一種用于船用泵搖擺性能測試的裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型屬于流體機械實驗領(lǐng)域，涉及一種用于船用泵搖擺性能測試的裝置，包括搖擺臺、船用泵、進口波紋管段、出口波紋管段、變頻控制柜和和水泥座；所述搖擺臺包括搖擺架、驅(qū)動電機、減速器、飛輪、連桿、軸承、彈簧、銷、支架、支撐板、定位刻度板和搖擺臺底座；所述搖擺臺固定在所述水泥座上，所述船用泵通過底腳螺栓固定在所述搖擺臺上，利用所述變頻控制柜控制所述驅(qū)動電機即可帶動所述搖擺臺運轉(zhuǎn)，本實用新型可以模擬船用泵隨艦船搖擺的姿態(tài)和運動，進行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測試；該裝置結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進行船用泵傾斜和搖擺條件下的性能測試提供了一種可行的途徑。
【專利說明】
一種用于船用泵搖擺性能測試的裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及流體機械實驗領(lǐng)域，特指一種用于模擬船用栗隨艦船搖擺的姿態(tài) 和運動，進行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的性能測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 艦船搖擺是指艦船繞軸線所作的周期性角位移運動。艦船是水上的浮動體，無論 是航行還是停泊時，在風、海浪等因素的作用下都會產(chǎn)生搖擺和傾斜。而船用栗及其管道內(nèi) 的介質(zhì)會產(chǎn)生附加加速度，附加慣性力，使得工質(zhì)產(chǎn)生周期性波動，影響流動的非定常特性 或者動態(tài)響應(yīng)特性，同時搖擺環(huán)境下船用栗運行時的受力變化也同樣會導致水力機械水力 性能降低，同時加劇振動和噪聲等。研制并運用船用栗搖擺試驗裝置，可以在實驗室中將船 用栗隨艦船搖擺的姿態(tài)和運動真實的表現(xiàn)出來，通過試驗確定船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中 使用的適應(yīng)性;同時以陸地試驗取代海上試驗，可大大降低試驗成本，縮短研究周期。
[0003] 目前，各發(fā)達國家都投入了大量的人力物力從事各種搖擺試驗臺的研制。美國海 軍水面作戰(zhàn)中心Carderock分部研制了電液驅(qū)動的搖擺臺，日本Toyota和德國Benz汽車公 司研制的汽車駕駛仿真器等。我國搖擺臺研制起步較晚，但發(fā)展比較迅速。南京電子技術(shù)研 究所設(shè)計了某艦載雷達大型搖擺試驗臺，為雷達天線系統(tǒng)提供一個模擬艦體的試驗臺；北 理工、哈工大等院校也研制了飛機模擬器運動平臺，以及上海2010世博會上展出了地震模 擬臺等。這些搖擺臺是集機械、液壓、控制技術(shù)和傳感器檢測技術(shù)于一體的綜合性測試設(shè) 備，雖然可以實現(xiàn)多自由度運動模擬，但是結(jié)構(gòu)復雜，造價非常高，操作使用困難，且出現(xiàn)故 障難以排查，故不易推廣使用。
[0004] 因此，很有必要針對船用栗這一特定類型栗提出一種簡單易行的搖擺試驗裝置。 為此，首先設(shè)計一個由軸承支撐的搖擺臺，把船用栗安裝在搖擺臺上，利用所述變頻控制柜 控制所述驅(qū)動電機即可帶動所述搖擺臺運轉(zhuǎn)，模擬出船用栗隨艦船搖擺的姿態(tài)和運動，進 行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測試，以研究船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中的性能 變化。該裝置已加工出實物，并運行良好。目前尚無針對船用栗搖擺試驗裝置的專利公布。 本實用新型以在艦船上應(yīng)用較多的船用立式離心栗為例進行說明，本實用新型亦可應(yīng)用到 其它類型栗。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 本實用新型提供一種用于船用栗傾斜和搖擺條件下性能測試的試驗裝置。
