一種螺旋槳液力裝配控制系統及控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種螺旋槳液力裝配控制系統及控制方法，其特征在于：包括工程機、多功能板卡、模擬量輸入輸出端子板、數字輸入端子板、第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、位移傳感器、繼電器輸出端子板以及繼電器，在漿轂上配置有第一液壓油路，第一液壓油路為漿轂提供徑向壓力，在螺旋槳軸的軸向配置有第二液壓油路，在第一液壓油路上配置有第一液壓油泵、第一比例壓力閥、第一壓力傳感器；在第二液壓油路上配置有第二液壓油泵、第二比例壓力閥、第二壓力傳感器，螺旋槳安裝過程中通過采用本發明的控制系統，可實現螺旋槳液力裝配的自動化過程，可以節省時間、節省人力、提高裝配效率、減輕勞動強度。
【專利說明】
一種螺旋槳液力裝配控制系統及控制方法
技術領域
[0001 ]本發明涉及一種螺旋槳液力裝配控制系統及控制方法。
【背景技術】
[0002]目前世界上大多數大型船舶都采用液壓無鍵聯接的方式來固定槳榖與槳軸兩者的相對位置。液壓無鍵聯接是通過高壓油的作用使槳軸與槳榖在材料的彈性范圍內形成過盈配合，借助過盈配合產生巨大接觸摩擦力，使螺旋槳與軸可靠地聯接在一起，從而實現傳遞主機發出的扭矩的功能。螺旋槳的液壓無鍵聯接不僅裝配質量好，可靠性強，而且拆裝工作方便，為船舶航行性能以及船上貨物及人員的安全提供了有力保障。
[0003]雖然國內外新建大型船舶的螺旋槳大多采用液壓無鍵安裝，但多數船廠在安裝時仍然通過人工手動控制安裝油壓，螺旋槳無鍵安裝配套設備的自動化程度不高，這不僅使得螺旋槳的安裝質量無法得到保證，而且增加了船廠投入的成本。由于螺旋槳的安裝質量直接影響船舶航行安全及船員和旅客的生命安全，因此實現螺旋槳液力裝配自動化控制顯得格外重要，對螺旋槳安裝質量具有重要意義。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種可提高裝配效率的螺旋槳液力裝配控制系統及控制方法。
[0005]本發明所采用的技術方案為:一種螺旋槳液力裝配控制系統，其特征在于:包括工程機、多功能板卡、模擬量輸入輸出端子板、數字輸入端子板、第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、位移傳感器、繼電器輸出端子板以及繼電器，所述工程機與多功能板卡相連，所述多功能板卡與模擬量輸入輸出端子板相連，所述模擬量輸入輸出端子板分別與第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、位移傳感器、數字輸入端子板、繼電器輸出端子板相連，所述繼電器輸出端子板用于控制繼電器，在漿轂上配置有第一液壓油路，第一液壓油路為漿轂提供徑向壓力，在螺旋槳軸的軸向配置有第二液壓油路，在第一液壓油路上配置有第一液壓油栗、第一比例壓力閥、第一壓力傳感器;在第二液壓油路上配置有第二液壓油栗、第二比例壓力閥、第二壓力傳感器，在裝配過程中，若超出位移限制，第一液壓油路和第二液壓油路上均通過繼電器控制油路的斷開。
[0006]按上述技術方案，所述位移傳感器為兩個，對稱設置在螺旋槳軸的兩側。
[0007]按上述技術方案，還設置有接地保護和急停保護裝置。
[0008]按上述技術方案，所述工程機由Labview編程。
[0009]—種如上所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:包括如下步驟:
[0010]步驟一、工程機輸入螺旋槳液力裝配軸向壓力和徑向壓力，通過模擬量輸出板卡轉換為電壓信號；
[0011]步驟二、電壓信號傳送給第一比例壓力閥和第二比例壓力閥，兩比例壓力閥將電壓信號轉換成加載壓力分別進行輸出，對螺旋槳軸和槳轂施加軸向和徑向壓力；
[0012]步驟三、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器實時監測加載壓力，將壓力轉換為電壓信號，分別通過模擬量輸入輸出端子板，傳送至工程機；
[0013]步驟四、位移傳感器實時監測軸向推入量，將位移轉換為電壓信號，通過模擬量輸入板卡，傳送至工程機；
[0014]步驟五、當兩壓力傳感器反饋數值與輸入數值相等時，先卸去徑向壓力，設定時間后，再卸去軸向壓力。
