船用泵搖擺條件下的性能測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特指用于船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性、振 動(dòng)、噪聲和壓力脈動(dòng)研究的試驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 艦船搖擺是指艦船繞軸線所作的周期性角位移運(yùn)動(dòng)。艦船是水上的浮動(dòng)體，無(wú)論 是航行還是停泊時(shí)，都會(huì)隨著風(fēng)浪產(chǎn)生搖擺和傾斜。
[0003] 在海洋條件下，船體在風(fēng)、海浪等因素的作用下會(huì)產(chǎn)生搖擺，而船用栗及其管道內(nèi) 的介質(zhì)會(huì)產(chǎn)生附加加速度，附加慣性力，使得工質(zhì)產(chǎn)生周期性波動(dòng)，影響流動(dòng)的非定常特性 或者動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，同時(shí)搖擺環(huán)境下船用栗運(yùn)行時(shí)的受力變化也同樣會(huì)導(dǎo)致水力機(jī)械水力 性能降低，同時(shí)加劇振動(dòng)和噪聲等。研制并運(yùn)用船用栗搖擺試驗(yàn)裝置，可以在實(shí)驗(yàn)室中將船 用栗隨艦船搖擺的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)真實(shí)的表現(xiàn)出來(lái)，通過試驗(yàn)確定船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中 使用的適應(yīng)性;同時(shí)以陸地試驗(yàn)取代海上試驗(yàn)，大大降低了試驗(yàn)成本，縮短了研制周期。
[0004] 目前，各發(fā)達(dá)國(guó)家都投入了大量的人力物力從事各種搖擺試驗(yàn)臺(tái)的研制。美國(guó)海 軍水面作戰(zhàn)中心Carderock分部研制了電液驅(qū)動(dòng)的搖擺臺(tái)，日本Toyota和德國(guó)Benz汽車公 司研制的汽車駕駛仿真器等。我國(guó)搖擺臺(tái)研制起步較晚，但發(fā)展比較迅速。南京電子技術(shù)研 究所設(shè)計(jì)了某艦載雷達(dá)大型搖擺試驗(yàn)臺(tái)，為雷達(dá)天線系統(tǒng)提供一個(gè)模擬艦體的試驗(yàn)臺(tái)；北 理工、哈工大等院校也研制了飛機(jī)模擬器運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，以及上海2010世博會(huì)上展出了地震模 擬臺(tái)等。這些搖擺臺(tái)是集機(jī)械、液壓、控制技術(shù)和傳感器檢測(cè)技術(shù)于一體的綜合性測(cè)試設(shè) 備，雖然可以實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動(dòng)模擬，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)非常高，操作使用困難，且出現(xiàn)故 障難以排查，故不易推廣使用。
[0005] 因此，很有必要針對(duì)船用栗這一特定類型栗提出一種簡(jiǎn)單易行的搖擺試驗(yàn)裝置。 為此，首先設(shè)計(jì)一由軸承支撐的搖擺臺(tái)，把船用栗安裝在搖擺臺(tái)上，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)其運(yùn)行， 利用儀表、傳感器對(duì)其性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，即可得出在傾斜和搖擺條件下船用栗的性能變 化，以研究船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中使用的適應(yīng)性。該裝置已加工出實(shí)物，并運(yùn)行良好。 目前尚無(wú)針對(duì)船用栗搖擺試驗(yàn)裝置的專利公布。本發(fā)明以在艦船上應(yīng)用較多的船用立式離 心栗為例進(jìn)行說(shuō)明，本發(fā)明亦可應(yīng)用到其它類型栗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種用于船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性、振動(dòng)、噪聲和壓力脈動(dòng) 研究的試驗(yàn)裝置。
