期长并且对水体深度、流速等要求很高。动态加载试验，采用离心加载装置代替桨叶，利用加载装置在旋转过程中产生的离心力矩模拟桨叶调距过程所受的转叶力矩，其试验经费、试验周期和试验的难度都远小于水中全尺寸模拟试验。 

将加载装置安装到桨毂上，转轴在工作转速下运行，利用加载装置产生的离心力矩模拟桨毂水中调距所受的转叶扭矩。在机构进行调距时，加载装置产生的各种载荷会随着曲柄销角度的不同而发生变化，保证加载装置产生的转叶扭矩与实船桨叶所受转叶扭矩基本一致，就可以达到考核调距桨装置桨毂的调距机构，及负载下调距电控液压系统的目的。到目前为止，国内外还没有满足上述设计要求的加载装置。 

发明内容

本实用新型是要提供一种T型动态加载转叶扭矩考核装置，使其在高速旋转时可以模拟实际桨叶在水中所受的转叶力矩，就可以达到考核调距桨装置的桨毂的调距机构，以及负载下调距电液系统。 

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种T型动态加载转叶扭矩考核装置，具有一个与桨毂的法兰连接的立柱，其特点是：立柱一侧设置主侧臂和主重锤，另一侧设有调节侧臂，当所述装置绕桨毂的转轴旋转时，产生的离心力矩平移到法兰上表面中心，得到转叶扭矩。 

所述装置的尺寸大小可调，用于产生模拟桨毂调距过程中及稳距状态下的转叶扭矩与桨叶实际转叶力矩一致。 

所述装置的可调尺寸包括立柱的长、高、主侧臂长、高、主重锤和调节侧臂的长、高、宽。 

本实用新型的有益效果： 

1．本实用新型设计了一种T型动态加载转叶扭矩考核装置，可以模拟调距过程中及稳距状态下桨毂机构所受到的转叶扭矩。

2．该T型动态加载转叶扭矩考核装置在设计工况的螺距下时，还可以近似模拟桨毂的受力。 

附图说明

图1是T型动态加载转叶扭矩考核装置参数化模型示意图； 

图2是T型动态加载转叶扭矩考核装置立体示意图；

图3是含T型动态加载转叶扭矩考核装置的桨毂部件立体示意图；

图4是本实用新型的加载装置与桨叶实际转叶扭矩的对比图。

具体实施方式

下面结构附图与实施例对本实用新型作进一步说明。 

如图1，2，3所示，一种T型动态加载转叶扭矩考核装置，立柱4上一边设有主侧臂1和主重锤2，另一边设有调节侧臂3。加载装置绕转轴5旋转时，产生的离心力矩平移到法兰上表面中心就可以得到转叶扭矩。本实用新型通过调节该装置的尺寸，可以产生模拟桨毂调距过程中及稳距状态下的转叶扭矩与桨叶实际转叶力矩一致。该装置的可调尺寸包括立柱的长x（3）、高x（10），主侧臂的长x（1）、高x（2），主重锤的长x（6）、高x（5）、宽x（4），调节侧臂的长x（7）、高x（8）、宽x（9）。 

一种T型动态加载转叶扭矩考核装置和具体设计方法： 

第一步，建立T型动态加载转叶扭矩考核装置设计模型

第二步，求解设计模型

利用MATLAB优化工具箱，求解第一步建立的设计模型，得到相应的设计变量取值，即可得到满足要求的设计方案。

若设计的载荷工况为： 

                                  (1)

对于加载装置需要产生的转叶扭矩如图4中虚线所示。

利用本专利提出的设计方法可以得到设计变量为： 

         (2)

在该设计方案下，设计示意图如所示，设计出的T型动态加载转叶扭矩考核装置产生的扭矩为：

                                  (3)

表 1 期望值与设计值得比较

图4给出了加载装置产生的转叶扭矩与桨叶实际转叶扭矩的对比，可以看出设计的加载装置很好地满足了调距过程中对转叶扭矩的要求。