一种用于船用泵摇摆性能测试的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于流体机械实验领域，涉及一种用于船用泵摇摆性能测试的装置，包括摇摆台、船用泵、进口波纹管段、出口波纹管段、变频控制柜和和水泥座；所述摇摆台包括摇摆架、驱动电机、减速器、飞轮、连杆、轴承、弹簧、销、支架、支撑板、定位刻度板和摇摆台底座；所述摇摆台固定在所述水泥座上，所述船用泵通过底脚螺栓固定在所述摇摆台上，利用所述变频控制柜控制所述驱动电机即可带动所述摇摆台运转，本实用新型可以模拟船用泵随舰船摇摆的姿态和运动，进行多倾斜角度和多摇摆周期及幅度的状态测试；该装置结构简单、安装方便、适用范围广、操作容易、精度较高，为进行船用泵倾斜和摇摆条件下的性能测试提供了一种可行的途径。
【专利说明】
一种用于船用泵摇摆性能测试的装置
技术领域
[0001] 本实用新型涉及流体机械实验领域，特指一种用于模拟船用栗随舰船摇摆的姿态 和运动，进行多倾斜角度和多摇摆周期及幅度的性能测试装置。
【背景技术】
[0002] 舰船摇摆是指舰船绕轴线所作的周期性角位移运动。舰船是水上的浮动体，无论 是航行还是停泊时，在风、海浪等因素的作用下都会产生摇摆和倾斜。而船用栗及其管道内 的介质会产生附加加速度，附加惯性力，使得工质产生周期性波动，影响流动的非定常特性 或者动态响应特性，同时摇摆环境下船用栗运行时的受力变化也同样会导致水力机械水力 性能降低，同时加剧振动和噪声等。研制并运用船用栗摇摆试验装置，可以在实验室中将船 用栗随舰船摇摆的姿态和运动真实的表现出来，通过试验确定船用栗在倾斜和摇摆环境中 使用的适应性;同时以陆地试验取代海上试验，可大大降低试验成本，缩短研究周期。
[0003] 目前，各发达国家都投入了大量的人力物力从事各种摇摆试验台的研制。美国海 军水面作战中心Carderock分部研制了电液驱动的摇摆台，日本Toyota和德国Benz汽车公 司研制的汽车驾驶仿真器等。我国摇摆台研制起步较晚，但发展比较迅速。南京电子技术研 究所设计了某舰载雷达大型摇摆试验台，为雷达天线系统提供一个模拟舰体的试验台；北 理工、哈工大等院校也研制了飞机模拟器运动平台，以及上海2010世博会上展出了地震模 拟台等。这些摇摆台是集机械、液压、控制技术和传感器检测技术于一体的综合性测试设 备，虽然可以实现多自由度运动模拟，但是结构复杂，造价非常高，操作使用困难，且出现故 障难以排查，故不易推广使用。
[0004] 因此，很有必要针对船用栗这一特定类型栗提出一种简单易行的摇摆试验装置。 为此，首先设计一个由轴承支撑的摇摆台，把船用栗安装在摇摆台上，利用所述变频控制柜 控制所述驱动电机即可带动所述摇摆台运转，模拟出船用栗随舰船摇摆的姿态和运动，进 行多倾斜角度和多摇摆周期及幅度的状态测试，以研究船用栗在倾斜和摇摆环境中的性能 变化。该装置已加工出实物，并运行良好。目前尚无针对船用栗摇摆试验装置的专利公布。 本实用新型以在舰船上应用较多的船用立式离心栗为例进行说明，本实用新型亦可应用到 其它类型栗。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型提供一种用于船用栗倾斜和摇摆条件下性能测试的试验装置。
[0006] 本实用新型通过以下技术方案来实现:一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，包 括变频控制柜、摇摆台、船用栗、进口波纹管段、出口波纹管段和水泥座；