[0007] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):船用栗搖擺條件下的性能測(cè)試裝置，包括計(jì)算 機(jī)、數(shù)據(jù)采集儀、變頻控制柜、搖擺臺(tái)、船用栗、水箱、進(jìn)口管路、出口管路、水聽器、加速度傳 感器、壓力傳感器和水泥座；
[0008] 所述搖擺臺(tái)包括搖擺架、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、飛輪、連桿、銷、支架、定位刻度板、軸 承、支撐板、彈簧、搖擺臺(tái)底座和螺栓孔;所述飛輪包括飛輪盤和銷孔，所述銷孔設(shè)于飛輪盤 上不同半徑處;所述搖擺架由飛輪連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)，動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)由聯(lián)軸器連接減速器 輸入;所述搖擺架的底部平臺(tái)上開有螺栓孔，用于安裝固定船用栗;所述連桿通過銷和銷孔 配合連接飛輪和搖擺架;通過改變飛輪上銷孔的位置調(diào)節(jié)搖擺架的最大擺角；所述驅(qū)動(dòng)電 機(jī)和減速器由支架支撐固定在搖擺臺(tái)底座上;所述支撐板通過軸承連接安裝在搖擺架兩 偵I并固定在所述搖擺臺(tái)底座上;所述彈簧安裝于搖擺架與底座之間，可提供最大擺角下的 回復(fù)力并能緩沖沖擊;所述定位刻度板上開有孔并刻有角度數(shù)值，達(dá)到某一角度時(shí)可插入 銷子定位;所述搖擺臺(tái)底座用于支撐搖擺臺(tái)及與水泥座連接固定；
[0009] 所述船用栗包括蝸殼、底座、進(jìn)口法蘭、出口法蘭和電機(jī)線纜;所述蝸殼上開螺紋 孔，用于連接所述壓力傳感器，所述壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線連接所述數(shù)據(jù)采集儀;所述蝸殼 上裝有所述加速度傳感器，所述進(jìn)出口法蘭處和所述栗底座四角各裝1個(gè)所述加速度傳感 器，所述加速度傳感器通過數(shù)據(jù)線連接所述數(shù)據(jù)采集儀;所述電機(jī)線纜一端與所述船用栗 連接，另一端與所述變頻控制柜連接；
[0010] 所述水箱包括箱體、進(jìn)排水管路、出水接頭、回水孔和水箱平臺(tái)；所述箱體下部有 兩個(gè)螺紋接頭，一個(gè)為所述出水接頭，另一個(gè)接所述進(jìn)排水管路，所述出水接頭與栗進(jìn)口管 連接，所述進(jìn)排水管路其接頭盡量靠近箱體下部;所述回水孔與出口管路連接，用于所述出 口管路回水;所述水箱平臺(tái)支撐所述水箱，并保持進(jìn)口管路水平；
[0011 ] 所述進(jìn)口管路包括進(jìn)口管、進(jìn)口控制閥、進(jìn)口壓力變送器和進(jìn)口取壓孔及接頭;所 述進(jìn)口管包括第一進(jìn)口管段、第二進(jìn)口管段和進(jìn)口波紋軟管，所述進(jìn)口波紋軟管連接所述 船用栗的進(jìn)口法蘭;所述第二進(jìn)口管上設(shè)有所述進(jìn)口取壓孔及接頭;所述進(jìn)口取壓孔及接 頭與進(jìn)口壓力變送器的一端連接，所述進(jìn)口壓力變送器的另一端與所述數(shù)據(jù)采集儀的輸入 端連接；
[0012] 所述出口管路包括出口管、出口控制閥、電磁流量計(jì)、出口壓力變送器和出口取壓 孔及接頭;所述出口管包括第一出口管段、出口波紋軟管及后續(xù)出口管段，所述第一出口管 段連接所述船用栗出口法蘭和所述出口波紋軟管;所述第一出口管路開有螺紋孔，用于連 接所述水聽器;所述出口管上還設(shè)有取壓孔及接頭，所述出口取壓孔及接頭與所述出口壓 力變送器的一端連接，所述出口壓力變送器的另一端與所述數(shù)據(jù)采集儀的輸入端連接;所 述數(shù)據(jù)采集儀的輸出端與所述計(jì)算機(jī)連接。
