大型船用柴油機(jī)中間軸應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試研究

時(shí)間：2024-04-03作者：南京聚航科技有限公司瀏覽：24

近幾年，應(yīng)變電測(cè)法在內(nèi)燃機(jī)和汽車(chē)零部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究中得到了廣泛應(yīng)用，例如，可以實(shí)測(cè)內(nèi)燃機(jī)連桿、曲軸、機(jī)體等零部件的靜態(tài)應(yīng)力及動(dòng)態(tài)應(yīng)力；測(cè)量汽車(chē)各零部件的靜應(yīng)力或隨車(chē)實(shí)測(cè)各種零部件的動(dòng)態(tài)應(yīng)力，分析其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。但是，該方法貼片工藝要求較高；在強(qiáng)磁場(chǎng)或強(qiáng)電場(chǎng)干擾的環(huán)境中使用時(shí)，必須采用較好的屏蔽措施。

本文采用應(yīng)變電測(cè)法對(duì)試航中的低速大型船用柴油機(jī)中間軸進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試，計(jì)算出柴油機(jī)的輸出功率。

船用發(fā)動(dòng)機(jī)軸功率的測(cè)試方法

大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)的軸功率通常是在船舶建造完畢以后，在下水試航中測(cè)量的，本文采用了應(yīng)變電測(cè)技術(shù)對(duì)某29000t散裝貨輪和14000t散裝貨輪船用柴油機(jī)的軸功率進(jìn)行了測(cè)量。并按試航大綱的要求，在各個(gè)工況下利用較小的電阻應(yīng)變片作為傳感器，應(yīng)用旋轉(zhuǎn)圓軸測(cè)扭矩的原理測(cè)出了大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。即測(cè)量連接發(fā)動(dòng)機(jī)與螺旋槳之間中間軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變，再計(jì)算扭矩，最后計(jì)算出柴油機(jī)輸出功率。

當(dāng)船舶在海上航行時(shí)，傳遞扭矩的中間軸處于不斷地旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之中，而測(cè)試儀器則是靜止不動(dòng)的，因此必須采用一種特殊的裝置-集流環(huán)，將應(yīng)變片的引線連接到應(yīng)變儀上，從而實(shí)現(xiàn)用電子儀器測(cè)量不斷旋轉(zhuǎn)圓軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變量。鑒于大型船用發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速低，本文采用拉線式集流環(huán)來(lái)傳送船舶發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下中間軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)變量。

船用發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試過(guò)程

在貼片前，首先將傳遞扭矩的中間軸表面的銹皮和油漆等全部清除干凈，再用油脂棉蘸丙酮擦去軸貼片處的表面油污，然后用紗布將貼片的位置打平磨光，露出光澤的金屬表面。并擦凈。最后用劃針在軸的同一截面上相距180°的兩側(cè)劃出成垂直的兩十字線，將兩組電阻應(yīng)變片用502膠分別貼于垂直的十字線處。一般常溫下，使用502膠干固需24h，等應(yīng)變片干固以后，在其表面上應(yīng)再貼一層塑料膠紙，以防水浸和油污。然后把兩組應(yīng)變片的8根引線接上高強(qiáng)度漆包線，連接平衡電橋。應(yīng)注意貼片時(shí)，應(yīng)變片的兩引線下面貼一層絕緣紙，以防止被測(cè)軸與應(yīng)變片形成導(dǎo)體。再將平衡橋路的4個(gè)結(jié)點(diǎn)A 、B 、C、D的引線分別焊接在拉線式集流環(huán)的4個(gè)銅環(huán)上。在布置4個(gè)銅質(zhì)滑環(huán)時(shí)，同樣應(yīng)在傳動(dòng)軸上先貼一層絕緣膠布，目的是使得銅環(huán)與傳動(dòng)軸之間相互絕緣。

測(cè)量時(shí)將4根由多股銀線編制而成的拉線搭接在4個(gè)銅環(huán)上，拉線與銅質(zhì)集流環(huán)之間的接觸部分包角一般應(yīng)為30°-60°之間，包角不宜太小，太小了接觸不良，過(guò)大又磨損太快，應(yīng)適當(dāng)。將4根拉線一端固定，另一端的4個(gè)結(jié)點(diǎn)連接到一塊絕緣板上，再用導(dǎo)線接至應(yīng)變儀上。這樣，便把貼于傳動(dòng)軸上的兩組應(yīng)變片組成的惠斯頓電橋接入了應(yīng)變儀。當(dāng)傳動(dòng)軸受到扭轉(zhuǎn)變形后，應(yīng)變片的阻值變化傳遞到應(yīng)變儀上即可直接讀出扭轉(zhuǎn)應(yīng)變量。

