一种螺旋桨液力装配控制系统及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种螺旋桨液力装配控制系统及控制方法，其特征在于：包括工程机、多功能板卡、模拟量输入输出端子板、数字输入端子板、第一比例压力阀、第二比例压力阀、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、继电器输出端子板以及继电器，在浆毂上配置有第一液压油路，第一液压油路为浆毂提供径向压力，在螺旋桨轴的轴向配置有第二液压油路，在第一液压油路上配置有第一液压油泵、第一比例压力阀、第一压力传感器；在第二液压油路上配置有第二液压油泵、第二比例压力阀、第二压力传感器，螺旋桨安装过程中通过采用本发明的控制系统，可实现螺旋桨液力装配的自动化过程，可以节省时间、节省人力、提高装配效率、减轻劳动强度。
【专利说明】
一种螺旋桨液力装配控制系统及控制方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种螺旋桨液力装配控制系统及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前世界上大多数大型船舶都采用液压无键联接的方式来固定桨榖与桨轴两者的相对位置。液压无键联接是通过高压油的作用使桨轴与桨榖在材料的弹性范围内形成过盈配合，借助过盈配合产生巨大接触摩擦力，使螺旋桨与轴可靠地联接在一起，从而实现传递主机发出的扭矩的功能。螺旋桨的液压无键联接不仅装配质量好，可靠性强，而且拆装工作方便，为船舶航行性能以及船上货物及人员的安全提供了有力保障。
[0003]虽然国内外新建大型船舶的螺旋桨大多采用液压无键安装，但多数船厂在安装时仍然通过人工手动控制安装油压，螺旋桨无键安装配套设备的自动化程度不高，这不仅使得螺旋桨的安装质量无法得到保证，而且增加了船厂投入的成本。由于螺旋桨的安装质量直接影响船舶航行安全及船员和旅客的生命安全，因此实现螺旋桨液力装配自动化控制显得格外重要，对螺旋桨安装质量具有重要意义。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种可提高装配效率的螺旋桨液力装配控制系统及控制方法。
[0005]本发明所采用的技术方案为:一种螺旋桨液力装配控制系统，其特征在于:包括工程机、多功能板卡、模拟量输入输出端子板、数字输入端子板、第一比例压力阀、第二比例压力阀、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、继电器输出端子板以及继电器，所述工程机与多功能板卡相连，所述多功能板卡与模拟量输入输出端子板相连，所述模拟量输入输出端子板分别与第一比例压力阀、第二比例压力阀、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、数字输入端子板、继电器输出端子板相连，所述继电器输出端子板用于控制继电器，在浆毂上配置有第一液压油路，第一液压油路为浆毂提供径向压力，在螺旋桨轴的轴向配置有第二液压油路，在第一液压油路上配置有第一液压油栗、第一比例压力阀、第一压力传感器;在第二液压油路上配置有第二液压油栗、第二比例压力阀、第二压力传感器，在装配过程中，若超出位移限制，第一液压油路和第二液压油路上均通过继电器控制油路的断开。
[0006]按上述技术方案，所述位移传感器为两个，对称设置在螺旋桨轴的两侧。
[0007]按上述技术方案，还设置有接地保护和急停保护装置。
[0008]按上述技术方案，所述工程机由Labview编程。
[0009]—种如上所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:包括如下步骤:
[0010]步骤一、工程机输入螺旋桨液力装配轴向压力和径向压力，通过模拟量输出板卡转换为电压信号；
[0011]步骤二、电压信号传送给第一比例压力阀和第二比例压力阀，两比例压力阀将电压信号转换成加载压力分别进行输出，对螺旋桨轴和桨毂施加轴向和径向压力；
[0012]步骤三、第一压力传感器、第二压力传感器实时监测加载压力，将压力转换为电压信号，分别通过模拟量输入输出端子板，传送至工程机；
