用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置的制作方法

1.本发明涉及船舶推进器技术领域，尤其涉及用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置。


背景技术：

2.船舶推进器是将主机产生的动力转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中的航行阻力，从而推动船舶航行的推进系统。目前，船舶推进器都是采用非标定制化生产，生产后期在船厂进行安装调试；交付后的船舶推进器在实船上操作使用，后期船舶运行过程中，船舶推进器的故障处理和拆卸维修等工作也都是在实船上进行操作的。对于高等院校的船舶、海洋等相关专业的学生来说，了解船舶推进器的工作性能和推进原理、掌握故障处理和拆卸维修技能是必备的专业知识，但是，学校的学生很难有机会与实船一起工作。一些学校为了解决上述问题，将报废的船舶推进器制成展台作为教学展品，这种展台不具备模拟船舶工作环境的条件，船舶推进器也不能操作使用，教学效果差。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置，能够模拟船舶推进器的工作环境，具备操作使用、拆卸安装、维护保养等科目的教学与训练功能，提升教学效果。
4.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
5.提供一种用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置，包括：
6.观测水箱，所述观测水箱包括至少一个透明观测窗，所述观测水箱内盛装有水；
7.推进系统组件，所述推进系统组件包括固定桨、螺旋桨轴和艉管，所述固定桨可拆卸连接所述螺旋桨轴，所述艉管可拆卸套装于所述螺旋桨轴外，所述固定桨设置于所述观测水箱内且浸没于水中；
8.动力组件，所述动力组件包括驱动电机、中间轴和齿轮箱机构，所述驱动电机用于驱动所述中间轴，所述中间轴通过所述齿轮箱机构可拆卸连接所述驱动电机，所述中间轴传动连接所述螺旋桨轴；
9.支撑组件，所述支撑组件包括艉管轴承基座、中间轴承基座和校中顶升基座，所述艉管轴承基座用于支撑所述艉管，所述中间轴承基座用于支撑所述中间轴，所述校中顶升基座用于顶升所述中间轴以使所述中间轴和所述螺旋桨轴同轴设置。
10.作为本发明的一种优选结构，所述动力组件还包括电机变频器，所述电机变频器用于控制所述驱动电机的转速。
11.作为本发明的一种优选结构，所述支撑组件还包括地轨地基，所述艉管轴承基座、所述中间轴承基座和所述校中顶升基座均设置于所述地轨地基上。
12.作为本发明的一种优选结构，所述推进系统组件还包括油润滑机构，所述油润滑机构包括前轴承、后轴承以及前密封、后密封，所述前轴承和所述后轴承分别设置于所述艉
管的两端，且套装于所述艉管和所述螺旋桨轴之间，所述前密封用于密封所述前轴承，所述后密封用于密封所述后轴承。
13.作为本发明的一种优选结构，所述动力组件还包括测速机构，所述测速机构用于检测所述齿轮箱机构的输出转速。
14.作为本发明的一种优选结构，所述动力组件还包括防护罩，所述防护罩设置于所述中间轴连接所述齿轮箱机构的一端。
15.作为本发明的一种优选结构，所述动力组件还包括高弹联轴器，所述高弹联轴器用于连接所述齿轮箱机构和所述驱动电机。
16.作为本发明的一种优选结构，所述试验台装置还包括水冷组件，所述水冷组件包括冷却水泵和循环管路，所述循环管路依次连通所述齿轮箱机构、所述中间轴和所述观测水箱，所述冷却水泵用于抽取所述观测水箱内的所述水以使所述水进入所述循环管路。
17.作为本发明的一种优选结构，所述试验台装置还包括控制系统，所述控制系统包括遥控机构，所述遥控机构用于手动控制所述驱动电机和/或所述齿轮箱机构和/或所述固定桨。
18.作为本发明的一种优选结构，所述齿轮箱机构还包括压力传感器和/或温度传感器。
19.本发明的有益效果：
