一種用于船用泵搖擺性能測(cè)試的裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，涉及一種用于船用泵搖擺性能測(cè)試的裝置，包括搖擺臺(tái)、船用泵、進(jìn)口波紋管段、出口波紋管段、變頻控制柜和和水泥座；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、軸承、彈簧、銷、支架、支撐板、定位刻度板和搖擺臺(tái)底座；所述搖擺臺(tái)固定在所述水泥座上，所述船用泵通過底腳螺栓固定在所述搖擺臺(tái)上，利用所述變頻控制柜控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可帶動(dòng)所述搖擺臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，本實(shí)用新型可以模擬船用泵隨艦船搖擺的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測(cè)試；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進(jìn)行船用泵傾斜和搖擺條件下的性能測(cè)試提供了一種可行的途徑。
【專利說明】
一種用于船用泵搖擺性能測(cè)試的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及流體機(jī)械實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域，特指一種用于模擬船用栗隨艦船搖擺的姿態(tài) 和運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的性能測(cè)試裝置。
【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，無論 是航行還是停泊時(shí)，在風(fēng)、海浪等因素的作用下都會(huì)產(chǎn)生搖擺和傾斜。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，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)，可大大降低試驗(yàn)成本，縮短研究周期。
[0003] 目前，各發(fā)達(dá)國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Benz汽車公 司研制的汽車駕駛仿真器等。我國搖擺臺(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。
[0004] 因此，很有必要針對(duì)船用栗這一特定類型栗提出一種簡單易行的搖擺試驗(yàn)裝置。 為此，首先設(shè)計(jì)一個(gè)由軸承支撐的搖擺臺(tái)，把船用栗安裝在搖擺臺(tái)上，利用所述變頻控制柜 控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)即可帶動(dòng)所述搖擺臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，模擬出船用栗隨艦船搖擺的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)，進(jìn) 行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測(cè)試，以研究船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中的性能 變化。該裝置已加工出實(shí)物，并運(yùn)行良好。目前尚無針對(duì)船用栗搖擺試驗(yàn)裝置的專利公布。 本實(shí)用新型以在艦船上應(yīng)用較多的船用立式離心栗為例進(jìn)行說明，本實(shí)用新型亦可應(yīng)用到 其它類型栗。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005] 本實(shí)用新型提供一種用于船用栗傾斜和搖擺條件下性能測(cè)試的試驗(yàn)裝置。
[0006] 本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，包 括變頻控制柜、搖擺臺(tái)、船用栗、進(jìn)口波紋管段、出口波紋管段和水泥座；
