一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，屬于船舶設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶軸系是船舶動(dòng)力裝置的重要組成部分，其正常運(yùn)行與船舶航行安全性密切相關(guān)。由于船舶軸系受到主機(jī)和螺旋槳激振力的影響，其不可避免地會(huì)產(chǎn)生各種振動(dòng)(含扭轉(zhuǎn)振動(dòng)、橫振和縱振等)；若以位移量進(jìn)行表征，則可用軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)實(shí)現(xiàn)。軸系振動(dòng)過大會(huì)影響其正常運(yùn)行，甚至?xí)?dǎo)致嚴(yán)重的主推進(jìn)系統(tǒng)故障，因此對(duì)船舶軸系運(yùn)動(dòng)開展在線監(jiān)測(cè)具有十分重要的意義。軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)包括其在X、Y、Z三個(gè)方向位移狀態(tài)參數(shù)及其耦合、關(guān)聯(lián)度，偏離正常軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的異常表征都會(huì)在不同程度上反映軸系或船舶主推進(jìn)裝置的故障問題，包括軸承潤(rùn)滑、過度磨損、軸系不對(duì)中、軸系部件裂紋、受力彎曲等問題。船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)中往往包含著大量的故障診斷信息，對(duì)船舶主推進(jìn)系統(tǒng)的運(yùn)行安全及故障分析有著極為重要的作用。尤其是船舶艉軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息，可用于推測(cè)船舶艉軸承的油膜潤(rùn)滑狀況，從而進(jìn)一步掌握艉軸-油膜-艉軸承系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況，為艉軸發(fā)熱問題提供故障信息與診斷技術(shù)。而目前對(duì)船舶軸系運(yùn)行性能檢測(cè)只局限于新造船和舊船修造后的試航檢測(cè)，在船舶營(yíng)運(yùn)過程中沒有任何與軸系運(yùn)動(dòng)相關(guān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，目前也沒有專門用于船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置。
[0004]本發(fā)明要解決的問題是目前也沒有專門用于船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置的不足。
[0005]為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其包括:用于測(cè)量主機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，安裝于距中間軸表面一定距離處；電渦流位移傳感器，安裝在中間軸中心水平面外側(cè)距軸表面切面一定距離處，用于獲取橫向位移信號(hào):橫向位移X;
電渦流位移傳感器安裝在中間軸正上方距軸表面切面一定距離處，用于獲取垂向位移信號(hào):垂向位移Y;電渦流傳感器，安裝在剛性聯(lián)軸器距聯(lián)軸器端面一定距離處，用于獲取縱向位移信號(hào):縱向位移Z ;
多通道數(shù)據(jù)采集盒通過傳感器對(duì)船舶軸系三向位移信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，最終通過以太網(wǎng)接口或者RS232、USB等接口送給上位機(jī)，固定于機(jī)艙穩(wěn)定空間處；USB接口 7、數(shù)據(jù)采集盒與PC機(jī)相連的數(shù)據(jù)傳輸接口 ；
PC機(jī)(電腦)、集數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示與一體，固定安裝于機(jī)艙集控室。
[0006]所述船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)船舶軸系包括在空間X (橫向)、Y (垂向)、Z (縱向)三個(gè)方向的船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，所測(cè)船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)處于同一平面上，并在軸線上合理地布置四個(gè)監(jiān)測(cè)面，構(gòu)成一套船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。
[0007]包括轉(zhuǎn)速傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量記錄主機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0008]所述電渦流位移傳感器用于監(jiān)測(cè)船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，將船舶軸系運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
[0009]所述軟件部分主要用于儲(chǔ)存、分析、處理船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，得到各船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)在特定轉(zhuǎn)速下的頻譜分析圖、時(shí)域分析圖以及軸心軌跡圖。
[0010]所述電腦位于機(jī)艙集控室，數(shù)據(jù)采集盒固定于機(jī)艙穩(wěn)定空間處，傳感器安裝于距軸系表面指定距離處，三者之間通過數(shù)據(jù)線相連，構(gòu)成一套船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):通過提供一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置，其是專門針對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶軸系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而研制開發(fā)；監(jiān)測(cè)裝置通過安裝在軸系表面一定距離、易拆裝的電渦流位移傳感器獲取船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，并最終經(jīng)過信號(hào)采集、儲(chǔ)存、處理，顯示于PC機(jī)上，具有實(shí)時(shí)性，可分析性，可預(yù)測(cè)性和后處理性；滿足實(shí)船在線監(jiān)測(cè)需要，提升船舶主推進(jìn)裝置的運(yùn)行安全性和可維護(hù)性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
