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船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，包括中空結(jié)構(gòu)的絲桿、活動插裝在絲桿內(nèi)的頂桿、測力傳感器、傳感器安裝套筒和頂升螺母，絲桿上端固定插裝在傳感器安裝套筒內(nèi)，頂桿上端伸出絲桿上端并將測力傳感器頂壓在傳感器安裝套筒頂部的下表面上，頂桿下端伸出絲桿下端并向外延伸，頂升螺母通過螺紋連接方式套裝在絲桿下部。本發(fā)明通過將絲桿下端插裝在待測軸承的軸承座的螺栓孔內(nèi)，并用頂升螺母從軸承座下方支撐，這樣頂升螺母所受的力可通過頂桿傳遞到測力傳感器上，從而可直接測出軸承的總重量和軸承負荷之和，最后將測出的數(shù)值減去軸承的總重量即得軸承負荷，由于本測量傳感器是直接測量軸承，所以測量結(jié)果準確。適用于船舶。
【專利說明】船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種負荷測量傳感器，具體地指一種船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002]船舶推進軸系在船舶航行中承受著多種復雜負荷的作用，軸系校中的狀況直接影響著軸系中各軸承的受力。校中不良的軸系會使軸承的受力超過合理的范圍，使軸承過熱甚至磨損，同時還可能引起軸系、螺旋槳和船體過大的振動和噪聲，影響交船或船舶的航行性能。因此在船舶推進軸系的安裝和驗收過程中需對各軸承的負荷進行測量，并根據(jù)測量結(jié)果指導軸系安裝和判斷軸系校中是否滿足要求。
[0003]目前，一般采用電子測力計法測量船舶推進軸系中各軸承的負荷。具體地，首先，在軸承附近軸系下方安裝液壓千斤頂，同時在液壓千斤頂與被測軸之間加裝壓力傳感器，并在液壓千斤頂正上方安裝百分表；然后，通過逐步升高液壓千斤頂內(nèi)油壓，將軸緩緩抬起，同時記錄百分表讀數(shù)和對應的壓力，直到軸系完全脫離軸承下軸瓦為止；最后，通過百分表讀數(shù)和對應的壓力繪制出力與位移的頂升曲線，并由頂升曲線及頂舉系數(shù)通過反算求得軸承負荷。這種測量軸承負荷的方法在實際使用時存在以下問題:
[0004]1、由于液壓千斤頂?shù)某叽巛^大，所以液壓千斤頂不能安裝在軸承座的下方直接測量軸承的負荷，只能將液壓千斤頂安裝在軸承附近軸系下方間接測量軸承的負荷，因此，該測量方法的測量結(jié)果不準；
[0005]2、由于在將軸抬起的過程中，軸與軸承之間存在摩擦力，所以該摩擦力會影響壓力傳感器的測量結(jié)果，從而也影響了該測量方法的測量結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了解決上述【背景技術(shù)】存在的不足，提出一種可直接測量軸承負荷且測量結(jié)果準確的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計的一種船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，包括中空結(jié)構(gòu)的絲桿、活動插裝在所述絲桿內(nèi)的頂桿、測力傳感器、傳感器安裝套筒和頂升螺母，所述絲桿上端固定插裝在所述傳感器安裝套筒內(nèi)，所述頂桿上端伸出所述絲桿上端并將所述測力傳感器頂壓在所述傳感器安裝套筒頂部的下表面上，所述頂桿下端伸出所述絲桿下端并向外延伸，所述頂升螺母通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿下部。通過將絲桿下端插裝在待測軸承的軸承座的螺栓孔內(nèi)，并用頂升螺母從軸承座下方支撐，這樣頂升螺母所受的力可通過頂桿傳遞到測力傳感器上，從而可直接測出軸承的總重量和軸承負荷之和，最后將測出的數(shù)值減去軸承的總重量即得軸承負荷；由于本測量傳感器是直接測量軸承，所以測量結(jié)果準確，而且由于在測量過程中不涉及軸與軸承的相對運動，所以在測量過程中無軸與軸承之間摩擦力的干擾，因此測量結(jié)果更準確。
[0008]在上述方案中，所述絲桿中部外壁上設(shè)有定位塊，所述定位塊與所述絲桿為固定連接或整體式結(jié)構(gòu)。加設(shè)的定位塊方便了頂升螺母的調(diào)節(jié)。
[0009]在上述方案中，所述定位塊為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