[0007] 所述搖擺臺(tái)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速器、搖擺架、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;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)線纜和驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián) 軸器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過所述電機(jī)線纜連接所述變頻控制柜，并通過所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器 帶動(dòng)所述減速器;所述搖擺架由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)所述減速器驅(qū)動(dòng)飛輪盤轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過所述 連桿帶動(dòng)其擺動(dòng);所述搖擺架的底部平臺(tái)上開有所述螺栓孔，用于安裝固定所述船用栗;所 述飛輪包括飛輪盤和銷孔;所述銷孔設(shè)于飛輪盤的不同半徑處;所述連桿通過所述銷連接 所述飛輪盤和搖擺架;通過改變飛輪上所述銷孔的位置調(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定位孔并刻有角度數(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；
[0008] 所述船用栗包括電機(jī)、電機(jī)線纜、栗體、栗底座、進(jìn)口法蘭和出口法蘭等;所述電機(jī) 通過所述電機(jī)線纜連接所述變頻控制柜;所述栗底座通過螺栓連接螺栓孔固定在搖擺臺(tái) 上;所述進(jìn)口法蘭連接進(jìn)口波紋管段，所述出口法蘭連接出口波紋管段;進(jìn)口波紋管段、出 口波紋管段用于連接栗進(jìn)口、出口管路，并消除管路對(duì)測(cè)試的影響。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 上述方案中，所述進(jìn)口波紋管段、出口波紋管段中沒有與所述船用栗連接的一端 均要有支撐架進(jìn)行可靠地支撐固定。
[0012] 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。
[0013] 有益效果：本實(shí)用新型針對(duì)船用栗設(shè)計(jì)了專用的搖擺測(cè)試裝置，可以模擬船用栗 隨艦船搖擺的姿態(tài)和運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測(cè)試;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，即可進(jìn)行所述船用栗的搖擺性能測(cè)試；亦可通過變換銷 插入的所述連桿與飛輪連接的銷孔可調(diào)節(jié)搖擺臺(tái)的擺角，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定位孔以進(jìn)行所述船用栗的傾斜試驗(yàn);本實(shí)用新型結(jié)構(gòu) 簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進(jìn)行船用栗傾斜和搖擺條件下的性能 試驗(yàn)提供了一種可行的途徑，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【附圖說明】
[0014] 圖1是船用栗搖擺性能測(cè)試裝置示意圖；
[0015] 圖2是圖1所示裝置右視圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明：1變頻控制柜，2搖擺臺(tái)，201驅(qū)動(dòng)電機(jī)，2011驅(qū)動(dòng)電機(jī)電纜，2012驅(qū) 動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器，202減速器，203搖擺架，204飛輪，2041飛輪盤，2042銷孔，205連桿，206銷， 207支架，208定位刻度板，209軸承，210支撐板，211彈簧，212搖擺臺(tái)底座，213螺栓孔，3船用 栗，301電機(jī)，302電機(jī)線纜，303栗體，304栗底座，305進(jìn)口法蘭，306出口法蘭，4進(jìn)口波紋管 段，401進(jìn)口波紋管，402進(jìn)口波紋管法蘭，5出口波紋管段，501出口波紋管，502出口波紋管 法蘭，6水泥座。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明：
[0018] -種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，包括變頻控制柜1、搖擺臺(tái)2、 船用栗3、進(jìn)口波紋管段4、出口波紋管段5和水泥座6。
[0019] 所述搖擺臺(tái)2包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)201、減速器202、搖擺架203、飛輪204、連桿205、銷206、 支架207、定位刻度板208、軸承209、支撐板210、彈簧211、搖擺臺(tái)底座212和螺栓孔213;所述 驅(qū)動(dòng)電機(jī)201詵用低速電機(jī)，對(duì)于不同的栗可更換不同功率的低速電機(jī)，功率計(jì)算公式
