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舵传动装置的液压与电气驱动振动特性对比研究

向科兵 李维嘉 兰秋华

向科兵, 李维嘉, 兰秋华. 舵传动装置的液压与电气驱动振动特性对比研究[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(6): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.017
引用本文: 向科兵, 李维嘉, 兰秋华. 舵传动装置的液压与电气驱动振动特性对比研究[J]. 中国舰船研究, 2017, 12(6): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.017
XIANG Kebing, LI Weijia, LAN Qiuhua. Comparative study of rudder transmission vibration characteristics of electric and hydraulic drive[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(6): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.017
Citation: XIANG Kebing, LI Weijia, LAN Qiuhua. Comparative study of rudder transmission vibration characteristics of electric and hydraulic drive[J]. Chinese Journal of Ship Research, 2017, 12(6): 114-119. doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.017

舵传动装置的液压与电气驱动振动特性对比研究

doi: 10.3969/j.issn.1673-3185.2017.06.017
详细信息
    作者简介:

    向科兵, 男, 1991年生, 硕士。研究方向:舰船液压与机电控制。E-mail:1215908069@qq.com

    通信作者:

    李维嘉(通信作者), 男, 1964年生, 博士, 教授, 博士生导师。研究方向:水下作业系统, 机电液智能控制系统, 机器人。E-mail:liweijia@hust.edu.cn

  • 中图分类号: U664.36

Comparative study of rudder transmission vibration characteristics of electric and hydraulic drive

知识共享许可协议
舵传动装置的液压与电气驱动振动特性对比研究向科兵,等创作,采用知识共享署名4.0国际许可协议进行许可。
  • 摘要:   目的  针对传统的液压驱动的舵传动装置,基于缩比舵传动装置试验台,开展电气驱动方式振动特性研究。  方法  首先研究舵传动装置在电气驱动下机构本身振动特性与负载力及转动角速度的关系,然后对液压、电气两种驱动方式下机构的振动特性进行对比分析。  结果  试验表明,传动装置产生的振动强度与舵叶加载力、舵角零点位置角速度呈正相关,电气驱动方式产生的振动加速度峰峰值和均方根值与液压驱动相比均降低了40%,有效降低了传动装置的整体振动,  结论  对舵传动装置电气化具有参考价值。
  • 图  1  试验台架结构图

    Figure  1.  Test bench structure

    图  2  液压伺服控制原理图

    Figure  2.  Hydraulic servo control schematic

    图  3  电气伺服控制原理图

    Figure  3.  Electro servo control schematic

    图  4  舵叶转角速度1(°)/s时的振动加速度曲线

    Figure  4.  Vibration acceleration curves when angular velocity of rudder blade is 1(°)/ s

    图  5  舵叶转角速度2(°)/s时的振动加速度曲线

    Figure  5.  Vibration acceleration curves when angular velocity of rudder blade is 2(°)/ s

    图  6  舵叶转角速度3(°)/s时的振动加速度曲线

    Figure  6.  Vibration acceleration curves when angular velocity of rudder blade is 3(°)/ s

    图  7  舵叶转角速度4(°)/s时的振动加速度曲线

    Figure  7.  Vibration acceleration curves when angular velocity of rudder blade is 4(°)/ s

    图  8  舵叶转角速度5(°)/s时的振动加速度曲线

    Figure  8.  Vibration acceleration curves when angular velocity of rudder blade is 5(°)/ s

    图  9  两种驱动方式下传动拉杆振动加速度峰峰值和均方根值变化图

    Figure  9.  Peak-to-peak and root-mean-square values of vibration acceleration of the transmission rod under two drive modes

    图  10  两种驱动方式下曲柄拉杆左端振动加速度峰峰值和均方根值变化图

    Figure  10.  Peak-to-peak and root-mean-square values of vibration acceleration of the left end crank rod under two drive modes

    表  1  不同工况下的加速度峰峰值

    Table  1.   Peak-to-peak acceleration values in different conditions

    最大加载力
    /%
    转角速度/((°)·s-1
    1 2 3 4 5
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    40 0.622 8 14.876 4 0.752 6 18.747 3 1.089 9 23.579 6 1.323 5 26.438 5 1.505 1 27.475 8
    60 0.696 9 14.825 8 1.141 8 23.048 3 1.323 5 22.871 2 1.349 4 24.844 6 1.764 6 27.728 8
    80 1.167 8 20.012 3 1.203 8 22.618 2 1.686 8 38.405 4 1.583 0 34.559 8 1.816 5 41.466 7
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    表  2  不同工况下的加速度均方根值

    Table  2.   Root-mean-square acceleration values in different conditions

    最大加载力
    /%
    转角速度/((°)·s-1
    1 2 3 4 5
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    1号
    传感器
    2号
    传感器
    40 0.078 7 2.383 2 0.095 6 3.143 6 0.141 4 3.830 3 0.204 1 4.309 1 0.290 5 4.518 2
    60 0.091 5 2.353 2 0.142 5 3.587 1 0.176 6 3.705 4 0.229 4 4.081 8 0.318 9 4.555 6
    80 0.134 4 2.964 0 0.156 4 3.501 4 0.226 0 5.052 6 0.251 1 5.050 4 0.337 0 5.710 6
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-05-02
  • 网络出版日期:  2017-11-28
  • 刊出日期:  2017-12-08

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