[0010]在上述方案中，所述絲桿上端通過鎖緊機構(gòu)固定插裝在所述傳感器安裝套筒底部內(nèi)，所述鎖緊機構(gòu)包括分別與所述絲桿相配合的調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母，所述調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母分別通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿上部，所述傳感器安裝套筒的底部夾裝在所述調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母之間。通過加設(shè)的鎖緊機構(gòu)能方便地調(diào)整絲桿與傳感器安裝套筒之間的相對位置，以保證本測量傳感器的精確度；同時，當絲桿、頂桿或測力傳感器損壞時，也方便零部件的更換，充分利用了資源，節(jié)能環(huán)保。當然，也可直接將絲桿焊接在傳感器安裝套筒上，或直接將絲桿與傳感器安裝套筒做成整體式結(jié)構(gòu)，或采用其他結(jié)構(gòu)的固定方式。
[0011]在上述方案中，所述調(diào)節(jié)螺母和鎖緊螺母均為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
[0012]在上述方案中，所述頂桿上端為T型結(jié)構(gòu)，所述頂桿的大頭端與所述測力傳感器下表面之間為面接觸，所述測力傳感器上表面與所述傳感器安裝套筒頂部的下表面之間也為面接觸。通過將頂桿與測力傳感器下表面之間以及測力傳感器上表面與所述傳感器安裝套筒頂部的下表面之間均設(shè)計成面接觸方式，提高了測量的準確度。
[0013]在上述方案中，所述傳感器安裝套筒側(cè)壁上設(shè)有用于安裝所述絲桿和頂桿的側(cè)孔，以方便絲桿、頂桿和測力傳感器的拆裝。
[0014]在上述方案中，所述測力傳感器的信號線由安裝在所述傳感器安裝套筒側(cè)壁上的電纜填料函引出。
[0015]在上述方案中，所述頂升螺母為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
[0016]在上述方案中，所述測力傳感器為壓電傳感器。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0018]1、通過將絲桿下端插裝在待測軸承的軸承座的螺栓孔內(nèi)，并用頂升螺母從軸承座下方支撐，這樣頂升螺母所受的力可通過頂桿傳遞到測力傳感器上，從而可直接測出軸承的總重量和軸承負荷之和，最后將測出的數(shù)值減去軸承的總重量即得軸承負荷；由于本測量傳感器是直接測量軸承，所以測量結(jié)果準確，而且由于在測量過程中不涉及軸與軸承的相對運動，所以在測量過程中無軸與軸承之間摩擦力的干擾，因此測量結(jié)果更準確；
[0019]2、加設(shè)的定位塊方便了頂升螺母的調(diào)節(jié)；
[0020]3、通過加設(shè)的鎖緊機構(gòu)能方便地調(diào)整絲桿與傳感器安裝套筒之間的相對位置，以保證本測量傳感器的精確度；同時，當絲桿、頂桿或測力傳感器損壞時，也方便零部件的更換，充分利用了資源，節(jié)能環(huán)保；
[0021]4、通過將頂桿與測力傳感器下表面之間以及測力傳感器上表面與所述傳感器安裝套筒頂部的下表面之間均設(shè)計成面接觸方式，提高了測量的準確度；
[0022]5、通過在傳感器安裝套筒側(cè)壁上開設(shè)側(cè)孔，以方便絲桿、頂桿和測力傳感器的拆裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為發(fā)明的使用狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中:絲桿I，頂桿2，測力傳感器3，信號線3a，傳感器安裝套筒4，側(cè)孔4a，頂升螺母5，定位塊6，鎖緊機構(gòu)7，調(diào)節(jié)螺母7a，鎖緊螺母7b，電纜填料函8，待測軸承9。

【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述:
