一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置的制作方法

1.本实用新型属于船舶动力推进技术领域，具体涉及一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置。


背景技术：

2.调距桨装置轴内油管布置于轴系内，是由多段油管通过螺纹连接并增加一定防松措施后组合而成，用于输送调距用的高、低压液压油。在调距过程中，轴内油管既与轴一起旋转又随调距运动沿轴向往复移动，并作调距系统的螺距位移反馈，其连接一旦失效，会导致调距用液压油无法进入桨毂油缸，调距桨装置的调距功能丧失。
3.由于部分调距桨装置轴内油管在水下轴系中，其拆卸、修复等工作需在船坞内开展，非计划性的进坞修理成本代价巨大，因此急需提前开展轴内油管连接件部位的可靠性水平评估，其目的一方面是摸清其使用寿命，另一方面为优化改进轴内的连接方式提供技术支撑。前期，通过文献调研发现，目前国内、外对于调距桨装置可靠性验证方法的研究主要集中在其桨毂部件以及调距机构的疲劳可靠性验证方法，尚未查到调距桨装置轴内油管连接防松可靠性试验验证方法的研究资料。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种为评估调距桨装置轴内油管连接部位的可靠性水平，通过轴内油管连接防松的内场试验来摸清其连接防松的使用寿命，为科学制定预防性维修方案提供支撑，避免调距桨装置在寿命期内因连接失效而导致调距功能失效，产生非计划性维修的用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置。
5.本实用新型的具体技术方案是一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括扭矩载荷加载模块、动力输出模块、连接模块和底座；
6.所述底座为水平设置的底板，所述底座用于支撑所述扭矩载荷加载模块、动力输出模块和连接模块；
7.所述扭矩加载模块包括磁粉制动器，所述磁粉制动器设置在所述底座的顶部，且所述磁粉制动器的轴水平设置；
8.所述动力输出模块包括减速器和大扭矩电机；所述大扭矩电机设置在所述底座的顶部；所述减速器的输入端与所述大扭矩电机输出端连接，所述减速器的输出端与所述磁粉制动器同轴设置；
9.所述连接模块包括外油管模拟支撑架，所述外油管模拟支撑架用于将油管接头试样与扭矩加载部件和动力输出部件连接在一起；
10.所述外油管模拟支撑架包括动力输入接头、扭矩加载接头和模拟外油管；所述动力输入接头设置在靠近所述减速器一侧，并与所述减速器同轴设置；所述扭矩加载接头设置在靠近所述磁粉制动器一侧，并与所述磁粉制动器同轴设置；所述模拟外油管与所述油管接头试样同轴设置，所述模拟外油管的内侧具有与外油管内壁相同结构。
11.更进一步地，所述试验装置包括振动载荷加载模块；所述振动载荷加载模块包括电磁振动台和振动台控制器，所述电磁振动台是设置在所述底座底部的振动台，所述振动台控制器与所述电磁振动台信号连接，为所述电磁振动台提供其需模拟振动载荷的信号。
12.更进一步地，所述扭矩加载模块包括磁粉制动器控制电源和pc机；所述磁粉制动器控制电源与所述磁粉制动器连接，用于为所述磁粉制动器提供输出阻力矩的能源；所述pc机与所述磁粉制动器连接，用于所述磁粉制动器输出阻力矩的大小。
13.更进一步地，所述动力输出模块包括电机控制器；所述电机控制器与所述大扭矩电机连接，用于控制所述大扭矩电机输出转速的大小、方向以及转速方向切换的频率。
14.更进一步地，所述连接模块包括制动端联轴器和电机端联轴器；所述制动端联轴器一端与所述磁粉制动器连接，另一端与所述扭矩加载接头连接；所述电机端联轴器一端与所述减速器的输出端连接，另一端与所述动力输入接头连接。
15.更进一步地，所述连接模块包括制动端轴承和电机端轴承；所述制动端轴承设置在所述制动端联轴器和扭矩加载接头之间；所述电机端轴承设置在所述电机端联轴器和动力输入接头之间。
16.更进一步地，所述动力输入接头和扭矩加载接头均设有三个呈环型均匀分布的弧形凸块，用于夹持固定油管接头试样。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型中的试验装置可在实验室模拟内油管接头处的振动载荷和交变扭矩的工作载荷，对各种调距桨装置的内油管接头处连接防松可靠性水平进行试验验证，摸清其可靠连接寿命，为其预防性更换周期确定提供科学依据，避免因其失效产生非计划性进坞维修。同时，还可对新设计和新工艺的油管连接结构进行验证，激发起薄弱环节，为设计、工艺的优化改进提供试验支撑，从而降低减少油管装船失效的风险，提高油管连接的可靠性。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置的结构示意图；
20.图2为现有技术实施例中一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置中油管接头试样的结构示意图。
