發(fā)布時(shí)間：2021-07-18 15:38

　　利用大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)研究了大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量方法。首先,利用電阻應(yīng)變片和應(yīng)變數(shù)據(jù)無(wú)線采集系統(tǒng),采集軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的應(yīng)變信號(hào);其次,通過(guò)對(duì)應(yīng)變信號(hào)小波分解、去噪和重構(gòu)處理,計(jì)算軸系截面彎矩,推導(dǎo)出軸承負(fù)荷;最后,利用大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)測(cè)量方法進(jìn)行了驗(yàn)證,計(jì)算誤差基本在5%以內(nèi)。 

【文章來(lái)源】：實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2020,37(10)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

db3小波3層分解示意圖

68實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理下軸承的實(shí)際負(fù)荷存在一定的誤差。因此，本文對(duì)大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量方法進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)并制作了大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)，基于電阻應(yīng)變片的測(cè)量原理，制定了測(cè)量方案，建立了測(cè)量系統(tǒng)，利用軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)測(cè)量結(jié)果和測(cè)量方法進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。1大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)為了對(duì)大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并搭建了大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由3個(gè)軸段及4個(gè)軸承組成，軸系總長(zhǎng)12.80m，質(zhì)量15.35t，軸系通過(guò)22kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大轉(zhuǎn)速可達(dá)250r/min。應(yīng)變數(shù)據(jù)無(wú)線采集系統(tǒng)的發(fā)射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可實(shí)現(xiàn)軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下應(yīng)變數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程快速獲取，分辨率為±1με，精度為±1%，傳輸距離70m。圖1大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)在每個(gè)軸承座下安裝4個(gè)壓力傳感器，如圖2所示，能夠直接測(cè)量軸承實(shí)際負(fù)荷，以便與測(cè)量方法推算的軸承負(fù)荷進(jìn)行比較驗(yàn)證。圖2軸承下部的壓力傳感器2大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量原理2.1動(dòng)態(tài)應(yīng)變及對(duì)應(yīng)角度的測(cè)量原理為了計(jì)算軸系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的軸承負(fù)荷，必須確定軸截面在受力狀態(tài)下的應(yīng)變和其所對(duì)應(yīng)的角度[5-6]。設(shè)應(yīng)變數(shù)據(jù)無(wú)線采集裝置采樣頻率為sF，軸系轉(zhuǎn)速為N，r/s，則每圈采集點(diǎn)數(shù)為snF/N。圈數(shù)標(biāo)定器從豎直正上方開(kāi)始標(biāo)記，軸系順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)sF足夠大時(shí)，可以近似認(rèn)為n為整數(shù)。如圖3所示，應(yīng)變片從正上方時(shí)刻開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，等時(shí)間間隔，采集信號(hào)時(shí)應(yīng)變片轉(zhuǎn)動(dòng)的位置分別對(duì)應(yīng)為：12nG、G、、G點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為：12n、、、。具體布置如圖3所示。圖中角為最大應(yīng)變對(duì)應(yīng)的角度。圖3應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)位置分布設(shè)最大?

測(cè)量方法進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。1大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)為了對(duì)大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)并搭建了大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)，如圖1所示。實(shí)驗(yàn)臺(tái)由3個(gè)軸段及4個(gè)軸承組成，軸系總長(zhǎng)12.80m，質(zhì)量15.35t，軸系通過(guò)22kW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大轉(zhuǎn)速可達(dá)250r/min。應(yīng)變數(shù)據(jù)無(wú)線采集系統(tǒng)的發(fā)射端采用MicroStrainV-Link-200、接收基站采用LORDMicroStrainWSDA-Base-LXRS，可實(shí)現(xiàn)軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下應(yīng)變數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程快速獲取，分辨率為±1με，精度為±1%，傳輸距離70m。圖1大型軸系實(shí)驗(yàn)臺(tái)在每個(gè)軸承座下安裝4個(gè)壓力傳感器，如圖2所示，能夠直接測(cè)量軸承實(shí)際負(fù)荷，以便與測(cè)量方法推算的軸承負(fù)荷進(jìn)行比較驗(yàn)證。圖2軸承下部的壓力傳感器2大型軸系運(yùn)轉(zhuǎn)工況下軸承負(fù)荷測(cè)量原理2.1動(dòng)態(tài)應(yīng)變及對(duì)應(yīng)角度的測(cè)量原理為了計(jì)算軸系運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的軸承負(fù)荷，必須確定軸截面在受力狀態(tài)下的應(yīng)變和其所對(duì)應(yīng)的角度[5-6]。設(shè)應(yīng)變數(shù)據(jù)無(wú)線采集裝置采樣頻率為sF，軸系轉(zhuǎn)速為N，r/s，則每圈采集點(diǎn)數(shù)為snF/N。圈數(shù)標(biāo)定器從豎直正上方開(kāi)始標(biāo)記，軸系順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)sF足夠大時(shí)，可以近似認(rèn)為n為整數(shù)。如圖3所示，應(yīng)變片從正上方時(shí)刻開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，等時(shí)間間隔，采集信號(hào)時(shí)應(yīng)變片轉(zhuǎn)動(dòng)的位置分別對(duì)應(yīng)為：12nG、G、、G點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為：12n、、、。具體布置如圖3所示。圖中角為最大應(yīng)變對(duì)應(yīng)的角度。圖3應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)位置分布設(shè)最大應(yīng)變值為a，由于轉(zhuǎn)速恒定，因此采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)是等間隔的，以應(yīng)變片位于垂直正上方為0°角標(biāo)定起始位置，則當(dāng)應(yīng)變片轉(zhuǎn)動(dòng)到任意轉(zhuǎn)動(dòng)位置iG時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為s2π1iNiF則任意轉(zhuǎn)動(dòng)位置iG處的應(yīng)變i為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]大型船舶推進(jìn)軸系負(fù)荷測(cè)量及調(diào)整關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王飛翔.大連理工大學(xué) 2016
[3]基于軸心軌跡的船舶軸系校中狀態(tài)評(píng)價(jià)[D]. 張金龍.大連海事大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3289866