CN109357839A - 用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，属于平台实验领域。本发明主要由包括驱动装置组件、船舶平台模拟组件、补偿平台组件、加载组件、配重组件、架体和钢丝绳、定滑轮、动滑轮、定滑轮组等组成；钢丝绳通过哈夫与导向轴相连，经过滑轮组将行程放大；船舶模拟平台装在导轨上，保证深沉运动的平稳性；船舶模拟平台和补偿平台之间安装导向杆，从而保证两者之间平行运动；以双向液压马达驱动滚筒作为负载，通过调节双向液压马达的工作压力来调节输出负载的大小。该实验平台具有运行平稳可靠、升沉运动幅度较大、实验加载灵活可变等优点。

Description

用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台

技术领域

本发明涉及一种升沉补偿实验平台，尤其涉及一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台。

背景技术

随着人类海洋活动的日益频繁，海上的各类船只也越来越多，舰船发生事故概率也随之提高。一旦发生船舶遇险沉没的事故，不仅会造成严重的财产损失，还将严重影响正常的航运安全，故需对沉没船只进行积极地救助打捞。

钢绞线液压同步提升技术最为新兴的打捞技术，因其具有适应性强、易于控制、体积小和效率高等特点，在沉船打捞领域得到了越来越广泛的应用。在海洋波浪的升沉运动作用下打捞过程中会出现钢绞线受力不均、打捞过程不稳定的现象，甚至会发生钢绞线断裂的情况。由液压缸和蓄能器等组成的被动式升沉补偿装置则变得十分重要，被动式升沉装置的升沉补偿的效果受波浪运动的频率、幅度，液压缸活塞直径和蓄能器容积等参数的影响。需要有专门用于液压同步提升的被动补偿实验平台来进行相关参数的研究和优化，而目前国内还没有相关的专利。

发明内容

本发明的目的是针对液压同步提升打捞过程中的被动波浪升沉补偿要求，提出一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，用于对液压同步提升过程中的被动升沉补偿技术的研究。

本发明的目的是这样实现的：本发明包括驱动装置组件、滑轮组、船舶平台模拟组件、补偿平台组件、加载组件、配重组件和架体。

所述驱动装置组件包括直线电动缸及相应的托架和支架、轴端连接器、导向轴以及左侧支架和右侧支架。左右侧支架上装有直线轴承，导向轴上装有哈夫，哈夫上部开孔，可连接钢丝绳。

所述滑轮组包括一个动滑轮和两个定滑轮，可将直线电动缸的位移和速度放大一倍。

所述船舶平台模拟组件包括船舶模拟平台、液压缸、蓄能器、气瓶组和导向杆。液压缸、蓄能器和气瓶组均通过螺栓固定在船舶模拟平台上，液压缸的活塞杆接补偿平台，导向杆用于两平台之间的导向。液压缸下油腔接活塞式蓄能器的油腔，气瓶组接活塞式蓄能器的气腔。

所述补偿平台组件包括补偿平台和液压同步提升装置，两者之间法兰连接，液压同步提升装置有四根钢绞线。

所述加载组件包括双向液压马达、马达支架、滚筒、定滑轮和钢丝绳，双向液压马达和连接滚筒并安装在马达支架上，滚筒上的钢丝绳经定滑轮后与四根钢绞线法兰相连接。

所述配重组件包括配重座和配重片，圆形配重片一侧开有长形槽，可安置于配重座上，通过调节配重片数来调节配重质量。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.直线电动缸和导向轴之间通过轴端连接器连接，可补偿少许的偏心距离。钢丝绳通过哈夫连接于导向轴上，导向轴的两侧有装有直线轴承的支架支撑。

