專利名稱：螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
船舶航行主要依賴螺旋槳的推力，螺旋槳多為懸臂式結(jié)構(gòu)。由于螺旋槳的自身重力，以及螺旋槳上下兩部分壓差的不同，導(dǎo)致懸臂螺旋槳的主軸出現(xiàn)較大的撓曲變形。在復(fù)雜的海況下，這種撓曲變形導(dǎo)致螺旋槳主軸產(chǎn)生復(fù)雜的交變載荷，作用于螺旋槳軸承，引起螺旋槳軸承破壞等。因此，若能得到螺旋槳主軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化規(guī)律就可以為螺旋槳、螺旋槳主軸、螺旋槳軸承等設(shè)計(jì)提供基本的依據(jù)。而在液體中實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)存在兩方面的技術(shù)瓶頸其一，旋轉(zhuǎn)信號(hào)如何轉(zhuǎn)化為非旋轉(zhuǎn)信號(hào)；其二，信號(hào)在液體中的傳輸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供一種能實(shí)時(shí)的得到螺旋槳主軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化規(guī)律的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，它包括軸承座、軸承、應(yīng)變測(cè)量電路，所述軸承套裝在螺旋槳主軸上，軸承安設(shè)在軸承座上，螺旋槳主軸與軸承座的兩端密封連接使軸承座內(nèi)壁與螺旋槳主軸外周之間形成封閉腔，在位于封閉腔內(nèi)的螺旋槳主軸上設(shè)有應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源，所述應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源電連接構(gòu)成應(yīng)變測(cè)量電路，在軸承座內(nèi)壁上設(shè)有接收發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)的接收天線，所述接收天線將接收信號(hào)發(fā)射給船上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。按上述技術(shù)方案，在封閉腔內(nèi)設(shè)置有套筒，所述套筒套裝在螺旋槳主軸上，所述套筒為中間粗兩端細(xì)的套筒，在套筒內(nèi)壁與螺旋槳主軸外周之間形成環(huán)形內(nèi)腔，所述應(yīng)變測(cè)量電路處于環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)，所述套筒的外周與軸承座內(nèi)壁間留有間隙，形成外腔，在所述套筒上設(shè)有連通環(huán)形內(nèi)腔和外腔的徑向通孔。按上述技術(shù)方案，所述接收天線通過(guò)屏蔽電纜與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)電連接。按上述技術(shù)方案，在環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有橋盒，所述應(yīng)變片為1-4個(gè)，應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線與橋盒連接，構(gòu)成1/4橋或半橋或全橋應(yīng)變測(cè)量電路。按上述技術(shù)方案，所述套筒、軸承座、軸承均采用上下剖分式結(jié)構(gòu)。按上述技術(shù)方案，所述屏蔽電纜纏繞在固定鏈鎖上，固定鏈鎖的一端與軸承座固定連接，固定鏈鎖的另一端與船體固定連接。按上述技術(shù)方案，所述軸承為兩個(gè)。按上述技術(shù)方案，所述軸承座的兩側(cè)均配置有軸承蓋，軸承蓋、軸承座、螺旋槳主軸共同構(gòu)成一個(gè)封閉腔。本發(fā)明所取得的有益效果為1、通過(guò)軸承座與螺旋槳主軸形成封閉腔，使應(yīng)變信號(hào)在封閉腔內(nèi)通過(guò)空氣作為傳播媒介，采用無(wú)線傳遞的方式將旋轉(zhuǎn)的信號(hào)轉(zhuǎn)化為靜止的信號(hào)，再通過(guò)屏蔽電纜連接到船體上，解決了旋轉(zhuǎn)信號(hào)的水下傳輸問(wèn)題，使能實(shí)時(shí)的得到螺旋槳主軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化規(guī)律，為螺旋槳及螺旋槳主軸、螺旋槳軸承的設(shè)計(jì)提供了基本依據(jù)；
2、通過(guò)設(shè)置套筒，在螺旋槳主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)有效的固定了應(yīng)變測(cè)量電路的各零部件；
