用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台及使用方法与流程

1.本技术涉及振动测试平台的技术领域，具体而言，涉及一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台及使用方法。


背景技术：

2.隔振装置是连接设备和基础的弹性元件，用于隔离设备振动向基础的传递。设备通常采用垂向安装的形式，将隔振装置布置于被隔设备的底部或顶部，利用设备自身重量压缩或拉伸隔振器，实现重力载荷的施加；利用隔振装置的刚度、阻尼特性，实现设备振动传递的隔离。
3.隔振推力轴承是船舶桨轴系统的重要设备，其内部集成隔振组件，实现螺旋桨纵向激励力通过轴系向船体结构传递过程中的衰减。隔振推力轴承安装状态和受力方式与通常垂向安装的隔振装置不同，主要不同点在于：
4.1)承载方向不同：推力轴承为水平承载，螺旋桨通过轴系将推力载荷施加到隔振组件上，使弹性元件受力，而常规隔振装置为垂向承载；
5.2)载荷范围不同：推力轴承承载力为可变载荷，隔振组件所受压紧力随着螺旋桨转速变化而变化，其载荷范围涵盖螺旋桨最大正车推力和最大倒车推力，而常规隔振装置为固定载荷，载荷力为被隔设备自身重力；
6.隔振推力轴承研究过程中需要通过激振测试获取隔振组件的振动特性曲线，以评估隔振元件性能。若采用常规垂向激振试验台开展推力轴承隔振组件的振动特性测试，测试结果相对理想，无法模拟隔振元件实际使用环境中出现的诸如重力作用、不对中产生的侧向接触产生的振动传递问题。设计模拟推力轴承隔振组件实际工作状态的试验台架，实现水平安装且变载荷状态下获取隔振推力轴承或其隔振组件的振动特性，是隔振推力轴承研制中重要问题之一。


技术实现要素：

7.本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台及使用方法，为隔振组件模拟推力轴承内部实际受力状态下的振动特性测试提供解决方案。
8.本技术的实施例是这样实现的：
9.本技术实施例提供一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，包括基础平台，及安设于所述基础平台左右两侧的加载支座和止推支座，所述加载支座和止推支座之间从左往右依次水平布设加载气囊、质量块和被测隔振组件，加载支座中心设有通孔，所述通孔内穿设水平激振杆，所述水平激振杆外侧端与外部力锤或激振器相连接，内侧端与所述质量块的中心相连接，通过水平激振杆向质量块施加力学特征信号或水平激振脉冲，获取被测隔振组件振动响应特性，所述加载气囊与外部空气系统相连接，通过调节气压施加可变载荷。
10.在一些可选的实施方案中，所述质量块与所述被测隔振组件之间设有力传感器，通过力传感器读取加载气囊施加的可变载荷。
11.在一些可选的实施方案中，所述基础平台、质量块、被测隔振组件和止推支座上均设有振动传感器，通过振动传感器获取被测隔振组件系统振动响应特性。
12.在一些可选的实施方案中，所述加载支座中心设有的通孔的孔径大于所述水平激振杆的杆径，水平激振杆与通孔保持间隙。
13.在一些可选的实施方案中，所述质量块顶部设有吊耳，通过垂吊调整垂向高度，与所述被测隔振组件几何中心对正。
14.在一些可选的实施方案中，所述基础平台上设有两条调节直槽，所述加载支座和止推支座底部设有紧固螺栓，通过所述调节直槽连接紧固。
15.在一些可选的实施方案中，加载气囊的整体设计刚度低于所述被测隔振组件刚度的1/10。
16.用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.步骤a，将加载支座和止推支座固定在基础平台的两侧，依次安装加载气囊、质量块、力传感器和被测隔振组件，通过调节直槽调整合适位置并紧固定位，使得质量块压紧被测隔振组件；
18.步骤b，水平激振杆从加载支座上的通孔水平穿过，端头固定在质量块的中心；
19.步骤c，加载气囊通过外部空气系统施加气压，使得气囊膨胀产生水平静推力，通过控制加载气压可实现水平静推力，推动质量块压紧被测隔振组件；
20.步骤d，使被测隔振组件处于不同的压缩状态，通过水平激振杆施加力学特征信号或水平激振脉冲信号，通过振动传感器获取幅频特性曲线，进一步地，计算获取被测隔振组件的刚度、阻尼等动力学特性参数。
21.本技术的有益效果是：本技术提供的一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台及使用方法，可在模拟隔振组件实际受力状态下进行激振测试，为推力轴承隔振组件水平方向不同载荷下的振动特性测试提供实施便利条件。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本技术实施例的结构示意图。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
26.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
27.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
29.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.以下结合实施例对本技术的特征和性能作进一步的详细描述。
32.如图1所示，本发明提出了一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，包括基础平台1，及安设于基础平台左右两侧的加载支座2和止推支座3，加载支座和止推支座之间从左往右依次水平布设加载气囊4、质量块5和被测隔振组件6，加载支座中心设有通孔，通孔内穿设水平激振杆7，水平激振杆外侧端与外部力锤或激振器相连接，内侧端与质量块的中心相连接，通过水平激振杆向质量块施加力学特征信号或水平激振脉冲，获取被测隔振组件振动响应特性，加载气囊与外部空气系统相连接，通过调节气压施加可变载荷。
33.在加载支座、止推支座位置固定情况下，通过调节外部空气系统输入压力，可实现加载气囊的充气量的调整，进而实现输入静载荷的控制，达到减振组件水平可变载荷施加的目的。加载气囊为低刚度气囊，整体设计刚度低于被测隔振组件刚度的1/10，可保证在静推力施加过程中低刚度加载气囊不会带来被测隔振组件刚度特性的影响。
34.在一些可选的实施方案中，质量块与被测隔振组件之间设有力传感器8，可直接获取静载荷数值。
35.在一些可选的实施方案中，基础平台、质量块、被测隔振组件和止推支座上均设有振动传感器9，通过质量块的质量效应，实现被测隔振组件幅频特性的响应获取。
36.在一些可选的实施方案中，加载支座中心设有的通孔的孔径大于水平激振杆的杆径，水平激振杆与通孔保持间隙，保证水平激振杆与加载支座不发生侧向接触。试验过程中力锤或激振器通过水平激振杆向质量块施加水平激振脉冲或力学特征信号，对质量块、被测隔振组件组成的质量-刚度系统进行水平激振，获取系统振动特性曲线。
37.在一些可选的实施方案中，质量块顶部设有吊耳10，通过垂吊调整垂向高度，与被测隔振组件几何中心对正，可避免激振过程中质量块垂直方向的支撑对水平激振测试产生耦合振动作用而影响测试效果。
38.在一些可选的实施方案中，基础平台上设有两条调节直槽11，加载支座和止推支座底部设有紧固螺栓12，通过调节直槽连接紧固，实现加载支座、止推支座的位置可调，可根据被测隔振组件纵向尺寸调整滑道位置，保证试验台纵向合理布置。
39.采用上述变载荷水平激振试验台的使用方法，包括如下步骤：
40.步骤a，将加载支座和止推支座固定在基础平台的两侧，依次安装加载气囊、质量块、力传感器和被测隔振组件，通过调节直槽调整合适位置并紧固定位，使得质量块压紧被测隔振组件。
41.步骤b，水平激振杆从加载支座上的通孔水平穿过，端头固定在质量块的中心。
42.步骤c，加载气囊通过外部空气系统施加气压，使得气囊膨胀产生水平静推力，通过控制加载气压可实现水平静推力，推动质量块压紧被测隔振组件。
43.步骤d，通过空气系统向加载气囊充压，观察力传感器的读数，当静载荷达到试验要求时，关闭空气系统的进气阀，即可开始振动激励测试，使被测隔振组件处于不同的压缩状态，通过振动传感器获取幅频特性曲线。

