一种轴系振动集成监测辅助装置的制作方法

本发明属于船舶振动测量与监测的技术领域，特别涉及一种轴系振动集成监测辅助装置。

背景技术：

舰船在航行时，由于受到主机和螺旋桨激振力的影响，轴系及艉部结构会产生复杂振动。如果激振力异常会导致轴系及艉部结构剧烈振动，严重的会导致推进轴系损伤、减速齿轮装置异常、中间轴承磨损等故障，影响船舶正常运行，这些故障信息一般都带有具有明显的振动特征，可以通过振动监测系统进行有效的辨识。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种轴系振动集成监测辅助装置，采用测试功能集成设计，将轴系多功能测试功能集成一体，便捷有效的实现轴系相关振动的采集。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种轴系振动集成监测辅助装置，其特征在于：包括外罩、支撑框体、飞轮和信号监测系统，所述外罩为半圆形结构，所述支撑框架为顶部中心开有半圆形开口的矩形框，外罩与支撑框体上下对称安装，中间形成圆形通孔，所述飞轮与所述圆形通孔相配置，所述信号监测系统包括电涡流传感器、滤波器、信号采集箱和plc控制器，电涡流传感器安设于支撑框体上，通过线缆与所述滤波器相连，滤波器与信号采集箱相连，信号采集箱与plc控制器相连。

按上述方案，所述支撑框体是由底板、前、后围板、左、右围板和左、右盖板组成的壳体结构，所述底板中部沿轴向对称设有两块水平支撑板，底板中部沿径向设有两块垂直支撑板，所述两块垂直支撑板分别与两块水平支撑板相交，所述飞轮的内侧端面靠近外侧水平支撑板设置。

按上述方案，所述左、右盖板之间对称设有两块半圆形的前、后肋板，所述前、后肋板的两侧分别与所述两块水平支撑板及前、后围板相连。

按上述方案，所述电涡流传感器包括第一、第二、第三、第四电涡流传感器，所述第一、第二和第三电涡流传感器均安设于所述前肋板上，第一和第二电涡流传感器相对于所述圆形通孔的圆心对称设置，形成90°圆心角，第三电涡流传感器相对于所述飞轮外齿面设置，第四电涡流传感器水平安设于所述内侧的水平支撑板上。

按上述方案，所述电涡流传感器的测量前端设有放大器。

按上述方案，所述电涡流传感器的直径与所述飞轮的齿顶、齿槽宽度相同。

按上述方案，所述飞轮的内周面设有防滑垫圈和调整垫块。

按上述方案，所述滤波器为抗混叠滤波器。

本发明的有益效果是：1、提供一种轴系振动集成监测辅助装置，采用多种轴系振动监测功能集成的设计，在舰船轴系附近有效的装配空间内，将轴系转速、扭振应力、扭转振动、回旋振动、纵向振动等轴系多功能监测集成，实现了对同一轴段各类型振动实时测试的功能，有效提高了对轴系振动测试的效率；2、电涡流传感器测量前端和放大模块集成设计，便于传感器在轴系有限空间内安装；3、针对不同直径的轴系，装置飞轮可以通过调整金属垫块厚度进行匹配，装置座底座采用模块分解安装方式，可针对不同船型、不同测试位置进行定制，便于在船上有限空间内进行组装与固定。

附图说明

图1为本发明一个实施例的主视图。

图2为图1的a-a向视图。

图3为本发明一个实施例的俯视图。

图4为本发明一个实施例的轴测图。

图5为本发明一个实施例的侧视图。

具体实施方式

现结合附图对本发明实施方式进行说明，本发明并不局限于下述实施例。

如图1-图5所示，一种轴系振动集成监测辅助装置，包括外罩1、支撑框体、飞轮2和信号监测系统，外罩为半圆形结构，支撑框架为顶部中心开有半圆形开口的矩形框，外罩与支撑框体上下对称安装，中间形成圆形通孔，飞轮与圆形通孔相配置，信号监测系统包括电涡流传感器、滤波器、信号采集箱和plc控制器，电涡流传感器安设于支撑框体上，通过线缆与滤波器相连，滤波器与信号采集箱相连，信号采集箱与plc控制器相连。电涡流传感器采集到的数据经由信号传输线缆，实时传递至信号采集箱，信号采集箱前置的软件和硬件双重抗混叠滤波器，确保采集信号的无失真采集，并将采集的信号传输给plc控制器进行数据处理、计算、存储和显示，实现对舰船轴系艉部振动的实时监测。

支撑框体是由底板3、前围板4、后围板5、左围板6、右围板7和左盖板8、右盖板9组成的壳体结构，底板中部沿轴向对称设有两块水平支撑板10，底板中部沿径向设有两块垂直支撑板11，两块垂直支撑板分别与两块水平支撑板相交，飞轮的内侧端面靠近外侧水平支撑板设置。

左、右盖板之间对称设有两块半圆形的前肋板12、后肋板13，前、后肋板的两侧分别与两块水平支撑板及前、后围板相连。

电涡流传感器包括第一电涡流传感器14、第二电涡流传感器15、第三电涡流传感器16、第四电涡流传感器17，第一、第二和第三电涡流传感器均安设于前肋板上，第一和第二电涡流传感器相对于圆形通孔的圆心对称设置，形成90°圆心角，第三电涡流传感器相对于飞轮外齿面设置，第四电涡流传感器水平安设于内侧的水平支撑板上。

轴系运转时安装于轴段18上与轴段紧固的飞轮随轴系一起进行刚性旋转。第三电涡流定制传感器对轴系的转速及扭振进行测量，利用安装在轴侧端互成90°的第一和第二电涡流定制传感器对轴的回旋振动进行测量，以及利用第四电涡流定制传感器对飞轮后端的纵向位移进行实时测量。

电涡流传感器的测量前端设有放大器，与传统分体式电涡流传感器相比，集成式设计的电涡流传感器尺寸更小，利于实船安装调试，各传感器根据测试需要，探头以轴系和飞轮金属材料为样本定制，测量精度高，线性灵敏度优异，信噪比高。

电涡流传感器的直径与飞轮的齿顶、齿槽宽度相同，保证了信号稳定采集。

飞轮的内周面设有防滑垫圈和调整垫块，安装防滑垫圈防止轴系运转过程中飞轮发生侧滑，并在轴系上设置限位销，有效提高飞轮在轴系上的安装精度。针对不同直径的轴系，飞轮可以通过调整金属垫块厚度进行匹配。

滤波器为抗混叠滤波器，确保采集信号的无失真采集。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种轴系振动集成监测辅助装置，包括外罩、支撑框体、飞轮和信号监测系统，外罩为半圆形结构，支撑框架为顶部中心开有半圆形开口的矩形框，外罩与支撑框体上下对称安装，中间形成圆形通孔，飞轮与圆形通孔相配置，信号监测系统包括电涡流传感器、滤波器、信号采集箱和PLC控制器，电涡流传感器安设于支撑框体上，通过线缆与滤波器相连，滤波器与信号采集箱相连，信号采集箱与PLC控制器相连，本发明结构简单，操作方便，实现了对轴系振动状态的集成监测功能。

技术研发人员：何大千;周健;邢军华;郑超凡;田华安
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：2019.05.08
技术公布日：2019.08.16