专利名称：船舶水润滑艉轴承试验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种船舶轴系水润滑轴承工作性能的试验装置。
技术背景艉轴承(即船舶艉轴水润滑轴承，或称船舶水润滑艉轴承)是船舶轴系重要的支承设备， 用于支承艉部轴系及螺旋桨的重量，确保轴系在各种工况下正常工作。各种船舶水润滑艉轴 承轴承材料在应用前，必须进行相应试验，以评价其性能的优劣。目前国内的船舶水润滑艉轴承试验装置不但轴径小，而且只能进行水润滑轴承润滑机理 研究，不能真实模拟船舶水润滑艉轴承、特别是大型船舶水润滑艉轴承受力和润滑情况。对于大型船舶水润滑艉轴承而言，无法也没有必要筹集大笔资金建立与实船一致的船舶 水润滑艉轴承试验装置，而采用相似理论建立与实船艉轴承运行状态相似的试验装置进行验 证性试验才是科学合理和经济的办法。 发明內容本实用新型的目的在于提供一种真实度高、测试性能多的船舶水润滑艉轴承试验装置。 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是船舶水润滑艉轴承试验装置，其特征在于它包括变频交流电机l、减速器4、中间轴9、中间轴承IO、前轴承支架14、前轴承15、 试验轴18、艉轴承支架20、加载装置23、底座24、冷却润滑系统、测试系统；变频交流电 机1的输出轴上的交流电机半联轴节2由螺栓与减速器4的输入轴上的减速器前半联轴节3 固定连接，减速器4的输出轴上的减速器后半联轴节5由螺栓与测试系统的第一转矩转速传 感器7的转矩转速前半联轴节6固定连接，第一转矩转速传感器7的转矩转速后半联轴节8 由螺栓与中间轴9的输入端固定连接，中间轴9穿过中间轴承10，中间轴承10由中间轴承 支架与底座24固定连接，变频交流电机l、减速器4、第一转矩转速传感器7分别与底座24 固定连接；中间轴9的输出端的中间轴半联轴节11由螺栓与试验轴18的输入端的试验轴半联轴节 12固定连接，试验轴18依次穿过前轴承15、测试系统的第二转矩转速传感器17、待测试的 艉轴承21，前轴承15由前轴承支架14与底座24固定连接，前轴承15的前侧设有前轴承前 端密封装置13，前轴承15的后侧设有前轴承后端密封装置16,前轴承前端密封装置13、前 轴承后端密封装置16分别与前轴承支架14固定连接；待测试的艉轴承21由艉轴承支架20 与底座24固定连接，待测试的艉轴承21的前侧设有艉轴承前端密封装置19，待测试的艉轴 承21的后侧设有艉轴承后端密封装置22，艉轴承前端密封装置19、艉轴承后端密封装置22 分别与艉轴承支架20固定连接；第二转矩转速传感器17位于前轴承支架14与艉轴承支架 20之间，第二转矩转速传感器17为套装式转矩转速传感器，第二转矩转速传感器17与底座 24固定连接；试验轴18的后端部设一加载装置23，加载装置23位于艉轴承支架20的后方;冷却润滑系统包括水箱、水泵、水管、阀门、中间轴承进水接头、中间轴承回水接头、 前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头、前轴承出水接头26、前轴承回水接头、艉轴承进 水接头27、艉轴承排泄水接头、艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头；水泵的输入端由水 管与水箱枏连通；中间轴承进水接头设在中间轴承10的前端部，中间轴承回水接头设在中间轴承10的后端部，中间轴承进水接头由进水管与水泵的输出端相连通，中间轴承回水接 头由回水管与水箱相连通；前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头分别设在前轴承前端密封 装置13上，前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头分别与前轴承前端密封装置13上的水腔 