技术特征：
1.用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，包括基础平台，及安设于所述基础平台左右两侧的加载支座和止推支座，所述加载支座和止推支座之间从左往右依次水平布设加载气囊、质量块和被测隔振组件，加载支座中心设有通孔，所述通孔内穿设水平激振杆，所述水平激振杆外侧端与外部力锤或激振器相连接，内侧端与所述质量块的中心相连接，通过水平激振杆向质量块施加力学特征信号或水平激振脉冲，获取被测隔振组件振动响应特性，所述加载气囊与外部空气系统相连接，通过调节气压施加可变载荷。2.根据权利要求1所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述质量块与所述被测隔振组件之间设有力传感器，通过力传感器读取加载气囊施加的可变载荷。3.根据权利要求2所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述基础平台、质量块、被测隔振组件和止推支座上均设有振动传感器，通过振动传感器获取被测隔振组件系统振动响应特性。4.根据权利要求1或3所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述加载支座中心设有的通孔的孔径大于所述水平激振杆的杆径，水平激振杆与通孔保持间隙。5.根据权利要求3所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述质量块顶部设有吊耳，通过垂吊调整垂向高度，与所述被测隔振组件几何中心对正。6.根据权利要求1或5所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述基础平台上设有两条调节直槽，所述加载支座和止推支座底部设有紧固螺栓，通过所述调节直槽连接紧固。7.根据权利要求6所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台，其特征在于，所述加载气囊的整体设计刚度低于所述被测隔振组件刚度的1/10。8.采用上述权利要求5所述的用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a，将加载支座和止推支座固定在基础平台的两侧，依次安装加载气囊、质量块、力传感器和被测隔振组件，通过调节直槽调整合适位置并紧固定位，使得质量块压紧被测隔振组件；步骤b，水平激振杆从加载支座上的通孔水平穿过，端头固定在质量块的中心；步骤c，加载气囊通过外部空气系统施加气压，使得气囊膨胀产生水平静推力，通过控制加载气压可实现水平静推力，推动质量块压紧被测隔振组件；步骤d，使被测隔振组件处于不同的压缩状态，通过水平激振杆施加力学特征信号或水平激振脉冲信号，通过振动传感器获取幅频特性曲线，进一步地，计算获取被测隔振组件的刚度、阻尼等动力学特性参数。

技术总结
本发明提出一种用于推力轴承隔振组件变载荷水平激振试验台及使用方法，包括基础平台，其左右两侧安设加载支座和止推支座，加载支座和止推支座之间从左往右依次水平布设加载气囊、质量块和被测隔振组件，加载支座中心通孔内穿设水平激振杆，水平激振杆外侧端与外部力锤或激振器相连接，内侧端与质量块的中心相连接，通过水平激振杆向质量块施加力学特征信号或水平激振脉冲，加载气囊与外部空气系统相连接，调节气压，本发明可在模拟隔振组件实际受力状态下进行激振测试，实现水平安装且变载荷状态下获取隔振推力轴承或其隔振组件的振动特性。振动特性。振动特性。


技术研发人员：李全超 胡刚义 周凌 连张弛 王磊
受保护的技术使用者：中国舰船研究设计中心
技术研发日：2023.06.30
技术公布日：2023/10/15