[发明专利]一种船舶推进轴系激振力对中加载和检测装置

说明书

本发明属于船舶激振力检测相关技术领域，其公开了一种船舶推进轴系激振力对中加载和检测装置，支撑单元用于支撑并调节激振力输出单元；激振力输出单元包括球头顶杆；限位单元包括压紧盖、推力球轴承以及连接套，压紧盖的一端设有锥形槽，球头顶杆的端部收容于锥形槽内，连接套的另一端连接船舶的仿桨盘；激振器轴线测量单元包括无衍射光空间基准以及测量单元，无衍射光空间基准发射无衍射光束，测量单元包括支撑架、相机、位移传感器以及对齐杆，相机用于采集无衍射光束中心的位置，对齐杆水平放置且与球头顶杆接触，位移传感器用于采集球头顶杆的径向位移。本申请可以实现在旋转轴系上施加方向和大小可调的激振力并保证与仿桨盘等的精确对准。

技术领域

本发明属于船舶激振力检测相关技术领域，更具体地，涉及一种船舶推进轴系激振力对中加载和检测装置。

背景技术

推进轴系是船舶动力系统、燃气轮机、航空发动机等诸多机械系统的重要组成部分。船舶推进轴系是船舶动力系统的核心组成部分之一，其主要任务是连接主机与螺旋桨，将前者所产生扭矩传递给后者，将螺旋桨产生的轴向推力通过推力轴承传给船体，以推动船舶运动。在船舶实际航行过程中会受到多种复杂载荷的影响，无可避免的产生振动。当外界激振力的频率(叶频及其倍频)接近振动的固有频率时，推进轴系会产生共振。舰艇的推进轴系普遍存在100HZ以下低频振动能量大且线谱较多的问题，这一点已为许多实例所证明。避振不佳或其他因素等可能导致这些关联振动线谱的振幅过大或明显化，振动及其它因素会交互作用，恶化轴承等工作状况并导致振动特性变化，使叶频次振动特征不明晰，导致目前轴系叶频次明显低频线谱振动产生机理仍未完全清楚，因此开展相关振动的研究尤为重要。

中国专利CN104062138公开了一种动态试验加载装置，通过空气弹簧施加静推力，通过激振器施加动态力，从而模拟船舶螺旋桨与推进轴之间的相互作用载荷，但其对中往往采用的是人眼识别对中，主观性很大，加上高速旋转的激振力，对中是否精准直接影响后期测量的误差；中国专利CN102980765A公开了一种船舶轴系综合试验平台，通过液压的方式对推进轴加载三向轴向力以及扭矩负载，但以上装置均不能调节所施加激振力的方向，也不能检测激振力加载装置和船舶推进轴系轴线是否对中，受轴系自重以及不平衡质量等因素的影响，船舶推进轴系经过校中后通过是一条挠曲的曲线，采用不同的校中方法的推进轴系的挠度曲线也不相同，如果所施加的激振力方向与偏差较大，则会导致出现其他方向的激振力分量，会对试验结果产生较大的影响，所以为了尽可能的还原螺旋桨产生的激励力需要一种高度、俯仰角和偏摆角可调的激振力加载装置，因此需要对施加的激振力的大小和方向进行检测。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种船舶推进轴系激振力对中加载和检测装置可以实现在旋转轴系上施加方向和大小可调的激振力并保证与仿桨盘等的精确对准。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种船舶推进轴系激振力对中加载和检测装置，所述装置包括激振力输出单元、支撑单元、限位单元以及激振器轴线测量单元，其中：所述支撑单元用于支撑并调节所述激振力输出单元；所述激振力输出单元包括球头顶杆；所述限位单元包括压紧盖、推力球轴承以及连接套，所述压紧盖的一端设有锥形槽，所述球头顶杆的端部收容于所述锥形槽内，所述压紧盖的另一端与所述推力球轴承连接，所述推力球轴承收容于连接套的一端，所述连接套的另一端连接船舶的仿桨盘；所述激振器轴线测量单元包括无衍射光空间基准以及测量单元，所述无衍射光空间基准设于所述激振力输出单元的起始端，所述无衍射光空间基准发射无衍射光束，所述无衍射光束用于所述激振力输出单元的轴线基准，所述测量单元包括支撑架、相机、位移传感器以及对齐杆，所述相机、位移传感器以及对齐杆设于所述支撑架上，所述相机用于采集所述无衍射光束中心的位置，所述对齐杆水平放置且与所述球头顶杆接触，所述位移传感器用于采集所述球头顶杆的径向位移。