相通，前轴承进水接头25由进水管与水泵的输出端相连通，前轴承排泄水接头与排泄水管 相连(排泄水管与下水道相通)，前轴承出水接头26、前轴承回水接头分别设在前轴承后端 密封装置16上，前轴承出水接头26、前轴承回水接头分别与前轴承后端密封装置16上的水 腔相通(前轴承前端密封装置13上的水腔与前轴承后端密封装置16上的水腔由前轴承15 与试验轴18之间的间隙相连通，构成水润滑，前轴承15处的试验轴18上设有铜套与试验 轴18为一体结构)，前轴承出水接头26与出水管相连(出水管与下水道相通)，前轴承回水 接头由回水管与水箱相连通；艉轴承进水接头27、艉轴承排泄水接头分别设在艉轴承前端密 封装置19上，艉轴承进水接头27、艉轴承排泄水接头分别与艉轴承前端密封装置19上的水 腔相通，艉轴承进水接头27由进水管与水泵的输出端相连通，艉轴承排泄水接头与排泄水 管相连(排泄水管与下水道相通)，艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头分别设在艉轴承后 端密封装置22上，艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头分别与艉轴承后端密封装置22上的 水腔相通(艉轴承前端密封装置19上的水腔与艉轴承后端密封装置22上的水腔由待测试的 艉轴承21与试验轴18之间的间隙相连通，构成水润滑，待测试的艉轴承21处的试验轴18 上设有铜套与试验轴18为一体结构)，艉轴承出水接头28与出水管相连(出水管与下水道 相通)，艉轴承回水接头由回水管与水箱相连通；进水管、排泄水管、回水管上分别设有阀 门；测试系统包括第一转矩转速传感器7、第二转矩转速传感器17、转矩转速仪、流量传感 器、温度传感器、压力传感器、位移传感器、变送单元、微机、显示屏、打印设备；第一转 矩转速传感器7、第二转矩转速传感器17的输出信号线分别转矩转速仪的输入端相连接，转 矩转速仪的输出端由信号线与变送单元的转矩转速变送器的输入端相连接，转矩转速变送器 的输出端与微机的输入端相连接；中间轴承进水接头、前轴承进水接头25、艉轴承进水接头 27内分别设有流量传感器，流量传感器的输出端由信号线与变送单元的流量变送器的输入端 相连接，流量变送器的输出端与微机的输入端相连接；前轴承前端密封装置13上的水腔、 艉轴承前端密封装置19上的水腔、艉轴承后端密封装置22上的水腔内分别设有温度传感器， 温度传感器的输出端由信号线与变送单元的温度变送器的输入端相连接，温度变送器的输出 端与微机的输入端相连接；待测试的艉轴承21外壁与艉轴承支架20之间沿轴向至少均匀设 置有2个(图6中为5个)压力传感器(应变片)，加载装置23的液压缸内设有压力传感器， 所有压力传感器的输出端由信号线与变送单元的压力变送器的输入端相连接，压力变送器的 输出端与微机的输入端相连接；第一位移传感器设在试验轴18的上方并位于待测试的艉轴 承21的前方，第二位移传感器设在试验轴18的下方并位于待测试的艉轴承21的后方，第 一位移传感器、第二位移传感器的输出端由信号线与变送单元的移传变送器的输入端相连 接，移传变送器的输出端与微机的输入端相连接；微机的打印接口与打印设备相连，微机的 显示接口与显示屏相连。所述的加载装置23包括左液压缸29、左万向十字联轴节30、左缓冲机构、加载盘35、 右液压缸37、右缓冲机构38、加载盘轴封垫41;左液压缸29与底座24固定连接，左液压 缸29的活塞杆由左万向十字联轴节30与左缓冲机构的左下拉杆31的下端部铰接，左缓冲机构的左上拉杆34的上端部与加载盘35的左端部固定连接；右液压缸37与底座24固定连 接，右液压缸37的活塞杆由右万向十字联轴节与右缓冲机构38的右下拉杆的下端部铰接， 右缓冲机构38的右上拉杆39的上端部与加载盘35的右端部固定连接；加载盘35的中部为 轴孔36，轴孔36内设有加载盘轴封垫41,加载盘35由轴孔36紧套在试验轴18的后端部。 