[0007] 所述摇摆台包括驱动电机、减速器、摇摆架、飞轮、连杆、销、支架、定位刻度板、轴 承、支撑板、弹簧、摇摆台底座和螺栓孔;所述驱动电机还包括驱动电机线缆和驱动电机联 轴器，所述驱动电机通过所述电机线缆连接所述变频控制柜，并通过所述驱动电机联轴器 带动所述减速器;所述摇摆架由所述驱动电机经所述减速器驱动飞轮盘转动，再通过所述 连杆带动其摆动;所述摇摆架的底部平台上开有所述螺栓孔，用于安装固定所述船用栗;所 述飞轮包括飞轮盘和销孔;所述销孔设于飞轮盘的不同半径处;所述连杆通过所述销连接 所述飞轮盘和摇摆架;通过改变飞轮上所述销孔的位置调节摇摆架的最大摆角；所述驱动 电机和减速器由支架支撑固定在摇摆台底座上;所述支撑板通过轴承连接安装在摇摆架两 侦I并固定在所述摇摆台底座上;所述弹簧安装于摇摆架与底座之间，可提供最大摆角下的 回复力并能缓冲冲击;所述定位刻度板上开有定位孔并刻有角度数值，达到某一角度时可 插入销子定位;所述摇摆台底座用于支撑摇摆台及与水泥座连接固定；
[0008] 所述船用栗包括电机、电机线缆、栗体、栗底座、进口法兰和出口法兰等;所述电机 通过所述电机线缆连接所述变频控制柜;所述栗底座通过螺栓连接螺栓孔固定在摇摆台 上;所述进口法兰连接进口波纹管段，所述出口法兰连接出口波纹管段;进口波纹管段、出 口波纹管段用于连接栗进口、出口管路，并消除管路对测试的影响。
[0009] 上述方案中，所述摇摆台底座必须与所述水泥座一起浇铸或通过底脚螺栓连接固 定。
[0010] 上述方案中，所述进口管路、出口管路均要有支撑架进行可靠地支撑固定。
[0011] 上述方案中，所述进口波纹管段、出口波纹管段中没有与所述船用栗连接的一端 均要有支撑架进行可靠地支撑固定。
[0012] 上述方案中，所述变频控制柜通过控制驱动电机用以调节所述摇摆台的摆动周 期。
[0013] 有益效果：本实用新型针对船用栗设计了专用的摇摆测试装置，可以模拟船用栗 随舰船摇摆的姿态和运动，进行多倾斜角度和多摇摆周期及幅度的状态测试;所述摇摆台 固定在水泥座上，所述船用栗通过底脚螺栓固定在摇摆台上，通过所述变频控制柜控制驱 动电机可控制摇摆台的摆动周期，即可进行所述船用栗的摇摆性能测试；亦可通过变换销 插入的所述连杆与飞轮连接的销孔可调节摇摆台的摆角，在所述摇摆架达到某一倾斜角度 时将销子插入所述定位刻度板上的定位孔以进行所述船用栗的倾斜试验;本实用新型结构 简单、安装方便、适用范围广、操作容易、精度较高，为进行船用栗倾斜和摇摆条件下的性能 试验提供了一种可行的途径，具有很强的实用价值。
【附图说明】
[0014] 图1是船用栗摇摆性能测试装置示意图；
[0015] 图2是图1所示装置右视图。
[0016]附图标记说明：1变频控制柜，2摇摆台，201驱动电机，2011驱动电机电缆，2012驱 动电机联轴器，202减速器，203摇摆架，204飞轮，2041飞轮盘，2042销孔，205连杆，206销， 207支架，208定位刻度板，209轴承，210支撑板，211弹簧，212摇摆台底座，213螺栓孔，3船用 栗，301电机，302电机线缆，303栗体，304栗底座，305进口法兰，306出口法兰，4进口波纹管 段，401进口波纹管，402进口波纹管法兰，5出口波纹管段，501出口波纹管，502出口波纹管 法兰，6水泥座。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：
[0018] -种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，包括变频控制柜1、摇摆台2、 船用栗3、进口波纹管段4、出口波纹管段5和水泥座6。
[0019] 所述摇摆台2包括驱动电机201、减速器202、摇摆架203、飞轮204、连杆205、销206、 支架207、定位刻度板208、轴承209、支撑板210、弹簧211、摇摆台底座212和螺栓孔213;所述 驱动电机201诜用低速电机，对于不同的栗可更换不同功率的低速电机，功率计算公式
