研究应变法测试轴功应变片贴片新方法PPT课件

1、一、小组成员小组概况表 表1小组名称检测校准中心船测QC小组课题名称研究应变法测试轴功应变片贴片新方法注册时间2011年11月课题类型创新型注册号成员人数10活动时间2014年3月到12月活动次数10次曾发表何种成果和受过何种奖励2007年省质量科技成果一等奖：探索船舶传感器校准报验新方法。1989年省优秀科技成果奖：开展QC活动应用组合配套方法确保150吨轨道衡安装工程全面完成。船舶主机横向支撑断裂原因分析，辽宁造船德制扭矩仪在船舶主机扭转振动测量中的应用，造船情报制表人：朱启沈 时间：2014年10月 检测校准中心船测室QC小组共有成员10人，其中研究员级高工1名，高工3名，工程师2名。本

2、小组全部由具有多年船舶现场测量实践和管理的人员组成，具备扎实的测量理论基础和丰富的实践经验，成员中有多人主持和参加国家、海装和船舶重工集团科研项目，在各类刊物上发表多篇论文，制定13项企业标准，具备一定的解决问题的能力。QC小组成立后，成员在完成本职工作的基础上，经过学习和培训QC知识，已具备开展QC工作的能力。第1页/共45页一、小组成员序号姓名性别年龄学历组内工作QC学习时间1吕朝阳男46大学组长/发表人302朱启沈男27大学副组长53凌晨男42大学技术支持304马肖男44大学技术指导305叶丽霞女49大学技术指导306吕春燕女44大学发表人307朱全久女41大学技术支持288朱水桥男45

3、大学发表人309刘旭男52大学技术指导3010汤虎男29大学技术支持10小组成员表 表2制表人：朱启沈 时间：2014年10月第2页/共45页一、小组成员活动计划表 表3制表人：朱启沈 时间：2014年10月阶段活动计划时间2014.03-2014.123月4月5月6月7月8月9月10月11月12月负责人计划（plan）实施（Do）检查（Check）处理（Act）P选择课题吕朝阳设定目标朱水桥要因分析凌晨制定对策表吕朝阳D按对策表实施朱水桥对策目标是否完成朱启沈C确认效果朱水桥是否达到目标凌晨A巩固措施朱启沈总结及今后打算朱启沈计划进度 实际进度第3页/共45页第4页/共45页二、课题简介1、

4、船用柴油机轴功率的测试，不仅可以判柴油机的技术状况是否良好，还可以判断整个船、机、浆的匹配情况，是实船实验中的一项重要环节。2、轴功率一般通过间接测量轴系的输出扭矩和转速来计算。船用柴油机轴功率的测量不同于陆上柴油机功率测量，因为船舶机舱中温度高，工作环境恶劣，风、浪及螺旋桨旋转引起的轴系振动都会影响到轴功率的测量，因此船用柴油机轴功率测量系统对稳定性和可靠性的要求更高。第5页/共45页二、课题简介3、应变法测轴功率基本测试工作原理： 扭矩测量装置包括应变片、接线板、发射块、接受装置和电脑。应变片贴在中间轴上，接线板和发射块与应变片连接安装在轴上。 应电片为电阻式敏感元件，当被测构件受到外力作

5、用发生形变时，用粘结剂贴于构件上的电阻应电片亦产生形变，从而引起电阻应电片电阻值的变化。轴功率测试系统由电池、发射块和接受装置等组成。发射块在6m范围内传递数字信号，将其固定在轴上，随轴一同旋转，在为应变片全桥电路提供桥压的同时，将测得的电压信号放大并转换为微波信号用天线发射出去。接收装置接收载波信号，并对信号进行调解、还原处理后，以电压形式输出。输出电压Vout大小与被测轴的扭矩大小成正比。第6页/共45页第7页/共45页三、选题理由现状： 公司轴功率测量覆盖率为50%原因： 由于目前使用设备体积大、安装繁琐、规格固定单一，造成无法测试其他50%船舶影响： 使得公司船舶试航支出额外费用，进而

6、增加造船成本第8页/共45页三、选题背景达成： 公司轴功率测量覆盖率为100%新方法： 利用应变片法测试轴功率产生问题： 应变片设备安装精细。误差零容忍。贴片过程尤其严格，贴片情况直径影响测量结果。特点： 尺寸小，重量轻，安装方便、测量精度高，环境适应能力强。降成本： 利用应变片法测试轴功率每艘船节省1万元左右第9页/共45页第10页/共45页四、目标设定 研究利用应变法测轴功率的粘贴应变片新方法，可以提高船舶的适用率从50%到98%。50%98%课题前课题后第11页/共45页第12页/共45页五、目标可行性分析 人员素质高，较强的专业知识、责任心目标可以实现经调查船舶测试公司可达成覆盖率为9