该加载装置23采用双缸加载，考虑试验轴旋转，两液压缸加载力略有不等，因此在两个液 压缸上下端分别安装压力测量传感器，测量信号传递到比例阀，与计算机输入信号对比控制 液缸加载力。所述的左缓冲机构包括左下拉杆31、缓冲箱体32、箱盖、锥形弹簧33、左上拉杆34、 底板40;左下拉杆31的上端与缓冲箱体32的下端固定连接，左上拉杆34的下端与底板40 固定连接，底板40位于缓冲箱体32内，锥形弹簧33套在左上拉杆34上，左上拉杆34的 上部穿过箱盖上的左上拉杆孔，锥形弹簧33位于底板40与箱盖之间，箱盖与缓冲箱体32 的上端固定连接。所述的右缓冲机构与左缓冲机构的结构相同。本实用新型的有益效果是1、 采用相似理论建立与实船艉轴承运行状态相似的试验装置即采用变频交流电机l、 减速器4、中间轴9、中间轴承10等设备将电机功率传递到试验轴上，模拟轴系转动；由前 轴承支架14、前轴承15、试验轴18、艉轴承支架20、待测试的艉轴承21等组成水润滑轴 承模拟体；加载装置23提供模拟所需载荷，加载装置施加到试验轴上；冷却润滑系统提供 试验轴承、前轴承15和待测试的艉轴承21所需冷却、润滑介质，并为中间轴承提供冷却水； 待测试的艉轴承21的静力相似、动力相似、冷却润滑状态相似。通过本船舶水润滑艉轴承 试验装置可较为真实地模拟实船艉轴承的工作状况；采用了相似理论建立与实船艉轴承运行 状态相似的试验装置，故真实度高。2、 测试系统采用第一转矩转速传感器7、第二转矩转速传感器17、转矩转速仪、流量 传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器；第二转矩转速传感器17测量试验轴18对 待测试的艉轴承21的转矩转速，通过第一转矩转速传感器7与第二转矩转速传感器17的转 矩差测量试验轴18对待测试的艉轴承21的摩擦扭矩，通过流量传感器测量冷却水量，通过 温度传感器测量冷却介质(水)进出口温度，通过待测试的艉轴承21外壁与艉轴承支架20 之间的压力传感器测量待测试的艉轴承21的承载力，通过加载装置23的左右液压缸内设有 的压力传感器测量加载力；通过位移传感器测量试验轴18的径向位移，即测量出待测试的 艉轴承21的磨损量；通过在艉轴承支架20旁放置一台噪声测量仪可测量噪声；由位移传感 器测量静态变形，压力传感器和位移传感器测量振动；本实用新型测试性能多，能够合理、 有效地全面试验验证待测试的艉轴承21的工作性能。
图1为本实用新型的结构示意图； 图2为图1的俯视图；图3为本实用新型加载装置的结构示意图；图4为图3沿A-A线的剖视图；图5为本实用新型的冷却润滑系统原理图图6为本实用新型的测试系统原理图；图7为本实用新型的前轴承15的放大示意图；图8为本实用新型的待测试的艉轴承21的放大示意图；图中l-变频交流电机，2 -交流电机半联轴节，3-减速器前半联轴节，4_减速 器，5-减速器后半联轴节，6-转矩转速前半联轴节，7-第一转矩转速传感器，8-转 矩转速后半联轴节，9-中间轴，10-中间轴承，11-中间轴半联轴节，12-试验轴半联 轴节，13-前轴承前端密封装置，14 -前轴承支架，15 -前轴承，16-前轴承后端密封 装置，17 -第二转矩转速传感器，18-试验轴，19-艉轴承前端密封装置，20-艉轴 承支架，21-待测试的艉轴承，22-艉轴承后端密封装置，23-加载装置，24-底座，25-前轴承进水接头，26-前轴承出水接头，27-艉轴承进水接头，28-艉轴承出水接头；29-左液 压缸，30-左万向十字联轴节，31-左下拉杆，32-缓冲箱体，33-锥形弹簧，34-左上拉杆， 35-加载盘，36-轴孔，37-右液压缸，38-右缓冲机构，39-右上拉杆，40-底板，41-加载盘 轴封垫。