[0006] 本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，包 括變頻控制柜、搖擺臺、船用栗、進口波紋管段、出口波紋管段和水泥座；
[0007] 所述搖擺臺包括驅(qū)動電機、減速器、搖擺架、飛輪、連桿、銷、支架、定位刻度板、軸 承、支撐板、彈簧、搖擺臺底座和螺栓孔;所述驅(qū)動電機還包括驅(qū)動電機線纜和驅(qū)動電機聯(lián) 軸器，所述驅(qū)動電機通過所述電機線纜連接所述變頻控制柜，并通過所述驅(qū)動電機聯(lián)軸器 帶動所述減速器;所述搖擺架由所述驅(qū)動電機經(jīng)所述減速器驅(qū)動飛輪盤轉(zhuǎn)動，再通過所述 連桿帶動其擺動;所述搖擺架的底部平臺上開有所述螺栓孔，用于安裝固定所述船用栗;所 述飛輪包括飛輪盤和銷孔;所述銷孔設(shè)于飛輪盤的不同半徑處;所述連桿通過所述銷連接 所述飛輪盤和搖擺架;通過改變飛輪上所述銷孔的位置調(diào)節(jié)搖擺架的最大擺角；所述驅(qū)動 電機和減速器由支架支撐固定在搖擺臺底座上;所述支撐板通過軸承連接安裝在搖擺架兩 偵I并固定在所述搖擺臺底座上;所述彈簧安裝于搖擺架與底座之間，可提供最大擺角下的 回復力并能緩沖沖擊;所述定位刻度板上開有定位孔并刻有角度數(shù)值，達到某一角度時可 插入銷子定位;所述搖擺臺底座用于支撐搖擺臺及與水泥座連接固定；
[0008] 所述船用栗包括電機、電機線纜、栗體、栗底座、進口法蘭和出口法蘭等;所述電機 通過所述電機線纜連接所述變頻控制柜;所述栗底座通過螺栓連接螺栓孔固定在搖擺臺 上;所述進口法蘭連接進口波紋管段，所述出口法蘭連接出口波紋管段;進口波紋管段、出 口波紋管段用于連接栗進口、出口管路，并消除管路對測試的影響。
[0009] 上述方案中，所述搖擺臺底座必須與所述水泥座一起澆鑄或通過底腳螺栓連接固 定。
[0010] 上述方案中，所述進口管路、出口管路均要有支撐架進行可靠地支撐固定。
[0011] 上述方案中，所述進口波紋管段、出口波紋管段中沒有與所述船用栗連接的一端 均要有支撐架進行可靠地支撐固定。
[0012] 上述方案中，所述變頻控制柜通過控制驅(qū)動電機用以調(diào)節(jié)所述搖擺臺的擺動周 期。
[0013] 有益效果：本實用新型針對船用栗設(shè)計了專用的搖擺測試裝置，可以模擬船用栗 隨艦船搖擺的姿態(tài)和運動，進行多傾斜角度和多搖擺周期及幅度的狀態(tài)測試;所述搖擺臺 固定在水泥座上，所述船用栗通過底腳螺栓固定在搖擺臺上，通過所述變頻控制柜控制驅(qū) 動電機可控制搖擺臺的擺動周期，即可進行所述船用栗的搖擺性能測試；亦可通過變換銷 插入的所述連桿與飛輪連接的銷孔可調(diào)節(jié)搖擺臺的擺角，在所述搖擺架達到某一傾斜角度 時將銷子插入所述定位刻度板上的定位孔以進行所述船用栗的傾斜試驗;本實用新型結(jié)構(gòu) 簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進行船用栗傾斜和搖擺條件下的性能 試驗提供了一種可行的途徑，具有很強的實用價值。
【附圖說明】
[0014] 圖1是船用栗搖擺性能測試裝置示意圖；
[0015] 圖2是圖1所示裝置右視圖。
[0016]附圖標記說明：1變頻控制柜，2搖擺臺，201驅(qū)動電機，2011驅(qū)動電機電纜，2012驅(qū) 動電機聯(lián)軸器，202減速器，203搖擺架，204飛輪，2041飛輪盤，2042銷孔，205連桿，206銷， 207支架，208定位刻度板，209軸承，210支撐板，211彈簧，212搖擺臺底座，213螺栓孔，3船用 栗，301電機，302電機線纜，303栗體，304栗底座，305進口法蘭，306出口法蘭，4進口波紋管 段，401進口波紋管，402進口波紋管法蘭，5出口波紋管段，501出口波紋管，502出口波紋管 法蘭，6水泥座。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明：
[0018] -種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，包括變頻控制柜1、搖擺臺2、 船用栗3、進口波紋管段4、出口波紋管段5和水泥座6。
