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申请/专利权人：江苏大学

摘要：本发明公开了一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，涉及推进器测试装置领域，包括泵喷推进器转子，所述泵喷推进器转子设置在横向传动轴的输出端上，横向传动轴的输入端上安装有从动锥齿轮，从动锥齿轮通过主动锥齿轮带动，主动锥齿轮安装在纵向传动轴的输出端，纵向传动轴的输入端与电机通过联轴器连接；电机设置在测试小车上，测试小车置于外固定架上，预紧弹簧和压力传感器设置在测试小车的两端，且压力传感器设置的位置与从动锥齿轮作用于主动锥齿轮的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴上还设置有动力仪。本发明结构设置精巧，工作稳定，可准确测试泵喷推进器的敞水性能，可广泛应用于泵喷推进器敞水性能试验。

主权项：1.一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，包括泵喷推进器转子（10），所述泵喷推进器转子（10）设置在横向传动轴（18）的输出端上，横向传动轴（18）的输入端上安装有从动锥齿轮（20），从动锥齿轮（20）通过主动锥齿轮（21）带动，主动锥齿轮（21）安装在纵向传动轴（9）的输出端，纵向传动轴（9）的输入端与电机（2）通过联轴器连接；电机（2）设置在测试小车（3）上，测试小车（3）置于外固定架（1）上，预紧弹簧（4）和压力传感器（5）设置在测试小车（3）的两端，外固定架（1）内部前端两边设有压力传感器（5），后端两边设有预紧弹簧（4）并对测试小车（3）进行预紧；预紧弹簧（4）为测试小车提供向前的预紧力，压力传感器（5）设置的受力方向与从动锥齿轮（20）作用于主动锥齿轮（21）的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴（18）上还设置有动力仪（13）。