3、和主軸配合的各個(gè)部件采用上下剖分式結(jié)構(gòu)，方便安裝，不會(huì)對(duì)原船舶螺旋槳主軸的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行構(gòu)成影響。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖中1、應(yīng)變片，2、橋盒，3、數(shù)模轉(zhuǎn)換器，4、發(fā)射器，5、電源，6、螺旋槳主軸，7、夕卜腔，8、軸承蓋，9、軸承，10、軸承座，11、套筒，12、接收天線，13、固定鏈鎖，14、屏蔽電纜，15、船體，16、數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，17、螺旋槳軸承，18、聯(lián)軸器，19、螺旋槳。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1、2所示，螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，它包括應(yīng)變測(cè)量電路、兩個(gè)軸承9、軸承座10，兩軸承9套裝在螺旋槳主軸6上，所述軸承9安設(shè)在軸承座10上，軸承座10的兩側(cè)均配置有軸承蓋8，螺旋槳主軸6與軸承座10的兩端采用接觸式密封結(jié)構(gòu)密封，確保軸承蓋8、軸承9、軸承座10、螺旋槳主軸6共同構(gòu)成一個(gè)封閉腔。所述軸承座10與船體15通過(guò)固定鏈鎖13固定連接，在位于封閉腔內(nèi)的螺旋槳主軸上粘貼有應(yīng)變片1、橋盒2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器3、發(fā)射器4、電源5，所述應(yīng)變片1、橋盒2、數(shù)模轉(zhuǎn)換器3、發(fā)射器4、電源5電連接構(gòu)成應(yīng)變測(cè)量電路，在軸承座9內(nèi)壁上設(shè)有接收發(fā)射器4發(fā)出的信號(hào)的接收天線12，所述接收天線12將接收信號(hào)通過(guò)屏蔽電纜14給船體15上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16。其中屏蔽電纜14纏繞在固定鏈鎖13上。螺旋槳主軸6通過(guò)螺旋槳軸承17支承，且通過(guò)聯(lián)軸器18與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接。其中，應(yīng)變片I為1-4個(gè)，粘貼方向?yàn)檠剌S向或周向，通過(guò)導(dǎo)線與橋盒2連接，構(gòu)成1/4橋或半橋或全橋應(yīng)變測(cè)量電路,軸承9為深溝球軸承。由于螺旋槳主軸6在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，可能會(huì)導(dǎo)致應(yīng)變測(cè)量電路的各零部件的離心力過(guò)大出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，在封閉腔內(nèi)設(shè)置有套筒11，所述套筒11套裝在螺旋槳主軸6上，套筒11與螺旋槳主軸6間隙配合，所述套筒11為中間粗兩端細(xì)的套筒，在套筒11內(nèi)壁與螺旋槳主軸6外周之間形成環(huán)形內(nèi)腔，應(yīng)變測(cè)量電路位于環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)；在套筒11的外周和軸承座9的內(nèi)壁間留有間隙，形成外腔7。如若套筒11為金屬材質(zhì)制成的，為防止套筒屏蔽信號(hào)，在套筒11上開(kāi)設(shè)有若干連通環(huán)形內(nèi)腔和外腔的徑向通孔，發(fā)射器4將發(fā)射信號(hào)通過(guò)徑向通孔發(fā)送給接收天線12。當(dāng)套筒11的中間部分的內(nèi)徑為螺旋槳主軸外徑的1. 2-1. 5倍時(shí)，運(yùn)行效果比較好。為了不對(duì)原船舶螺旋槳主軸的設(shè)計(jì)、安裝和運(yùn)行構(gòu)成影響，套筒11、軸承蓋8、軸承9、軸承座10均采用上、下剖分式結(jié)構(gòu)，便于安裝和拆裝，不對(duì)螺旋槳19的運(yùn)行造成影響。本發(fā)明的工作原理為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)聯(lián)軸器18帶動(dòng)螺旋槳主軸6旋轉(zhuǎn)，螺旋槳主軸6帶動(dòng)螺旋槳19產(chǎn)生推力，推動(dòng)船舶前進(jìn)。螺旋槳主軸6發(fā)生變形，由應(yīng)變測(cè)量電路測(cè)量螺旋槳主軸6表面的應(yīng)變，并通過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換器3轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)由發(fā)射器4發(fā)射出來(lái)；信號(hào)通過(guò)套筒11表面的徑向通孔，經(jīng)由空氣傳播到外腔7，被接收天線12接收，并由屏蔽電纜14進(jìn)入數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)16 ;在此過(guò)程中，軸承密封、軸承蓋、深溝球軸承、軸承座共同構(gòu)成一個(gè)封閉腔，確保信號(hào)能通過(guò)空氣傳播，固定鎖鏈用于防止軸承座旋轉(zhuǎn)。
