Азимутальное подруливающее устройство & Тестирование Pod Drive: Руководство по морской электрической силовой установке

Почему для тестирования азимутальных двигателей и подвесных двигателей нужен собственный подход

Приводы гондол и азимутальные подруливающие устройства называют морской электрификацией. “убийственное приложение” не зря: размещение маршевого двигателя во вращающейся гондоле под корпусом исключает руль направления, длинная линия вала, и кормовая труба обычной внутренней установки, а новые конструкции картриджей для контейнеров снижают гидродинамическое сопротивление настолько, насколько это возможно. 70% по сравнению с более ранними электрическими приводами капсул. Это способствует быстрому внедрению на буксирах., рабочие лодки, и коммерческие суда мощностью менее мегаватта, но приводная капсула механически отличается от маршевого двигателя с прямым валом., и тестировать его так, будто упускаешь режимы отказа, которые фактически выводят эти блоки из строя..

Стенд для испытаний обычного морского гребного двигателя проверяет крутящий момент, оборотов, и тепловые характеристики вдоль фиксированной оси вала. Привод гондолы или азимутальное подруливающее устройство добавляет вторую степень свободы — вся двигательная установка вращается на 360° вокруг вертикальной оси — что означает, что двигатель, его подшипники, печати, и силовая подача — все они должны выдерживать комбинированные нагрузки при любом угле поворота., не только прямо вперед.

Что отличает тестирование Pod Drive

• Полное вращение на 360° под нагрузкой: подруливающее устройство должно развивать полную тягу при повороте на любой угол азимута., включая устойчивую работу под экстремальными углами во время удержания на месте или маневрирования — случай нагрузки, который никогда не приходится учитывать при испытании двигательной установки с фиксированным валом.
• Комбинированная тяга, радиал, и крутильная нагрузка: тяга винта, боковая сила при работе под углом, и реактивный момент одновременно нагружают поворотный подшипник и корпус контейнера., под каждым углом поворота.
• Динамическое подводное уплотнение: в отличие от фиксированного уплотнения вала, вращающийся интерфейс капсулы должен оставаться водонепроницаемым благодаря непрерывному поворотному движению., не просто статическое погружение.
• Передача мощности и сигнала через вращающееся соединение: Электроэнергия и сигналы управления должны передаваться от фиксированной конструкции корпуса во вращающуюся капсулу через контактные кольца или поворотные разъемы., добавление критически важного по надежности компонента, которого нет в приводе с прямым валом.

Основные тестовые задания

1. Долговечность поворотного подшипника при полном вращении

Поворотный подшипник, обеспечивающий вращение по азимуту на 360°, должен быть проверен путем повторных циклов полного вращения при номинальной осевой нагрузке., поскольку износ подшипников здесь напрямую определяет срок службы блока и обслуживать его гораздо дороже, чем подшипник двигателя на прямом валу.

Ключевые показатели: доведение жизненного цикла поворотного подшипника до номинального предела износа, крутящий момент/трение вращения во всем диапазоне 360°, сохранение преднатяга подшипника после циклической нагрузки.

2. Комбинированная тяга, Радиальный, и испытания на скручивающую нагрузку

Многоосная силовая рама передает тягу гребного винта., боковая нагрузка, и реактивный момент одновременно под репрезентативными углами азимута, а не только при движении по прямой, для проверки корпуса капсулы и крепления двигателя в условиях фактического комбинированного напряженного состояния, наблюдаемого во время маневрирования..

Ключевые показатели: комбинированная грузоподъемность при 0°, 90°, и положения по азимуту 180°, прогиб корпуса при номинальной комбинированной нагрузке, Усталостная долговечность монтажного болта/интерфейса.

3. Динамическая целостность уплотнения при непрерывном вращении

Вращающиеся уплотнения на стыке капсулы должны быть испытаны под давлением под водой при активном повороте., не просто проверен на утечку статического электричества, поскольку износ уплотнений ускоряется именно во время вращения и реверса.

Ключевые показатели: интенсивность утечек при номинальном давлении воды при активном вращении, износ уплотнения после испытания на циклическое вращение, испытание давлением на номинальную глубину погружения.

4. Эмуляция нагрузки на гребной винт на открытой воде

Профиль нагрузки динамометра должен воспроизводить фактическую характеристику крутящего момента и скорости гребного винта во всем рабочем диапазоне судна — от условий свободного хода на открытой воде до тягового усилия на швартовке. (нулевая скорость, максимальная тяга) условия, типичные для буксиров и рабочих катеров, поскольку они предъявляют совершенно разные электрические и тепловые требования к двигателю..

Ключевые показатели: кривая крутящего момента-скорости, соответствующая закону гребного винта во всем рабочем диапазоне, производительность двигателя в режиме тягового усилия, тепловое поведение во время продолжительной работы с боллардом.

5. Кавитация и подводный излучаемый шум

Приводы Pod все чаще используются для защиты от подводного шума. (УРНА) согласие, особенно для исследовательских и пассажирских судов, поэтому при испытаниях необходимо охарактеризовать начало кавитации и излучаемый шум во всем диапазоне рабочих скоростей., не только установившаяся тяга.

Ключевые показатели: скорость возникновения кавитации, Спектр подводного излучаемого шума по сравнению с. применимое руководство URN, шумовой вклад на типичных скоростях перехода и маневрирования.

6. Надежность соединения вращающейся мощности и сигналов

Токосъемное кольцо или узел вращающегося разъема, передающий сигналы питания и управления во вращающийся блок, требует испытаний на долговечность в течение полного ожидаемого числа циклов вращения в течение срока службы устройства., так как поломка здесь может вывести из строя все подруливающее устройство, даже если сам мотор исправен.

Ключевые показатели: стабильность контактного сопротивления в течение номинальных циклов вращения, целостность сигнала во время непрерывного поворота, сопротивление изоляции вращающегося силового тракта в течение срока службы.

Что это означает для выбора испытательного стенда

Правильная проверка привода гондолы или азимутального подруливающего устройства означает выход за рамки морского динамометра с прямым валом.: испытательному стенду необходима многоосная силовая рама, способная создавать тягу, радиал, и скручивающие нагрузки под любым азимутальным углом, возможность проведения динамических испытаний уплотнений под водой, и приборы на вращающемся пути мощности/сигнала, а не только двигатель. Пропуск случая вращательной нагрузки — это самый распространенный пробел, который мы наблюдаем в планах испытаний морских силовых установок, адаптированных на основе испытаний двигателей с фиксированным валом..

Если вы указываете испытательный стенд для привода капсул, азимутальное подруливающее устройство, или программа электрического подвесного двигателя, наша команда инженеров может помочь определить многоосную нагрузку, проверка пломбирования, и рабочий цикл в соответствии с фактическим рабочим профилем вашего судна. Поговорите с нашей командой инженеров работать по вашей спецификации.