全文数据：一种泵喷推进器敞水性能的测试装置技术领域本发明涉及推进器测试装置，尤其涉及一种泵喷推进器敞水性能的测试装置。背景技术泵喷推进器是一类包含前置定子或者后置定子的导管桨。作为近年发展起来的一种新型推进器，其具备推进效率高、辐射噪声低、临界航速高等优点，在各个领域有着十分广泛的应用。但是国内对泵喷推进器技术的研究起步较晚，关于泵喷推进器的设计理论、性能测试与应用方面相较于国外还不够完善。在泵喷推进器的性能测试方面，由于泵喷推进器的复杂结构，使其在推力测试上存在诸多技术障碍。现阶段只能通过间接的方式，来获取泵喷推进器的推力。发明内容针对上述问题，本发明的目的是提供一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，通过压力传感器获取泵喷推进器的推力，通过动力仪获取横向传动轴上的扭矩和转速，从而得到泵喷推进器转子的输入功率，从而得到泵喷推进器在真实运行工况下的敞水性能。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，包括泵喷推进器转子，所述泵喷推进器转子设置在横向传动轴的输出端上，横向传动轴的输入端上安装有从动锥齿轮，从动锥齿轮通过主动锥齿轮带动，主动锥齿轮安装在纵向传动轴的输出端，纵向传动轴的输入端与电机通过联轴器连接；电机设置在测试小车上，测试小车置于外固定架上，预紧弹簧和压力传感器设置在测试小车的两端，且压力传感器设置的位置与从动锥齿轮作用于主动锥齿轮的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴上还设置有动力仪。进一步的，泵喷推进器定子设置在泵喷推进器转子的外侧；所述泵喷推进器定子设置在壳体一侧。进一步的，所述纵向传动轴、横向传动轴通过轴承分别设置在纵向传动轴轴套、横向传动轴轴套内。进一步的，所述泵喷推进器定子包括导管和前置导叶，所述前置导叶的中心为法兰结构，所述法兰结构与壳体进行紧固连接，所述壳体与法兰结构之间置有防水垫片。进一步的，壳体和泵喷推进器转子与泵喷推进器定子设置在水槽内。进一步的，还包括数据采集系统，数据采集系统采集压力传感器与动力仪在实验时的数据。进一步的，测试小车上设置有小车滚轮。进一步的，所述预紧弹簧上设有可调节螺母。进一步的，压力传感器上方设置有挡板。有益效果：1.本发明采用外固架定内侧后端加设预紧弹簧，为测试小车提供向前的预紧力，可以对其压力传感器修正，减少测试小车滚轮与外框架产生摩擦力的影响，提高了推力测量的精度。2.本发明纵向传动轴和横向传动轴外均设置传动轴套，防止传动轴因扭转力过大，而对纵向传动轴和横向传动轴位置发生偏移，提高了工件在试验过程的稳定性；3.本发明在压力传感器上设置挡板，防止测试小车在推力转矩的作用下上翘，增强了测试小车在试验过程中的稳定性；4.本发明传动轴与传动轴套结构简单，更换方便，可以改变纵向传动轴以及纵向传动轴轴套的长度，可以实现推进器在不同深度的敞水性能测试；5.本发明采用电机外置，降低了壳体密封性要求，减少了因漏水造成短路的安全因素；6.本发明将动力仪直接置于横向传动轴中间，可直接获取泵喷推进器转子的转速和扭矩，获得的数据更加准确。附图说明图1为一种泵喷推进器敞水性能的测试装置的整体结构示意图；图2为图1中A-A线的剖视图；图3为图1中B-B线的剖视图。附图标记：1、外固定架；2、电机；3、测试小车；4、预紧弹簧；5、压力传感器；6、小车滚轮；7、第一轴承；8、纵向传动轴轴套；9、纵向传动轴；10、泵喷推进器转子；11、第三轴承；12、横向传动轴轴套；13、动力仪；14、壳体；15、第二轴承；16、导管；17、前置导叶；18、横向传动轴；19、第四轴承；20、从动锥齿轮；21、主动锥齿轮。具体实施方式为对本发明做进一步的了解，下面结合附图和实例对本发明进行详细的描述。下面将结合附图对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，包括泵喷推进器转子10，所述泵喷推进器转子10设置在横向传动轴18的输出端上，横向传动轴18的输入端上安装有从动锥齿轮20，从动锥齿轮20通过主动锥齿轮21带动，主动锥齿轮21安装在纵向传动轴9的输出端，纵向传动轴9的输入端与电机2通过联轴器连接；电机2设置在测试小车3上，测试小车3置于外固定架1上，预紧弹簧4和压力传感器5设置在测试小车3的两端，且压力传感器5设置的位置与从动锥齿轮20作用于主动锥齿轮21的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴18上还设置有动力仪13；泵喷推进器定子设置在泵喷推进器转子10的外侧；所述泵喷推进器定子设置在壳体14一侧。通过采用外固架定内侧后端加设预紧弹簧，为测试小车提供向前的预紧力，可以对其压力传感器修正，减少测试小车滚轮与外框架产生摩擦力的影响，提高了推力测量的精度。所述纵向传动轴9、横向传动轴18通过轴承分别设置在纵向传动轴轴套8、横向传动轴轴套12内。本发明纵向传动轴和横向传动轴外均设置传动轴套，防止传动轴因扭转力过大，而对纵向传动轴和横向传动轴位置发生偏移，提高了工件在试验过程的稳定性。压力传感器5上方设置有挡板，压力传感器上设置挡板，防止测试小车在推力转矩的作用下上翘，增强了测试小车在试验过程中的稳定性。结合图1、图3所示，本发明外部包括固定在地面的外固定架1，限制在外固定架1活动的测试小车3，外固定架1内部前端两边设有压力传感器5，其后端两边设有预紧弹簧4并对测试小车3进行预紧，其预紧力远远大于测试小车3与固定外框架1的之间摩擦力，使测试小车3与压力传感器5充分接触。在进行测试前，先对两端压力传感器5进行修正，通过调节预紧弹簧4的螺母，改变其预紧力，使两端第一压力传感器51、第二压力传感器52的数值相等，然后再将其数值归零。结合图1、图2所示，电机2固定于测试小车3中央，通过连接纵向传动轴9输出扭矩。纵向传动轴9下端设有主动锥齿轮21、从动锥齿轮20，将扭矩输出给横向传动轴18，横向传动轴18再将扭矩输出给泵喷推进器转子10，纵向传动轴9与横向传动轴18两端均设有第一轴承7、第二轴承15、第三轴承11、第四轴承19以及横向传动轴轴套12、纵向向传动轴轴套8，以保证装置工作的稳定性。结合图1、图2所示，纵向传动轴轴套8上端通过法兰盘与测试小车3固定连接，纵向传动轴轴套8的下端通过法兰盘与壳体14连接，并且中间设有防水垫片，并将壳体14上端凹陷处使用泡沫进行填充均匀、打磨。结合图1、图2所示，导管16、前置导叶17通过法兰盘与壳体14尾部进行连接，前置导叶17的法兰盘中间设有防水垫片，在其螺栓孔处使用泡沫填充、打磨，使其表面光滑。结合图2所示，横向传动轴套12前端设有加强筋，焊接在壳体14上，横向传动轴套12的尾部与壳体14相连，中间装设有动力仪13，测量横向传动轴18的转速以及输出扭矩。测量分析系统包括设置在横向传动轴18中间的动力仪13；设置在外固定架1内侧前端的压力传感器4；设置在水池前端流速的传感器；设置在控制台上的压力传感器数据采集系统、动力仪数据采集系统及计算机设备。本发明先根据水池的尺寸、泵喷推进器的尺寸、试验工况的具体情况和试验的经济性，选择合适的模型尺寸缩尺比、传动部件的传动比和试验工况。按照整个试验装置的强度要求，振动控制要求确定各模块的尺寸、材料以及规格。具体的安装过程如下：1在地面上将外固定架1横置与水池之上，并将其固定在地面上。2安装测试小车3：将测试小车3置于外固定架1内，测试小车3前端贴紧第一压力传感器51、第二压力传感器52，后端安装第一预紧弹簧41、第二预紧弹簧42，第一预紧弹簧41、第二预紧弹簧42提供测试小车3向前的预紧力；3安装传动部件：将第三轴承11、第四轴承19安装到横向传动轴轴套12两端，并安装横向传动轴18以及横向传动轴18一端的从动锥齿轮20，并在横向传动轴18中间安装动力仪13，同时安装好纵向传动轴9及其主动锥齿轮21；4安装泵喷推进器：将泵喷推进器定子即导管16、前置导叶17安装在壳体14尾部，用法兰盘连接，中间设有防水垫片，并将壳体14上端凹陷处使用泡沫进行填充均匀、打磨。将泵喷推进器转子10安装在横向传动轴18尾端；5连接壳体14与测试小车3：将纵向传动轴轴套8两端安装好第一轴承7、第三轴承15后套入纵向传动轴9，纵向传动轴轴套8下端通过法兰盘与壳体14连接，并且中间设有防水垫片，并将壳体14上端凹陷处使用泡沫进行填充均匀、打磨，其上端与测试小车3法兰连接固定；6安装电机2：将电机2固定在测试小车3上，对纵向传动轴9进行动力输出；7在计算机上安装实时分析软件，将动力仪13、压力传感器5导出的数据线连接到计算机上，同时将测量仪器接上电源；8整体安装完成后调试装置：调节第一预紧弹簧41、第二预紧弹簧42，使其预紧力远远大于测试小车3与外固定架1的摩擦力，并使其两端压力传感器5数值相同后，将压力传感器5归零：调试完成后，就可以根据具体工况和试验技术要求启动试验装置进行试验。具体的，测试小车3横放于外固定架1内，可随小车滚轮6方向左右定向移动。为使测试小车3前端充分接触外固定架1的两个压力传感器5，在测试小车3后端装设两个预紧弹簧4，使压力传感器5的数值大于零，再将压力传感器5的数值归零。调试完毕后，在运行工况下，压力传感器5上获取的数值就等同于泵喷推进器的推力T大小。为了得到泵喷推进器转子10的输入功率，在泵喷推进器转子10后端的横向传动轴18上加设动力仪13，该动力仪13可直接获取横向传动轴18上的扭矩M以及转速n。测试过程中，实时获取动力仪13获取的转速n，扭矩M，压力传感器5测得的合力T，水池提供的固定流速v。试验装置上的泵喷推进器推进效率公式如下：在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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发明中的具体含义。