具体实施方式
如图l、图2、图7、图8所示，船舶水润滑艉轴承试验装置，它包括变频交流电机l、 减速器4、中间轴9、中间轴承IO、前轴承支架14、前轴承15、试验轴18、艉轴承支架20、 加载装置23、底座24、冷却润滑系统、测试系统；变频交流电机1的输出轴上的交流电机 半联轴节2由螺栓与减速器4的输入轴上的减速器前半联轴节3固定连接，减速器4的输出 轴上的减速器后半联轴节5由螺栓与测试系统的第一转矩转速传感器7的转矩转速前半联轴 节6固定连接，第一转矩转速传感器7的转矩转速后半联轴节8由螺栓与中间轴9的输入端 固定连接，中间轴9穿过中间轴承10，中间轴承10由中间轴承支架与底座24固定连接，变 频交流电机l、减速器4、第一转矩转速传感器7分别与底座24固定连接；中间轴9的输出端的中间轴半联轴节11由螺栓与试验轴18的输入端的试验轴半联轴节 12固定连接，试验轴18依次穿过前轴承15、测试系统的第二转矩转速传感器17、待测试的 艉轴承21，前轴承15由前轴承支架14与底座24固定连接，前轴承15的前侧设有前轴承前 端密封装置13，前轴承15的后侧设有前轴承后端密封装置16，前轴承前端密封装置13、前 轴承后端密封装置16分别与前轴承支架14固定连接；待测试的艉轴承21由艉轴承支架20 与底座24固定连接，待测试的艉轴承21的前侧设有艉轴承前端密封装置19，待测试的艉轴 承21的后侧设有艉轴承后端密封装置22，艉轴承前端密封装置19、艉轴承后端密封装置22 分别与艉轴承支架20固定连接；第二转矩转速传感器17位于前轴承支架14与艉轴承支架 20之间，第二转矩转速传感器17为套装式转矩转速传感器，第二转矩转速传感器17与底座 24固定连接；试验轴18的后端部设一加载装置23，加载装置23位于艉轴承支架20的后方；如图5所示，冷却润滑系统包括水箱、水泵、水管、阀门、中间轴承进水接头、中间轴 承回水接头、前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头、前轴承出水接头26、前轴承回水接 头、艉轴承进水接头27、艉轴承排泄水接头、艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头；水泵 的输入端由水管与水箱相连通；中间轴承进水接头设在中间轴承10的前端部，中间轴承回 水接头设在中间轴承10的后端部，中间轴承进水接头由进水管与水泵的输出端相连通，中 间轴承回水接头由回水管与水箱相连通；前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头分别设在前 轴承前端密封装置13上，前轴承进水接头25、前轴承排泄水接头分别与前轴承前端密封装 置13上的水腔相通，前轴承进水接头25由进水管与水泵的输出端相连通，前轴承排泄水接 头与排泄水管相连(排泄水管与下水道相通)，前轴承出水接头26、前轴承回水接头分别设 在前轴承后端密封装置16上，前轴承出水接头26、前轴承回水接头分别与前轴承后端密封装置16上的水腔相通(前轴承前端密封装置13上的水腔与前轴承后端密封装置16上的水 腔由前轴承15与试验轴18之间的间隙相连通，构成水润滑，前轴承15处的试验轴18上设 有铜套与试验轴18为一体结构)，前轴承出水接头26与出水管相连(出水管与下水道相通)， 前轴承回水接头由回水管与水箱相连通；艉轴承进水接头27、艉轴承排泄水接头分别设在艉 轴承前端密封装置19上，艉轴承进水接头27、艉轴承排泄水接头分别与艉轴承前端密封装 置19上的水腔相通，艉轴承进水接头27由进水管与水泵的输出端相连通，艉轴承排泄水接 