[0015]按上述技術方案，在裝配過程中，位移傳感器實時監測螺旋槳軸的位移，當超出位置限制時，通過繼電器立即斷開兩液壓油路上的油路。
[0016]按上述技術方案，在漿轂的兩側對稱設置有兩個位移傳感器，當螺旋槳在裝配時因受力不均而偏離其水平方向時，兩位移傳感器會檢測到不同位移，系統立即斷開油路。
[0017]按上述技術方案，在工程機的界面上同時繪出壓力和位移的實時曲線。
[00?8]按上述技術方案，工程機、模擬量輸入輸出端子板、第一比例壓力閥、第一壓力傳感器形成閉環控制方式，工程機、模擬量輸入輸出端子板、第二比例壓力閥、第二壓力傳感器亦為閉環控制方式。
[0019]本發明所取得的有益效果為:
[0020]1、螺旋槳安裝過程中通過采用本發明的控制系統，可實現螺旋槳液力裝配的自動化過程，可以節省時間、節省人力、提高裝配效率、減輕勞動強度；
[0021]2、壓力、位移傳感器所測量的參數可通過模擬量輸入輸出端子板反饋至工程機，并且顯示在工程機軟件的界面上同時繪出壓力和位移的實時曲線，實現在線監測的功能。
[0022]3、在裝配過程中，位移傳感器可實時監測螺旋槳的位移，當超出位置限制時可立即斷開油源，保護螺旋槳軸和槳轂不遭到破壞；
[0023]4、工程機軟件由Labview編程，測試數據可自動保存，為下次安裝提供理論依據。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明的結構圖。
[0025]圖2為閉環控制原理圖。
[0026]圖3為本發明中液壓油路示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0028]如圖1-3所示，本實施例提供了一種螺旋槳液力裝配控制系統，包括工程機1、多功能板卡2、模擬量輸入輸出端子板3、第一比例壓力閥8、第二比例壓力閥9、第一壓力傳感器
4、第二壓力傳感器5、位移傳感器、數字輸入端子板1、繼電器輸出端子板11、繼電器12和接地保護和急停保護裝置所述工程機I與多功能板卡2相連，所述多功能板卡2與模擬量輸入輸出端子板3相連，所述模擬量輸入輸出端子板3分別與第一比例壓力閥8、第二比例壓力閥
9、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5、位移傳感器、數字輸入端子板10、繼電器輸出端子板11相連，所述繼電器輸出端子板11用于控制繼電器12，在漿轂13上配置有第一液壓油路，第一液壓油路為漿轂13提供徑向壓力，在螺旋槳軸14的軸向配置有第二液壓油路，在第一液壓油路上配置有第一液壓油栗15、第一比例壓力閥8、第一壓力傳感器4;在第二液壓油路上配置有第二液壓油栗16、第二比例壓力閥9、第二壓力傳感器5，當安裝過程中，若超出位移限制，第一液壓油路和第二液壓油路上均通過繼電器控制油路的斷開。所述位移傳感器為兩個，分別為圖1中的6、7，對稱設置在螺旋槳軸的兩側。
[0029]上述螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，包括如下步驟:
[0030]步驟一、通過數字輸入端子板10輸入螺旋槳液力裝配軸向壓力和徑向壓力，通過模擬量輸出板卡3轉換為電壓信號；
[0031]步驟二、電壓信號傳送給第一比例壓力閥8和第二比例壓力閥9，兩比例壓力閥將電壓信號轉換成加載壓力分別進行輸出，對螺旋槳軸14和槳轂13施加軸向和徑向壓力；
[0032]步驟三、第一壓力傳感器4、第二壓力傳感器5實時監測加載壓力，將壓力轉換為電壓信號，分別通過模擬量輸入輸出端子板3，傳送至工程機I;
[0033]步驟四、位移傳感器6、7實時監測軸向推入量，將位移轉換為電壓信號，通過模擬量輸入板卡3，傳送至工程機I ；
[0034]步驟五、當兩壓力傳感器4、5反饋數值與輸入數值相等時，先卸去徑向壓力，設定時間后，再卸去軸向壓力。
[0035]本系統控制策略為:指令輸出后，通過比例壓力閥控制加載壓力，同時壓力傳感器和位移傳感器實時監測壓力和位移變化，其中，壓力為主控制變量，位移為限制保護變量。壓力傳感器和位移傳感器所測量的參數可通過模擬量輸入輸出端子板3反饋至工程機1，并且顯示在工程機軟件的界面上同時繪出壓力和位移的實時曲線;在裝配過程中，位移傳感器6、7可實時監測螺旋槳的位移，當出現超出位置限制時可立即斷開油源；系統設有接地保護和急停保護裝置；當螺旋槳在裝配時因受力不均而偏離水平方向時，上下方的位移傳感器6、7會檢測到不同位移，這時系統會立即斷開油路;工程機軟件由Labview編程，測試數據可自動保存。