7、0%资金有保证，领导重视积累了丰富的经验第13页/共45页第14页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 轴径打磨、檫净连接电池发射块设备调试保证轴面光滑无异物确保应变片粘贴精度高应变片粘贴的精准度直接影响测量结果正负极、接线正确根据测试船舶正确输入测量参数应变片测轴功操作流程画线贴应变片第15页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 0303利用角铁在轴上画的与中心线平行的线粘贴应变片0202用坐标纸定位应变片，按45角贴在坐标纸上上0101利用激光固定在轴上画线，确保划线与中心线平行，然后贴片1、提出以下方案：第16页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 坐标纸定位贴片法 角铁画线贴片法激光画

8、线贴片法精度高易操作优点：精确度高缺点：成本特别高优点：精确度略高，成本略高，易操作 缺点：不可反复使用，一次性特点：精确度高，成本低，易操作 可反复使用2、三种方法特点对比第17页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 3、三种方案评分 我们全体小组人员充分分析三种方案的优缺点，并结合以往经验对以上三种方案进行了打分。方案一评分：方案名称安丽君吕朝阳朱水桥马肖凌 晨朱启沈吕春燕朱全久刘旭汤虎综合得分总得分是否采用激光画线贴片法难易度339399不采用时间260先进性136预计效果5180可操作性484表中：1分 2分 3分 4分 5分项目权数成员制表人：朱启沈 时间：2014年10月第18页/

9、共45页六、提出方案并确定最佳方案 3、三种方案评分 我们全体小组人员充分分析三种方案的优缺点，并结合以往经验对以上三种方案进行了打分。方案二评分：方案名称安丽君吕朝阳朱水桥马肖凌 晨朱启沈吕春燕朱全久刘旭汤虎综合得分总得分是否采用坐标纸定位法难易度3129551不采用时间256先进性130预计效果5180可操作性4156表中：1分 2分 3分 4分 5分项目权数成员制表人：朱启沈 时间：2014年10月第19页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 3、三种方案评分 我们全体小组人员充分分析三种方案的优缺点，并结合以往经验对以上三种方案进行了打分。方案三评分：方案名称安丽君吕朝阳朱水桥马肖凌

10、晨朱启沈吕春燕朱全久刘旭汤虎综合得分总得分是否采用角铁画线贴片法难易度3141630采用时间284先进性130预计效果5195可操作性4180表中：1分 2分 3分 4分 5分项目权数成员制表人：朱启沈 时间：2014年10月第20页/共45页六、提出方案并确定最佳方案 绘成柱状图难易度时间先进性预计效果可操作性总分方案选择方案139603618084399不选方案21295630180156551不选方案31418430195180630选择4、我们将前面的打分结果中的得分情况汇成表630399551方案三方案一方案二我们将表绘成图可见方案三得分最高，所以我们确定方案三为所选方案！制表人：朱

11、启沈 时间：2014年10月第21页/共45页第22页/共45页七、制定对策表 QC小组通过对三个方案的对比分析，选择利用角铁划线粘贴应变片法测试轴功率。小组通过对其进一步的了解和分析，制作了如下对策表：方案对策目标措施负责人地点完成日期1角铁的制作适应轴系直径和环境的复杂多变，使覆盖率达到98%1.测试轴颈尺寸，确定所需角铁尺寸2.加工已定尺寸角铁凌晨/朱启沈公司2014.102确定精准度角铁划线法测试经度符合试验标准，可用于船测1.在实验室通过实验机实验测试对比2.进行时船测试朱水桥实验室2014.113利用角铁划线确保实验室人员都可以进行操作，切确保无误差1.确定安装流程2.测试人员操作

12、培训3.确保测试人员操作能力吕朝阳公司2014.12制表人：朱启沈 时间：2014年10月第23页/共45页第24页/共45页八、按对策表实施 我们QC小组按照指定的对策，认真进行了以下试验、调查对比1、角铁的制作确保角铁尺寸对轴颈覆盖率达到98% 利用角铁画线贴片法以其尺寸小，重量轻，操作方便，且测量精度高，环境适应能力强等特点，可以在各种比较复杂或者恶劣的环境中进行测量。可以对任意直径的轴径进行轴功率的测量。第25页/共45页八、按对策表实施 环境直径由于应变仪尺寸小，重量轻，安装方便，且测量精度高，环境适应能力强等特点，可以克服一切复杂，恶劣的环境安装设备主要考虑可以贴片安装发射块，由于