头与排泄水管相连(排泄水管与下水道相通)，艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头分别设 在艉轴承后端密封装置22上，艉轴承出水接头28、艉轴承回水接头分别与艉轴承后端密封 装置22上的水腔相通(艉轴承前端密封装置19上的水腔与艉轴承后端密封装置22上的水 腔由待测试的艉轴承21与试验轴18之间的间隙相连通，构成水润滑，待测试的艉轴承21 处的试验轴18上设有铜套与试验轴18为一体结构)，艉轴承出水接头28与出水管相连(出 水管与下水道相通)，艉轴承回水接头由回水管与水箱相连通；进水管、排泄水管、回水管 上分别设有阀门；如图6所示，测试系统包括第一转矩转速传感器7、第二转矩转速传感器17、转矩转速 仪、流量传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器、变送单元、微机、显示屏、打印 设备；第一转矩转速传感器7、第二转矩转速传感器17的输出信号线分别转矩转速仪的输入 端相连接，转矩转速仪的输出端由信号线与变送单元的转矩转速变送器的输入端相连接，转 矩转速变送器的输出端与微机的输入端相连接；中间轴承进水接头、前轴承进水接头25、艉 轴承进水接头27内分别设有流量传感器，流量传感器的输出端由信号线与变送单元的流量 变送器的输入端相连接，流量变送器的输出端与微机的输入端相连接；前轴承前端密封装置 13上的水腔、艉轴承前端密封装置19上的水腔、艉轴承后端密封装置22上的水腔内分别设 有温度传感器，温度传感器的输出端由信号线与变送单元的温度变送器的输入端相连接，温 度变送器的输出端与微机的输入端相连接；待测试的艉轴承21外壁与艉轴承支架20之间沿 轴向至少均匀设置有2个(图6中为5个)压力传感器(应变片)，加载装置23的液压缸内 设有压力传感器，所有压力传感器的输出端由信号线与变送单元的压力变送器的输入端相连 接，压力变送器的输出端与微机的输入端相连接；第一位移传感器设在试验轴18的上方并 位于待测试的艉轴承21的前方，第二位移传感器设在试验轴18的下方并位于待测试的艉轴 承21的后方，第一位移传感器、第二位移传感器的输出端由信号线与变送单元的移传变送 器的输入端相连接，移传变送器的输出端与微机的输入端相连接；微机的打印接口与打印设 备相连，微机的显示接口与显示屏相连。如图3、图4所示，所述的加载装置23包括左液压缸29、左万向十字联轴节30、左缓 冲机构、加载盘35、右液压缸37、右缓冲机构38、加载盘轴封垫41;左液压缸29与底座 24固定连接，左液压缸29的活塞杆由左万向十字联轴节30与左缓冲机构的左下拉杆31的 下端部铰接，左缓冲机构的左上拉杆34的上端部与加载盘35的左端部固定连接；右液压缸 37与底座24固定连接，右液压缸37的活塞杆由右万向十字联轴节与右缓冲机构38的右下 拉杆的下端部铰接，右缓冲机构38的右上拉杆39的上端部与加载盘35的右端部固定连接； 加载盘35的中部为轴孔36，轴孔36内设有加载盘轴封垫41，加载盘35由轴孔36紧套在 试验轴18的后端部。该加载装置23采用双缸加载，考虑试验轴旋转，两液压缸加载力略有 不等，因此在两个液压缸上下端分别安装压力测量传感器，测量信号传递到比例阀，与计算机输入信号对比控制液缸加载力。所述的左缓冲机构包括左下拉杆31、缓冲箱体32、箱盖、锥形弹簧33、左上拉杆34、 底板40;左下拉杆31的上端与缓冲箱体32的下端固定连接，左上拉杆34的下端与底板40 固定连接，底板40位于缓冲箱体32内，锥形弹簧33套在左上拉杆34上，左上拉杆34的 上部穿过箱盖上的左上拉杆孔，锥形弹簧33位于底板40与箱盖之间，箱盖与缓冲箱体32 的上端固定连接。所述的右缓冲机构与左缓冲机构的结构相同。通过变频装置改变交流电频率，可实现无级调速，为了改善变频交流电机1低转速性能， 设置减速比为l: 4的减速器。