[0028]如圖1所示的一種船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，包括中空結(jié)構(gòu)的絲桿1、活動插裝在所述絲桿I內(nèi)的頂桿2、測力傳感器3、傳感器安裝套筒4和頂升螺母5，所述絲桿I上端固定插裝在所述傳感器安裝套筒4內(nèi)，所述頂桿2上端伸出所述絲桿I上端并將所述測力傳感器3頂壓在所述傳感器安裝套筒4頂部的下表面上，所述頂桿2下端伸出所述絲桿I下端并向外延伸，所述頂升螺母5通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿I下部。通過將絲桿I下端插裝在待測軸承的軸承座的螺栓孔內(nèi)，并用頂升螺母5從軸承座下方支撐，這樣頂升螺母5所受的力可通過頂桿2傳遞到測力傳感器3上，從而可直接測出軸承的總重量和軸承負荷之和，最后將測出的數(shù)值減去軸承的總重量即得軸承負荷；由于本測量傳感器是直接測量軸承，所以測量結(jié)果準確，而且由于在測量過程中不涉及軸與軸承的相對運動，所以在測量過程中無軸與軸承之間摩擦力的干擾，因此測量結(jié)果更準確。
[0029]上述絲桿I中部外壁上設(shè)有定位塊6，所述定位塊6與所述絲桿I為固定連接或整體式結(jié)構(gòu)。加設(shè)的定位塊6方便了頂升螺母5的調(diào)節(jié)。所述定位塊6為六角螺母形結(jié)構(gòu)。所述頂升螺母5也為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
[0030]上述絲桿I上端通過鎖緊機構(gòu)7固定插裝在所述傳感器安裝套筒4底部內(nèi)，所述鎖緊機構(gòu)7包括分別與所述絲桿I相配合的調(diào)節(jié)螺母7a和鎖緊螺母7b，所述調(diào)節(jié)螺母7a和鎖緊螺母7b分別通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿I上部，所述傳感器安裝套筒4的底部夾裝在所述調(diào)節(jié)螺母7a和鎖緊螺母7b之間。通過加設(shè)的鎖緊機構(gòu)7能方便地調(diào)整絲桿I與傳感器安裝套筒4之間的相對位置，以保證本測量傳感器的精確度；同時，當絲桿1、頂桿2或測力傳感器3損壞時，也方便零部件的更換，充分利用了資源，節(jié)能環(huán)保。當然，也可直接將絲桿I焊接在傳感器安裝套筒4上，或直接將絲桿I與傳感器安裝套筒4做成整體式結(jié)構(gòu)，或采用其他結(jié)構(gòu)的固定方式。所述調(diào)節(jié)螺母7a和鎖緊螺母7b均為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
[0031]上述頂桿2上端為T型結(jié)構(gòu)，所述頂桿2的大頭端與所述測力傳感器3下表面之間為面接觸，所述測力傳感器3上表面與所述傳感器安裝套筒4頂部的下表面之間也為面接觸。通過將頂桿2與測力傳感器3下表面之間以及測力傳感器3上表面與所述傳感器安裝套筒4頂部的下表面之間均設(shè)計成面接觸方式，提高了測量的準確度。
[0032]上述傳感器安裝套筒4側(cè)壁上設(shè)有用于安裝所述絲桿I和頂桿2的側(cè)孔4a，以方便絲桿1、頂桿2和測力傳感器3的拆裝。所述測力傳感器3的信號線3a由安裝在所述傳感器安裝套筒4側(cè)壁上的電纜填料函8引出。所述測力傳感器3為壓電傳感器。
[0033]本測量傳感器可用于船舶推進軸系的安裝，且使用時至少需要兩個本測量傳感器同時工作，如一對角布置兩個本測量傳感器，另一對角布置兩個調(diào)節(jié)螺栓，當然也可在四角處分別布置一個本測量傳感器。具體安裝過程如下:
[0034]初步安裝定位:首先，將絲桿I下端穿過待測軸承9的軸承座上的螺栓孔，并將頂升螺母5從軸承座下部套裝在絲桿I下端上(一對角布置兩個本測量傳感器，另一對角布置兩個調(diào)節(jié)螺栓)；然后，用一只扳手鎖緊中絲桿I上的定位塊6，另一只扳手擰緊頂升螺母5，以調(diào)節(jié)待測軸承9中心軸線的位置，直至待測軸承9的中心軸線與相對軸系理論中心線重合，從而完成待測軸承9的初步安裝定位。
[0035]最終位置確定:待測軸承9初步安裝定位完畢后，讀取上述兩個本測量傳感器的測量數(shù)值，并乘以2得到待測軸承9的總重量和軸承負荷之和，再在該數(shù)值上減去軸承的總重量即得軸承負荷；然后，將該軸承負荷與理論軸承負荷的允許范圍值對比，如該軸承負荷小于理論軸承負荷的允許范圍值，則繼續(xù)擰緊頂升螺母5，使待測軸承9中心軸線上升直至該軸承負荷落在理論軸承負荷的允許范圍值內(nèi)，若該軸承負荷大于理論軸承負荷的允許范圍值，則松開頂升螺母5，使待測軸承9中心軸線下降直至該軸承負荷落在理論軸承負荷的允許范圍值內(nèi)，從而完成待測軸承9的最終位置確定。
[0036]當然，本測量傳感器可用于船舶推進軸系的驗收。