13、应变片和发射块小巧，可以轻松安装在各种轴径上可以测试公司所有船舶，覆盖率达98%第26页/共45页八、按对策表实施 2、确定利用应变法测轴功率满足1%误差标准在实验室利用已知输出功率进行比较： 实验室轴功率试验台的布局为一台6135型柴油机、两台2:1减速比的齿轮箱和一台D350型水力测功器，柴油机的额定转速为1500r/min，额定功率为110kW，缸径135mm，活塞行程150mm。试验将在柴油机输出轴上同时安装钢弦测功仪和应变法测功率的设备，用水力测功器对柴油机的负荷进行调节，对柴油机25%、50%、75%、以及100%负荷四中工况进行测试，实验结果将对比两者测试方法所测数据。测试设备柴

14、油机转速25%负荷50%负荷75%负荷100%负荷扭力环测功率1500r/min28.49kW57.68 kW84.63 kW112.86 kW误差1500r/min1.6%2.6%1.9%2.1 %应变法测功率1500r/min27.93 kW56.60 kW83.51 kW111.454kW误差1500r/min0.41%0.50%0.45%0.39%不排除安装位置不同，中间轴运转时轴系自身的扭矩损耗制表人：朱启沈 时间：2014年10月 从实验所得的数据对比来看，利用应变法测试轴功率所得的数据更为精确，相对误差小。第27页/共45页 在实船上进行安装测试对比，将钢弦式测功率和角铁画线贴片

15、法安装的测功数据进行比较 应用钢弦式测振仪与应变法测功仪两套测试系统对C9200箱集装箱船试航是的轴功率就行测试。该主机型号是MAN B&W 9S90ME-C9.2T，试航测试期间在黄海海域，海况为2级，风级是3级，水深54米，海水密度为11.2。对住进负载在50%、75%、90%和100%的四种工况下进行了轴功率的测量，每一个海况各往返一次，实测结果如下表：主机负载测量系统扭矩/Nm转速/rmin-1轴功率/kW轴功相对误差/%50%钢弦式336609064.1225950.6%应变法33891812275075%钢弦式465704873.0356010.4%应变法463716535

16、44990%钢弦式503441878.3412800.3%应变法504783441390100%钢弦式515946780.5434940.4%应变法514036943333注：转速、扭矩和轴功率均为两次往复测量的平均值。经试航测试可得两套测试系统测试结果的相对误差在0.6%以内，证明应变法侧轴功测试系统的测量精度满足船用柴油机轴功率测量的技术要求。八、按对策表实施第28页/共45页八、按对策表实施 3.1利用角铁划线的实际操作 在角铁划线的实际操作过程中可以产生误差的因素有多种多样，在此对其流程进行分析，使测试过程中尽量降低误差。角铁自身误差尺寸不匹配 轴面空间小 操作有误 画线工具操作有误测

17、试结果有误差应变片损坏没有对齐 粘贴不牢靠第29页/共45页八、按对策表实施 由于现在船舶的多样化。轴系与轴系环境也多种多样，有的轴系比较细，需要小尺寸角铁；有的周经过粗，需要大尺寸角铁；有的轴系暴露在外可操作空间狭小，需要较窄的角铁等等。因此针对于此，角铁尺寸大小宽窄的可选性要强。角铁角铁a第30页/共45页八、按对策表实施 画线画线b 画线是安装设备中最为关键的一步，贴片式根据所画的线进行校准粘贴。 在画线时用手按压住角铁，使其完全靠近在轴上，左右摇摆角铁，当其稳定不摇摆时可以确认角铁和中心轴平行，可以用壁纸刀沿角铁外延画线。第31页/共45页八、按对策表实施 贴片贴片c 在贴片的过程中有

18、很多因素会影响到测量结果的精度，如粘贴应变片的地方打磨的是否光滑，胶水涂抹是否均匀，粘贴是否牢固，应变片与轴线是否成 45 夹角，都会对测量结果产生影响。 应变片于轴线的角度按照角铁画好的线便可以正确安装。第32页/共45页八、按对策表实施 3.1测试人员操作培训、考核 进行测试人员的操作培训，确保每一个人都可以进行划线贴片。并且要进行考核，确保测试人员的操作能力。最大程度的降低测试误差。第33页/共45页第34页/共45页九、效果确认 1、课题实施之后公司试航船舶98%都用角铁画线贴片法进行安装设备、测试数据。因此目标达成。第35页/共45页第36页/共45页十、巩固措施 为固化成果，规范工作程序和方法，我们编制了轴功率测量作业指导书、船舶测量室管理规定第37页/共45页第38页/共45页十一、效益分析 避免因轴系环境复杂不能安装测量，保证公司传播测量覆盖的98%为公司船舶的顺利交验提供了可靠的技术保障每一艘船可以节省1万元，每年可节省数十万为后续舰的设计与科研提供了准确可靠的测量数据为集团今后的民船生产交验打下了坚实的技术基础第39页/共45页第40页/共45页十二、总结打算 总结1通过本次活动，解决了船舶轴功率测量的100%覆