，其中，F(xiàn)為所述船用栗在最大角度下的水平分力，R為所述船用栗重心 到兩軸承中心的垂直距離，η為所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速;所述減速器202采用蝸輪蝸桿減速器;所 述搖擺架203由10#槽鋼焊接而成；所述飛輪204為厚度16mm鋼制圓盤，其半徑r = 2Rsin22.5°，以驅(qū)動(dòng)搖擺臺(tái)擺幅多±45° ;所述連桿205采用M10螺絲桿，通過所述銷206(直 徑10mm)連接所述飛輪盤2041和搖擺架203(高度2/3處）；所述飛輪盤2041上0.25r、0.5r和 0.75r處開有所述銷孔2042(直徑12mm)，通過改變連桿205與飛輪204上銷孔2042的連接位 置，來調(diào)節(jié)搖擺架203的最大擺角；所述支撐板210采用厚度為16mm的鋼板，其高度 h=VJL,/4,其中L為所述搖擺架寬度，以滿足所述搖擺架203最大擺角的需求，所述支撐板 210焊接在所述搖擺臺(tái)底座212兩側(cè)，并通過所述軸承209(孔徑25mm的外球面軸承)連接安 裝在所述搖擺架203兩側(cè)以減少搖擺阻力;所述彈簧211采用不銹鋼壓縮彈簧，通過中心定 位桿分別安裝于所述搖擺架203與所述搖擺臺(tái)底座212之間（L/4和3L/4處），以提供最大擺 角下的回復(fù)力并緩沖沖擊;所述定位刻度板208上開有大小為M6的定位孔并刻有角度數(shù)值， 角度數(shù)值與搖擺架的傾斜角度一一對(duì)應(yīng)，達(dá)到某一角度時(shí)插入銷子進(jìn)行定位;所述搖擺臺(tái) 底座212用以支撐搖擺臺(tái)2及與所述水泥座6連接固定;所述搖擺架203的底部平臺(tái)上所述螺 栓孔213通徑要與栗底座螺栓孔一致。
[0020] 所述船用栗3包括電機(jī)301、電機(jī)線纜302、栗體303、栗底座304、進(jìn)口法蘭305和出 口法蘭306等;所述電機(jī)301通過所述電機(jī)線纜302連接所述變頻控制柜1驅(qū)動(dòng)所述船用栗3 運(yùn)轉(zhuǎn);所述栗底座304通過螺栓插入螺栓孔213固定鎖緊在搖擺臺(tái)上;所述進(jìn)口法蘭305通過 進(jìn)口波紋管法蘭402連接進(jìn)口波紋管段4，所述出口法蘭306通過出口波紋管法蘭502連接出 口波紋管段5。
[0021] 所述進(jìn)口波紋管401和進(jìn)口波紋管法蘭402的通徑與所述進(jìn)口法蘭305通徑一致， 且法蘭均為不銹鋼材質(zhì);所述進(jìn)口波紋管401材質(zhì)內(nèi)為波紋管外為金屬絲，長度USSODKDi 為進(jìn)口管徑），以滿足運(yùn)行時(shí)的搖擺幅度;所述出口波紋管501和出口波紋管法蘭502的通徑 與所述出口法蘭306通徑一致，且法蘭均為不銹鋼材質(zhì);所述出口波紋管501材質(zhì)內(nèi)為波紋 管外為金屬絲，長度L 2>20D2(D2為出口管徑），以滿足運(yùn)行時(shí)的搖擺幅度。
[0022] 所述搖擺臺(tái)底座212必須與水泥座6-起澆鑄或通過底腳螺栓連接固定。
[0023] 所述進(jìn)口波紋管段4、出口波紋管段5的沒有與所述船用栗3連接的一端均要有支 撐架進(jìn)行可靠地支撐固定。
[0024] 所述變頻控制柜1通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)201以調(diào)節(jié)所述搖擺臺(tái)2的擺動(dòng)周期。
[0025]本實(shí)用新型的安裝過程如下：
[0026]首先，焊接組裝所述搖擺臺(tái)2,然后將所述搖擺臺(tái)2的底座212與水泥座6-起澆鑄 或通過底腳螺栓連接固定，再將所述船用栗3吊裝到搖擺架內(nèi)，通過螺栓插入所述螺栓孔 213將所述底座304固定在所述搖擺架底部平臺(tái)上。隨后在所述進(jìn)口法蘭305處加裝密封墊 片連接進(jìn)口波紋管段4;在所述出口法蘭306處加裝密封墊片連接出口波紋管段5;最后連接 電機(jī)線纜。
[0027]本實(shí)用新型的操作過程如下：
[0028]在試驗(yàn)時(shí)，根據(jù)要求的最大擺角將所述銷206插入連接所述連桿205與飛輪盤2041 的所述銷孔2042,調(diào)節(jié)所述變頻控制柜1內(nèi)變頻器以控制所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)201來改變所述搖擺 臺(tái)2的擺動(dòng)周期，變換所述銷206插入的所述連桿205與飛輪盤2041連接的銷孔改變搖擺臺(tái) 的擺幅，即可進(jìn)行所述船用栗3的搖擺性能測(cè)試；亦可在所述搖擺臺(tái)2達(dá)到某一傾斜角度時(shí) 將銷子插入所述定位刻度板208上的定位孔以進(jìn)行所述船用栗3的傾斜試驗(yàn)。