總結(jié)

實(shí)踐證明，應(yīng)用應(yīng)變電測(cè)技術(shù)可測(cè)出旋轉(zhuǎn)圓軸的扭矩及動(dòng)態(tài)應(yīng)力與應(yīng)變，可測(cè)得萬(wàn)噸輪在海上航行中各工況下中間軸的應(yīng)變量，進(jìn)而計(jì)算出航行中船舶的軸功率。

 


南京聚航科技有限公司專(zhuān)注于應(yīng)變儀,殘余應(yīng)力檢測(cè)儀,殘余應(yīng)力消除設(shè)備等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• 銑削表面殘余應(yīng)力檢測(cè)及分析

  大量研究表明，表面殘余應(yīng)力影響工件的疲勞強(qiáng)度、耐腐蝕性、可靠性和精度保持性。特別是對(duì)于在外部環(huán)境工作中承受周期性載荷作用的大型機(jī)械而言，提高其可靠性顯得尤為重要。為了減少殘余應(yīng)力對(duì)銑削加工零件質(zhì)量的影響，避免因零件失效導(dǎo)致大型機(jī)械故障，對(duì)退火H13熱作模具鋼銑削后，利用盲孔法對(duì)已加工表面進(jìn)行殘余應(yīng)力檢測(cè)，分析測(cè)量結(jié)果，優(yōu)化銑削加工參數(shù)，減小切削加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，提高加工零件表面質(zhì)量。銑削表面殘余

• 重軌截面全釋放法殘余應(yīng)力檢測(cè)

  重軌在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。重軌的生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)熱軋、冷卻和矯直等工藝，重軌在軋制冷卻時(shí)，由于外表面和內(nèi)部冷卻速度的不同以及組織的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生了很大的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。重軌在熱應(yīng)力和相變應(yīng)力的作用下，產(chǎn)生不均勻的塑性變形，從而產(chǎn)生了殘余應(yīng)力。同時(shí)，由于重軌斷面為變截面，在冷卻時(shí)，軌腰和軌底邊緣具有較快的冷卻速度，軌頭的冷卻速度較慢，這一冷卻速度的差異，導(dǎo)致軌腰和軌底邊緣出現(xiàn)壓應(yīng)力，而軌底中間和軌頭

• 應(yīng)變電測(cè)技術(shù)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

  在進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，由于結(jié)構(gòu)形狀和實(shí)際載荷條件的復(fù)雜性，采用常規(guī)的力學(xué)理論很難進(jìn)行準(zhǔn)確合理的計(jì)算分析。近年來(lái)，有限元分析技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作中得到了廣泛的應(yīng)用，但其成本很高，又不能完全滿足要求。因?yàn)榧僭O(shè)的簡(jiǎn)化條件與實(shí)際情況有出入，特別是對(duì)鑄造件，其內(nèi)部不可避免存在氣孔、縮松等缺陷，材料的連續(xù)性遭到破壞，應(yīng)力分布與理想狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，如仍用有限元分析計(jì)算會(huì)產(chǎn)生較大的誤差；因此，用實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證設(shè)計(jì)計(jì)

• 液壓支架千斤頂油缸振動(dòng)時(shí)效工藝應(yīng)用

  液壓支架千斤頂油缸在使用過(guò)程中會(huì)受到高壓作用，通常，工藝為管料調(diào)質(zhì)后進(jìn)行粗車(chē)、推鏜、精車(chē)等機(jī)械加工，特別是推鏜過(guò)程會(huì)產(chǎn)生較大的加工應(yīng)力，在加工后缸筒產(chǎn)生明顯的變形，不能滿足設(shè)計(jì)公差的要求，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成廢品。傳統(tǒng)的時(shí)效處理方法有自然時(shí)效法和熱時(shí)效法。自然時(shí)效法處理周期長(zhǎng)，效果差；熱時(shí)效成本高，可能還會(huì)改變材料的微觀結(jié)構(gòu)與性能。與上述兩種方法相比較，振動(dòng)時(shí)效具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，可顯著提高構(gòu)件的機(jī)械性能，且