CN109696361A - 一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机 - Google Patents

一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机，用于模拟水下单元在深海环境下的拉弯疲劳试验。其技术方案：该试验机由壳体、推拉装置、端盖总成、固定式定位锁紧装置和可调式定位锁紧装置组成；端盖总成安装在壳体两端，与壳体形成环境模拟测试腔；推拉装置安装在壳体内部；固定式定位锁紧装置和可调式定位锁紧装置分别安装在壳体内部两端，对被测件进行定位；试验机下部配有底座。本发明装置能够测试海洋工程装备在深海环境下的拉弯疲劳特性。

Description

一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机
技术领域
本发明涉及海洋工程装备，尤其涉及一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机。
背景技术
水下脐带缆、水下管道、水下锚链等水下单元在服役过程中承受循环的变拉力及弯矩载荷。随着水深增加，水下单元所受外压越来越大，其运行工况越来越恶劣。为了保证水下单元的工作安全，提高其可靠性，有必要在下水前对其进行一系列的测试。模拟深水环境下的拉弯力学性能测试更接近水下单元的实际受力特点，其测试数据更可靠。深海勘探和开发是今后海洋开发的方向，研制一种模拟深海环境下拉弯疲劳测试的试验装置具有广泛的应用前景和意义。
发明内容
本发明的目的：发明一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机，用于模拟水下单元在深海环境下的拉弯疲劳试验。其特征为：该试验机由壳体5、推拉装置10、端盖总成1、固定式定位锁紧装置2和可调式定位锁紧装置7组成；端盖总成1安装在壳体5两端，与壳体5形成环境模拟测试腔；推拉装置10安装在壳体内部；固定式定位锁紧装置2和可调式定位锁紧装置7分别安装在壳体5内部两端，对被测件9进行定位；
所述壳体5由一个主壳体5-3、固定端壳体5-1、可调端壳体5-4和两个锥形壳体5-2整体焊接而成，其特征为：主壳体5-3有排水孔5-3a、安全阀孔5-3b、溢流阀孔5-3c、推拉装置安装孔5-3d和人孔5-3f；固定端壳体5-1内部有一环形凸台5-1a；可调端壳体5-4有三个可调式定位锁紧安装孔5-4a，所述三个可调式定位锁紧装置安装孔5-4a呈120°周向分布在可调端壳体5-4上；所述壳体5安装在底座6上；
所述推拉装置10由密封法兰10-1、推拉杆10-2、固定圈10-3和螺栓10-4组成，其特征为：密封法兰10-1与推拉装置安装孔5-3d焊接为一体，实现导向和密封；被测件9穿过固定圈10-3，固定圈10-3和推拉杆10-2通过螺栓10-4紧固连接；
所述端盖总成1由端盖1-1、螺钉1-2、导向套筒1-3和密封圈1-4组成；其特征为：导向套筒1-3套在端盖1-1外部，并通过螺钉1-2安装在端盖1-1上；密封圈1-4安装在端盖1-1内孔内；
所述固定式定位锁紧装置2由定位法兰盘2-1、小端盖2-2、紧定螺钉2-3、外锥形套筒2-4、内锥形套筒2-5、弹性套筒2-6和调整垫片2-7组成，其特征为：定位法兰盘2-1通过螺栓4安装在固定端壳体5-1内部的凸台5-1a上；弹性套筒2-6、内锥形套筒2-5、外锥形套筒2-4和小端盖2-2依次穿过被测件9并套装在定位法兰盘2-1中心，紧定螺钉2-3压紧小端盖2-2，对被测件9定位锁紧；
所述可调式定位锁紧装置7由推力杆7-2和密封法兰7-1组成，其特征为：三根推力杆7-2呈120°周向分布安装在可调端壳体5-4上；密封法兰7-1与可调式定位锁紧装置安装孔5-4a焊接为一体，实现导向和密封。