加载装置23的加载力方向垂直向下，加载力大小由液压系统 控制，由此可模拟螺旋桨载荷。为保持压力的稳定，采用锥形弹簧(锥形弹簧起缓冲作用)， 即解决了加载力的稳定性，又防止了艉轴运转中跳动影响油压的波动。本实用新型利用相似理论，通过改变几何相似倍数，可比较真实地模拟不同轴径船舶艉 轴承的工作和受力状态，是研究船用艉轴承材料特性、艉轴承结构和润滑特性的综合性试验 装置。本实用新型可通过综合控制显示台对台架进行集中监控，测试系统采集的试验数据还 可通过微机进行综合处理，提高了数据测量精度和可靠性。通过对测试数据的整理和分析可 对实船艉轴承工作时的安全性、可靠性进行综合评价。为了保证简化模型与实际模型具有相似性，即保证待测试的艉轴承21的静力相似、动 力相似、冷却润滑状态相似，本实用新型根据相似三定律，利用方程分析法和量纲分析法导 出船舶水润滑艉轴承试验装置相似准则，相似条件有(1) 模拟轴系的材料，要求泊松比和原型相同，但不要求弹性模量E相等。(2) 材料选定后，按照实际情况决定几何相似倍数Cl。(3) 集中力的相似倍数Q =C〗C,,Q担矩的相似倍数Cm =《(^^分布载荷的相似倍数C《=C w (其中Cl-几何相似倍数、Cp-摩擦系数相似倍数、Cw-转速相似倍数。)流量的相似倍数Cq=Cl3 Cn温升的相似倍数CA产CN"。CpCv。 (CP。、 Cp、 Cv。为实际轴系与模拟轴系对应参数 之比，"。是To温度对应的摩擦系数相似倍数，Cv。是温度To时的比热，kj/kg*°C， Cp-载 荷相似倍数。)(4)轴承的长径比L/D、轴承的相对间隙V相等，实际轴承与模拟轴承厚度之比为Cu.在保证两系统具有相似相象后，两系统具有的相应关系a. 原型与模型轴系的应变，转角自动保持一致。b. 原型与模型轴承的摩擦系数、轴承偏心率、轴颈偏位角和稳定水膜的起始、终止角自动保持一致。Cli= Cl。C.两系统润滑膜内对应点处压力之比为5 = ^^ = (^(^ (Pi表示实船润滑膜压力，P2试验装置内润滑模压力，th海水的粘度，P2淡水的粘度，《2为试验装置的转速，fi),为 实船轴系转速)d. 两系统摩擦阻力F存在关系^ =《(^(^ (R表示实船艉轴承的摩擦阻力，F2表示 试验艉轴承的摩擦阻力)e. 两系统摩擦系数fl=G (f,表示实船艉轴承与轴系间的摩擦系数，f2表示试验装置艉轴 承与轴系间的摩擦系数)f. 两系统摩擦力矩^-Cf(^C^。 (1Vh表示实船艉轴承与轴系间的摩擦产生的扭矩，M2表示试验艉轴承与轴系间的摩擦产生的扭矩)按照相似理论， 一般工程设计几何相似倍数为4 10可满足工程要求，为了更好模拟实艇艉轴承工作状况，本装置设定几何相似倍数Cf2。根据相似准则确定其余相似倍数，同时确定了实艇与试验装置的参数对应关系，如表1所示。表1运动粘度相似倍数c,:1. 0050/0. 9810 = 1. 025弹性模量相似倍数CE =:2. 1/2. 05 = 1. 024密度相似倍数二7. 85/7. 82 = 1.004转速相似倍数=1 F-丄严-0.505 C丄仏 2化004集中力相似倍数=CfCA =4X 1. 025 X 0. 505 ==2.071扭矩相似倍数=C^CW=8X1.025X0. 505 ==4. 142分布载荷相似倍数《CA:2XL 025X0. 505 =1.036流量相似系数Cq二CQ二 8X0.505 = 4.040阻力相似倍数-:权利要求1.