[发明专利]一种用于螺旋桨推力和扭矩直接测量的无摩擦动力仪

说明书

本发明属于船舶水动力性能试验领域，并具体公开了一种用于螺旋桨推力和扭矩直接测量的无摩擦动力仪，其包括水平导流壳体、竖直连接剑、水平齿轮轴、水平花键轴、水平连接轴、测量端轴和信号接收器，其中：竖直连接剑安装在水平导流壳体上，其内安装有竖直齿轮轴，竖直齿轮轴下端与水平齿轮轴咬合；水平齿轮轴、水平花键轴、水平连接轴和测量端轴依次相连，且均安装在水平导流壳体内；测量端轴上粘贴有轴向和周向应变片，水平花键轴处设有无线节点，无线节点用于将轴向和周向应变片测得的测量信号无线传输给信号接收器。本发明传感器位于最外层传动轴上，可直接在螺旋桨近端测量推力和扭矩，无需测量摩擦力及扣除工作，能实现更高的测量精度。

技术领域

本发明属于船舶水动力性能试验领域，更具体地，涉及一种用于螺旋桨推力和扭矩直接测量的无摩擦动力仪。

背景技术

船模自航仪是测量螺旋桨推进性能的装置，其测量思路为将螺旋桨发出的推力和扭矩通过桨轴传递至敞水箱内，在敞水箱内部安装自航仪器以及电机等装备，这种测量思路的好处是能够很好地将水域的螺旋桨的受力传递到敞水箱内部，避免了仪器进水受到损害，而且在实际使用过程中安装简单，能够满足工程要求。

但其弊端也很明显，桨轴进入敞水箱部分由于使用了黄油或其他水密装置，会在转动时产生一个摩擦扭矩，一般的处理方法是在实验前后分别不安装螺旋桨，测量无桨状态下不同转速下的摩擦扭矩，在有桨时将这一部分扭矩扣除，得到螺旋桨的实际扭矩。这种处理方法对螺旋桨轴系安装要求非常高，既不能出现严重的漏水情况，又不能使得零扭矩过大而造成测量数据误差过大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种用于螺旋桨推力和扭矩直接测量的无摩擦动力仪，其目的在于，将传感器直接置于传动轴上，测量时无需考虑摩擦力矩的影响，可直接获取螺旋桨推力和扭矩，提高螺旋桨性能测试精度。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于螺旋桨推力和扭矩直接测量的无摩擦动力仪，包括水平导流壳体、竖直连接剑、水平齿轮轴、水平花键轴、水平连接轴、测量端轴和信号接收器，其中：

所述竖直连接剑安装在所述水平导流壳体上，且其内安装有竖直齿轮轴，该竖直齿轮轴下端与所述水平齿轮轴咬合；所述水平齿轮轴、水平花键轴、水平连接轴和测量端轴依次相连，且均安装在所述水平导流壳体内；

所述测量端轴上粘贴有轴向和周向应变片，所述水平花键轴处设有无线节点，该无线节点用于将所述轴向和周向应变片测得的测量信号无线传输给所述信号接收器。

作为进一步优选的，所述水平连接轴和测量端轴为中空轴，其内部布置有供电与测量线路，该供电与测量线路与所述轴向和周向应变片相连。

作为进一步优选的，所述水平花键轴为中空轴，其末端设有对接花键，所述供电与测量线路通过该对接花键与所述无线节点连通。

作为进一步优选的，所述水平花键轴上固定有橡胶体，该橡胶体内固定有无线节点和专用电池，所述专用电池用于为所述无线节点和信号接收器供电。

作为进一步优选的，所述竖直连接剑下端设有竖直剑底座，其与所述水平导流壳体贴合，且贴合处布置有竖直轴轴承底座，该竖直轴轴承底座用于支撑角接触球轴承，角接触球轴承上方布置有压盖。

作为进一步优选的，所述竖直剑底座上开设有孔道，用于布置所述信号接收器。

作为进一步优选的，所述水平齿轮轴处的水平导流壳体下设有底部开孔盖板，该底部开孔盖板与所述水平导流壳体紧密贴合，且贴合处套有O型密封圈。

作为进一步优选的，所述水平导流壳体靠近水平齿轮轴一侧端部为导流锥形，所述竖直连接剑为流线型。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：