[发明专利]一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器进行综合性能测试，其装置包括循环管路，所述循环管路内固定安装有固定架和导轨，所述固定架上设有推力天平，所述推力天平上设有水平梁，所述待测无轴泵喷推进器固定安装在水平梁上，所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承与前导流帽之间设有力传感器；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承上设有轴承加速度传感器；所述待测无轴泵喷推进器的后导叶及后推力轴承上设有电涡流位移传感器。其可以进行径向轴承与推力轴承的优选试验，还可以在各种不同水压下准确反映和测量无轴泵喷推进器的运行性能参数，以及验证高压工况下径向轴承与推力轴承的可靠性。

技术领域

本发明涉及船舶与水下航行器工程技术领域，具体涉及一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法。

背景技术

无轴泵喷推进器将电机转子与叶轮集成于一体，由集成电机直接驱动转子并带动叶轮旋转产生推力，取消了旋转轴系，避免了桨轴系引起的耦合振动噪声，具有高功率密度和低噪声的优点，可广泛用于水下AUV、鱼雷、潜艇以及水面船舶等载体的新型推进器，是目前高功率密度、高性能推进器领域研究的重点和热点。

由于无轴泵喷推进器整体长期在水中工作，集成化电机要求具有良好的水下绝缘和密封，同时，为充分发挥无轴泵喷推进器高功率密度的优势，其径向轴承与推力轴承均可采用水润滑方式，并可满足新型绿色船舶无润滑油泄露的要求。无轴泵喷推进器的工作水深对集成化永磁电机绝缘和密封以及水润滑支撑、推力轴承的润滑性能与具有直接影响，现有压力桶、循环水洞、循环水槽等试验装置，难以满足无轴泵喷推进器在加压运转条件下水动力、电机及其控制、水润滑轴承的测试需求。现有压力桶装置仅能完成无轴泵喷推进器不工作时大水压条件下密性和强度试验，同时，考虑到无轴泵喷推进器整机性能涉及到电磁、水动力、结构等强耦合作用，暂无法通过缩比试验开展换算验证，无轴泵喷推进器的尺度相对较大，其工作条件下的喷射水流量也较大，因此压力桶容器难以满足无轴泵喷推进器水力运转空间需求和承受推进器喷射水流的冲击影响。

现有循环水洞和循环水槽装置均不具备300米以上的大水深使用条件，同时，循环水洞和循环水槽中布置的测试装置主要针对现有常规推进器，难以满足新型无轴泵喷推进器电磁和水润滑轴承性能的测试需求。为验证大水深条件下无轴泵喷推进器径向轴承与推力轴承性能以及整机可靠性，研究水压对无轴泵喷推进器系统性能的影响，亟需设计专用的试验平台。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置及其使用方法，其可以检验无轴泵喷推进器径向轴承与推力轴承在各种水压下的可靠性，还可以准确反映和测量无轴泵喷推进器的运行性能参数，以及验证高压工况下水润滑轴承的可靠性。

为实现上述目的，本发明所设计的一种无轴泵喷推进器综合性能测试装置，用于对待测无轴泵喷推进器进行综合性能测试，其装置包括循环管路，所述循环管路的顶部设有安装口，用于待测无轴泵喷推进器的安装；所述安装口上设有保形盖板，所述保形盖板外侧还设有耐压盖板，所述保形盖板通过弹力柱与耐压盖板连接，所述循环管路还连接有增压装置；所述循环管路内固定安装有固定架和导轨，所述固定架上设有推力天平，所述推力天平上设有水平梁，所述待测无轴泵喷推进器固定安装在水平梁上，所述待测无轴泵喷推进器底部设有测试小车，所述测试小车可滑动地设置在导轨上；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承与前导流帽之间设有力传感器，用于测量推力轴承受力偏载；所述待测无轴泵喷推进器的前推力轴承上设有轴承加速度传感器，用于测量推力轴承的纵向加速度；所述待测无轴泵喷推进器的后导叶及后推力轴承上设有电涡流位移传感器，用于测量后推力盘的平动及摆动状态从而衡量转子的运动，以及用于测量转子的轴心轨迹。

进一步地，所述待测无轴泵喷推进器通过法兰安装在测试小车上，所述法兰上设有法兰加速度传感器，用于测量系统振动，比较不同结构的推力轴承对振动的影响。

更进一步地，所述力传感器有多个，多个所述力传感器周向均布在待测无轴泵喷推进器的推力轴承与前导流帽之间。