2.船舶模拟平台两侧对称开圆孔，装直线轴承后，安装进固定在架体的导轨上，导轨下部的架体可拆卸。

3.活塞式蓄能器下部与法兰盘连接，法兰盘开四个通孔，通过四根长丝连接在船舶模拟平台上，可通过螺母调节蓄能器的位置高度。

4.液压提升装置的四根钢绞线通过法兰盘与钢丝绳连接，钢丝绳经过定滑轮后缠绕固定在滚筒上，滚筒连接双向液压马达。

本发明为同步提升过程的被动补偿研究提供了可靠有效的实验平台，具有以下几个优点：

1.钢丝绳通过哈夫与导向轴和电动缸相连接，可以保证电动缸运动过程中的平稳性，且哈弗位于导向轴的两支架之间，可有效减少径向力对导向轴的影响保证其运行流畅。

2.通过滑轮组将直线电动缸的有效行程放大一倍，可以模拟较大幅值的升沉运动。

3.通过双向液压马达带动滚筒通过作为实验负载，既可以减少提升负载的距离限制，又可以通过调节液压马达的工作压力控制其输出的扭矩，从而改变实验负载。

附图说明

图1是本发明的主视方向的结构示意图；

图2是本发明的左视方向的结构示意图；

图3是本发明的俯视方向的结构示意图；

图4是本发明的液压缸的局部连接图；

图5是本发明的轴端连接器的三视图；

图6是本发明的哈夫的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图6，本发明给出了一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，包括的主要零件有：架体1、直线电动缸2、电动缸托架3、支撑架4、电动缸支架5、轴端连接器6、左侧支架7、导向轴8、哈夫9、右侧支架10、定滑轮11、钢丝绳12、动滑轮13、定滑轮组14、钢绞线液压同步提升装置15、导轨16、补偿平台17、导向杆18、船舶模拟平台19、液压缸20、氮气瓶组21、直线轴承22、活塞式蓄能器23、钢绞线24、法兰盘25、双向液压马达26、马达支架27、滑轮28、滚筒29、配重座30、配重片31等。

根据功能特点，可将上述主要零件分为驱动装置组件(直线电动缸2、电动缸托架3、支撑架4、电动缸支架5、轴端连接器6、左侧支架7、导向轴8、哈夫9和右侧支架10)、滑轮组(动滑轮13和定滑轮组14)、船舶平台模拟组件(导轨16、导向杆18、船舶模拟平台19、液压缸20、氮气瓶组21、直线轴承22和活塞式蓄能器23)、补偿平台组件(钢绞线液压同步提升装置15、补偿平台17和钢绞线24)、加载组件(法兰盘25、双向液压马达26、马达支架27、滑轮28和滚筒29)、配重组件(配重座30和配重片31)和架体1。

本发明提供的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台的技术方案是：

主要由架体1、直线电动缸2、电动缸托架3、支撑架4、电动缸支架5、轴端连接器6、左侧支架7、导向轴8、哈夫9、右侧支架10、定滑轮11、钢丝绳12、动滑轮13、定滑轮组 14、钢绞线液压同步提升装置15、导轨16、补偿平台17、导向杆18、船舶模拟平台19、液压缸20、氮气瓶组21、直线轴承22、活塞式蓄能器23、钢绞线24、法兰盘25、双向液压马达26、马达支架27、滑轮28、滚筒29、配重座30、配重片31等零件组成。钢丝绳12通过哈夫9与导向轴8相连，经过滑轮组将行程放大；船舶模拟平台19装在导轨16上，保证深沉运动的平稳性；船舶模拟平台19和补偿平台17之间安装导向杆18，从而保证两者之间平行运动；以双向液压马达26驱动滚筒29作为负载，通过调节双向液压马达26的工作压力来调节输出负载的大小。

本发明的工作过程为：

固定在电动缸托架3和电动缸支架5上的直线电动缸2通过轴端连接器6与导向轴8相连接，轴端连接器6可允许少许的偏心存在。直线电动缸2带动导向轴8在左侧支架7和右侧支架10之间做往复直线运动。导向轴8的运动经由连接在哈夫9上的钢丝绳12依次通过定滑轮11、动滑轮13和定滑轮组14将运动放大一倍后传递给船舶模拟平台19，从而实现对船舶升沉运动的模拟。船舶模拟平台19经过配重座30和配重片31的配重后可减轻部分重量，从而有效减轻直线电动缸2的实际负载。

双向液压马达26和滚筒29安装在马达支架27上，缠绕并固定在滚筒29上的钢丝绳经由滑轮28通过法兰盘25与钢绞线液压同步提升装置15的四根钢绞线24相连。通过溢流阀来设定双向液压马达26的压力，从而改变其输出扭矩，进而改变钢绞线液压同步提升装置15的负载大小。