本发明具有的有益效果是：本发明结构简单、安装维修方便，可进行拉弯疲劳测试；测试方便，可实现智能测试及控制；可实现脐带缆深海模拟环境下的电性能测试。
附图说明
图1为本发明总装图。
图2为本发明壳体图。
图3为本发明端盖总成局部放大图。
图4为本发明定位法兰局部放大图。
图中：1.端盖总成；2.固定式定位锁紧装置；3.螺栓；4.螺栓；5.壳体；6.底座；7.可调式定位锁紧装置；8.八角垫片；9.被测件；10.推拉装置；1-1.端盖；1-2.螺钉；1-3.导向套筒；1-4.密封圈；2-1.定位法兰盘；2-2.小端盖；2-3.紧定螺钉；2-4.外锥形套筒；2-5.内锥形套筒；2-6.弹性套筒；2-7.调整垫片；5-1.固定端壳体；5-1a.环形凸台；5-2.锥形壳体；5-3.主壳体；5-3a.排水孔；5-3b.安全阀孔；5-3c.溢流阀孔；5-3d.推拉装置安装孔；5-3f.人孔；5-4.可调端壳体；5-4a.可调式定位锁紧装置安装孔；7-1.密封法兰；7-2.推力杆；9-1.被测件表面处理层；10-1密封法兰；10-2.推拉杆；10-3.固定圈；10-4.螺栓。
具体实施方式
本发明不受下述实施实例的限制，可以根据本发明的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。下面通过以脐带缆为被测件并结合图1～4对本发明作以下描述。上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布局方向来确定的。
参照图1，一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机，用于模拟水下单元在深海环境下的拉弯疲劳试验。其特征在于：该试验机由壳体5、推拉装置10、端盖总成1、固定式定位锁紧装置2和可调式定位锁紧装置7组成；端盖总成1安装在壳体5两端，与壳体5形成环境模拟测试腔；推拉装置10安装在壳体内部；固定式定位锁紧装置2和可调式定位锁紧装置7分别安装在壳体5内部两端，对被测件9进行定位。
参照图1和图2，壳体5由一个主壳体5-3、固定端壳体5-1、可调端壳体5-4和两个锥形壳体5-2整体焊接而成，其特征为：主壳体5-3有排水孔5-3a、安全阀孔5-3b、溢流阀孔5-3c、推拉装置安装孔5-3d和人孔5-3f；固定端壳体5-1内部有一环形凸台5-1a；可调端壳体5-4有三个可调式定位锁紧安装孔5-4a，所述三个可调式定位锁紧装置安装孔5-4a呈120°周向分布在可调端壳体5-4上；所述壳体5安装在底座6上。
参照图1和图2，推拉装置10由密封法兰10-1、推拉杆10-2、固定圈10-3和螺栓10-4组成，其特征为：密封法兰10-1与推拉装置安装孔5-3d焊接为一体，实现导向和密封；被测件9穿过固定圈10-3，固定圈10-3和推拉杆10-2通过螺栓10-4紧固连接；推拉杆10-2轴向运动可对脐带缆9施加拉弯载荷。
参照图1和图3，端盖总成1由端盖1-1、螺钉1-2、导向套筒1-3和密封圈1-4组成；其特征为：导向套筒1-3套在端盖1-1外部，并通过螺钉1-2安装在端盖1-1上；密封圈1-4安装在端盖1-1内孔内。
参照图1、图2和图4，固定式定位锁紧装置2由定位法兰盘2-1、小端盖2-2、紧定螺钉2-3、外锥形套筒2-4、内锥形套筒2-5、弹性套筒2-6和调整垫片2-7组成，其特征为：定位法兰盘2-1通过螺栓4安装在固定端壳体5-1内部的凸台5-1a上；弹性套筒2-6、内锥形套筒2-5、外锥形套筒2-4和小端盖2-2依次穿过被测件9并套装在定位法兰盘2-1中心，紧定螺钉2-3压紧小端盖2-2，对被测件9定位锁紧。