20.本发明所提供的用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置，固定桨设置于观测水箱内，观测水箱的透明观测窗便于观察观测水箱内的固定桨运行状态；驱动电机可拆卸连接齿轮箱机构，并通过中间轴驱动螺旋桨轴，实现长轴系布置，齿轮箱机构具有正倒车功能及离合功能，能够轻松实现正车功能和倒车功能的转换，便于直观观察螺旋桨轴的正车工况和倒车工况；支撑组件实现轴系对中，简化结构；观测水箱、推进系统组件、动力组件以及支撑组件之间均采用螺钉等紧固件进行连接，不使用焊接等固定连接方式，便于进行拆装，使学生直观了解结构件的内部形态和连接结构；试验台装置能够应用于高等院校的教学使用，将非标定制的船舶推进器从实船上转移到高等院校的教学实验室中，在教学实验室内直观展现船舶推进器，能够清晰展示船舶推进器的结构特点、连接关系以及运动状态，实现船舶推进器的结构原理、操作使用、拆卸安装、维护保养等科目的教学与训练功能，展示直观，操作方便，学生可以在教学实验室现场进行实船操作，更加全面地了解与掌握船用推进器。
附图说明
21.图1是本发明实施例提供的用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置的结构示意图。
22.图中：
23.1、观测水箱；11、透明观测窗；2、推进系统组件；21、固定桨；22、螺旋桨轴；23、艉管；24、油润滑机构；241、前密封；242、后密封；25、油箱；26、联轴器；3、动力组件；31、驱动电机；32、中间轴；33、齿轮箱机构；34、测速机构；35、防护罩；36、高弹联轴器；4、支撑组件；41、艉管轴承基座；42、中间轴承基座；43、校中顶升基座；44、地轨基座；45、齿轮箱基座；46、电机基座；5、水冷组件；51、冷却水泵。
具体实施方式
24.下面结合附图和实施例对本发明作进一步地详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
25.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
27.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
28.船舶推进器是将主机产生的动力转变成船舶行进的推力，以克服船舶在水中的航行阻力，从而推动船舶航行的推进系统。目前，船舶推进器都是采用非标定制化生产，生产后期在船厂进行安装调试；交付后的船舶推进器在实船上操作使用，后期船舶运行过程中，船舶推进器的故障处理和拆卸维修等工作也都是在实船上进行操作的。对于高等院校的船舶、海洋等相关专业的学生来说，了解船舶推进器的工作性能和推进原理、掌握故障处理和拆卸维修技能是必备的专业知识，但是，学校的学生很难有机会与实船一起工作。一些学校为了解决上述问题，将报废的船舶推进器制成展台作为教学展品，这种展台不具备模拟船舶工作环境的条件，船舶推进器也不能操作使用，教学效果差。为解决上述问题，本发明实施例提供一种用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置。
29.如图1所示，用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置包括观测水箱1、推进系统组件2、动力组件3和支撑组件4。观测水箱1包括至少一个透明观测窗11，观测水箱1内盛装有水，透明观测窗11便于观察观测水箱1内的固定桨21运行状态。可选的，观测水箱1还设置有进出水口和阀门等附属设备，使用较为方便，便于真实模拟固定桨21的水下工况。
30.推进系统组件2包括固定桨21、螺旋桨轴22和艉管23，固定桨21可拆卸连接螺旋桨轴22，艉管23可拆卸套装于螺旋桨轴22外，固定桨21设置于观测水箱1内且浸没于水中。动力组件3包括驱动电机31、中间轴32和齿轮箱机构33，驱动电机31用于驱动中间轴32，中间轴32通过齿轮箱机构33可拆卸连接驱动电机31，中间轴32通过传动连接螺旋桨轴22，实现长轴系布置，模拟推进系统组件2在实船上的传动结构。具体而言，齿轮箱机构33具有正倒车功能及离合功能，能够轻松实现正车功能和倒车功能的转换，便于直观观察螺旋桨轴22的正车工况和倒车工况。
