[发明专利]一种用于极地船舶螺旋桨模型冰水混合载荷测量装置

说明书

一种用于极地船舶螺旋桨模型冰水混合载荷测量装置，包括支柱包，所述支柱包的底部通过紧固件连接齿轮箱，所述支柱包和齿轮箱的同一轴线位置开有安装孔，所述安装孔内装入输入轴，以及输出轴，所述输出轴的头部固定有空心桨毂，所述空心桨毂上固定有单叶片测力传感器，所述单叶片测力传感器上固定单片桨叶，导线密封装置固定在空心桨毂上，单叶片测力传感器的信号线穿过导线密封装置后，与整体推扭力测量元件信号线合并，经输出轴中间孔穿出后与滑环动环触点连接；所述输出轴的末端还安装有滑环，所述滑环所在空间完全水密，输出线通过穿线孔与动力仪外部信号处理装置连接，整体推扭力测量元件所在空间完全水密，并与大气连通。测量方便。

技术领域

本发明涉及螺旋桨动力测量设备技术领域，尤其是一种用于极地船舶螺旋桨模型冰水混合载荷测量装置。

背景技术

极地船舶在冰区航行时，推进系统螺旋桨工作于冰水混合环境，螺旋桨抽吸作用的存在使得冰块与螺旋桨之间发生流场堵塞、冰桨碰撞铣削等冰桨流作用，一方面冰块的冲击碰撞对螺旋桨结构强度提出更高要求，另一方面冰块的扰动作用对螺旋桨水动力、空泡和振动等性能产生影响，因此极地船舶螺旋桨设计需要综合评估其在冰水混合环境下的水动力和结构性能。由于冰介质的特殊性和冰桨运动的随机性，现多采用模型试验手段进行此类复杂力学作用问题的研究。

与无冰水域相比，冰水混合环境中冰介质的阻塞扰动作用导致螺旋桨的空泡性能恶化、水动力性能的非定常特性加剧，常规螺旋桨水动力测量装置的频响特性不足，难以满足冰介质干扰下的螺旋桨模型水动力性能测试采集要求。由于极地船舶螺旋桨还需要获取冰桨流作用下的桨叶冰水混合载荷特性作为其强度性能评估和结构设计优化的有效输入，所以除了测试螺旋桨模型的整体水动力性能外，还需要测量冰桨流作用过程中螺旋桨模型单片桨叶的多分力载荷，目前无现有设备可满足该测量需求。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种用于极地船舶螺旋桨模型冰水混合载荷测量装置，从而可以有效的实现天平的测量功能，满足试验测试要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种用于极地船舶螺旋桨模型冰水混合载荷测量装置，包括支柱包，所述支柱包的底部通过紧固件连接齿轮箱，所述支柱包和齿轮箱的同一轴线位置开有安装孔，所述安装孔内装入输入轴，所述输入轴通过一组面对面安装圆锥滚子轴承支撑在齿轮箱内，末端通过调心球轴承支撑在支柱包内；所述输入轴底部通过锥齿轮机构连接有输出轴，所述输出轴与输入轴在空间位置垂直，所述输出轴通过一组背对背安装圆锥滚子轴承支撑在齿轮箱内内，末端通过收缩段内的轴承装置支撑，在轴承装置之后为整体推扭力测量元件，所述齿轮箱的末端通过紧固件安装有导流罩，收缩段通过紧固件与齿轮箱固定连接；所述输出轴的头部固定有空心桨毂，所述空心桨毂上固定有单叶片测力传感器，所述单叶片测力传感器上固定单片桨叶，导线密封装置固定在空心桨毂上，单叶片测力传感器的信号线穿过导线密封装置后，与整体推扭力测量元件信号线合并，经输出轴中间孔穿出后与滑环动环触点连接；所述输出轴的末端还安装有滑环，所述滑环所在空间完全水密，输出线通过穿线孔与动力仪外部信号处理装置连接，整体推扭力测量元件所在空间完全水密，并与大气连通。

其进一步技术方案在于：

所述输入轴通过径向密封套与齿轮箱连接。

所述径向密封套成空心圆柱体结构，并在其内上半部形成有第一骨架密封圈，其外端中部延伸有径向端盖，径向端盖下部设置有凹槽，所述凹槽内安装与齿轮箱配合的第一O型圈。

所述输出轴通过轴向密封套与齿轮箱连接。

所述齿轮箱的结构为：成中空结构，上半部分为与支柱包匹配的翼型柱体，下半部分为圆环柱体；内部开有齿轮箱通气孔和齿轮箱穿线孔，与支柱包配合端面开有密封圈槽，在其下方开有操作窗口，并通过盖板盖住。

支柱包横截面为翼型，并开有支柱包通气孔和支柱包穿线孔。