船舶水润滑艉轴承试验装置，其特征在于它包括变频交流电机(1)、减速器(4)、中间轴(9)、中间轴承(10)、前轴承支架(14)、前轴承(15)、试验轴(18)、艉轴承支架(20)、加载装置(23)、底座(24)、冷却润滑系统、测试系统；变频交流电机(1)的输出轴上的交流电机半联轴节(2)由螺栓与减速器(4)的输入轴上的减速器前半联轴节(3)固定连接，减速器(4)的输出轴上的减速器后半联轴节(5)由螺栓与测试系统的第一转矩转速传感器(7)的转矩转速前半联轴节(6)固定连接，第一转矩转速传感器(7)的转矩转速后半联轴节(8)由螺栓与中间轴(9)的输入端固定连接，中间轴(9)穿过中间轴承(10)，中间轴承(10)由中间轴承支架与底座(24)固定连接，变频交流电机(1)、减速器(4)、第一转矩转速传感器(7)分别与底座(24)固定连接；中间轴(9)的输出端的中间轴半联轴节(11)由螺栓与试验轴(18)的输入端的试验轴半联轴节(12)固定连接，试验轴(18)依次穿过前轴承(15)、测试系统的第二转矩转速传感器(17)、待测试的艉轴承(21)，前轴承(15)由前轴承支架(14)与底座(24)固定连接，前轴承(15)的前侧设有前轴承前端密封装置(13)，前轴承(15)的后侧设有前轴承后端密封装置(16)，前轴承前端密封装置(13)、前轴承后端密封装置(16)分别与前轴承支架(14)固定连接；待测试的艉轴承(21)由艉轴承支架(20)与底座(24)固定连接，待测试的艉轴承(21)的前侧设有艉轴承前端密封装置(19)，待测试的艉轴承(21)的后侧设有艉轴承后端密封装置(22)，艉轴承前端密封装置(19)、艉轴承后端密封装置(22)分别与艉轴承支架(20)固定连接；第二转矩转速传感器(17)位于前轴承支架(14)与艉轴承支架(20)之间，第二转矩转速传感器(17)为套装式转矩转速传感器，第二转矩转速传感器(17)与底座(24)固定连接；试验轴(18)的后端部设一加载装置(23)，加载装置(23)位于艉轴承支架(20)的后方；冷却润滑系统包括水箱、水泵、水管、阀门、中间轴承进水接头、中间轴承回水接头、前轴承进水接头(25)、前轴承排泄水接头、前轴承出水接头(26)、前轴承回水接头、艉轴承进水接头(27)、艉轴承排泄水接头、艉轴承出水接头(28)、艉轴承回水接头；水泵的输入端由水管与水箱相连通；中间轴承进水接头设在中间轴承(10)的前端部，中间轴承回水接头设在中间轴承(10)的后端部，中间轴承进水接头由进水管与水泵的输出端相连通，中间轴承回水接头由回水管与水箱相连通；前轴承进水接头(25)、前轴承排泄水接头分别设在前轴承前端密封装置(13)上，前轴承进水接头(25)、前轴承排泄水接头分别与前轴承前端密封装置(13)上的水腔相通，前轴承进水接头(25)由进水管与水泵的输出端相连通，前轴承排泄水接头与排泄水管相连，前轴承出水接头(26)、前轴承回水接头分别设在前轴承后端密封装置(16)上，前轴承出水接头(26)、前轴承回水接头分别与前轴承后端密封装置(16)上的水腔相通，前轴承出水接头(26)与出水管相连，前轴承回水接头由回水管与水箱相连通；艉轴承进水接头(27)、艉轴承排泄水接头分别设在艉轴承前端密封装置(19)上，艉轴承进水接头(27)、艉轴承排泄水接头分别与艉轴承前端密封装置(19)上的水腔相通，艉轴承进水接头(27)由进水管与水泵的输出端相连通，艉轴承排泄水接头与排泄水管相连，艉轴承出水接头(28)、艉轴承回水接头分别设在艉轴承后端密封装置(22)上，艉轴承出水接头(28)、艉轴承回水接头分别与艉轴承后端密封装置(22)上的水腔相通，艉轴承出水接头(28)与出水管相连，艉轴承回水接头由回水管与水箱相连通；进水管、排泄水管、回水管上分别设有阀门；测试系统包括第一转矩转速传感器(7)、第二转矩转速传感器(17)、转矩转速仪、流量传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器、变送单元、微机；第一转矩转速传感器(7)、第二转矩转速传感器(17)的输出信号线分别转矩转速仪的输入端相连接，转矩转速仪的输出端由信号线与变送单元的转矩转速变送器的输入端相连接，转矩转速变送器的