中間軸承的液壓測力裝置、系統(tǒng)及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可用于測量船舶中間軸承負(fù)荷的液壓測力裝置、系統(tǒng)及其測量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代船舶軸系由中間軸承、尾軸承、推力軸(一般設(shè)置在主機(jī)內(nèi))、中間軸、艉軸和螺旋槳等組成，中間軸承和尾軸承設(shè)置在船舶的機(jī)艙尾部。中間軸安裝在中間軸承上，艉軸安裝在尾軸承上，中間軸前端與船舶主機(jī)輸出端連接，后端與艉軸(或其它中間軸，對于長軸系)連接，艉軸后部安裝螺旋槳。這樣就將主機(jī)輸出的功率通過軸系傳遞給螺旋槳旋轉(zhuǎn)，推動船舶前進(jìn)。軸系分為短軸系(主機(jī)與螺旋槳軸之間有一根中間軸或沒有中間軸)和長軸承(主機(jī)與螺旋槳軸之間有兩根中間軸或兩根以上中間軸)，在軸系安裝或修理過程中，經(jīng)常需要對各中間軸承負(fù)荷進(jìn)行測量，以判斷各軸承受力是否均勻，軸系是否處于良好的狀態(tài)。軸承負(fù)荷測量常用方法有直接測量法:比如，彈簧測力計法、電子測力計法；和間接測量法:比如，液壓頂升測量法等。然而，現(xiàn)有的這些方法更多地適用于短軸系中間軸承負(fù)荷測量，且各自存在以下缺點(diǎn):
[0003]直接測量法:比如彈簧測力計法、電子測力計法的缺點(diǎn)如下:
[0004]1、彈簧測力計依靠自身的彈簧部件的變形量來測量軸承負(fù)荷，彈簧受材料、熱處理和加工工藝的影響，其測量值與實(shí)際值之間存在偏差，使用多次還會產(chǎn)生金屬疲勞，需要定期校驗。
[0005]2、電子測力計依靠電子壓力傳感器的變形量來測量軸承負(fù)荷，其使用成本較高，測量精度完全依靠電子設(shè)備的精度，長期在船舶機(jī)艙環(huán)境內(nèi)使用，電子部件容易損壞，影響測量精度，需要定期校驗。
[0006]間接測量法，比如液壓頂升測量法使用中往往存在以下問題:
[0007]—、中間軸承負(fù)荷液壓頂升測量法簡介:
[0008]現(xiàn)代船舶的短軸系設(shè)計采用計算機(jī)仿真計算(長軸系由于結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，涉及的因素更多，目前還不能進(jìn)行仿真計算)，就是通過計算機(jī)建立有限元模型，可以計算出短軸系各軸承的負(fù)荷數(shù)值(包括中間軸承)，編制出《軸系校中計算書》。其中，《軸系校中計算書》為現(xiàn)有技術(shù)，該部分非本發(fā)明點(diǎn)所在，故在此不作贅述。
[0009]如圖1所示，軸系安裝后可以采用中間軸承負(fù)荷液壓頂升測量法測出實(shí)際負(fù)荷。操作方法如下:
[0010]⑴如圖1所示位置(該位置由《軸系校中計算書》規(guī)定)在靠近主機(jī)端204的中間軸201下安裝頂升油泵203 (普通的柱塞頂升油缸)，上面對應(yīng)位置設(shè)置百分表202。中間軸的另一端為尾軸端205。
[0011]⑵將百分表歸零，用油泵頂升中間軸201，逐步增加油壓，并記錄油壓和中間軸對應(yīng)的抬升量情況，最大頂升量不超過該中間軸承200的標(biāo)準(zhǔn)間隙。要求壓力每增加IMpa記錄一次數(shù)據(jù)。
[0012]⑶達(dá)到最大頂升量后，再逐步釋放頂升油泵的壓力，并記錄油壓和中間軸對應(yīng)的下降值的情況。要求壓力每增加IMpa記錄一次數(shù)據(jù)。
[0013]⑷如圖2所示，根據(jù)測量的數(shù)值繪制頂升曲線，手工引切線獲得A、B值。
[0014](5)利用下面的公式求得中間軸承200 (如圖1所示)的負(fù)荷值:
[0015]F=(A+B)*S*Roj/2
[0016]其中，A—下降過程的壓力值；
[0017]B—上升過程的壓力值；
[0018]S—柱塞油缸工作面積:
[0019]Roj—頂舉系數(shù)(在《軸系校中計算書》中提供)。
[0020]二、中間軸承負(fù)荷液壓頂升測量法存在的問題:
[0021]⑴液壓頂升法是一種間接測量法，測得設(shè)置在中間軸承旁的柱塞頂升油缸的負(fù)荷，再求出中間軸承的負(fù)荷。
[0022]目前，液壓頂升測量法只能對短軸系中間軸承負(fù)荷進(jìn)行單獨(dú)測量，而無法對長軸系各軸承負(fù)荷進(jìn)行測量，因此，現(xiàn)有的這種液壓頂升測量法具有一定的局限性。
[0023]⑵此外，現(xiàn)有的液壓頂升測量法操作時需要測量并記錄柱塞油缸頂起和釋放過程中的壓力、位移數(shù)據(jù)；再作圖，手工引切線，求得平均值；再乘以的頂舉系數(shù)，求得軸承的負(fù)荷。因此，整個操作過程比較復(fù)雜。
