CN101498632B

CN101498632B - 锚链拉力试验机的加载装置

Info

Publication number: CN101498632B
Application number: CN2009100246462A
Authority: CN
Inventors: 周云祥; 刘振钢
Original assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Current assignee: Jiangsu University of Science and Technology
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2009-02-25
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2029-02-25
Also published as: CN101498632A

Abstract

本发明公开一种锚链拉力试验机的加载装置，包括移动横梁、固定横梁、固定横梁底座、加载油缸、锚链环夹紧装置、移动装置。固定横梁底座埋设在混凝土基础中，固定横梁的下侧与固定横梁底座固定连接；两个加载油缸沿固定横梁的长度方向对称设置在固定横梁内，加载油缸的活塞杆头部分别通过对称设置的对合法兰与移动横梁的后侧固定连接；移动装置成对地设置在轨道顶面与移动横梁的下侧之间；锚链环夹紧装置分别设置在移动横梁的前侧和固定横梁的后侧。本发明能对长达数百米至数千米的海洋石油平台系泊锚链进行拉力试验。降低了加载装置的制造成本。延长了被试锚链段的长度，减少了试验的次数，提高了工作效率。

Description

锚链拉力试验机的加载装置

技术领域

本发明涉及一种试验机的加载装置，特别涉及一种用于锚链拉力试验的大力值加载装置，属于卧式专用拉力试验机技术领域。

背景技术

高强度大规格船用锚链和海洋石油平台系泊锚链是关系到远洋、近海、内河船舶和海洋石油平台安全的重要设施，由于船用锚链和海洋石油平台系泊锚链(以下简称锚链)需要在周期性负荷作用下长时间工作，对锚链的机械性能检测是必不可少的。各船级社的有关规范和有关国际标准、国家标准均规定，在锚链热处理后必须对全部链环按不同规格和强度级别规定的拉力负荷值进行拉力试验，经拉力试验后的链环虽然产生了塑性变形，但其应达到几何形状对称、无裂纹、凹坑，尺寸不超过规定的公差要求；在拉力试验前，还必须按一定的链环数量间隔抽取一组三个链环，对其按拉力负荷值的140％～150％的力值进行拉断试验，所谓锚链拉断试验是指：在试验后，该三链环组虽然产生了明显的塑性变形，超出规定的公差要求，但该三链环组不应有断裂的迹象。由此可见，锚链拉力试验机是锚链制造工作母机中的非常重要的设备。锚链拉力试验机包括锚链输送装置、加载装置、测力及力值显示装置、拖链装置、液压传动装置和电控装置，其中加载装置是锚链拉力试验机中最重要的装置。

现有锚链拉力试验机的加载装置主要有以下两种类型：

一种加载装置包括由纵梁、前、后固定横梁组成的试验机固定框架，通过卧式安装在前固定横梁中的加载油缸，对放置在试验机框架中长度为27.5米的船用锚链节施加规定的拉力负荷。这种锚链拉力试验机结构简单、工作效率高，一次施拉就能完成整节锚链的拉力试验，但需人工将锚链节的首尾两环分别与拉力夹具连接，劳动强度较大。由于海洋石油平台系泊锚链长达数百米至数千米，显然，这种拉力试验机是无法对其进行拉力试验的。