输出端与微机的输入端相连接；中间轴承进水接头、前轴承进水接头(25)、艉轴承进水接头(27)内分别设有流量传感器，流量传感器的输出端由信号线与变送单元的流量变送器的输入端相连接，流量变送器的输出端与微机的输入端相连接；前轴承前端密封装置(13)上的水腔、艉轴承前端密封装置(19)上的水腔、艉轴承后端密封装置(22)上的水腔内分别设有温度传感器，温度传感器的输出端由信号线与变送单元的温度变送器的输入端相连接，温度变送器的输出端与微机的输入端相连接；待测试的艉轴承(21)外壁与艉轴承支架(20)之间沿轴向至少均匀设置有2个压力传感器，加载装置(23)的液压缸内设有压力传感器，所有压力传感器的输出端由信号线与变送单元的压力变送器的输入端相连接，压力变送器的输出端与微机的输入端相连接；第一位移传感器设在试验轴(18)的上方并位于待测试的艉轴承(21)的前方，第二位移传感器设在试验轴(18)的下方并位于待测试的艉轴承(21)的后方，第一位移传感器、第二位移传感器的输出端由信号线与变送单元的移传变送器的输入端相连接，移传变送器的输出端与微机的输入端相连接；微机的打印接口与打印设备相连，微机的显示接口与显示屏相连。
2. 根据权利要求1所述的船舶水润滑艉轴承试验装置，其特征在于所述的加载装置 (23)包括左液压缸(29)、左万向十字联轴节(30)、左缓冲机构、加载盘(35)、右液压缸(37)、右缓冲机构(38)、加载盘轴封垫(41);左液压缸(29)与底座(24)固定连接， 左液压缸(29)的活塞杆由左万向十字联轴节(30)与左缓冲机构的左下拉杆(31)的下端 部铰接，左缓冲机构的左上拉杆(34)的上端部与加载盘(35)的左端部固定连接；右液压 缸(37)与底座(24)固定连接，右液压缸(37)的活塞杆由右万向十字联轴节与右缓冲机 构(38)的右下拉杆的下端部铰接，右缓冲机构(38)的右上拉杆(39)的上端部与加载盘 (35)的右端部固定连接；加载盘(35)的中部为轴孔(36)，轴孔(36)内设有加载盘轴 封垫(41)，加载盘(35)由轴孔(36)紧套在试验轴(18)的后端部。
3. 根据权利要求2所述的船舶水润滑艉轴承试验装置，其特征在于所述的左缓冲机 构包括左下拉杆(31)、缓冲箱体(32)、箱盖、锥形弹簧(33)、左上拉杆(34)、底板(40); 左下拉杆(31)的上端与缓冲箱体(32)的下端固定连接，左上拉杆(34)的下端与底板(40) 固定连接，底板(40)位于缓冲箱体(32)内，锥形弹簧(33)套在左上拉杆(34)上，左 上拉杆(34)的上部穿过箱盖上的左上拉杆孔，锥形弹簧(33)位于底板(40)与箱盖之间， 箱盖与缓冲箱体(32)的上端固定连接。
专利摘要本实用新型涉及一种船舶艉部水润滑轴承工作性能的试验装置。船舶水润滑艉轴承试验装置，其特征在于它包括变频交流电机(1)、减速器(4)、中间轴(9)、中间轴承(10)、前轴承支架(14)、前轴承(15)、试验轴(18)、艉轴承支架(20)、加载装置(23)、底座(24)、冷却润滑系统、测试系统；试验轴(18)依次穿过前轴承(15)、测试系统的第二转矩转速传感器(17)、待测试的艉轴承(21)；试验轴(18)的后端部设一加载装置(23)；测试系统包括第一转矩转速传感器(7)、第二转矩转速传感器(17)、转矩转速仪、流量传感器、温度传感器、压力传感器、位移传感器、变送单元、微机。本实用新型具有真实度高、测试性能多的特点；能够合理、有效地全面试验验证待测试的艉轴承(21)的工作性能。
文档编号G01M13/04GK201096619SQ200720087638
公开日2008年8月6日 申请日期2007年10月22日 优先权日2007年10月22日
发明者周旭辉, 姚世卫, 常恩贵, 娟 王, 隽 王, 斌 马 申请人:中国船舶重工集团公司第七一九研究所