船用泵搖擺條件下的性能測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及流體機械實驗領(lǐng)域，特指用于船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性、振 動、噪聲和壓力脈動研究的試驗裝置。
【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，都會隨著風浪產(chǎn)生搖擺和傾斜。
[0003] 在海洋條件下，船體在風、海浪等因素的作用下會產(chǎn)生搖擺，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 使用的適應性;同時以陸地試驗取代海上試驗，大大降低了試驗成本，縮短了研制周期。
[0004] 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。
[0005] 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)計一由軸承支撐的搖擺臺，把船用栗安裝在搖擺臺上，通過電機驅(qū)動其運行， 利用儀表、傳感器對其性能進行實時監(jiān)測，即可得出在傾斜和搖擺條件下船用栗的性能變 化，以研究船用栗在傾斜和搖擺環(huán)境中使用的適應性。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。本發(fā)明以在艦船上應用較多的船用立式離 心栗為例進行說明，本發(fā)明亦可應用到其它類型栗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種用于船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性、振動、噪聲和壓力脈動 研究的試驗裝置。
[0007] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):船用栗搖擺條件下的性能測試裝置，包括計算 機、數(shù)據(jù)采集儀、變頻控制柜、搖擺臺、船用栗、水箱、進口管路、出口管路、水聽器、加速度傳 感器、壓力傳感器和水泥座；
[0008] 所述搖擺臺包括搖擺架、驅(qū)動電機、減速器、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;所述飛輪包括飛輪盤和銷孔，所述銷孔設(shè)于飛輪盤 上不同半徑處;所述搖擺架由飛輪連桿機構(gòu)帶動，動力由驅(qū)動電機經(jīng)由聯(lián)軸器連接減速器 輸入;所述搖擺架的底部平臺上開有螺栓孔，用于安裝固定船用栗;所述連桿通過銷和銷孔 配合連接飛輪和搖擺架;通過改變飛輪上銷孔的位置調(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；
[0009] 所述船用栗包括蝸殼、底座、進口法蘭、出口法蘭和電機線纜;所述蝸殼上開螺紋 孔，用于連接所述壓力傳感器，所述壓力傳感器通過數(shù)據(jù)線連接所述數(shù)據(jù)采集儀;所述蝸殼 上裝有所述加速度傳感器，所述進出口法蘭處和所述栗底座四角各裝1個所述加速度傳感 器，所述加速度傳感器通過數(shù)據(jù)線連接所述數(shù)據(jù)采集儀;所述電機線纜一端與所述船用栗 連接，另一端與所述變頻控制柜連接；
[0010] 所述水箱包括箱體、進排水管路、出水接頭、回水孔和水箱平臺；所述箱體下部有 兩個螺紋接頭，一個為所述出水接頭，另一個接所述進排水管路，所述出水接頭與栗進口管 連接，所述進排水管路其接頭盡量靠近箱體下部;所述回水孔與出口管路連接，用于所述出 口管路回水;所述水箱平臺支撐所述水箱，并保持進口管路水平；
[0011 ] 所述進口管路包括進口管、進口控制閥、進口壓力變送器和進口取壓孔及接頭;所 述進口管包括第一進口管段、第二進口管段和進口波紋軟管，所述進口波紋軟管連接所述 船用栗的進口法蘭;所述第二進口管上設(shè)有所述進口取壓孔及接頭;所述進口取壓孔及接 頭與進口壓力變送器的一端連接，所述進口壓力變送器的另一端與所述數(shù)據(jù)采集儀的輸入 端連接；
[0012] 所述出口管路包括出口管、出口控制閥、電磁流量計、出口壓力變送器和出口取壓 孔及接頭;所述出口管包括第一出口管段、出口波紋軟管及后續(xù)出口管段，所述第一出口管 段連接所述船用栗出口法蘭和所述出口波紋軟管;所述第一出口管路開有螺紋孔，用于連 接所述水聽器;所述出口管上還設(shè)有取壓孔及接頭，所述出口取壓孔及接頭與所述出口壓 力變送器的一端連接，所述出口壓力變送器的另一端與所述數(shù)據(jù)采集儀的輸入端連接;所 述數(shù)據(jù)采集儀的輸出端與所述計算機連接。
[0013] 上述方案中，所述船用栗通過螺栓插入所述螺栓孔將所述底座固定安裝在所述搖 擺架底部平臺上。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 上述方案中，所述進口取壓孔及接頭與所述進口管在同一水平位置上。
[0017] 上述方案中，所述出口取壓孔及接頭設(shè)置在所述出口管段的水平管段上。
[0018] 上述方案中，所述進排水管路上還安裝有所述進排水控制閥，所述進排水控制閥 為快開閥門。
[0019] 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。
[0020] 上述方案中，所述計算機安裝有與所述數(shù)據(jù)采集儀配套的系統(tǒng)。
[0021] 本發(fā)明的有益效果：
[0022] 本發(fā)明針對船用栗設(shè)計了專用的搖擺試驗裝置，可以進行船用栗多工況多傾斜角 度下和多搖擺周期及幅度下的外特性、振動、噪聲和壓力脈動試驗;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，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)搖擺臺的最大 擺角，通過控制所述出口控制閥調(diào)節(jié)流量可改變所述船用栗的工況，所述出口壓力變送器、 進口壓力變送器和流量計采集壓力數(shù)據(jù)和流量數(shù)據(jù)，所述水聽器采集流體噪聲聲壓信號， 所述噪聲加速度和壓力傳感器采集振動和壓力脈動信號傳送到所述數(shù)據(jù)采集儀，所述計算 機采集信號獲得相應數(shù)據(jù)，即可進行所述船用栗的搖擺性能測試，或者在所述搖擺架達到 某一傾斜角度時將銷子插入所述定位刻度板上的孔進行定位以完成所述船用栗的傾斜試 驗;本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、適用范圍廣、操作容易、精度高，并可進行外特性、振動、噪 聲和壓力脈動信號的同步測試，為船用栗傾斜和搖擺條件下的外特性試驗以及振動、噪聲 和壓力脈動試驗測試提供了有效的手段，具有很強的實用價值。
【附圖說明】
[0023] 圖1是船用栗搖擺試驗裝置示意圖；
[0024]圖2是圖1所示搖擺臺示意圖；
[0025]圖3是圖1所示測點分布示意圖。
[0026]圖中：1計算機，2數(shù)據(jù)采集儀，3變頻控制柜，4搖擺臺，401搖擺架，402驅(qū)動電機， 403減速器，404飛輪，4041飛輪盤，4042銷孔，405連桿，406銷，407支架，408定位刻度板，409 軸承，410支撐板，411彈簧，412搖擺臺底座，413螺栓孔，5船用栗，501蝸殼，502底座，503進 口法蘭，504出口法蘭，505電機線纜，6水箱，601箱體