推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统，包括：机械传动机构，容置在保持架靠近推力块一侧的端面上的沿周向布置的扩孔内，每个扩孔与一柱塞腔对应并径向布置在其外围，用于传递推力块的位移，进而间接传递所述柱塞的位移；行程开关，容置于扩孔底部并与机械传动机构连接，用于感测得到柱塞的位移信息并转换为电信号以输出；以及电气控制系统，与行程开关电连接，用于接收行程开关输出的电信号并进而获得柱塞的位移信息，实现推力轴承共振转换器的柱塞位置的实时监测。本实用新型专利技术的监控系统，其机械传动机构简单，行程开关拆装容易，方便检修和更换，而且可以直观目测柱塞的位置状态，提高装配调试的效率，实时控制性能好，实现柱塞位置的自动调整。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开一种推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统，包括：机械传动机构，容置在保持架靠近推力块一侧的端面上的沿周向布置的扩孔内，每个扩孔与一柱塞腔对应并径向布置在其外围，用于传递推力块的位移，进而间接传递所述柱塞的位移；行程开关，容置于扩孔底部并与机械传动机构连接，用于感测得到柱塞的位移信息并转换为电信号以输出；以及电气控制系统，与行程开关电连接，用于接收行程开关输出的电信号并进而获得柱塞的位移信息，实现推力轴承共振转换器的柱塞位置的实时监测。本技术的监控系统，其机械传动机构简单，行程开关拆装容易，方便检修和更换，而且可以直观目测柱塞的位置状态，提高装配调试的效率，实时控制性能好，实现柱塞位置的自动调整。【专利说明】推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统
本技术属于推力轴承共振转换器
，具体涉及一种用于监控推力轴承共振转换器的柱塞位置的监控系统，可有效保障共振转换器工作的可靠性。
技术介绍
使用螺旋桨作推进器的船舶，在其艉部不可避免地形成非均匀伴流场，这是螺旋桨产生非定常推力的客观原因。螺旋桨非定常推力中的脉动成分除直接激励桨叶振动和辐射噪声外，还激励推进轴系纵向振动。推进轴系纵向振动又经推力轴承及其基座激励船体振动，构成船体水下辐射噪声的一个重要继发性激励源。推力轴承共振转换器是减小推进轴系纵向振动的有效装置，其减振原理可概括为隔振、附加阻尼和动力吸振。共振转换器使用流体作为减振介质，如何解决共振转换器与推力轴承的连接问题是实现减振的第一步，本 申请人:已授权技术专利(CN102269218A)很好地突破解决这一关键技术。通过将推力块的传统支撑结构替换为液压柱塞，推进轴系纵向振动经柱塞的液压油垫可以顺利地传递至共振转换器中，实现共振转换器在推进轴系纵向振动传递路径中的串联接入。但是，这种推力轴承共振转换器在结构上还存在一些不足。因为，推力块的支撑结构除需提供共振转换器的安装接口外，还要各推力块负荷的自行均衡创造条件，这种利用柱塞替代原有的支撑结构，由于其为浮动状态，还必须充分考虑共振转换器工作的可靠性。在正常情况下，要求柱塞头部在柱塞腔外支撑推力块，起到推进轴系纵向振动传递至共振转换器的通道作用。实际应用中，由于柱塞的浮动特点，其在柱塞腔内的实际位置决定于螺旋桨推力和液压油垫压力的大小关系。在液压油垫压力大于螺旋桨推力时，柱塞头部在液压油垫压力作用下可以伸出柱塞腔外以支撑推力块，但是，一旦螺旋桨推力大于液压油垫压力，柱塞将被挤压至柱塞腔内，此时推进轴系纵向振动将无法通过柱塞的液压油垫传递至共振转换器，共振转换器实质上与推力轴承处于非连接状态，无法起到减振作用。这种柱塞位置的不确定性会导致共振转换器工作的可靠性不高，因此，必须采取措施实时监控柱塞在柱塞腔中的位置，根据柱塞位置实时调整油压，以保证柱塞头部伸出柱塞腔外支撑推力块。但是，由于柱塞在推力轴承的内部，其位置无法目测，从而无法实时确定柱塞的状态，使得目前的这种柱塞型推力轴承共振转换器的应用受到一定限制。
技术实现思路
本技术的目的在于提出一种推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统，其可以实现对柱塞位置的实时监测和自动调整，使得柱塞始终伸出柱塞腔外顶起推力块，保障共振转换器工作的可靠性。本技术具有拆装方便、自动化和可靠性高等优点。