船舶轴系液磁加载综合测试系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及轴系测试系统，具体涉及船舶轴系液磁加载综合测试系统。
【背景技术】
[0002]随着船舶业的发展，一些先前忽略的因素，如船体变形、油膜刚度、温度变化、齿轮力等都对轴系的安全运行有着不可忽略的影响，必须考虑这些因素的综合影响。
[0003]船体变形作为影响轴系校中的一个很重要的因素，影响着轴承的负荷分布，在进行轴系校中计算时，必须要将船体变形考虑进去。
[0004]模拟以上因素，设计了船舶轴系液磁加载综合测试系统。
[0005]CN102980765A公开了一种船舶轴系综合实验平台，包括液压加载装置，该装置采用液压加载提供扭矩，但是该结构比较复杂，存在液压油泄露的危害，而且人工操作复杂，该平台还没有给轴系提供弯矩的装置。
【发明内容】
[0006]本发明针对现有的技术问题，提供了一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，能够为轴系提供弯矩和扭矩，并且体积小、效率高，操作简单。
[0007]为了解决上述的技术问题，本发明提供一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，其特征在于:它包括液压动力单元、扭矩仪、弯矩仪、弯矩加载装置、扭矩加载装置和主控单元，其中
弯矩加载装置设置在船舶柴油机轴系的尾轴，弯矩加载装置连接直流电和所述的液压动力单元，弯矩加载装置通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转，主控单元通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力，主控单元通过控制液压动力单元从而控制弯矩加载装置对轴系的压力；
扭矩加载装置设置在船舶柴油机轴系的尾轴，扭矩加载装置连接直流电，扭矩加载装置通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转从而对轴系提供扭矩力，主控单元通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力；
所述的扭矩仪设置在扭矩加载装置前端的轴系上，所述的弯矩仪设置在弯矩加载装置前端的轴系上。
[0008]按上述系统，所述的弯矩加载装置包括给轴系加载弯矩的液压缸、固定液压缸的卡盘、固定在轴系上的轴承、以及驱动卡盘旋转的永磁磁极和单向直流电线；固定液压缸的卡盘在通电后的单向直流电线与永磁磁极的磁力作用下绕固定在轴系上的轴承转动，所述的液压动力单元通过液压槽给液压缸提供动力，液压缸对轴系上的轴承施加弯矩力，液压缸的压力通过压力计检测。
[0009]按上述系统，所述的扭矩加载装置包括永磁磁极、单向直流电线、驱动轴系的内齿轮、嵌套单向直流电线的外齿轮和固定内齿轮的键；外齿轮在通电后的单向直流电线与永磁磁极的磁力作用下转动，并驱动内齿轮受力，通过键将扭矩力传递给轴系。
[0010]按上述系统，所述的单向直流电线与可调电阻串联，主控单元通过调节可调电阻的阻值控制直流电大小。
[0011]本发明的有益效果为:通过弯矩加载装置对轴系加载弯矩，通过扭矩加载装置对轴系加载扭矩，并且巧妙的利用了通电直流电与永磁磁极的相互作用产生相应的弯矩力和扭矩力，从而使得整个系统能够为轴系提供弯矩和扭矩，并且结构紧凑、工作效率高、操作简单，适合将来发展的趋势。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的船舶轴系液磁综合测试系统的原理图。
[0013]图2为弯矩加载装置原理图。
[0014]图3为扭矩加载装置原理图。
[0015]图中:1_液压缸；2-单向节流阀；3-电磁方向控制阀；4_液压泵；5_液压池；6-弯矩加载装置；7_可调电阻；8_电容；9_变压整流器；10-交流电源；11-扭矩加载装置；12-主控单元；13-液压管；14-单向直流电线；15_尾轴；16-永磁磁极；17_卡盘；18_液压槽；19_压力计；20_轴承；21_外齿轮；22_键；23-永磁磁极；24_单向直流电线；25_内齿轮。
【具体实施方式】
[0016]下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
[0017]图1为本发明的船舶轴系液磁综合测试系统的原理图，它包括液压动力单元、扭矩仪、弯矩仪、弯矩加载装置6、扭矩加载装置11和主控单元12，其中弯矩加载装置6设置在船舶柴油机轴系的尾轴15，弯矩加载装置6连接直流电(本实施例中通过交流电源10和变压整流器9提供直流电，并通过电容8进行滤波)和所述的液压动力单元，弯矩加载装置6通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转，主控单元12通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力，主控单元12通过控制液压动力单元从而控制弯矩加载装置对轴系的压力；扭矩加载装置11设置在船舶柴油机轴系的尾轴15，扭矩加载装置11连接直流电，扭矩加载装置11通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转从而对轴系提供扭矩力，主控单元12通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力；所述的扭矩仪设置在扭矩加载装置11前端的轴系上检测轴系的扭矩力大小，所述的弯矩仪设置在弯矩加载装置6前端的轴系上检测轴系的弯矩力大小，扭矩仪和弯矩仪分别与主控单元12连接提供控制依据。