另一种加载装置为连续式半自动锚链拉力试验机所用，如图1所示，该加载装置包括平行排列的前移动横梁1、固定横梁2、后移动横梁18、后横梁15；卧式加载油缸4安装在固定横梁2中，该加载油缸4的活塞杆头部通过对合法兰与前移动梁1固定连接，前移动梁1、后移动横梁18通过两侧的拉杆13、拉杆螺母14连接成移动框架。固定横梁2、后横梁15通过两侧的纵梁16连接成固定框架，该固定框架与基础平面固定连接。后移动横梁12与后横梁15上成对设置夹紧臂51，该夹紧臂51可在夹紧油缸53的驱动下打开、闭合。当两两相对的夹紧臂51闭合时，呈“＞”和“＜”形，通过两两相对地设置在夹紧臂51外端的拉力夹具59夹持住被施加拉力负荷的锚链段，再通过可移动的槽型锁紧梁17锁紧夹紧臂51。在加载油缸4的驱动下，前移动横梁1带动夹紧臂51外端的拉力夹具59夹紧被拉的锚链环前进，而后移动横梁18上的夹紧臂51外端的拉力夹具59夹紧锚链环不动，对所夹持的一段锚链施加拉力负荷；达到所设定的拉力负荷值后，加载油缸4先卸荷然后使活塞杆返回，槽型锁紧梁17亦后退，夹紧臂51打开，完成该段锚链拉力试验。锚链拉力试验机拖链装置(图中未画)将下一段锚链拖进两两相对的夹紧臂51内，然后进行下一段锚链的拉力试验。

该连续式半自动锚链拉力试验机加载装置能在操作人员的控制操作下，按照每一步骤的要求，半自动地逐段完成锚链的拉力试验，该加载装置劳动强度低，自动化程度高，能对长达数百米至数千米的海洋石油平台系泊锚链进行拉力试验。但是，该加载装置包括由四件横梁、两件纵梁、两根拉杆和配套的拉杆螺母组成的钢结构移动框架和固定框架，结构复杂，钢结构和锻件数量多、总重量较重。为了适应不同规格的锚链拉力试验段的不同长度的要求，该加载装置的加载油缸的行程较长，如12MN锚链拉力试验机的加载油缸行程达2.3米，加大了加载油缸的制造成本。为了满足大力值的拉力负荷的要求，横梁、纵梁、槽型锁紧梁、拉杆、拉杆螺母、拉力夹具分别为强度高、刚度好的大吨位钢结构件和铸锻件，价格昂贵、加工困难，造成了连续式半自动锚链拉力试验机加载装置造价很高。

发明内容

本发明的目的是提供一种能用于长达数百米至数千米的海洋石油平台系泊锚链进行拉力试验的连续式半自动锚链拉力试验机加载装置，该加载装置只包括两件横梁、夹紧臂和加载油缸，不需要纵梁、槽型锁紧梁、拉杆和拉杆螺母，大大降低了制造成本。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种锚链拉力试验机的加载装置，包括移动横梁、固定横梁、固定横梁底座、两个加载油缸、锚链环夹紧装置、移动装置、轨道和锚链支撑导轨装置；所述固定横梁底座埋设在混凝土基础中，所述固定横梁下侧与固定横梁底座通过紧固件固定连接；所述两个加载油缸沿固定横梁的长度方向对称设置在固定横梁内，所述加载油缸的安装法兰通过紧固件与固定横梁前侧固定连接，所述加载油缸的活塞杆头部分别通过对称设置的对合法兰与移动横梁的后侧固定连接；所述轨道成对地固定在水平基础基准平面上，所述移动装置成对地设置在轨道顶面与移动横梁的下侧之间；所述锚链环夹紧装置分别设置在移动横梁的前侧和固定横梁的后侧，所述锚链支撑导轨装置通过底架支撑在混凝土基础平面上。