[0013]步骤四、位移传感器实时监测轴向推入量，将位移转换为电压信号，通过模拟量输入板卡，传送至工程机；
[0014]步骤五、当两压力传感器反馈数值与输入数值相等时，先卸去径向压力，设定时间后，再卸去轴向压力。
[0015]按上述技术方案，在装配过程中，位移传感器实时监测螺旋桨轴的位移，当超出位置限制时，通过继电器立即断开两液压油路上的油路。
[0016]按上述技术方案，在浆毂的两侧对称设置有两个位移传感器，当螺旋桨在装配时因受力不均而偏离其水平方向时，两位移传感器会检测到不同位移，系统立即断开油路。
[0017]按上述技术方案，在工程机的界面上同时绘出压力和位移的实时曲线。
[00?8]按上述技术方案，工程机、模拟量输入输出端子板、第一比例压力阀、第一压力传感器形成闭环控制方式，工程机、模拟量输入输出端子板、第二比例压力阀、第二压力传感器亦为闭环控制方式。
[0019]本发明所取得的有益效果为:
[0020]1、螺旋桨安装过程中通过采用本发明的控制系统，可实现螺旋桨液力装配的自动化过程，可以节省时间、节省人力、提高装配效率、减轻劳动强度；
[0021]2、压力、位移传感器所测量的参数可通过模拟量输入输出端子板反馈至工程机，并且显示在工程机软件的界面上同时绘出压力和位移的实时曲线，实现在线监测的功能。
[0022]3、在装配过程中，位移传感器可实时监测螺旋桨的位移，当超出位置限制时可立即断开油源，保护螺旋桨轴和桨毂不遭到破坏；
[0023]4、工程机软件由Labview编程，测试数据可自动保存，为下次安装提供理论依据。
【附图说明】
[0024]图1为本发明的结构图。
[0025]图2为闭环控制原理图。
[0026]图3为本发明中液压油路示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0028]如图1-3所示，本实施例提供了一种螺旋桨液力装配控制系统，包括工程机1、多功能板卡2、模拟量输入输出端子板3、第一比例压力阀8、第二比例压力阀9、第一压力传感器
4、第二压力传感器5、位移传感器、数字输入端子板1、继电器输出端子板11、继电器12和接地保护和急停保护装置所述工程机I与多功能板卡2相连，所述多功能板卡2与模拟量输入输出端子板3相连，所述模拟量输入输出端子板3分别与第一比例压力阀8、第二比例压力阀
9、第一压力传感器4、第二压力传感器5、位移传感器、数字输入端子板10、继电器输出端子板11相连，所述继电器输出端子板11用于控制继电器12，在浆毂13上配置有第一液压油路，第一液压油路为浆毂13提供径向压力，在螺旋桨轴14的轴向配置有第二液压油路，在第一液压油路上配置有第一液压油栗15、第一比例压力阀8、第一压力传感器4;在第二液压油路上配置有第二液压油栗16、第二比例压力阀9、第二压力传感器5，当安装过程中，若超出位移限制，第一液压油路和第二液压油路上均通过继电器控制油路的断开。所述位移传感器为两个，分别为图1中的6、7，对称设置在螺旋桨轴的两侧。
[0029]上述螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，包括如下步骤:
[0030]步骤一、通过数字输入端子板10输入螺旋桨液力装配轴向压力和径向压力，通过模拟量输出板卡3转换为电压信号；
[0031]步骤二、电压信号传送给第一比例压力阀8和第二比例压力阀9，两比例压力阀将电压信号转换成加载压力分别进行输出，对螺旋桨轴14和桨毂13施加轴向和径向压力；
[0032]步骤三、第一压力传感器4、第二压力传感器5实时监测加载压力，将压力转换为电压信号，分别通过模拟量输入输出端子板3，传送至工程机I;
[0033]步骤四、位移传感器6、7实时监测轴向推入量，将位移转换为电压信号，通过模拟量输入板卡3，传送至工程机I ；
[0034]步骤五、当两压力传感器4、5反馈数值与输入数值相等时，先卸去径向压力，设定时间后，再卸去轴向压力。
[0035]本系统控制策略为:指令输出后，通过比例压力阀控制加载压力，同时压力传感器和位移传感器实时监测压力和位移变化，其中，压力为主控制变量，位移为限制保护变量。压力传感器和位移传感器所测量的参数可通过模拟量输入输出端子板3反馈至工程机1，并且显示在工程机软件的界面上同时绘出压力和位移的实时曲线;在装配过程中，位移传感器6、7可实时监测螺旋桨的位移，当出现超出位置限制时可立即断开油源；系统设有接地保护和急停保护装置；当螺旋桨在装配时因受力不均而偏离水平方向时，上下方的位移传感器6、7会检测到不同位移，这时系统会立即断开油路;工程机软件由Labview编程，测试数据可自动保存。