[0018]液压动力单元包括液压池5，液压池中的液压油通过液压泵4和单向节流阀2后进入液压缸1，液压缸与液压池之间的油路设置电磁方向控制阀3，液压泵4和电磁方向控制阀3通过主控单元12控制。
[0019]优选的，本实施例通过在直流电回路中串联可调电阻7，通过调节可调电阻7的阻值控制直流电大小。
[0020]本实施例中，弯矩加载装置6如图2所示，包括给轴系加载弯矩的液压缸1、固定液压缸I的卡盘17、固定在轴系上的轴承20、以及驱动卡盘17旋转的永磁磁极16和单向直流电线14 ;固定液压缸的卡盘17在通电后的单向直流电线14与永磁磁极16的磁力作用下绕固定在轴系上的轴承20转动，所述的液压动力单元中的液压油通过液压管13进入液压槽18给液压缸I提供动力，液压缸I对轴系上的轴承20施加弯矩力，液压缸I的压力通过压力计19检测。
[0021]本实施例中，扭矩加载装置11如图3所示，包括永磁磁极23、单向直流电线24、驱动轴系的内齿轮25、嵌套单向直流电线24的外齿轮21和固定内齿轮25的键22 ;外齿轮21在通电后的单向直流电线24与永磁磁极23的磁力作用下转动，并驱动内齿轮25受力，通过键22将扭矩力传递给轴系。
[0022]本系统工作时，首先通电，弯矩加载装置中的单向直流电线通电后产生磁通量，与永磁磁极相互作用产生作用力，使得卡盘17旋转，固定在卡盘17上的液压缸I随之旋转一个角度(本实施例中还增加角度传感器用于测量该旋转角度，发送给主控单元)，再由主控单元控制液压动力单元给液压缸提供液压，液压缸对轴系上的轴承施加弯矩力。通过主控单元控制可调电阻的阻值来控制直流电流大小，从而控制单向直流电线的磁通量以及单向直流电线与永磁磁极之间的作用力大小，从而达到调节卡盘的旋转角度大小的目的。液压缸的压力通过主控单元对液压动力单元中的液压泵和电磁方向控制阀的控制来实现。
[0023]扭矩加载装置中的单向直流电线通电后产生磁通量，与永磁磁极相互作用产生作用力，使得外齿轮21旋转，并驱动内齿轮25受力，通过键22将扭矩力传递给轴系。
[0024]扭矩力和弯矩力的大小通过扭矩仪和弯矩仪传递给主控单元，结合液压缸的压力、卡盘的旋转角度信息，以及测试需要，主控单元发出合适的控制指令给相应的执行机构，如液压泵、电磁方向控制阀、可调电阻。
[0025]以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，其特征在于:它包括液压动力单元、扭矩仪、弯矩仪、弯矩加载装置、扭矩加载装置和主控单元，其中 弯矩加载装置设置在船舶柴油机轴系的尾轴，弯矩加载装置连接直流电和所述的液压动力单元，弯矩加载装置通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转，主控单元通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力，主控单元通过控制液压动力单元从而控制弯矩加载装置对轴系的压力； 扭矩加载装置设置在船舶柴油机轴系的尾轴，扭矩加载装置连接直流电，扭矩加载装置通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转从而对轴系提供扭矩力，主控单元通过控制直流电的大小从而控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力； 所述的扭矩仪设置在扭矩加载装置前端的轴系上，所述的弯矩仪设置在弯矩加载装置前端的轴系上。
2.根据权利要求1所述的一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，其特征在于:所述的弯矩加载装置包括给轴系加载弯矩的液压缸、固定液压缸的卡盘、固定在轴系上的轴承、以及驱动卡盘旋转的永磁磁极和单向直流电线；固定液压缸的卡盘在通电后的单向直流电线与永磁磁极的磁力作用下绕固定在轴系上的轴承转动，所述的液压动力单元通过液压槽给液压缸提供动力，液压缸对轴系上的轴承施加弯矩力，液压缸的压力通过压力计检测。
3.根据权利要求1所述的一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，其特征在于:所述的扭矩加载装置包括永磁磁极、单向直流电线、驱动轴系的内齿轮、嵌套单向直流电线的外齿轮和固定内齿轮的键；外齿轮在通电后的单向直流电线与永磁磁极的磁力作用下转动，并驱动内齿轮受力，通过键将扭矩力传递给轴系。
4.根据权利要求2或3所述的一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，其特征在于:所述的单向直流电线与可调电阻串联，主控单元通过调节可调电阻的阻值控制直流电大小。
【专利摘要】本发明提供一种船舶轴系液磁加载综合测试系统，包括液压动力单元、扭矩仪、弯矩仪、弯矩加载装置、扭矩加载装置和主控单元，其中弯矩加载装置连接直流电和所述的液压动力单元，通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转，主控单元通过控制直流电的大小控制直流电产生的磁通量与永磁磁极之间的作用力；扭矩加载装置连接直流电，通过在直流电产生的磁通量与永磁磁极相互作用下旋转提供扭矩力。本发明且巧妙的利用了通电直流电与永磁磁极的相互作用产生相应的弯矩力和扭矩力，从而使得整个系统能够为轴系提供弯矩和扭矩，并且结构紧凑、工作效率高、操作简单，适合将来发展的趋势。
【IPC分类】G01M13-02
【公开号】CN104807636
【申请号】CN201510223155
【发明人】朱汉华, 王瑞, 陈志坚, 张喜胜, 司伟, 刘永杰, 吴楹
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年5月5日