CN104807624A - 海洋工程系泊锚链疲劳试验装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，包括一对疲劳试验夹具和海水箱，一对疲劳试验夹具水平设置在海水箱两端内，疲劳试验夹具包括夹具本体和夹具横销，浸在海水箱海水中的三链环试样两端分别通过夹具横销与夹具本体一端连接，夹具本体另一端伸出海水箱，通过连接夹具分别与卧式疲劳试验机的固定夹持端或活动夹持端连接。海水箱下侧通过数个浮动支撑机构支撑在卧式疲劳试验机框架内。本发明结构简单、操作方便，可以防止海水箱中海水泄漏，能在海水中进行海洋工程系泊锚链的疲劳试验，解决了海洋工程系泊锚链试样浸在海水中进行疲劳试验的难题，提高了海洋工程系泊锚链疲劳试验的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种锚链的疲劳试验装置，尤其是一种模拟海洋工程系泊锚链在复杂海况下受到交变应力作用的疲劳试验装置，属于海洋工程系泊装置技术领域。
背景技术
随着人类对海洋资源的不断利用和开发，海洋矿产资源勘探开发工程、海上潮汐电站、波浪电站和温差电站等海洋能源开发装置等不断投入使用，为人类提供新能源。这些锚泊在海洋中的工程结构通过海洋工程系泊锚链定位在海中，因此，海洋工程系泊锚链是关系到海洋工程安全的重要舾装件。由于海洋工程系泊锚链服役时间长、长期在风浪、潮汐或台风等极端条件下使用，工况恶劣，在交变应力作用下，海洋工程系泊锚链承受的应力虽然低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后产生裂纹或突然发生完全断裂，严重威胁海洋工程结构的安全。在有关海洋工程系泊锚链的规范和标准中，提出了对海洋工程系泊锚链试样在海水中进行疲劳试验的要求，以便最大程度模拟海洋工程系泊锚链使用时的实际工况，确保海洋工程系泊锚链的使用安全。
现有的海洋工程系泊锚链的疲劳试验在立式疲劳试验机中采用专用工装进行，无法达到有关规范和标准的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、操作便捷、能采用卧式疲劳试验机对海水箱中的三链环试样进行疲劳试验的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，包括一对疲劳试验夹具和海水箱，一对疲劳试验夹具水平设置在海水箱两端内，疲劳试验夹具包括夹具本体和夹具横销，一对夹具本体端面相对设置，浸在海水箱海水中的三链环试样两端分别通过夹具横销与夹具本体一端连接，夹具本体另一端伸出海水箱纵向一端，通过连接夹具分别与卧式疲劳试验机的固定夹持端或活动夹持端连接；所述海水箱下侧通过数个浮动支撑机构支撑在卧式疲劳试验机框架内。
本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
前述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其中所述夹具本体包括顺次连接成一体的叉形端、中间圆柱段和尾板，所述叉形端通过夹具横销与三链环试样一端相连，中间圆柱段穿出海水箱一端，尾板通过试验机横销分别与疲劳试验机的固定夹持端的连接夹具或活动夹持端的连接夹具连接。
前述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其中所述海水箱纵向两端分别设有连接法兰座，法兰盖固定在连接法兰座上；导向套嵌装在连接法兰座中，夹具本体的中间圆柱段一端穿出法兰盖孔，通过导向套支撑在连接法兰座上。法兰盖孔和夹具本体的中间圆柱段外周面之间设有密封圈，法兰盖内端面与连接法兰座外端面之间设有密封垫。所述密封圈为轴用密封圈，所述轴用密封圈嵌装在法兰盖孔中。
前述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其中所述浮动支撑机构包括弹簧压盖、弹簧导柱和多片蝶形弹簧，所述弹簧压盖固定在海水箱底板下，多片蝶形弹簧两片一组叠合依次套在弹簧导柱上，上、下侧的蝶形弹簧分别抵靠在弹簧压盖下侧和弹簧导柱下端的径向圈上。
前述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其中所述海水箱纵向两侧分别设有数个系泊链安装口，所述系泊链安装口用盖板封闭，海水箱下侧设有接水盘。
本发明结构简单、操作方便，本发明采用卧式疲劳试验机将浸在海水箱海水中水平放置的的三链环试样两端分别通过夹具横销与夹具本体一端连接，夹具本体另一端的中间圆柱段通过导向套支撑在海水箱纵向一端的连接法兰座中，并用轴用密封圈密封；可以防止海水箱中海水泄漏，能在海水中进行海洋工程系泊锚链的疲劳试验。本发明的海水箱支撑在数个含有多片蝶形弹簧的浮动支撑机构上，可以用来调整疲劳试验夹具的中心高，使其与卧式疲劳试验机两端连接夹具的中心高一致，提高了海洋工程系泊锚链疲劳试验的精度。
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是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的Ⅰ部放大图。
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。