本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述移动装置包括滚轮架、滚轮、滚轮心轴；所述滚轮心轴穿过滚轮架，其两端固定在滚轮架的两侧，所述滚轮通过轴承、滚轮心轴支撑在滚轮架的两端，所述滚轮架的上侧通过紧固件与移动横梁两端的下侧固定连接，所述滚轮外周面与其下侧的轨道顶面线接触。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述移动横梁、固定横梁的中央分别设有前后贯通的通孔，所述通孔的两侧分别设有外凸的顶块，所述顶块的两侧分别设有夹紧臂支座；所述顶块和夹紧臂支座分别设置在移动横梁的前侧和固定横梁的后侧。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述锚链环夹紧装置包括成对设置的夹紧臂、支座销、夹紧油缸、夹紧缸前支座、夹紧缸后支座和前、后铰接销；所述夹紧缸前支座分别固定设置在夹紧臂中部的外侧，所述夹紧油缸活塞杆前端通过前铰接销与夹紧缸前支座铰接；所述夹紧缸后支座分别固定在移动横梁前侧的两端和固定横梁后侧的两端，所述夹紧油缸后悬耳通过后铰接销与夹紧缸后支座铰接；所述夹紧臂的后端通过支座销与夹紧臂支座铰接。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述夹紧臂为L形结构，所述L形结构的短边端头设有支座销孔，所述L形结构长边端头的外侧设有拉力夹具座，所述拉力夹具座设有直角基面，拉力夹具通过模具连接板与所述夹紧臂固定连接；所述夹紧缸前支座通过定位键、紧固件定位固定在夹紧臂L形结构的长边外侧，所述夹紧缸后支座通过定位键、紧固件定位固定在固定横梁前侧的两端；所述L形结构长边内侧分别抵靠在所述移动横梁、固定横梁设有的外凸的顶块面上。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述拉力夹具两相交成直角的安装面分别抵靠在夹紧臂的拉力夹具座相应的直角基面上，所述拉力夹具直角基面的对侧设有与链环弯曲处相吻合的模具型腔。

前述的锚链拉力试验机的加载装置，其中所述锚链支撑导轨装置包括导轨、导轨座、底架，所述导轨成对设置，先后穿过所述移动横梁和固定横梁的通孔；所述底架的下侧与混凝土基础平面固定连接，所述导轨的下侧与导轨座固定连接，所述导轨座与底架的上侧活动连接。

由于采用了以上的技术方案，本发明有以下有益效果：

1.本发明解决了现有的锚链拉力试验机的加载装置不能对长达数百米至数千米的海洋石油平台系泊锚链进行拉力试验的问题。

2.与现有的连续式半自动锚链拉力试验机加载装置相比，本发明仅包括前移动横梁、固定横梁、夹紧臂和加载油缸，不需要纵梁、槽型锁紧梁、拉杆和拉杆螺母等，从而大大降低了加载装置的制造成本。

3.由于本发明的夹紧臂布置方式从现有加载装置的夹紧臂端头相对方式改为夹紧臂端头相反方式，延长了锚链试验段的长度，减少了锚链试验的次数，提高了工作效率。

4.由于本发明将现有的锚链拉力试验加载方式从夹紧臂端头面对面拉改为夹紧臂端头向相反方向推的方式，使得加载油缸行程可以大大缩短，从而大大降低了加载装置的制造成本。

本发明的优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释，这些实施例是参照附图仅作为例子给出的。

附图说明

图1是现有的连续式半自动锚链拉力试验机加载装置的俯视图；

图2是本发明的连续式半自动锚链拉力试验机加载装置的主视图；

图3是本发明的连续式半自动锚链拉力试验机加载装置的俯视图；

图4是图3的I部放大图；

图5是夹紧臂的主视图；

图6是拉力夹具的主视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例以12MN连续式半自动锚链拉力试验机的加载装置为例。

参见图2、图3和图4，本发明包括移动横梁1、固定横梁2、固定横梁底座3、双加载油缸4、锚链环夹紧装置5、移动装置6、轨道7和锚链支撑导轨装置8。固定横梁底座3埋设在混凝土基础19中，固定横梁2的底面与固定横梁底座3的顶面通过螺栓201、螺母202固定连接。两个加载油缸4沿固定横梁2的长度方向对称设置在固定横梁2内，加载油缸4的安装法兰41通过螺钉9与固定横梁2的前侧固定连接，加载油缸4的活塞杆头部42分别通过对称设置的对合法兰10、螺钉101与移动横梁1的后侧固定连接。轨道7成对地固定在水平基础19的基准平面上，移动装置6设置在轨道7的顶面与移动横梁1的下侧之间，轨道7通过移动装置6支撑移动横梁1。锚链环夹紧装置5分别设置在移动横梁1的前侧和固定横梁2的后侧。锚链支撑导轨装置8通过底架83支撑在混凝土基础平面24上。本实施例的移动横梁1、固定横梁2、固定横梁底座3均为厚板焊接的钢结构件，也可为铸钢结构件。