圖3為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置橫向位移傳感器、垂向位移傳感器和縱向位移傳感器安裝示意圖；
圖4為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖；
圖5為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)采集盒機(jī)構(gòu)示意圖；
圖6為本發(fā)明一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)采集盒原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0014]一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其包括:
用于測(cè)量主機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，安裝于距中間軸表面一定距離處；
電渦流位移傳感器，安裝在中間軸中心水平面外側(cè)距軸表面切面一定距離處，用于獲取橫向位移信號(hào):橫向位移X ;
電渦流位移傳感器，安裝在中間軸正上方距軸表面切面一定距離處，用于獲取垂向位移?目號(hào):垂向位移Y ；
電渦流傳感器，安裝在剛性聯(lián)軸器距聯(lián)軸器端面一定距離處，用于獲取縱向位移信號(hào):縱向位移Z;
多通道數(shù)據(jù)采集盒，通過傳感器對(duì)船舶軸系三向位移信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，最終通過以太網(wǎng)http://baike.baidu.com/view/848,htm接口或者RS232、USB等接口送給上位機(jī)，固定于機(jī)艙穩(wěn)定空間處；
USB接口 7，數(shù)據(jù)采集盒與PC機(jī)相連的數(shù)據(jù)傳輸接口 ；
PC機(jī)(電腦)，集數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示與一體，固定安裝于機(jī)艙集控室；
本實(shí)施例中，船舶軸系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示，包括中間軸、剛性聯(lián)軸器、可拆聯(lián)軸器、艉軸、螺旋槳、齒輪箱、主機(jī)等；
本實(shí)施例中，橫向位移傳感器、垂向位移傳感器和縱向位移傳感器的安裝示意圖如圖3所示，橫向位移傳感器和垂向位移傳感器處于同一平面A上，縱向位移傳感器安裝于平面附近，所得縱向位移信號(hào)可近似作為平面A縱向位移信號(hào)；各傳感器可拆裝換新；
本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)速傳感器安裝示意圖如圖4所示，安裝于中間軸正下方距軸表面切面一定距離上，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主機(jī)轉(zhuǎn)速；
本實(shí)施例提供的船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過對(duì)船舶軸系三向位移信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、儲(chǔ)存、分析和顯示，可實(shí)現(xiàn)對(duì)船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。軟件部分用于獲取船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)在特定轉(zhuǎn)速下的頻譜分析圖、時(shí)域分析圖以及軸心軌跡圖，并可根據(jù)需要，導(dǎo)出測(cè)試數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的處理。
[0015]包括以下步驟:
步驟一:在待測(cè)軸軸線的橫向方向選取四個(gè)橫向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在垂直于待測(cè)軸軸線的垂向方向上表面選取四個(gè)垂向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每一個(gè)橫向監(jiān)測(cè)點(diǎn)與每一個(gè)垂向監(jiān)測(cè)點(diǎn)均在一個(gè)平面上；在待測(cè)軸的軸向方向端面上選取一個(gè)縱向監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在垂直于待測(cè)軸軸線的徑向方向選取一個(gè)轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
[0016]將橫向位移傳感器(X方向)固定設(shè)置在距離待測(cè)軸表面一定距離處的橫向監(jiān)測(cè)點(diǎn)；將垂向位移傳感器(Y方向)固定設(shè)置在距離待測(cè)軸上表面一定距離處的垂向監(jiān)測(cè)點(diǎn)；將縱向位移傳感器(Z方向)固定設(shè)置在距離待測(cè)軸一定距離處的縱向監(jiān)測(cè)點(diǎn)；將轉(zhuǎn)速傳感器固定設(shè)置在距離待測(cè)軸一定距離處的轉(zhuǎn)速監(jiān)測(cè)點(diǎn)。
[0017]步驟二:初始化，在PC終端處理器中設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，設(shè)置電渦流位移傳感器的靈敏度。
[0018]步驟三:軸系初始狀態(tài)檢測(cè)，通過手動(dòng)或者其他方式對(duì)船舶主推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行盤車，不少于2圈，檢測(cè)、顯示和記錄軸系初始狀態(tài)。
[0019]步驟四:待測(cè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使得待測(cè)軸軸線產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，固定在待測(cè)軸表面上的電渦流位移傳感器將位移信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)傳送至NI USB-6212信號(hào)采集卡中。