如图1和图2所示，本发明包括一对疲劳试验夹具1和海水箱2，一对疲劳试验夹具1端面相对水平设置在海水箱2两端内。疲劳试验夹具1包括夹具本体11和夹具横销12，夹具本体11采用锻件整体加工而成，包括顺次连接的叉形端111、中间圆柱段112和尾板113，浸在海水箱2海水中的三链环试样3一端的环体31插进叉形端111内，通过穿过叉形端111和环体31的夹具横销12与三链环试样3一端相连。海水箱2纵向两端分别设有连接法兰座21，导向套23嵌装在连接法兰座21中，法兰盖22端面压住导向套23，通过紧固螺钉27固定在连接法兰座21上，夹具本体11的中间圆柱段112一端穿出法兰盖孔221，通过导向套23支撑在连接法兰座21上。尾板113通过试验机横销4分别与疲劳试验机的固定夹持端的连接夹具5或活动夹持端的连接夹具5连接。
海水箱2下侧通过4个浮动支撑机构6支撑在卧式疲劳试验机框架内。海水箱2纵向两侧分别设有2个用盖板24封闭的系泊链安装口25，在时，打开盖板24，便于通过系泊链安装口25进行观察，也便于进行三链环试样3两端分别与夹具本体11的连接。海水箱2下侧设有接水盘26，便于汇集淌出海水箱2的海水。
浮动支撑机构6包括弹簧压盖61、弹簧导柱62和多片蝶形弹簧63，弹簧压盖61焊在海水箱2底部下，多片蝶形弹簧63两片一组叠合成多组依次套在弹簧导柱62上。浮动支撑机构6上、下侧的蝶形弹簧63分别抵靠在弹簧压盖61下侧和弹簧导柱62下端的径向圈621上，可以用来调整卧式疲劳试验机两端连接夹具5的中心高与疲劳试验夹具1的中心高，使两者一致，确保三链环试样3处于水平状态，提高海洋工程系泊锚链疲劳试验的精度。
如图3所示，法兰盖孔221和夹具本体11的中间圆柱段112外周面之间设有密封圈7，所述密封圈7选用柱塞缸柱塞所用的轴用密封圈，轴用密封圈嵌装在法兰盖孔221中。在海洋工程系泊锚链进行疲劳试验时，夹具本体11反复移动次数达20万次，使用寿命较长的轴用密封圈作为动密封，可以有效地防止海水箱2的海水泄漏，确保疲劳试验的持续进行。法兰盖22内端面与连接法兰座21外端面之间设有作为静密封的密封垫8。
试验前，先将三链环试样3放入海水箱2中，打开盖板24，敞开系泊链安装口25，便于观察或进行三链环试样3两端分别与夹具本体11的连接操作。将三链环试样3两端的环体31分别插进对应夹具本体11的叉形端111内，再将夹具横销12穿过夹具本体11的叉形端111和环体31，从而与三链环试样3一端相连。然后将伸出海水箱2夹具本体11的尾板113通过试验机横销4分别与疲劳试验机的固定夹持端的连接夹具5或活动夹持端的连接夹具5连接。接着用盖板24、密封垫8封闭海水箱2的系泊链安装口25，往海水箱2注入海水，直至海水淹没三链环试样3，就可启动卧式疲劳试验机，按有关规范规定的最大应力和应力循环次数，对海水中的三链环试样3进行进行疲劳试验。
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 (7)
1.一种海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：包括一对疲劳试验夹具和海水箱，一对疲劳试验夹具水平设置在海水箱两端内，疲劳试验夹具包括夹具本体和夹具横销，一对夹具本体端面相对设置，浸在海水箱海水中的三链环试样两端分别通过夹具横销与夹具本体一端连接，夹具本体另一端伸出海水箱纵向一端，通过连接夹具分别与卧式疲劳试验机的固定夹持端或活动夹持端连接；所述海水箱下侧通过数个浮动支撑机构支撑在卧式疲劳试验机框架内。
2.如权利要求1所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：所述夹具本体包括顺次连接成一体的叉形端、中间圆柱段和尾板，所述叉形端通过夹具横销 与三链环试样一端相连，中间圆柱段穿出海水箱一端，尾板通过试验机横销分别与疲劳试验机的固定夹持端的连接夹具或活动夹持端的连接夹具连接。
3.如权利要求1或2所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：
所述海水箱纵向两端分别设有连接法兰座，法兰盖固定在连接法兰座上；导向套嵌装在连接法兰座中，夹具本体的中间圆柱段一端穿出法兰盖孔，通过导向套支撑在连接法兰座上。
4.如权利要求3所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：法兰盖孔和夹具本体的中间圆柱段外周面之间设有密封圈，法兰盖内端面与连接法兰座外端面之间设有密封垫。
5.如权利要求4所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：所述密封圈为轴用密封圈，所述轴用密封圈嵌装在法兰盖孔中。
6.如权利要求1所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：所述浮动支撑机构包括弹簧压盖、弹簧导柱和多片蝶形弹簧，所述弹簧压盖固定在海水箱底部下，多片蝶形弹簧两片一组叠合成多组依次套在弹簧导柱上，上、下侧的蝶形弹簧分别抵靠在弹簧压盖下侧和弹簧导柱下端的径向圈上。
7. 如权利要求1所述的海洋工程系泊锚链疲劳试验装置，其特征在于：所述海水箱纵向两侧分别设有数个系泊链安装口，所述系泊链安装口用盖板封闭，海水箱下侧设有接水盘。
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