[0037]本發(fā)明通過將絲桿I下端插裝在待測軸承的軸承座的螺栓孔內(nèi)，并用頂升螺母5從軸承座下方支撐，這樣頂升螺母5所受的力可通過頂桿2傳遞到測力傳感器3上，從而可直接測出軸承的總重量和軸承負荷之和，最后將測出的數(shù)值減去軸承的總重量即得軸承負荷；由于本測量傳感器是直接測量軸承，所以測量結(jié)果準確，而且由于在測量過程中不涉及軸與軸承的相對運動，所以在測量過程中無軸與軸承之間摩擦力的干擾，所以測量結(jié)果更準確；加設(shè)的定位塊6方便了頂升螺母5的調(diào)節(jié)；通過加設(shè)的鎖緊機構(gòu)7能方便地調(diào)整絲桿I與傳感器安裝套筒4之間的相對位置，以保證本測量傳感器的精確度；同時，當絲桿1、頂桿2或測力傳感器3損壞時，也方便零部件的更換，充分利用了資源，節(jié)能環(huán)保；通過將頂桿2與測力傳感器3下表面之間以及測力傳感器3上表面與所述傳感器安裝套筒4頂部的下表面之間均設(shè)計成面接觸方式，提高了測量的準確度；通過在傳感器安裝套筒4側(cè)壁上開設(shè)側(cè)孔4a，以方便絲桿1、頂桿2和測力傳感器3的拆裝。
[0038]本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低和測量準確等優(yōu)點。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:包括中空結(jié)構(gòu)的絲桿(I)、活動插裝在所述絲桿(I)內(nèi)的頂桿(2)、測力傳感器(3)、傳感器安裝套筒(4)和頂升螺母(5)，所述絲桿(I)上端固定插裝在所述傳感器安裝套筒(4)內(nèi)，所述頂桿(2)上端伸出所述絲桿(I)上端并將所述測力傳感器(3)頂壓在所述傳感器安裝套筒(4)頂部的下表面上，所述頂桿(2)下端伸出所述絲桿(I)下端并向外延伸，所述頂升螺母(5)通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿(I)下部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述絲桿(I)中部外壁上設(shè)有定位塊￠)，所述定位塊￠)與所述絲桿(I)為固定連接或整體式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述定位塊(6)為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述絲桿(1)上端通過鎖緊機構(gòu)(7)固定插裝在所述傳感器安裝套筒(4)底部內(nèi)，所述鎖緊機構(gòu)(7)包括分別與所述絲桿(I)相配合的調(diào)節(jié)螺母(7a)和鎖緊螺母(7b)，所述調(diào)節(jié)螺母(7a)和鎖緊螺母(7b)分別通過螺紋連接方式套裝在所述絲桿(I)上部，所述傳感器安裝套筒(4)的底部夾裝在所述調(diào)節(jié)螺母(7a)和鎖緊螺母(7b)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述調(diào)節(jié)螺母(7a)和鎖緊螺母(7b)均為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述頂桿(2)上端為T型結(jié)構(gòu)，所述頂桿(2)的大頭端與所述測力傳感器(3)下表面之間為面接觸，所述測力傳感器(3)上表面與所述傳感器安裝套筒(4)頂部的下表面之間也為面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述傳感器安裝套筒(4)側(cè)壁上設(shè)有用于安裝所述絲桿(I)和頂桿(2)的側(cè)孔(4a)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述測力傳感器(3)的信號線(3a)由安裝在所述傳感器安裝套筒(4)側(cè)壁上的電纜填料函(8)引出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述頂升螺母(5)為六角螺母形結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船舶推進軸系軸承負荷測量傳感器，其特征在于:所述測力傳感器(3)為壓電傳感器。
【文檔編號】G01M13/04GK104198185SQ201410409426
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】周瑞平, 冷坳坳, 嚴景, 雷俊松, 王正興, 王蘇, 祁亮 申請人:武漢理工大學