[0020]步驟五:所述NI USB-6212信號(hào)采集卡對(duì)接收到的電壓信號(hào)，通過放大器使信號(hào)電壓升高，然后通過A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)處理為二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)，最后經(jīng)TTL電平模塊的I/O端口將二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)通過USB接口傳輸至PC終端處理器。
[0021]步驟六:PC終端處理器利用接收到的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)數(shù)據(jù)以及初始化設(shè)置的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，得到各船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)在特定轉(zhuǎn)速下的頻譜分析圖、時(shí)域分析圖以及軸心軌跡圖。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其包括:用于測(cè)量主機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，安裝于距中間軸表面一定距離處；電渦流位移傳感器，安裝在中間軸中心水平面外側(cè)距軸表面切面一定距離處，用于獲取橫向位移信號(hào):橫向位移X; 電渦流位移傳感器安裝在中間軸正上方距軸表面切面一定距離處，用于獲取垂向位移信號(hào):垂向位移Y;電渦流傳感器，安裝在剛性聯(lián)軸器距聯(lián)軸器端面一定距離處，用于獲取縱向位移信號(hào):縱向位移Z ; 多通道數(shù)據(jù)采集盒通過傳感器對(duì)船舶軸系三向位移信號(hào)和速度信號(hào)進(jìn)行采樣、保持，并送入A/D轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字信號(hào)，最終通過以太網(wǎng)接口或者RS232、USB等接口送給上位機(jī)，固定于機(jī)艙穩(wěn)定空間處；USB接口、數(shù)據(jù)采集盒與PC機(jī)相連的數(shù)據(jù)傳輸接口 ； PC機(jī)(電腦)、集數(shù)據(jù)記錄和存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)顯示與一體，固定安裝于機(jī)艙集控室。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置用于監(jiān)測(cè)船舶軸系包括在空間X (橫向)、Y (垂向)、Ζ (縱向)三個(gè)方向的船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，所測(cè)船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)處于同一平面上，并在軸線上合理地布置四個(gè)監(jiān)測(cè)面，構(gòu)成一套船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:包括轉(zhuǎn)速傳感器用于實(shí)時(shí)測(cè)量記錄主機(jī)轉(zhuǎn)速。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述電渦流位移傳感器用于監(jiān)測(cè)船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，將船舶軸系運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述軟件部分主要用于儲(chǔ)存、分析、處理船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，得到各船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)在特定轉(zhuǎn)速下的頻譜分析圖、時(shí)域分析圖以及軸心軌跡圖。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述電腦位于機(jī)艙集控室，數(shù)據(jù)采集盒固定于機(jī)艙穩(wěn)定空間處，傳感器安裝于距軸系表面指定距離處，三者之間通過數(shù)據(jù)線相連，構(gòu)成一套船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置。
【專利摘要】一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，用于測(cè)量主機(jī)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速傳感器，安裝于距中間軸表面一定距離處；電渦流位移傳感器，安裝在中間軸中心水平面外側(cè)距軸表面切面一定距離處，用于獲取橫向位移信號(hào)：橫向位移X；通過提供一種船舶軸系運(yùn)動(dòng)在線監(jiān)測(cè)裝置，其是專門針對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶軸系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而研制開發(fā)；監(jiān)測(cè)裝置通過安裝在軸系表面一定距離、易拆裝的電渦流位移傳感器獲取船舶軸系運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信號(hào)，并最終經(jīng)過信號(hào)采集、儲(chǔ)存、處理，顯示于PC機(jī)上，具有實(shí)時(shí)性，可分析性，可預(yù)測(cè)性和后處理性；滿足實(shí)船在線監(jiān)測(cè)需要，提升船舶主推進(jìn)裝置的運(yùn)行安全性和可維護(hù)性。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號(hào)】CN104931092
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510111666
【發(fā)明人】劉永恒, 溫小飛, 徐韜俊, 杜敏, 熊雕, 胡賢民, 袁強(qiáng), 董良雄
【申請(qǐng)人】浙江海洋學(xué)院
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年3月13日