，其中，F为所述船用栗在最大角度下的水平分力，R为所述船用栗重心 到两轴承中心的垂直距离，η为所述驱动电机转速;所述减速器202采用蜗轮蜗杆减速器;所 述摇摆架203由10#槽钢焊接而成；所述飞轮204为厚度16mm钢制圆盘，其半径r = 2Rsin22.5°，以驱动摇摆台摆幅多±45° ;所述连杆205采用M10螺丝杆，通过所述销206(直 径10mm)连接所述飞轮盘2041和摇摆架203(高度2/3处）；所述飞轮盘2041上0.25r、0.5r和 0.75r处开有所述销孔2042(直径12mm)，通过改变连杆205与飞轮204上销孔2042的连接位 置，来调节摇摆架203的最大摆角；所述支撑板210采用厚度为16mm的钢板，其高度 h=VJL,/4,其中L为所述摇摆架宽度，以满足所述摇摆架203最大摆角的需求，所述支撑板 210焊接在所述摇摆台底座212两侧，并通过所述轴承209(孔径25mm的外球面轴承)连接安 装在所述摇摆架203两侧以减少摇摆阻力;所述弹簧211采用不锈钢压缩弹簧，通过中心定 位杆分别安装于所述摇摆架203与所述摇摆台底座212之间（L/4和3L/4处），以提供最大摆 角下的回复力并缓冲冲击;所述定位刻度板208上开有大小为M6的定位孔并刻有角度数值， 角度数值与摇摆架的倾斜角度一一对应，达到某一角度时插入销子进行定位;所述摇摆台 底座212用以支撑摇摆台2及与所述水泥座6连接固定;所述摇摆架203的底部平台上所述螺 栓孔213通径要与栗底座螺栓孔一致。
[0020] 所述船用栗3包括电机301、电机线缆302、栗体303、栗底座304、进口法兰305和出 口法兰306等;所述电机301通过所述电机线缆302连接所述变频控制柜1驱动所述船用栗3 运转;所述栗底座304通过螺栓插入螺栓孔213固定锁紧在摇摆台上;所述进口法兰305通过 进口波纹管法兰402连接进口波纹管段4，所述出口法兰306通过出口波纹管法兰502连接出 口波纹管段5。
[0021] 所述进口波纹管401和进口波纹管法兰402的通径与所述进口法兰305通径一致， 且法兰均为不锈钢材质;所述进口波纹管401材质内为波纹管外为金属丝，长度USSODKDi 为进口管径），以满足运行时的摇摆幅度;所述出口波纹管501和出口波纹管法兰502的通径 与所述出口法兰306通径一致，且法兰均为不锈钢材质;所述出口波纹管501材质内为波纹 管外为金属丝，长度L 2>20D2(D2为出口管径），以满足运行时的摇摆幅度。
[0022] 所述摇摆台底座212必须与水泥座6-起浇铸或通过底脚螺栓连接固定。
[0023] 所述进口波纹管段4、出口波纹管段5的没有与所述船用栗3连接的一端均要有支 撑架进行可靠地支撑固定。
[0024] 所述变频控制柜1通过控制驱动电机201以调节所述摇摆台2的摆动周期。
[0025]本实用新型的安装过程如下：
[0026]首先，焊接组装所述摇摆台2,然后将所述摇摆台2的底座212与水泥座6-起浇铸 或通过底脚螺栓连接固定，再将所述船用栗3吊装到摇摆架内，通过螺栓插入所述螺栓孔 213将所述底座304固定在所述摇摆架底部平台上。随后在所述进口法兰305处加装密封垫 片连接进口波纹管段4;在所述出口法兰306处加装密封垫片连接出口波纹管段5;最后连接 电机线缆。
[0027]本实用新型的操作过程如下：
[0028]在试验时，根据要求的最大摆角将所述销206插入连接所述连杆205与飞轮盘2041 的所述销孔2042,调节所述变频控制柜1内变频器以控制所述驱动电机201来改变所述摇摆 台2的摆动周期，变换所述销206插入的所述连杆205与飞轮盘2041连接的销孔改变摇摆台 的摆幅，即可进行所述船用栗3的摇摆性能测试；亦可在所述摇摆台2达到某一倾斜角度时 将销子插入所述定位刻度板208上的定位孔以进行所述船用栗3的倾斜试验。
[0029]本实用新型结构简单、安装方便、适用范围广、操作容易、精度较高，为进行船用栗 倾斜和摇摆条件下的性能试验提供了一种可行的途径，具有很强的实用价值。