[0024]⑶另外，由于采用柱塞泵頂舉、作圖法，其結(jié)果與使用柱塞泵的好壞，操作者和作圖者的經(jīng)驗有很大的關(guān)系，這將直接導(dǎo)致計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確。
[0025]⑷在實(shí)際操作時，經(jīng)常遇到船方無法提供《軸系校中計算書》和頂舉系數(shù)，因此沒有計算依據(jù)、無法進(jìn)行測量。
[0026](5)如果中間軸承負(fù)荷需要調(diào)整的，采用負(fù)荷液壓頂升法測量需要調(diào)整后再測量計算，然后再調(diào)整……反反復(fù)復(fù)，這樣，無形使得測量操作十分地麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的軸承負(fù)荷測量法中的彈簧測力計法、電子測力計法需要定期校驗調(diào)整；液壓頂升測量法不能同時測量調(diào)整長軸系中間軸承負(fù)荷，且操作復(fù)雜、計算結(jié)果不夠準(zhǔn)確的缺點(diǎn)，而提供一種操作簡便，且能同時滿足長軸系中間軸承負(fù)荷的測量的中間軸承的液壓測力裝置、系統(tǒng)及其測量方法。
[0028]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:一種中間軸承的液壓測力裝置，其特點(diǎn)在于，其包括:
[0029]一用于形成一密閉的液壓腔，并能同時顯示液壓腔內(nèi)的壓力值的液壓缸組件，包括:一內(nèi)設(shè)一液壓腔的缸體、一能沿縱向活動伸縮入該液壓腔且與該液壓腔密封連接的柱塞、一穿過該缸體并伸入該液壓腔內(nèi)的壓力表、一與該缸體相連且與該液壓腔相通的液壓接頭;
[0030]一用于穿進(jìn)中間軸承座底板上的螺栓孔，將該液壓缸組件抵設(shè)在中間軸承座面板上的底板組件，包括:一設(shè)于中間軸承座底板頂部的連接板、一嵌設(shè)于中間軸承底座面板上的螺栓孔內(nèi)的墊板、一圓螺母、一依次穿過該中間軸承座底板、該連接板的空心螺栓、一依次穿設(shè)該圓螺母、該空心螺栓后抵設(shè)于柱塞的底部的頂桿，該頂桿、該柱塞的軸線與該螺栓孔同心；
[0031]其中，液壓缸組件和底板組件通過若干組雙頭螺栓和螺母穿套連接。
[0032]較佳地，該中間軸承底座面板為中間軸承自帶的面板，該中間軸承座底板為該中間軸承座自帶的底板。
[0033]較佳地，該中間軸承底座面板上的螺栓孔的數(shù)量為四個或六個，用于穿套固定螺栓。
[0034]較佳地，該液壓缸組件還包括一套設(shè)在該柱塞上且與該缸體的底部固接的缸蓋，該缸蓋上設(shè)有一供柱塞活動穿套的內(nèi)孔。
[0035]較佳地,該柱塞伸入液壓腔的一端設(shè)有一密封槽，該密封槽內(nèi)設(shè)有一密封圈。
[0036]本發(fā)明還提供一種液壓測力系統(tǒng)，其特點(diǎn)在于，其包括至少兩對稱設(shè)置在中間軸承的底座面板上的如上所述的液壓測力裝置，該液壓測力系統(tǒng)還包括至少一三通分配器及至少一手動油泵，每一所述三通分配器用于分別通過兩液壓軟管將每一所述液壓接頭與對應(yīng)的手動油泵相連接，以向該液壓腔內(nèi)輸入液壓油。
[0037]較佳地，該液壓測力系統(tǒng)還包括一用于測量中間軸承的高度變化的百分表。
[0038]本發(fā)明還另外提供一種采用如上所述的液壓測力系統(tǒng)進(jìn)行中間軸承負(fù)荷測量的測量方法，其特點(diǎn)在于，其包括以下步驟:
[0039]S1、拆卸中間軸承座上、并固定中間軸承用的若干固定螺栓，在對角或中間的兩個對稱螺栓孔內(nèi)安裝所述液壓測力裝置；
[0040]S2、給所述液壓測力裝置連接液壓軟管、三通分配器和手動油泵；
[0041]S3、操作手動油泵，向所述液壓腔內(nèi)注入液壓油，液壓油通過液壓軟管，經(jīng)三通分配器分配后分別進(jìn)入兩液壓接頭，液壓油也通過缸體上的螺孔進(jìn)入壓力表，讀出壓力表上顯示的壓力值P;
[0042]S4、在液壓油的作用下，柱塞下移，通過頂桿將力傳遞到中間軸承底座面板上，使得中間軸承受力上抬，此時，通過百分表讀出中間軸承的總體高度變化值；
[0043]S5、利用公式F=n*P*S_Gl，計算出中間軸承的負(fù)荷值，將該計算得出的負(fù)荷值F與中間軸承的設(shè)計值相比較，如果計算得出的負(fù)荷值與設(shè)計值相差較大，則繼續(xù)泵油或釋放部分液壓油來頂高或降低中間軸承座的位置，直至達(dá)到適合的負(fù)荷值，同時讀取百分表上的數(shù)值的變化，記錄下中間軸承調(diào)整的高度；其中，P為壓力表上顯示的壓力值，η為使用的缸體的數(shù)量，S為柱塞的工作面積，Gl為中間軸承的自重；
[0044]S6、根據(jù)步驟S5中記錄的中間軸承調(diào)整的高度