[0013] 上述方案中，所述船用栗通過螺栓插入所述螺栓孔將所述底座固定安裝在所述搖 擺架底部平臺(tái)上。
[0014] 上述方案中，所述搖擺臺(tái)底座必須與所述水泥座一起澆鑄或通過底腳螺栓連接固 定。
[0015] 上述方案中，所述進(jìn)口管路、出口管路均要有支撐架進(jìn)行可靠地支撐固定。
[0016] 上述方案中，所述進(jìn)口取壓孔及接頭與所述進(jìn)口管在同一水平位置上。
[0017] 上述方案中，所述出口取壓孔及接頭設(shè)置在所述出口管段的水平管段上。
[0018] 上述方案中，所述進(jìn)排水管路上還安裝有所述進(jìn)排水控制閥，所述進(jìn)排水控制閥 為快開閥門。
[0019] 上述方案中，所述變頻控制柜通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)用以調(diào)節(jié)所述搖擺臺(tái)的擺動(dòng)周 期。
[0020] 上述方案中，所述計(jì)算機(jī)安裝有與所述數(shù)據(jù)采集儀配套的系統(tǒng)。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 本發(fā)明針對(duì)船用栗設(shè)計(jì)了專用的搖擺試驗(yàn)裝置，可以進(jìn)行船用栗多工況多傾斜角 度下和多搖擺周期及幅度下的外特性、振動(dòng)、噪聲和壓力脈動(dòng)試驗(yàn);所述搖擺臺(tái)固定在水泥 座上，所述船用栗通過底腳螺栓固定在搖擺臺(tái)上，通過所述變頻控制柜控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)可控 制搖擺臺(tái)的擺動(dòng)周期，通過變換銷插入的所述連桿與飛輪連接的銷孔可調(diào)節(jié)搖擺臺(tái)的最大 擺角，通過控制所述出口控制閥調(diào)節(jié)流量可改變所述船用栗的工況，所述出口壓力變送器、 進(jìn)口壓力變送器和流量計(jì)采集壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，所述水聽器采集流體噪聲聲壓信號(hào)， 所述噪聲加速度和壓力傳感器采集振動(dòng)和壓力脈動(dòng)信號(hào)傳送到所述數(shù)據(jù)采集儀，所述計(jì)算 機(jī)采集信號(hào)獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)，即可進(jìn)行所述船用栗的搖擺性能測(cè)試，或者在所述搖擺架達(dá)到 某一傾斜角度時(shí)將銷子插入所述定位刻度板上的孔進(jìn)行定位以完成所述船用栗的傾斜試 驗(yàn);本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度高，并可進(jìn)行外特性、振動(dòng)、噪 聲和壓力脈動(dòng)信號(hào)的同步測(cè)試，為船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性試驗(yàn)以及振動(dòng)、噪聲 和壓力脈動(dòng)試驗(yàn)測(cè)試提供了有效的手段，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是船用栗搖擺試驗(yàn)裝置示意圖；
[0024]圖2是圖1所示搖擺臺(tái)示意圖；
[0025]圖3是圖1所示測(cè)點(diǎn)分布示意圖。
[0026]圖中：1計(jì)算機(jī)，2數(shù)據(jù)采集儀，3變頻控制柜，4搖擺臺(tái)，401搖擺架，402驅(qū)動(dòng)電機(jī)， 403減速器，404飛輪，4041飛輪盤，4042銷孔，405連桿，406銷，407支架，408定位刻度板，409 軸承，410支撐板，411彈簧，412搖擺臺(tái)底座，413螺栓孔，5船用栗，501蝸殼，502底座，503進(jìn) 口法蘭，504出口法蘭，505電機(jī)線纜，6水箱，601箱體