[0036]如图2所示，压力控制采取闭环控制方式，工程机I软件发出指令信号，指令信号通过工程机I的模拟量输入输出端子板3换成电压信号，电压信号传送给第一、第二比例压力阀，第一、第二比例压力阀电压信号转换成压力进行输出，同时第一、二压力传感器4、5将实时检测到的输出压力反馈给模拟量输入输出端子板3，工程机I将反馈值和指令信号相比较，得到一个差值，然后根据差值调整输出指令信号，直到反馈值跟指令信号相等。
【主权项】
1.一种螺旋桨液力装配控制系统，其特征在于:包括工程机、多功能板卡、模拟量输入输出端子板、数字输入端子板、第一比例压力阀、第二比例压力阀、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、继电器输出端子板以及继电器，所述工程机与多功能板卡相连，所述多功能板卡与模拟量输入输出端子板相连，所述模拟量输入输出端子板分别与第一比例压力阀、第二比例压力阀、第一压力传感器、第二压力传感器、位移传感器、数字输入端子板、继电器输出端子板相连，所述继电器输出端子板用于控制继电器，在浆毂上配置有第一液压油路，第一液压油路为浆毂提供径向压力，在螺旋桨轴的轴向配置有第二液压油路，在第一液压油路上配置有第一液压油栗、第一比例压力阀、第一压力传感器;在第二液压油路上配置有第二液压油栗、第二比例压力阀、第二压力传感器，在装配过程中，若超出位移限制，第一液压油路和第二液压油路上均通过继电器控制油路的断开。2.根据权利要求1所述的一种螺旋桨液力装配控制系统，其特征在于:所述位移传感器为两个，对称设置在螺旋桨轴的两侧。3.根据权利要求2所述的一种螺旋桨液力装配控制系统，其特征在于:还设置有接地保护和急停保护装置。4.根据权利要求1或2所述的一种螺旋桨液力装配控制系统，其特征在于:所述工程机由Labview编程。5.—种如权利要求1或2所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、工程机输入螺旋桨液力装配轴向压力和径向压力，通过模拟量输出板卡转换为电压信号； 步骤二、电压信号传送给第一比例压力阀和第二比例压力阀，两比例压力阀将电压信号转换成加载压力分别进行输出，对螺旋桨轴和桨毂施加轴向和径向压力； 步骤三、第一压力传感器、第二压力传感器实时监测加载压力，将压力转换为电压信号，分别通过模拟量输入输出端子板，传送至工程机； 步骤四、位移传感器实时监测轴向推入量，将位移转换为电压信号，通过模拟量输入板卡，传送至工程机； 步骤五、当两压力传感器反馈数值与输入数值相等时，先卸去径向压力，设定时间后，再卸去轴向压力。6.根据权利要求5所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:在装配过程中，位移传感器实时监测螺旋桨轴的位移，当超出位置限制时，通过继电器立即断开两液压油路上的油路。7.根据权利要求5所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:在螺旋桨轴的两侧对称设置有两个位移传感器，当螺旋桨在装配时因受力不均而偏离其水平方向时，两位移传感器会检测到不同位移，系统立即断开油路。8.根据权利要求5所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:在工程机的界面上同时绘出压力和位移的实时曲线。9.根据权利要求5所述的一种螺旋桨液力装配控制系统的控制方法，其特征在于:工程机、模拟量输入输出端子板、第一比例压力阀、第一压力传感器形成闭环控制方式，工程机、模拟量输入输出端子板、第二比例压力阀、第二压力传感器亦为闭环控制方式。
【文档编号】G05D16/20GK106054956SQ201610496991
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】范世东, 马晶宁, 胡旭晟, 朱汉华, 刘永杰
【申请人】武汉理工大学