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静态应变测试系统在船舶推进轴系负荷测试中的应用

分类:应力应变测试    关键词:静态应变测试系统

船舶推进轴系在运行过程中承受着复杂的应力和负荷,为保证轴系长期安全正常地运转,除在轴系设计时应保证具有足够强度及刚度外,轴系校中也是必不可少。轴系校中就是根据一定的要求和方法,将轴系敷设成某种状态,处于这种状态下的轴系,其全部轴承上的负荷及各轴段内的应力都处于允许范围之内,或具有最佳的数值从而保证轴系持续正常运转。

船舶轴系校中质量的优劣,对保障轴系及主机的正常运转,已经对减小船体振动有着重要的影响。因此,船舶推进轴系校中的质量应受到严格地管理和监督,各轴承的负荷应在轴系的各种工况下进行测量。根据每次测量结果,调整负荷较大的轴承高度,保证各轴承的负荷都具有较小的数值,并保持轴系的正常运行。

本文根据电阻应变法的轴承负荷测量原理,构建了船舶推进轴系截面弯距测量方法,在此基础上,基于梁结构力学与轴系合理校中原理,推导出后艉轴承载荷分配比例与支点位置的计算方法。采用的仪器是聚航科技的JHYC-30静态应变测试系统和JHBC-120-2-A1应变片。

电阻应变片法工作原理

船舶轴系在静态时可视作工程力学中的连续梁。各轴段的自重、螺旋桨、联轴器、推力盘、飞轮、减速器大齿轮等均作为加在梁上的载荷。在这些载荷作用下梁将产生弹性弯曲变形。同时,当轴系的各轴承不同轴时,可视为连续梁的支座不等高,这时也将产生弹性弯曲变形。梁的弯曲变形,可借助电阻应变片及应变仪测出其应变值,根据测量得到的应变值可以计算出测量截面处的弯矩,然后按连续梁的性质计算出轴系有关截面上的弯矩,最后按梁的力学平衡条件计算出轴承实际负荷。

电阻应变片法测量过程

应变片的粘贴

应变片在轴上的位置,应尽量靠近被测轴承。一般情况下,可粘贴在离被测轴承端面50-200mm处。轴系上几个测量截面的同侧粘贴点应处在轴系轴表面的同一母线上。为此,应在贴片前在轴的贴片点处用划针轻轻划出贴片中线。且必须注意保证应变片的粘贴质量。贴片前应用细砂纸将贴片点处打磨光洁,并除油。用502胶粘贴,用防潮胶或者蜡进行防潮处理。粘好后,它与轴表面的绝缘电阻应大于200MΩ。

连桥方式

轴系每个测量截面上应变片的粘贴数量及位置都与接桥方式有关,常分为单片、二片及四片,接半桥或者全桥方式测量。实际测量中常用的是二片半桥接法,在测量截面相对称的位置上增贴一片测量片,既能使所测得的应变值比单片扩大一倍,提高测量精度,且两个应变片又能作温度补偿片用。

应变测量方法

在轴系各测点粘贴电阻应变计后,轴系按顺、逆时针方向各转2--3圈,以消除贴片时内应力的影响。然后按照上述接桥方式用屏蔽导线将电阻应变片与静态应变测试系统连接起来,便可进行应变测量。

最后的数据结果与国外专业测试机构的结果一致,证明了此方法能够满足国内船舶推进轴系负荷测试的需要。船舶推进轴系负荷测试是船舶推进轴系设计、校中计算、轴系安装、调整等过程中的重要环节,对保证船舶推进轴系正常运转具有重要意义。

以上就是船舶推进轴系负荷测量过程,如果您对静态应变测试系统还有其他的疑问,可随时咨询聚航科技,我们很愿意为您答疑解惑!



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