權(quán)利要求
1.螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于它包括軸承座、軸承、應(yīng)變測(cè)量電路，所述軸承套裝在螺旋槳主軸上，軸承安設(shè)在軸承座上，螺旋槳主軸與軸承座的兩端密封連接使軸承座內(nèi)壁與螺旋槳主軸外周之間形成封閉腔，所述軸承座與船體固定連接，在位于封閉腔內(nèi)的螺旋槳主軸上設(shè)有應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源，所述應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源電連接構(gòu)成應(yīng)變測(cè)量電路，在軸承座內(nèi)壁上設(shè)有接收發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)的接收天線，所述接收天線將接收信號(hào)發(fā)射給船上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在封閉腔內(nèi)設(shè)置有套筒，所述套筒套裝在螺旋槳主軸上，所述套筒為中間粗兩端細(xì)的套筒，在套筒內(nèi)壁與螺旋槳主軸外周之間形成環(huán)形內(nèi)腔，所述應(yīng)變測(cè)量電路處于環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)，所述套筒的外周與軸承座內(nèi)壁間留有間隙，形成外腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在所述套筒上設(shè)有連通環(huán)形內(nèi)腔和外腔的徑向通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述接收天線通過(guò)屏蔽電纜與數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)電連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于在環(huán)形內(nèi)腔內(nèi)設(shè)有橋盒，所述應(yīng)變片為1-4個(gè)，應(yīng)變片通過(guò)導(dǎo)線與橋盒連接，構(gòu)成1/4橋或半橋或全橋應(yīng)變測(cè)量電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述套筒、軸承座、軸承均采用上下剖分式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述屏蔽電纜纏繞在固定鏈鎖上，固定鏈鎖的一端與軸承座固定連接，固定鏈鎖的另一端與船體固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述軸承為兩個(gè)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述軸承座的兩側(cè)均配置有軸承蓋，軸承蓋、軸承座、螺旋槳主軸共同構(gòu)成一個(gè)封閉腔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種螺旋槳主軸動(dòng)態(tài)應(yīng)力監(jiān)測(cè)裝置。它包括軸承座、軸承、應(yīng)變測(cè)量電路，所述軸承套裝在螺旋槳主軸上，軸承安設(shè)在軸承座上，螺旋槳主軸與軸承座的兩端密封連接使軸承座內(nèi)壁與螺旋槳主軸外周之間形成封閉腔，在螺旋槳主軸上設(shè)有應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源，所述應(yīng)變片、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)射器、電源電連接構(gòu)成應(yīng)變測(cè)量電路，在軸承座內(nèi)壁上設(shè)有接收發(fā)射器發(fā)出的信號(hào)的接收天線，所述接收天線將接收信號(hào)發(fā)射給船體上的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。本發(fā)明使使能實(shí)時(shí)的得到螺旋槳主軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力變化規(guī)律，為螺旋槳及螺旋槳主軸、螺旋槳軸承的設(shè)計(jì)提供了基本依據(jù)。
文檔編號(hào)G01L5/12GK103048077SQ20121056094
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者楊俊 , 王雋, 張金國(guó), 張雪冰, 姚世衛(wèi), 趙廣 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所