[0019] 所述搖擺臺2包括驅(qū)動電機201、減速器202、搖擺架203、飛輪204、連桿205、銷206、 支架207、定位刻度板208、軸承209、支撐板210、彈簧211、搖擺臺底座212和螺栓孔213;所述 驅(qū)動電機201詵用低速電機，對于不同的栗可更換不同功率的低速電機，功率計算公式
，其中，F(xiàn)為所述船用栗在最大角度下的水平分力，R為所述船用栗重心 到兩軸承中心的垂直距離，η為所述驅(qū)動電機轉(zhuǎn)速;所述減速器202采用蝸輪蝸桿減速器;所 述搖擺架203由10#槽鋼焊接而成；所述飛輪204為厚度16mm鋼制圓盤，其半徑r = 2Rsin22.5°，以驅(qū)動搖擺臺擺幅多±45° ;所述連桿205采用M10螺絲桿，通過所述銷206(直 徑10mm)連接所述飛輪盤2041和搖擺架203(高度2/3處）；所述飛輪盤2041上0.25r、0.5r和 0.75r處開有所述銷孔2042(直徑12mm)，通過改變連桿205與飛輪204上銷孔2042的連接位 置，來調(diào)節(jié)搖擺架203的最大擺角；所述支撐板210采用厚度為16mm的鋼板，其高度 h=VJL,/4,其中L為所述搖擺架寬度，以滿足所述搖擺架203最大擺角的需求，所述支撐板 210焊接在所述搖擺臺底座212兩側(cè)，并通過所述軸承209(孔徑25mm的外球面軸承)連接安 裝在所述搖擺架203兩側(cè)以減少搖擺阻力;所述彈簧211采用不銹鋼壓縮彈簧，通過中心定 位桿分別安裝于所述搖擺架203與所述搖擺臺底座212之間（L/4和3L/4處），以提供最大擺 角下的回復力并緩沖沖擊;所述定位刻度板208上開有大小為M6的定位孔并刻有角度數(shù)值， 角度數(shù)值與搖擺架的傾斜角度一一對應(yīng)，達到某一角度時插入銷子進行定位;所述搖擺臺 底座212用以支撐搖擺臺2及與所述水泥座6連接固定;所述搖擺架203的底部平臺上所述螺 栓孔213通徑要與栗底座螺栓孔一致。
[0020] 所述船用栗3包括電機301、電機線纜302、栗體303、栗底座304、進口法蘭305和出 口法蘭306等;所述電機301通過所述電機線纜302連接所述變頻控制柜1驅(qū)動所述船用栗3 運轉(zhuǎn);所述栗底座304通過螺栓插入螺栓孔213固定鎖緊在搖擺臺上;所述進口法蘭305通過 進口波紋管法蘭402連接進口波紋管段4，所述出口法蘭306通過出口波紋管法蘭502連接出 口波紋管段5。
[0021] 所述進口波紋管401和進口波紋管法蘭402的通徑與所述進口法蘭305通徑一致， 且法蘭均為不銹鋼材質(zhì);所述進口波紋管401材質(zhì)內(nèi)為波紋管外為金屬絲，長度USSODKDi 為進口管徑），以滿足運行時的搖擺幅度;所述出口波紋管501和出口波紋管法蘭502的通徑 與所述出口法蘭306通徑一致，且法蘭均為不銹鋼材質(zhì);所述出口波紋管501材質(zhì)內(nèi)為波紋 管外為金屬絲，長度L 2>20D2(D2為出口管徑），以滿足運行時的搖擺幅度。
[0022] 所述搖擺臺底座212必須與水泥座6-起澆鑄或通過底腳螺栓連接固定。
[0023] 所述進口波紋管段4、出口波紋管段5的沒有與所述船用栗3連接的一端均要有支 撐架進行可靠地支撐固定。
[0024] 所述變頻控制柜1通過控制驅(qū)動電機201以調(diào)節(jié)所述搖擺臺2的擺動周期。
[0025]本實用新型的安裝過程如下：
[0026]首先，焊接組裝所述搖擺臺2,然后將所述搖擺臺2的底座212與水泥座6-起澆鑄 或通過底腳螺栓連接固定，再將所述船用栗3吊裝到搖擺架內(nèi)，通過螺栓插入所述螺栓孔 213將所述底座304固定在所述搖擺架底部平臺上。隨后在所述進口法蘭305處加裝密封墊 片連接進口波紋管段4;在所述出口法蘭306處加裝密封墊片連接出口波紋管段5;最后連接 電機線纜。
[0027]本實用新型的操作過程如下：
[0028]在試驗時，根據(jù)要求的最大擺角將所述銷206插入連接所述連桿205與飛輪盤2041 的所述銷孔2042,調(diào)節(jié)所述變頻控制柜1內(nèi)變頻器以控制所述驅(qū)動電機201來改變所述搖擺 臺2的擺動周期，變換所述銷206插入的所述連桿205與飛輪盤2041連接的銷孔改變搖擺臺 的擺幅，即可進行所述船用栗3的搖擺性能測試；亦可在所述搖擺臺2達到某一傾斜角度時 將銷子插入所述定位刻度板208上的定位孔以進行所述船用栗3的傾斜試驗。