21.其中，1-磁粉制动器控制电源、2-pc机、3-磁粉制动器、4-制动端联轴器、5-制动端轴承、6-外油管模拟支撑架、7-电机端轴承、8-电机端联轴器、9-减速器、10-大扭矩电机、12-电磁振动台、13-底座、14-轴承座、15-减速器支架、16-电机支架、17-电机控制器、18-振动台控制器。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图1-2对本实用新型的具体技术方案作进一步地描述。
23.如附图1所示，本实用新型中提供了一种用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置，该试验装置包括振动载荷加载模块、扭矩载荷加载模块、动力输出模块、连接模块和底座13。
24.其中，振动载荷加载模块包括电磁振动台12和振动台控制器18；电磁振动台12是设置在地面的振动台，用于持续输出不同方向、不同频率和不同量级的振动载荷；振动台控制器18与电磁振动台12信号连接，为电磁振动台12提供其需模拟振动载荷的信号。
25.底座13为水平设置的底板，底座13设置在电磁振动台12顶部，用于支撑扭矩载荷加载模块、动力输出模块和连接模块。
26.扭矩加载模块包括磁粉制动器3、磁粉制动器控制电源1和pc机2；磁粉制动器3设置在底座13顶部且磁粉制动器3的轴水平设置，磁粉制动器3用于持续输出不同大小的阻力矩；磁粉制动器控制电源1与磁粉制动器3连接，用于为磁粉制动器3提供输出阻力矩的能源；pc机2与磁粉制动器3连接，用于控制磁粉制动器3输出阻力矩的大小。
27.动力输出模块包括大扭矩电机10、电机支架16、电机控制器17、减速器9和减速器支架15；大扭矩电机10通过电机支架16设置在底座13顶部；减速器9通过减速器支架15设置在底座13顶部，减速器9的输入端与大扭矩电机10输出端连接，减速器9的输出端与磁粉制动器3同轴设置；电机控制器17与大扭矩电机10连接，用于控制大扭矩电机10输出转速的大小、方向以及转速方向切换的频率。
28.连接模块主要是将油管接头试样与扭矩加载部件、动力输出部件和外油管模拟支撑架6连接在一起，形成闭环的运转回路；包括制动端联轴器4、电机端联轴器8、制动端轴承5、电机端轴承7、外油管模拟支撑架6和两个轴承座14。外油管模拟支撑架6包括动力输入接头、扭矩加载接头、外油管支架和模拟外油管；动力输入接头设置在靠近减速器9一侧，并与减速器9同轴设置，动力输入接头与油管接头试样端部相匹配，用于夹持油管接头试样端部；扭矩加载接头设置在靠近磁粉制动器3一侧，并与磁粉制动器3同轴设置，扭矩加载接头与油管接头试样另一侧端部相匹配，用于夹持油管接头试样另一侧端部；模拟外油管与油管接头试样同轴设置，内侧具有与外油管内壁相同结构，用于模拟外油管与油管接头试样之间的连接；外油管支架设置在底座13顶部，用于支撑模拟外油管，同时能够调整模拟外油管的高度以适应试验装置中其他模块的高度。通常，动力输入接头和扭矩加载接头均设有三个呈环型均匀分布的弧形凸块，用于夹持固定油管接头试样。制动端联轴器4一端与磁粉制动器3的轴连接，另一端通过制动端轴承5与扭矩加载接头连接。电机端联轴器8一端与减速器9的输出端连接，另一端通过电机端轴承7与动力输入接头连接。两个轴承座14分别用于支撑制动端轴承5和电机端轴承7。
29.如附图2所示，用于调距桨轴装置内油管连接可靠性的试验装置的试验对象是各段油管连接处，载荷主要是加载在油管接头上，因此，考虑内场试验台架设计的经济性，选取总长不超过200mm的油管接头试样，并在试样两头的油管进行加工与动力输入接头和扭矩加载接头匹配的凹槽，方便与后续可靠性试验验证平台安装与连接。
30.在一种实施例中，某船调距桨装置轴内油管连接防松可靠性试验具体过程示例如下：
31.1、准备调距桨装置油管接头试样的被试件，并对试样两头进行加工成三个凹槽，使其与动力输入接头和扭矩加载接头上的凸块相匹配，安装至调距桨装置内油管接头处连接可靠性试验验证平台上；
32.2、根据该船轴内油管设计和使用公开进行计算扭矩载荷和振动分析，经计算，其最大扭矩载荷为100nm，最大振动载荷为0.25m/s2，巡航工况轴转速为100r/min，据此设计
了试验剖面；
33.3、将扭矩载荷加载模块、动力输出模块、连接模块和油管接头试样连接为一个整体，安装至振动载荷加载平台上，形成调距桨装置内油管接头处连接可靠性试验验证平台；
34.4、通过电机控制器17进行转速剖面设置，形成试验过程所需的转速剖面；
35.5、打开磁粉制动器控制电源1，用pc机2中的磁粉制动器阻力矩自动控制软件对磁粉制动器3的输入电流进行设置，形成磁粉制动器3的阻力距剖面；
36.6、打开振动台控制器18，进行振动载荷的振动频率范围、振动加速度、振动方向和振动加载方式进行设置；
37.7、启动电磁振动台12的电源，启动大扭矩电机10的电源，开始轴内油管连接试样的防松可靠性试验。
38.虽然本实用新型已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本技术的权利要求所界定的内容为标准。