【主权项】
1. 一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，包括变频控制柜（1)、摇摆台 (2) 、船用栗(3)、进口波纹管段(4)、出口波纹管段(5)和水泥座(6); 所述摇摆台（2)包括驱动电机（201)、减速器（202)、摇摆架（203)、飞轮（204)、连杆 (205)、销（206)、支架(207)、定位刻度板(208)、轴承(209)、支撑板(210)、弹簧(211)、摇摆 台底座（212)和螺栓孔(213);所述驱动电机(201)还包括驱动电机线缆(2011)和驱动电机 联轴器(2012)，所述驱动电机(201)通过所述电机线缆(2011)连接所述变频控制柜（1)，并 通过所述驱动电机联轴器(2012)带动所述减速器(202);所述摇摆架(203)由所述驱动电机 (201)经所述减速器(202)驱动飞轮盘(2041)转动，再通过所述连杆(205)带动其摆动;所述 摇摆架(203)的底部平台上开有所述螺栓孔(213)，用于安装固定所述船用栗(3);所述飞轮 (204)包括飞轮盘(2041)和销孔(2042);所述销孔(2042)设于飞轮盘(2041)的不同半径处； 所述连杆(205)通过所述销（206)连接所述飞轮盘(2041)和摇摆架(203);通过改变飞轮上 所述销孔(2042)的位置调节所述摇摆架(203)的最大摆角;所述驱动电机(201)和所述减速 器(202)由所述支架(207)支撑固定在所述摇摆台底座(212)上;所述支撑板(210)通过所述 轴承(209)连接安装在所述摇摆架(203)两侧，并固定在所述摇摆台底座(212)上;所述弹簧 (211)安装于所述摇摆架(203)与所述摇摆台底座(212)之间；所述定位刻度板(208)上开有 定位孔并刻有角度数值，达到某一角度时可插入销子定位;所述摇摆台底座(212)用于支撑 摇摆台（2)及与所述水泥座(6)连接固定； 所述船用栗（3)包括电机（301)、电机线缆（302)、栗体（303)、栗底座（304)、进口法兰 (305)和出口法兰(306);所述电机(301)通过所述电机线缆(302)连接所述变频控制柜（1); 所述栗底座（304)通过连接螺栓孔(213)固定在摇摆台上;所述进口法兰(305)通过进口波 纹管法兰(402)连接进口波纹管段(4)，所述出口法兰(306)通过出口波纹管法兰(502)连接 出口波纹管段(5)。2. 根据权利要求1所述一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，所述船用栗 (3) 通过螺栓插入所述螺栓孔（213)将所述栗底座（304)固定安装在所述摇摆架底部平台 上。3. 根据权利要求1所述一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，所述摇摆台 底座(212)与水泥座(6) -起浇铸或通过底脚螺栓连接固定。4. 根据权利要求1所述一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，所述进口波 纹管段(4)、出口波纹管段(5)的没有与所述船用栗(3)连接的一端均有支撑架进行可靠地 支撑固定。5. 根据权利要求1所述一种用于船用栗摇摆性能测试的装置，其特征在于，所述变频控 制柜(1)通过控制驱动电机(201)以调节所述摇摆台（2)的摆动周期。
【文档编号】F04D15/00GK205578294SQ201620042854
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】谈明高, 陈新响, 刘厚林, 王勇, 王凯, 董亮, 吴贤芳, 代翠
【申请人】江苏大学