移动装置6包括滚轮架61、滚轮62和滚轮心轴63，所述滚轮心轴63穿过滚轮架61，其两端通过卡板64固定在滚轮架62的两侧，滚轮62通过轴承、滚轮心轴63支撑在滚轮架62的两端，滚轮架62的上侧通过紧固件与移动横梁1两端的下侧固定连接，滚轮62的外周面与其下侧的轨道7的顶面线接触。

移动横梁1、固定横梁2的中央分别设有前后贯通的通孔11、21，本实施例的通孔11、21为矩形孔，锚链支撑导轨装置8的导轨81穿过通孔11、21，使受拉的锚链顺着锚链支撑导轨装置8的导轨81拖进通孔11、21。通孔11或21的两侧分别设有外凸的顶块12或22，所述顶块12或22的两侧分别设有夹紧臂支座13或23。顶块12和夹紧臂支座13设置在移动横梁1的前侧；顶块22和夹紧臂支座23设置在固定横梁2的后侧。

锚链环夹紧装置5包括成对设置的夹紧臂51、支座销52、夹紧油缸53、夹紧缸前支座54、夹紧缸后支座55和前铰接销56、后铰接销57；夹紧缸前支座55分别固定设置在夹紧臂51中部的外侧，夹紧油缸53的活塞杆前端通过前铰接销56与夹紧缸前支座54铰接。夹紧缸后支座55分别固定在移动横梁1前侧的两端和固定横梁2后侧的两端，夹紧油缸53的后悬耳通过后铰接销57与夹紧缸后支座55铰接。夹紧臂51的后端通过支座销52分别与移动横梁1上的夹紧臂支座13、固定横梁2上的夹紧臂支座23铰接。

参照图5，夹紧臂51为L形结构，所述L形结构的短边端头设有夹紧臂孔511，L形结构长边端头的外侧设有拉力夹具座512，所述拉力夹具座512设有直角基面，拉力夹具58通过其上侧的模具连接板59及螺钉510与夹紧臂51固定连接。夹紧缸前支座54通过定位键541、螺钉542定位固定在夹紧臂51的L形结构长边的外侧；夹紧缸后支座55通过定位键551、螺钉552定位固定在固定横梁2前侧的两端。

参照图6，拉力夹具58的两相交成直角的安装面分别抵靠在夹紧臂的拉力夹具座512相应的直角基面上，拉力夹具58的直角基面的对角处设有用于对链环弯曲处施加拉力的勺形模具型腔581。

锚链支撑导轨装置8包括导轨81、导轨座82、底架83，所述底架83的下侧通过紧固件84与混凝土基础平面19固定连接，成对设置的导轨81之间的横向间距A可容纳垂直放置的链环，本实施例的导轨81直接采用重轨，该导轨81的下侧与导轨座82焊接连接，导轨座82与底架83也是焊接钢结构件，导轨座82与底架83的上侧通过紧固件活动连接，可根据受拉锚链环的链环直径的不同，调节导轨81之间的横向间距A，使受拉锚链段能顺畅地从导轨81的顶面和导轨81之间的横向间距A移动通过。

锚链拉力试验时，夹紧油缸53的活塞杆伸出，在移动横梁1的前侧和固定横梁2的后侧设置的四个夹紧臂51各自绕支座销52两两相对转动，夹紧臂51的L形结构长边内侧分别抵靠在移动横梁1、固定横梁2设有的外凸的顶块12、22的顶面121、221上，拉力夹具58的勺形模具型腔581分别抵靠到与受拉锚链段两端连接的锚链环圆弧面上，接着两个加载油缸4的活塞杆外伸，推动移动横梁1向外移动，通过拉力夹具58的勺形模具型腔581对受拉锚链段施加设定的拉力负荷，再接着夹紧油缸53的活塞杆缩回，在移动横梁1的前侧和固定横梁2的后侧设置的四个夹紧臂51各自绕支座销52两两反向相对转动，夹紧臂51打开，完成一段锚链段的拉力试验，再通过拖链装置将下一段受拉锚链拉到四个夹紧臂51之间，进入第二个工作循环。这样，周而复始连续完成长度不受限制的锚链的拉力试验。