[0029]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進(jìn)行船用栗 傾斜和搖擺條件下的性能試驗(yàn)提供了一種可行的途徑，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，包括變頻控制柜（1)、搖擺臺(tái) (2) 、船用栗(3)、進(jìn)口波紋管段(4)、出口波紋管段(5)和水泥座(6); 所述搖擺臺(tái)（2)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)（201)、減速器（202)、搖擺架（203)、飛輪（204)、連桿 (205)、銷（206)、支架(207)、定位刻度板(208)、軸承(209)、支撐板(210)、彈簧(211)、搖擺 臺(tái)底座（212)和螺栓孔(213);所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(201)還包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)線纜(2011)和驅(qū)動(dòng)電機(jī) 聯(lián)軸器(2012)，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(201)通過所述電機(jī)線纜(2011)連接所述變頻控制柜（1)，并 通過所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)聯(lián)軸器(2012)帶動(dòng)所述減速器(202);所述搖擺架(203)由所述驅(qū)動(dòng)電機(jī) (201)經(jīng)所述減速器(202)驅(qū)動(dòng)飛輪盤(2041)轉(zhuǎn)動(dòng)，再通過所述連桿(205)帶動(dòng)其擺動(dòng);所述 搖擺架(203)的底部平臺(tái)上開有所述螺栓孔(213)，用于安裝固定所述船用栗(3);所述飛輪 (204)包括飛輪盤(2041)和銷孔(2042);所述銷孔(2042)設(shè)于飛輪盤(2041)的不同半徑處； 所述連桿(205)通過所述銷（206)連接所述飛輪盤(2041)和搖擺架(203);通過改變飛輪上 所述銷孔(2042)的位置調(diào)節(jié)所述搖擺架(203)的最大擺角;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(201)和所述減速 器(202)由所述支架(207)支撐固定在所述搖擺臺(tái)底座(212)上;所述支撐板(210)通過所述 軸承(209)連接安裝在所述搖擺架(203)兩側(cè)，并固定在所述搖擺臺(tái)底座(212)上;所述彈簧 (211)安裝于所述搖擺架(203)與所述搖擺臺(tái)底座(212)之間；所述定位刻度板(208)上開有 定位孔并刻有角度數(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(212)用于支撐 搖擺臺(tái)（2)及與所述水泥座(6)連接固定； 所述船用栗（3)包括電機(jī)（301)、電機(jī)線纜（302)、栗體（303)、栗底座（304)、進(jìn)口法蘭 (305)和出口法蘭(306);所述電機(jī)(301)通過所述電機(jī)線纜(302)連接所述變頻控制柜（1); 所述栗底座（304)通過連接螺栓孔(213)固定在搖擺臺(tái)上;所述進(jìn)口法蘭(305)通過進(jìn)口波 紋管法蘭(402)連接進(jìn)口波紋管段(4)，所述出口法蘭(306)通過出口波紋管法蘭(502)連接 出口波紋管段(5)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述船用栗 (3) 通過螺栓插入所述螺栓孔（213)將所述栗底座（304)固定安裝在所述搖擺架底部平臺(tái) 上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述搖擺臺(tái) 底座(212)與水泥座(6) -起澆鑄或通過底腳螺栓連接固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述進(jìn)口波 紋管段(4)、出口波紋管段(5)的沒有與所述船用栗(3)連接的一端均有支撐架進(jìn)行可靠地 支撐固定。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測(cè)試的裝置，其特征在于，所述變頻控 制柜(1)通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)(201)以調(diào)節(jié)所述搖擺臺(tái)（2)的擺動(dòng)周期。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK205578294SQ201620042854
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年1月15日
【發(fā)明人】談明高, 陳新響, 劉厚林, 王勇, 王凱, 董亮, 吳賢芳, 代翠
【申請(qǐng)人】江蘇大學(xué)