权利要求：1.一种泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，包括泵喷推进器转子10，所述泵喷推进器转子10设置在横向传动轴18的输出端上，横向传动轴18的输入端上安装有从动锥齿轮20，从动锥齿轮20通过主动锥齿轮21带动，主动锥齿轮21安装在纵向传动轴9的输出端，纵向传动轴9的输入端与电机2通过联轴器连接；电机2设置在测试小车3上，测试小车3置于外固定架1上，预紧弹簧4和压力传感器5设置在测试小车3的两端，且压力传感器5设置的位置与从动锥齿轮20作用于主动锥齿轮21的水平横向力的方向一致；所述横向传动轴18上还设置有动力仪13。2.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，泵喷推进器定子设置在泵喷推进器转子10的外侧；所述泵喷推进器定子设置在壳体14一侧。3.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，所述纵向传动轴9、横向传动轴18通过轴承分别设置在纵向传动轴轴套8、横向传动轴轴套12内。4.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，所述泵喷推进器定子包括导管16和前置导叶17，所述前置导叶17的中心设置有法兰结构，所述法兰结构与壳体14进行紧固连接，所述壳体14与法兰结构之间置有防水垫片。5.根据权利要求2或4任一项所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，壳体14和泵喷推进器转子10与泵喷推进器定子设置在水槽内。6.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，还包括数据采集系统，数据采集系统采集压力传感器5与动力仪13在实验时的数据。7.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，测试小车3上设置有小车滚轮6。8.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，所述预紧弹簧4上设有可调节螺母。9.根据权利要求1所述的泵喷推进器敞水性能的测试装置，其特征在于，压力传感器5上方设置有挡板。

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