海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置，包括固定与支撑装置、动力装置、伸缩装置和传感装置，固定与支撑装置包括底座和位于底座上的主支撑杆，主支撑杆上方设有上支撑板和下支撑板；动力装置包括主电机和辅助电机，主电机通过电机轴与安装于下支撑板上的带轮一相连，带轮一通过皮带一与花键带轮相连，辅助电机的输出轴与带轮二相连，带轮二通过皮带二与端面凸轮相连；伸缩装置包括连接于端面凸轮和花键带轮之间的花键轴，花键轴上部通过滚动销与端面凸轮接触，下部连接伸缩杆，伸缩杆下端连接有用于安装样板的检测盘，本实用新型专利技术所公开的装置设计巧妙，稳定性强，可模拟水下复杂的运动状况，推动海洋事业的发展。

【技术实现步骤摘要】
海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置
本技术涉及一种模拟实验装置，特别涉及一种海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置。
技术介绍
随着海洋事业的不断发展，船舶技术的不断进步，海洋资源开发技术逐渐趋于成熟，但是海洋生物的污损成为海洋资源开发利用的一个重要阻碍。海生物在船舶水下部位的附着不但会使船舶的船速下降、燃料消耗增加，而且还会使船舶水下设施的腐蚀破坏加剧、使用寿命明显缩短。船舶长期处于海洋环境中，腐蚀极为严重，而腐蚀速度与海水的流动速度、气泡、温度、冲击性以及海水所含微生物等因素都有有极为密切的关系。船体在海水中的腐蚀主要有电化学腐蚀、机械作用腐蚀、生物腐蚀和化学腐蚀几种，其中最主要的是电化学腐蚀，即在腐蚀过程中有微电流产生。1、发生在船体钢结构上的电化学腐蚀主要有以下几种：(1)氧的浓差电池作用。由于氧有夺取电子的能力，且水面的氧较水下的氧多，故近水面部分的金属得到电子成为阴极，而水中部分的金属失去电子成为阳极而发生腐蚀。腐蚀发生后，缝隙或缺口处的氧多，而底部氧少，从而底部继续腐蚀，最后成为锈坑或锈穿。(2)两种不同金属或钢种的腐蚀。在海水中，两种不同成分的金属接触时，电势较低的金属成为阳极发生腐蚀，例如铆钉和焊缝处容易锈蚀，原因即于此。(3)氧化皮引起的腐蚀。由于氧化皮的电极电位比钢铁的高0.26V，所以成为阴极，而钢铁本身成为阳极发生腐蚀。(4)涂膜下的腐蚀。由于实际上涂膜表央有微孔存在，所以海水仍可缓慢穿过涂膜产生电化学腐蚀。此时，含涂膜的部分成为阴极，不含涂膜的部分成为阳极而发生腐蚀，生成FeO和H2气，进一步变成Fe3O4和Fe2O3，由于Fe3O4和Fe2O3的体积比Fe大得多，所以使涂膜鼓起破坏。在涂膜未损坏或失效时，这一过程是缓慢的。涂漆前未除尽的氧化皮、锈蚀物、污物、水分、盐类等，在涂膜下加速进程，破坏涂膜。涂装时漏涂等施工缺陷也会加速腐蚀进程，从而过早破坏涂膜。涂膜损坏后，将产生前述各种腐蚀，这种腐蚀速度比未涂漆时更快。(5)杂散电流引起的腐蚀。由于供电或电焊时，违反操作规程，产生漏电，从而使船体变成一个巨大的阳极，产生大规模的腐蚀。这种腐蚀是非常惊人的，例如某厂建造的4艘登陆艇，出厂1年，6mm的钢板几乎全部烂穿。2、机械作用腐蚀机械作用的腐蚀包括腐蚀作用和机械磨损，二者相互加速。其中包括冲击腐蚀，这是由于液体湍流或冲击所造成；空泡腐蚀，高速流动的液体，因不规则流动，产生空泡，形成“水锤作用”，常常破坏金属表面的保护膜，加速腐蚀作用，如螺旋浆、泵轴等处易发生；微振磨捐腐蚀，两个紧接着的表面相互振动而引起的磨捐；应力腐蚀开裂，是在拉伸应力和腐蚀介质作用下的金属金属腐蚀破坏，金属内会产生沿晶或穿晶的裂纹。3、生物腐蚀生物腐蚀是由海洋生物的船底附着引起的，这种腐蚀包括化学腐蚀和电化学腐蚀两种。由于海洋生物在船底的附着，破坏了漆膜，造成钢板局部电化学腐蚀；由于微生物的新陈代谢作用，分泌出具有侵蚀性的产物如CO2、NH4OH、H2S等以及其他有机酸和无机酸引起钢板的腐蚀作用等。4、化学腐蚀化学腐蚀的特点是：腐蚀反应产物是直接地参与反应的金属，在表面区域生成，无电流产生。一般分为气体腐蚀和在非电解质溶液中的腐蚀两大类。例如钢铁在高温蒸汽中产生的氧化皮，在有机液体中浸泡的破坏等。在人类使用过的所有防污、防腐技术中，涂装防污、防腐涂料是唯一可以广泛应用的解决污损问题的重要途径。但是有些涂料如有机锡防污涂料对某些海生物具有毒性，能引起生物发生遗传变异，导致畸形，甚至通过海洋贝类、鱼类进入人的食物链，直接危害人体的健康。可是现如今国内海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置运动方式简单，只能完成简单的旋转等一些动作，难以模拟各种船舶在海下的服役环境，进而不能完整的检测涂料在海底的情况和各种性能，使用效果不理想，影响判断船舶涂漆是否具有防污、防腐的功能，进而影响海洋资源的开发和利用。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术提供了一种海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置，以达到可模拟船舶在水下复杂的运动状态，达到最大限度的自动化的目的。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置，包括固定与支撑装置、动力装置、伸缩装置和传感装置，所述固定与支撑装置包括底座和位于底座上的主支撑杆，所述主支撑杆上方设有水平的上支撑板和下支撑板；所述动力装置包括设置于上支撑板上方的主电机和设置于上支撑板下方的辅助电机，所述主电机通过电机轴与安装于下支撑板上的带轮一相连，所述带轮一通过皮带一与安装于下支撑板上的花键带轮相连，所述辅助电机的输出轴与安装于上支撑板上方的带轮二相连，所述带轮二通过皮带二与安装于上支撑板上方的端面凸轮相连；所述伸缩装置包括连接于端面凸轮和花键带轮之间的花键轴，所述花键轴上部通过滚动销与端面凸轮的波形凸轮面接触，所述花键轴下部连接伸缩杆，所述伸缩杆下端连接有检测盘，检测盘上用于放置涂有涂料的海洋装备样板。上述方案中，所述固定与支撑装置还包括设置于上支撑板与花键带轮之间的辅助支撑架、设置于上支撑板和下支撑板之间以及下支撑板与主支撑杆之间的斜支撑。固定与支撑装置是整个装置的结构架，位于整个装置的中间和左下侧，处于动力装置的下侧。上下支撑板通过主支撑杆连接，增加系统稳定性，主支撑杆和底座通过轴承一连接，底座位于主支撑杆的下方，支承起整个装置。上述方案中，所述传感装置位于辅助支撑架上，传感装置位于整个装置的右侧，处于两支撑板之间，集中安装在辅助支撑架中，节省空间，同时可直接检测花键轴的相关参数。上述方案中，所述端面凸轮通过轴承二与上支撑板相连，所述端面凸轮底部设有带轮槽，所述皮带二位于带轮槽内。端面凸轮有四个波峰，端面凸轮转动一个周期可以带动检测盘上下运动四次，从而降低了对电机转速的要求。通过端面凸轮能够实现检测盘的上下运动，通过对两个电机的速度调节来带动端面凸轮和花键带轮旋转来实现检测盘的上下和旋转的复合运动。上述方案中，所述传感装置包括扭矩传感器、速度传感器、水质传感器和温度传感器。其中，扭矩传感器精度高、频响快、可靠性好，寿命长。检测水流对检测盘的冲击作用，将物理信号转变成电信号。从而可以将水流对检测盘的冲击作用这个变量确定为常数，可以通过长时间的实验来检测出在一定的水流冲击作用下检测盘上的涂料的防污防锈能力。其中，速度传感器为角速度传感器，通过对端面凸轮和花键带轮转速的测量将物理信号转变为电信号，可以更方便地实现对两个电机输出转速的控制，从而可以实现速度调节，进而实现对检测盘运动状态的调节。水质传感器是将化学信号转化为电信号，可以检测所测涂料对海水的污染情况，测试涂料的各项性能，进而判断船舶涂料是否具有防污、防腐的功能，是否影响海洋资源的开发和利用。我们也可以通过测量海水的成分，进而通过实验分析测定海水的成分对防锈防污涂料的影响。水温传感器，可以测量水中的温度，进而通过实验分析测定温度对防锈防污涂料的影响，从而采取相应的措施。通过上述技术方案，本技术提供的海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置利用两个电机单独工作时可使检测盘单独上下运动，也可实现其上下和旋转复合运动；两电机同时运动时，通过调速可实现本文档来自技高网...