液压缸20、氮气瓶组21、和活塞式蓄能器23分别通过螺栓连接到船舶模拟平台19上，液压缸20的下油腔接活塞式蓄能器23的油腔，气瓶组21接活塞式蓄能器23的气腔。船舶模拟平台19安装直线轴承22后装在导轨16上，从而保证船舶模拟平台19可以在钢丝绳12的带动下平稳的做升沉运动。液压缸20的活塞杆连接补偿平台17，在船舶模拟平台19和补偿平台17之间安装导向杆18，从而保证两者之间平行运动。

当船舶模拟平台19上升时，在钢绞线液压同步提升装置15和负载的惯性作用下，液压缸20被压缩，活塞式蓄能器23储能，补偿平台17的上升运动得到补偿；当船舶模拟平台19下降时，钢绞线液压同步提升装置15和负载处于小幅度失重状态，活塞式蓄能器23释放液压能量使液压缸20的活塞杆伸长，补偿平台17的下沉运动得到补偿。

本发明给出的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，可以有效的实现沉船同步提升的被动式升沉补偿，便于对被动升沉补偿的实验研究。该实验平台具有运行平稳可靠、升沉运动幅度较大、实验加载灵活可变等优点。

Claims (7)

1.一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：包括驱动装置组件、船舶平台模拟组件、补偿平台组件、加载组件、配重组件、架体(1)和钢丝绳(12)、定滑轮(11)、动滑轮(13)、定滑轮组(14)，其中驱动装置组件连接在架体的底部，驱动装置通过穿过定滑轮的钢丝绳连接动滑轮，动滑轮连接的钢丝绳穿过定滑轮组连接船舶平台模拟组件，船舶平台模拟组件与位于架体上部的补偿平台组件连接，船舶平台模拟组件与位于其下方的加载组件连接，加载组件连接在架体的底部的支撑架(4)上方，船舶平台模拟组件通过穿过定滑轮组的钢丝绳连接配重组件。

2.根据权利要求1所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：所述的驱动装置组件包括：直线电动缸(2)、电动缸托架(3)、支撑架(4)、电动缸支架(5)、轴端连接器(6)、左侧支架(7)、导向轴(8)、哈夫(9)和右侧支架(10)，电动缸托架(3)、电动缸托架(5)连接在架体底部，固定在电动缸托架和电动缸支架上的直线电动缸通过轴端连接器与导向轴相连接，导向轴穿过在左侧支架和右侧支架，哈夫连接在左侧支架和右侧支架之间的导向轴上，哈夫通过其上部设置的通孔连接钢丝绳，钢丝绳通过架体下部的定滑轮(11)连接动滑轮(13)。

3.根据权利要求1所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：所述的船舶平台模拟组件包括：导轨(16)、导向杆(18)、船舶模拟平台(19)、液压缸(20)、氮气瓶组(21)、直线轴承(22)和活塞式蓄能器(23)，液压缸、蓄能器和气瓶组均通过螺栓固定在船舶模拟平台上，液压缸的活塞杆接补偿平台组件，导向杆一端连接在船舶模拟平台另一端穿过补偿平台组件，液压缸下油腔接活塞式蓄能器的油腔，氮气瓶组接活塞式蓄能器的气腔。

4.根据权利要求3所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：活塞式蓄能器下部与法兰盘连接，法兰盘开四个通孔，通过四根长丝连接在船舶模拟平台上。

5.根据权利要求1所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：所述的补偿平台组件包括：钢绞线液压同步提升装置(15)、补偿平台(17)和钢绞线(24)，钢绞线液压同步提升装置与补偿平台之间法兰连接，液压同步提升装置有四根钢绞线，钢绞线下端连接加载组件。

6.根据权利要求1所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：所述的加载组件包括：法兰盘(25)、双向液压马达(26)、马达支架(27)、滑轮(28)和滚筒(29)，双向液压马达和连接滚筒并安装在马达支架上，滚筒上的钢丝绳经过滑轮通过法兰与补偿平台组件连接。

7.根据权利要求1所述的一种用于沉船同步提升的被动式升沉补偿实验平台，其特征在于：所述的配重组件包括配重座(30)和配重片(31)，圆形配重片一侧开有长形槽，可安置于配重座上，配重座的杆部的一端通过穿过定滑轮组的钢丝绳连接船舶平台模拟组件连接。