[0036]如圖2所示，壓力控制采取閉環控制方式，工程機I軟件發出指令信號，指令信號通過工程機I的模擬量輸入輸出端子板3換成電壓信號，電壓信號傳送給第一、第二比例壓力閥，第一、第二比例壓力閥電壓信號轉換成壓力進行輸出，同時第一、二壓力傳感器4、5將實時檢測到的輸出壓力反饋給模擬量輸入輸出端子板3，工程機I將反饋值和指令信號相比較，得到一個差值，然后根據差值調整輸出指令信號，直到反饋值跟指令信號相等。
【主權項】
1.一種螺旋槳液力裝配控制系統，其特征在于:包括工程機、多功能板卡、模擬量輸入輸出端子板、數字輸入端子板、第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、位移傳感器、繼電器輸出端子板以及繼電器，所述工程機與多功能板卡相連，所述多功能板卡與模擬量輸入輸出端子板相連，所述模擬量輸入輸出端子板分別與第一比例壓力閥、第二比例壓力閥、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、位移傳感器、數字輸入端子板、繼電器輸出端子板相連，所述繼電器輸出端子板用于控制繼電器，在漿轂上配置有第一液壓油路，第一液壓油路為漿轂提供徑向壓力，在螺旋槳軸的軸向配置有第二液壓油路，在第一液壓油路上配置有第一液壓油栗、第一比例壓力閥、第一壓力傳感器;在第二液壓油路上配置有第二液壓油栗、第二比例壓力閥、第二壓力傳感器，在裝配過程中，若超出位移限制，第一液壓油路和第二液壓油路上均通過繼電器控制油路的斷開。2.根據權利要求1所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統，其特征在于:所述位移傳感器為兩個，對稱設置在螺旋槳軸的兩側。3.根據權利要求2所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統，其特征在于:還設置有接地保護和急停保護裝置。4.根據權利要求1或2所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統，其特征在于:所述工程機由Labview編程。5.—種如權利要求1或2所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一、工程機輸入螺旋槳液力裝配軸向壓力和徑向壓力，通過模擬量輸出板卡轉換為電壓信號； 步驟二、電壓信號傳送給第一比例壓力閥和第二比例壓力閥，兩比例壓力閥將電壓信號轉換成加載壓力分別進行輸出，對螺旋槳軸和槳轂施加軸向和徑向壓力； 步驟三、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器實時監測加載壓力，將壓力轉換為電壓信號，分別通過模擬量輸入輸出端子板，傳送至工程機； 步驟四、位移傳感器實時監測軸向推入量，將位移轉換為電壓信號，通過模擬量輸入板卡，傳送至工程機； 步驟五、當兩壓力傳感器反饋數值與輸入數值相等時，先卸去徑向壓力，設定時間后，再卸去軸向壓力。6.根據權利要求5所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:在裝配過程中，位移傳感器實時監測螺旋槳軸的位移，當超出位置限制時，通過繼電器立即斷開兩液壓油路上的油路。7.根據權利要求5所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:在螺旋槳軸的兩側對稱設置有兩個位移傳感器，當螺旋槳在裝配時因受力不均而偏離其水平方向時，兩位移傳感器會檢測到不同位移，系統立即斷開油路。8.根據權利要求5所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:在工程機的界面上同時繪出壓力和位移的實時曲線。9.根據權利要求5所述的一種螺旋槳液力裝配控制系統的控制方法，其特征在于:工程機、模擬量輸入輸出端子板、第一比例壓力閥、第一壓力傳感器形成閉環控制方式，工程機、模擬量輸入輸出端子板、第二比例壓力閥、第二壓力傳感器亦為閉環控制方式。
【文檔編號】G05D16/20GK106054956SQ201610496991
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】范世東, 馬晶寧, 胡旭晟, 朱漢華, 劉永杰
【申請人】武漢理工大學