【技术保护点】
海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置，包括固定与支撑装置、动力装置、伸缩装置和传感装置，其特征在于，所述固定与支撑装置包括底座和位于底座上的主支撑杆，所述主支撑杆上方设有水平的上支撑板和下支撑板；所述动力装置包括设置于上支撑板上方的主电机和设置于上支撑板下方的辅助电机，所述主电机通过电机轴与安装于下支撑板上的带轮一相连，所述带轮一通过皮带一与安装于下支撑板上的花键带轮相连，所述辅助电机的输出轴与安装于上支撑板上方的带轮二相连，所述带轮二通过皮带二与安装于上支撑板上方的端面凸轮相连；所述伸缩装置包括连接于端面凸轮和花键带轮之间的花键轴，所述花键轴上部通过滚动销与端面凸轮的波形凸轮面接触，所述花键轴下部连接伸缩杆，所述伸缩杆下端连接有用于安装样板的检测盘。

【技术特征摘要】
1.海洋装备表层涂料防锈防污能力动态模拟实验装置，包括固定与支撑装置、动力装置、伸缩装置和传感装置，其特征在于，所述固定与支撑装置包括底座和位于底座上的主支撑杆，所述主支撑杆上方设有水平的上支撑板和下支撑板；所述动力装置包括设置于上支撑板上方的主电机和设置于上支撑板下方的辅助电机，所述主电机通过电机轴与安装于下支撑板上的带轮一相连，所述带轮一通过皮带一与安装于下支撑板上的花键带轮相连，所述辅助电机的输出轴与安装于上支撑板上方的带轮二相连，所述带轮二通过皮带二与安装于上支撑板上方的端面凸轮相连；所述伸缩装置包括连接于端面凸轮和花键带轮之间的花键轴，所述花键轴上部通过滚动销与端面凸轮的波形凸轮面接触，所述花键轴下部连接伸缩杆，所述伸缩杆下端连接有用于安...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓乐乐，张建军，车清论，李达，向微微，张云龙，宋怡仁，倪琪博，王华超，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：新型
国别省市：山东,37