31.支撑组件4包括艉管轴承基座41、中间轴承基座42和校中顶升基座43，艉管轴承基座41用于支撑艉管23，中间轴承基座42用于支撑中间轴32，校中顶升基座43用于顶升中间轴32以使中间轴32和螺旋桨轴22同轴设置，满足轴系运行需求。校中顶升基座43还配置有千斤顶，当教学展示结束之后，在中间轴32和螺旋桨轴22静止状态下，使用千斤顶可对轴系进行顶升试验，满足教学使用。可选的，支撑组件4还可设置齿轮箱基座45和电机基座46，齿轮箱基座45为齿轮箱机构33提供支撑，电机基座46为驱动电机31提供支撑，不需使用中间传动机构，实现齿轮箱机构33、驱动电机31和中间轴32的同轴设置，简化结构。观测水箱1、推进系统组件2、动力组件3以及支撑组件4之间均采用螺钉等紧固件进行连接，不使用焊接等固定连接方式，便于进行拆装，使学生直观了解结构件的内部形态和连接结构。
32.本发明实施例的用于展示螺旋桨推进系统的试验台装置，能够应用于高等院校的教学使用，将非标定制的船舶推进器从实船上转移到高等院校的教学实验室中，在教学实验室内直观展现船舶推进器，能够清晰展示船舶推进器的结构特点、连接关系以及运动状态，实现船舶推进器的结构原理、操作使用、拆卸安装、维护保养等科目的教学与训练功能，展示直观，操作方便，学生可以在教学实验室现场进行实船操作，更加全面地了解与掌握船用推进器。
33.作为优选方案，动力组件3还包括电机变频器，电机变频器用于控制驱动电机31的运行档位，进而模拟柴油机的运行档位，接近船舶推进器的真实工作环境，实现对固定桨21转速的控制，模拟实际操船的过程，提升教学效果。
34.更进一步地，支撑组件4还包括地轨地基44，地轨地基44作为支撑基准，艉管轴承基座41、中间轴承基座42和校中顶升基座43均设置于地轨地基44上。地轨地基44提供支撑基准，艉管轴承基座41、中间轴承基座42和校中顶升基座43均设置于地轨地基44上，便于轴系之间的对中调整，以满足轴系运行需要，保证对中精度。
35.作为优选方案，推进系统组件2还包括油润滑机构24以及油箱25，油润滑机构24包括前轴承、后轴承(图中未示出)以及前密封241、后密封242，前轴承和后轴承分别设置于艉管23的两端，且套装于艉管23和螺旋桨轴22之间，前密封241用于密封前轴承，后密封242用于密封后轴承。前轴承和后轴承为螺旋桨轴22的转动提供转动支撑，前密封241和后密封242能够防止艉管23内部的润滑油泄漏。油箱25为油润滑机构24提供润滑油，可将油箱25安装于观测水箱1上，节约占用的空间。
36.作为优选方案，动力组件3还包括测速机构34，测速机构34用于检测齿轮箱机构33的输出转速，从而掌握中间轴32和螺旋桨轴22的转速，便于学生建立固定桨21的运行状态和转速之间的关系。
37.更进一步地，动力组件3还包括防护罩35，防护罩35设置于中间轴32连接齿轮箱机构33的一端。因教学实验室的教学环境难以严格控制灰尘，防护罩35保护轴系安装的法兰部位的螺栓，保证动力组件3的正常运行。
38.作为优选方案，动力组件3还包括高弹联轴器36，高弹联轴器36用于连接齿轮箱机构33和驱动电机31。高弹联轴器36是一种扭转型高弹性联轴器，能有效地减小和吸收震动，提高使用系数和传递能力，延长维修周期和使用寿命，运用平行或螺旋切槽系统来适应各种偏差和传递扭矩，耐腐蚀性好，同时也增加了扭矩承受能力和刚性，提高动力组件3的工作可靠性。
39.作为优选方案，试验台装置还包括水冷组件5，水冷组件5包括冷却水泵51和循环管路(图中未示出)，循环管路依次连通齿轮箱机构33、中间轴32和观测水箱1，冷却水泵51用于抽取观测水箱1内的水以使水进入循环管路，从而实现齿轮箱机构33和中间轴32轴承的冷却。水进入循环管路后，依次冷却齿轮箱机构33和中间轴32的轴承结构，避免动力组件3过热。
40.作为优选方案，试验台装置还包括控制系统，控制系统包括遥控机构，遥控机构用于手动控制驱动电机31和/或齿轮箱机构33和/或固定桨21。具体而言，遥控机构可采用手柄、旋钮及转换开关等操作终端远程，根据教学需要操作驱动电机31、齿轮箱机构33和固定桨21，使用较为方便。遥控机构的具体结构和遥控原理为本领域内的现有技术，本发明实施例在此不作赘述。
41.作为优选方案，齿轮箱机构33还包括压力传感器和/或温度传感器。运行时可以实时进行检测。压力传感器能够检测齿轮箱机构33内的工作压力，温度传感器能够检测齿轮箱机构33内的温度，进而保证齿轮箱机构33的运行正常。
42.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。