参照图1和图2，可调式定位锁紧装置7由推力杆7-2和密封法兰7-1组成，其特征为：三根推力杆7-2呈120°周向分布安装在可调端壳体5-4上；密封法兰7-1与可调式定位锁紧装置安装孔5-4a焊接为一体，实现导向和密封。三根推力杆7-2同时径向推进，对脐带缆9定位锁紧。
模拟深海环境下的脐带缆拉弯疲劳测试过程为：脐带缆9在安装前先将两端表面进行光滑处理，以提高与端盖总成1的密封能力。先将脐带缆9穿过固定式定位锁紧装置2、固定圈10-3和可调式定位锁紧装置7；然后将测试仪器固定在脐带缆9上，并通过人孔5-3f引出测试电缆；调整固定式定位锁紧装置2中的调整垫片2-7，将脐带缆9夹紧；安装两端的端盖总成1；调整可调式定位锁紧装置7的推力杆7-2，以夹紧脐带缆9；通过人孔5-3f向环境模拟测试腔内注入模拟测试液，并利用加压装置通过排水孔5-3a.对测试腔进行加压；改变不同测试压力以模拟不同的水深。通过控制推拉杆10-2的轴向运动进行脐带缆9的拉弯疲劳测试。在进行疲劳测试过程中，间断对脐带缆9内部通电，以进行脐带缆9的电性能测试。
本发明不局限于以上具体实施方式，该领域技术人员可从以上构思出发，不经过创造性的劳动，所作出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种模拟深海环境的拉弯疲劳试验机，用于模拟水下单元在深海环境下的拉弯疲劳试验。其特征为：该试验机由壳体(5)、推拉装置(10)、端盖总成(1)、固定式定位锁紧装置(2)和可调式定位锁紧装置(7)组成；端盖总成(1)安装在壳体(5)两端，与壳体(5)形成环境模拟测试腔；推拉装置(10)安装在壳体(5)内部；固定式定位锁紧装置(2)和可调式定位锁紧装置(7)分别安装在壳体(5)内部两端，对被测件(9)进行定位；
所述壳体(5)由一个主壳体(5-3)、固定端壳体(5-1)、可调端壳体(5-4)和两个锥形壳体(5-2)整体焊接而成，其特征为：主壳体(5-3)有排水孔(5-3a)、安全阀孔(5-3b)、溢流阀孔(5-3c)、推拉装置安装孔(5-3d)和人孔(5-3f)；固定端壳体(5-1)内部有一环形凸台(5-1a)；可调端壳体(5-4)有三个可调式定位锁紧安装孔(5-4a)，所述三个可调式定位锁紧装置安装孔(5-4a)呈120°周向分布在可调端壳体(5-4)上；所述壳体(5)安装在底座(6)上；
所述推拉装置(10)由密封法兰(10-1)、推拉杆(10-2)、固定圈(10-3)、和螺栓(10-4)组成，其特征为：密封法兰(10-1)与推拉装置安装孔(5-3d)焊接为一体，实现导向和密封；被测件(9)穿过固定圈(10-3)，固定圈(10-3)和推拉杆(10-2)通过螺栓(10-4)紧固连接；
所述端盖总成(1)由端盖(1-1)、螺钉(1-2)、导向套筒(1-3)和密封圈(1-4)组成，其特征为：导向套筒(1-3)套在端盖(1-1)外部，并通过螺钉(1-2)安装在端盖(1-1)上；密封圈(1-4)安装在端盖(1-1)内孔内；
所述固定式定位锁紧装置(2)由定位法兰盘(2-1)、小端盖(2-2)、紧定螺钉(2-3)、外锥形套筒(2-4)、内锥形套筒(2-5)、弹性套筒(2-6)和调整垫片(2-7)组成，其特征为：定位法兰盘(2-1)通过螺栓(4)安装在固定端壳体(5-1)内部的凸台(5-1a)上；弹性套筒(2-6)、内锥形套筒(2-5)、外锥形套筒(2-4)和小端盖(2-2)依次穿过被测件(9)并套装在定位法兰盘(2-1)中心，紧定螺钉(2-3)压紧小端盖(2-2)，对被测件(9)定位锁紧；
所述可调式定位锁紧装置(7)由密封法兰(7-1)和推力杆(7-2)组成，其特征为：三根推力杆(7-2)呈120°周向分布安装在可调端壳体(5-4)上；密封法兰(7-1)与可调式定位锁紧装置安装孔(5-4a)焊接为一体，实现导向和密封。
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