[实用新型]船舶舵机地面试验加载装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种船舶舵机地面试验加载装置，属于船舶测试的技术领域。

背景技术

在船舶舵机的改进设计中，需要进行模拟实际工作情况的加载试验，这就提出了舵机加载装置的研制。船舶舵机加载系统要求能够模拟船在航行过程中舵面所受水压力的加载装置。其功能是在实验室条件下，复现舵面在水中所受的各种载荷，将经典的自破坏性的全实物试验变为实验室条件下的预测性研究，从而达到缩短研制周期，节约科研经费，提高舵机可靠性。中华人民共和国船舶行业标准CB/T 3130-1998《液压舵机试验方法》规定：液压舵机的加载试验方式如下：调整加载系统，使舵机按最大工作压力50％、100％的负载工作。若是型式试验，则还要加做最大工作压力25％和75％的负载试验。在上述试验压力下，动力机组轮流在±35°范围内各操舵15min。现有舵机加载系统原理如图5所示，整个加载系统由液压系统、机械传动系统以及一些辅助的测量元件构成。上述现有的舵机加载系统的加载力矩是加载油缸摆角的函数，不能真实模拟舵机实际受力情况，而且由于双油缸加载，在为大扭矩舵机加载时，加载系统体积会很大。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的舵机加载系统存在无法真实模拟舵机实际受力情况、无法实时调整加载力矩、加载力矩单一，而且在为大扭矩舵机加载时，致使加载系统体积很大的问题，进而提供了一种船舶舵机地面试验加载装置。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：

本实用新型所述的船舶舵机地面试验加载装置包括液压系统和加载台架，所述液压系统包括油箱、加载油泵、加载油泵电机、压力传感器、安全阀、加载用比例溢流阀、单向阀和三位四通电磁换向阀；所述加载台架包括底板、支撑板、四个支柱、支撑架、舵柄、四个连接件和四个加载油缸，所述四个加载油缸的有杆腔侧壁上均设有有杆腔油口，四个加载油缸的无杆腔侧壁上均设有无杆腔油口；加载油泵电机的输出轴与加载油泵连接，油箱与加载油泵连通，加载油泵与单向阀连通，单向阀与三位四通电磁换向阀的进油口P相通，三位四通电磁换向阀的回油口T与油箱相通，三位四通电磁换向阀的工作油口A分别与四个油缸的有杆腔油口连通，三位四通电磁换向阀的工作油口B分别与四个油缸的无杆腔油口连通，所述安全阀的进油口与加载油泵连通，安全阀的回油口与油箱连通，加载用比例溢流阀的进油口与单向阀连通，加载用比例溢流阀的回油口与油箱连通，所述压力传感器安装在加载用比例溢流阀与单向阀之间的油路上；所述四个加载油缸均布位于舵柄的外圆周处，四个加载油缸内的活塞连杆通过四个连接件分别与舵柄铰接，四个加载油缸的底端壁与支撑架上的端板的内壁铰接，所述四个加载油缸与舵柄水平设置在支撑架内，所述四个支柱分别垂直穿过支撑架的横撑板，所述四个支柱的下端分别与底板的上端面固接，所述四个支柱的上端分别与支撑板的下端面固接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过实时改变加载力矩达到模拟舵机真实受力情况，为研究舵机结构及其控制系统的性能提供有力保障。同时重新设计加载系统机械部分结构，通过四个加载油缸同时加载大大减小了加载系统的体积。本实用新型能精确的复现船舶在航行过程中舵面在水中所受的负载力矩，负载力矩随舵角而变化并精确可调，因此可以根据不同的海情设定不同的负载力矩变化曲线，实现在一个加载系统上模拟不同海情、不同工作情况下的力矩加载，在实验室条件下即可达到出海实测的相同效果，并能模拟极端海情，既能保障人员安全，又可以缩短研制周期，节约经费。本实用新型可以实现不同型式和规格的舵机加载测试，本实用新型可以实现10kNm～350kNm变负载力矩加载，比现有舵机加载系统具有更广泛的应用范围。本实用新型采用四油缸共同加载的方法，使得加载台架结构紧凑，占地面积小。本实用新型通过观测加载力矩并与所设定的指令加载力矩曲线比较，实时调整加载力矩，保证加载力矩与设定的指令信号相符合。指令信号可以是常用信号，也可以是根据特殊工况下通过给定离散点光滑过渡的任意曲线。

通过实时调整比例溢流阀的一流压力进而控制加载装置输出力矩的方式，解决现有舵机加载装置加载力矩单一，无法准确模拟作用在舵轴上负载力矩的难题。加载系统通过观测加载力矩并与所设定的指令加载力矩曲线比较，实时调整加载力矩，保证加载力矩与设定的指令信号相符合。指令信号可以是常用信号，也可以是根据特殊工况下通过给定离散点光滑过渡的任意曲线。船舶舵机地面加载装置，通过更换托板可以实现对不同舵机的加载测试。