为实现本技术的上述目的，按照本技术的一个方面，提供一种推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统，用于对推力轴承共振转换器中的柱塞由于推力块的挤压引起在柱塞腔中的移动位置进行实时监测和控制，其特征在于，该监控系统包括:机械传动机构，其为至少一组，容置在保持架靠近推力块一侧的端面上的沿周向布置的扩孔内，每个扩孔与一柱塞腔对应并径向布置在其外围，该机械传动机构与所述推力块抵接用于传递该推力块的位移，进而间接传递所述柱塞的位移；行程开关，其容置于所述扩孔底部并与所述机械传动机构连接，用于感测该机械传动机构的位移信息进而得到所述柱塞的位移信息并转换为电信号以输出；电气控制系统，其与所述行程开关电连接，用于接收行程开关输出的电信号并进而获得柱塞的位移信息，从而实现推力轴承共振转换器的柱塞位置的实时监测。进一步地，所述机械传动机构包括带有柱塞头的细杆和套装在该细杆上的预紧弹簧，其中所述细杆一端的柱塞头与所述推力块通过所述预紧弹簧抵接压紧，所述细杆另一端穿过扩孔与所述行程开关连接，所述推力块的位移通过所述柱塞头和细杆传递至所述行程开关。进一步地，所述保持架上在对应各扩孔上开有与其垂直贯通的径向孔，并在壳体上对应开有通孔，以用于将行程开关的信号线弓I出壳体外。进一步地，所述柱塞位置监控系统中还包括液压系统，其用于根据所述电气控制系统得到的柱塞位移信息所发出的控制指令，对共振转换器内的液压油压力进行调节，推动柱塞伸出柱塞腔外以顶起推力块，实现对失位的柱塞的控制。进一步地，所述电气控制系统接收所述行程开关的电信号并得到柱塞的位移信息后，通过与设定的阈值比较并在大于该阈值时发出控制指令给所述液压系统。进一步地，所述电气控制系统包括电源模块、CPU模块、输入模块和输出模块，其中，所述输入模块经输入接口接受行程开关输出的电信号，将电信号变换为数字信号后传输至CPU模块，该CPU模块以阈值作为参考对检测值进行比较，若检测值小于所述阈值，CPU模块继续比较下一个检测值，一旦出现检测值大于阈值的情况，CPU模块向输出模块发送液压系统控制指令。本技术中，机械传动机构由带有柱塞头的细杆和预紧弹簧组成，柱塞头在预紧弹簧的弹性恢复力作用下抵接推力块，细杆底端面与所述行程开关的驱动杆接触，推力块的位移信号经机械传动机构传递至行程开关，行程开关将推力块的位移信号转换为电信号输出至所述电气控制系统，电气控制系统以阈值为参考对接受的检测值进行比较，一旦检测值大于阈值，电气控制系统发送信号灯变换指令和启动所述液压系统的控制指令，液压系统对共振转换器内液压油压力进行调节，推动柱塞伸出柱塞腔外顶起推力块，共振转换器恢复至接入状态发挥减振作用。本技术中，所述柱塞头直径大于细杆直径，所述预紧弹簧是圆柱螺旋弹簧，所述行程开关是微动快速型行程开关，所述机械传动机构和行程开关都放置在推力轴承内部结构的外围，所述电气控制系统优选是模块式PLC。本技术中，共振转换器的工作状态直接决定于柱塞在柱塞腔内的位置。当推力块被液压柱塞所支撑时，共振转换器处于接入状态，发挥减振作用，此时称柱塞处于“浮动”状态；反之，当柱塞被挤压至柱塞腔内，液压油垫不起支撑作用，共振转换器处于断开状态，无法起到减振作用，此时称柱塞处于“沉底”状态。但无论柱塞处于哪种位置，柱塞始终与推力块是相接触的。换句话说，柱塞和推力块的运动是同步的。当柱塞由“浮动”位置变化为“沉底”位置时，推力块和柱塞一起都发生相同的位移。这样，通过监测推力块的位移就可以起到间接监测柱塞位置的效果。行程开关可以实现位置状态的监测，但推力轴承内部结构的装配很紧凑，并没有足够的空间供行程开关安装用，必须寻求其他空间。由于在推力块的保持架中布置柱塞，导致保持架的轴向尺寸被加长，这部分增加的尺寸为行程开关的安装创造空间条件。本技术对保持架和推力轴承壳体沿径向开孔，提供行程开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推力轴承共振转换器的柱塞位置监控系统，用于对推力轴承共振转换器中的柱塞由于推力块（1）的挤压引起在柱塞腔（4）中的移动位置进行实时监测和控制，其特征在于，该监控系统包括： 机械传动机构，其为至少一组，容置在保持架（2）靠近推力块（1）一侧的端面上的沿周向布置的扩孔（8）内，每个扩孔（8）与一柱塞腔（4）对应并径向布置在其外围，该机械传动机构与所述推力块（1）抵接用于传递该推力块（1）的位移，进而间接传递所述柱塞（5）的位移； 行程开关（11），其容置于所述扩孔（8）底部并与所述机械传动机构连接，用于感测该机械传动机构的位移信息进而得到所述柱塞（5）的位移信息并转换为电信号以输出；以及 电气控制系统，其与所述行程开关（11）电连接，用于接收行程开关（11）输出的电信号并进而获得柱塞（5）的位移信息，从而实现推力轴承共振转换器的柱塞（5）位置的实时监测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵耀，张赣波，李天匀，朱翔，李良伟，储炜，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42