[0029]本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度較高，為進行船用栗 傾斜和搖擺條件下的性能試驗提供了一種可行的途徑，具有很強的實用價值。
【主權(quán)項】
1. 一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，包括變頻控制柜（1)、搖擺臺 (2) 、船用栗(3)、進口波紋管段(4)、出口波紋管段(5)和水泥座(6); 所述搖擺臺（2)包括驅(qū)動電機（201)、減速器（202)、搖擺架（203)、飛輪（204)、連桿 (205)、銷（206)、支架(207)、定位刻度板(208)、軸承(209)、支撐板(210)、彈簧(211)、搖擺 臺底座（212)和螺栓孔(213);所述驅(qū)動電機(201)還包括驅(qū)動電機線纜(2011)和驅(qū)動電機 聯(lián)軸器(2012)，所述驅(qū)動電機(201)通過所述電機線纜(2011)連接所述變頻控制柜（1)，并 通過所述驅(qū)動電機聯(lián)軸器(2012)帶動所述減速器(202);所述搖擺架(203)由所述驅(qū)動電機 (201)經(jīng)所述減速器(202)驅(qū)動飛輪盤(2041)轉(zhuǎn)動，再通過所述連桿(205)帶動其擺動;所述 搖擺架(203)的底部平臺上開有所述螺栓孔(213)，用于安裝固定所述船用栗(3);所述飛輪 (204)包括飛輪盤(2041)和銷孔(2042);所述銷孔(2042)設(shè)于飛輪盤(2041)的不同半徑處； 所述連桿(205)通過所述銷（206)連接所述飛輪盤(2041)和搖擺架(203);通過改變飛輪上 所述銷孔(2042)的位置調(diào)節(jié)所述搖擺架(203)的最大擺角;所述驅(qū)動電機(201)和所述減速 器(202)由所述支架(207)支撐固定在所述搖擺臺底座(212)上;所述支撐板(210)通過所述 軸承(209)連接安裝在所述搖擺架(203)兩側(cè)，并固定在所述搖擺臺底座(212)上;所述彈簧 (211)安裝于所述搖擺架(203)與所述搖擺臺底座(212)之間；所述定位刻度板(208)上開有 定位孔并刻有角度數(shù)值，達到某一角度時可插入銷子定位;所述搖擺臺底座(212)用于支撐 搖擺臺（2)及與所述水泥座(6)連接固定； 所述船用栗（3)包括電機（301)、電機線纜（302)、栗體（303)、栗底座（304)、進口法蘭 (305)和出口法蘭(306);所述電機(301)通過所述電機線纜(302)連接所述變頻控制柜（1); 所述栗底座（304)通過連接螺栓孔(213)固定在搖擺臺上;所述進口法蘭(305)通過進口波 紋管法蘭(402)連接進口波紋管段(4)，所述出口法蘭(306)通過出口波紋管法蘭(502)連接 出口波紋管段(5)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，所述船用栗 (3) 通過螺栓插入所述螺栓孔（213)將所述栗底座（304)固定安裝在所述搖擺架底部平臺 上。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，所述搖擺臺 底座(212)與水泥座(6) -起澆鑄或通過底腳螺栓連接固定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，所述進口波 紋管段(4)、出口波紋管段(5)的沒有與所述船用栗(3)連接的一端均有支撐架進行可靠地 支撐固定。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于船用栗搖擺性能測試的裝置，其特征在于，所述變頻控 制柜(1)通過控制驅(qū)動電機(201)以調(diào)節(jié)所述搖擺臺（2)的擺動周期。
【文檔編號】F04D15/00GK205578294SQ201620042854
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年1月15日
【發(fā)明人】談明高, 陳新響, 劉厚林, 王勇, 王凱, 董亮, 吳賢芳, 代翠
【申請人】江蘇大學