本实施例的12MN连续式半自动锚链拉力试验机的加载装置可对Ф62mm～Ф122mm的M2、M3级船用锚链及其附件，Ф62mm～Ф105mmRQ4级海洋石油平台系泊锚链及其附件进行拉力试验。更换合适的拉力夹具后，本发明还可用于钢丝绳、电缆、绳具等连续柔性体的拉力试验。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims

1.一种锚链拉力试验机的加载装置，包括移动横梁、固定横梁、固定横梁底座、两个加载油缸、锚链环夹紧装置、移动装置、轨道和锚链支撑导轨装置，其特征在于，所述固定横梁底座埋设在混凝土基础中，所述固定横梁下侧与固定横梁底座通过紧固件固定连接；所述两个加载油缸沿固定横梁的长度方向对称设置在固定横梁内，所述加载油缸的安装法兰通过紧固件与固定横梁前侧固定连接，所述加载油缸的活塞杆头部分别通过对称设置的对合法兰与移动横梁的后侧固定连接；所述轨道成对地固定在水平基础基准平面上，所述移动装置成对地设置在轨道顶面与移动横梁的下侧之间；所述锚链环夹紧装置分别设置在移动横梁的前侧和固定横梁的后侧，所述锚链支撑导轨装置通过底架支撑在混凝土基础平面上。

2.如权利要求1所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，所述移动装置包括滚轮架、滚轮、滚轮心轴；所述滚轮心轴穿过滚轮架，其两端固定在滚轮架的两侧，所述滚轮通过轴承、滚轮心轴支撑在滚轮架的两端，所述滚轮架的上侧通过紧固件与移动横梁两端的下侧固定连接，所述滚轮外周面与其下侧的轨道顶面线接触。

3.如权利要求1所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，所述移动横梁、固定横梁的中央分别设有前后贯通的通孔，所述通孔的两侧分别设有外凸的顶块，所述顶块的两侧分别设有夹紧臂支座；所述顶块和夹紧臂支座分别设置在移动横梁的前侧和固定横梁的后侧。

4.如权利要求3所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，所述锚链环夹紧装置包括成对设置的夹紧臂、支座销、夹紧油缸、夹紧缸前支座、夹紧缸后支座和前、后铰接销；所述夹紧缸前支座分别固定设置在夹紧臂中部的外侧，所述夹紧油缸活塞杆前端通过前铰接销与夹紧缸前支座铰接；所述夹紧缸后支座分别固定在移动横梁前侧的两端和固定横梁后侧的两端，所述夹紧油缸后悬耳通过后铰接销与夹紧缸后支座铰接；所述夹紧臂的后端通过支座销与夹紧臂支座铰接。

5.如权利要求4所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，所述夹紧臂为L形结构，所述L形结构的短边端头设有支座销孔，所述L形结构长边端头的外侧设有拉力夹具座，所述拉力夹具座设有直角基面，拉力夹具通过模具连接板与所述夹紧臂固定连接；所述夹紧缸前支座通过定位键、紧固件定位固定在夹紧臂L形结构的长边外侧，所述夹紧缸后支座通过定位键、紧固件定位固定在移动横梁前侧的两端和固定横梁后侧的两端。

6.如权利要求5所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，拉力夹具两相交成直角的安装面分别抵靠在夹紧臂的拉力夹具座相应的直角基面上，所述拉力夹具直角的安装面对角处设有用于对锚链环弯曲处施加拉力的勺形模具型腔。

7.如权利要求3所述的锚链拉力试验机的加载装置，其特征在于，所述锚链支撑导轨装置包括导轨、导轨座、底架，所述导轨成对设置，先后穿过所述移动横梁和固定横梁的通孔；所述底架的下侧与混凝土基础平面固定连接，所述导轨的下侧与导轨座固定连接，所述导轨座与底架的上侧活动连接。