CN110259860B - 深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构，包括耐压体，所述耐压体的外圆周面与其间隔套有非耐压结构，所述非耐压结构的一端延伸非耐压结构内面板，所述非耐压结构内面板的平面与耐压体的外表面平行；在耐压体的外圆周面与非耐压结构内面板之间安装有多组预紧装配体。通过多组预紧装配体安装于耐压体与非耐压结构内面板之间，板簧两翼的预弯对耐压体施加预紧力，用于补偿耐压体在下潜过程中的径向收缩变形，并通过限位套筒和预紧螺栓来提升整体结构的刚度，限制耐压体在偏载作用下的变形。

Description

深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构

技术领域

本发明涉及深海装备预紧装置技术领域，尤其是一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构。

背景技术

潜水器的耐压壳体结构要求质量轻、经济性好、结构效益高、可靠性好。使用时，通常需要将其与非耐压壳体配合，现有技术中，潜水器非耐压结构与耐压体焊接成一体，为舷外设备提供安装基础。随着潜水器工作潜深的增加，耐压体在深海压力下存在较大的径向和纵向收缩变形，这将使焊接在耐压体上的纵向、横向非耐压结构受到牵连作用，从而产生强度及稳定性问题，对耐压体的极限承载能力不利。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构，从而可以有效的对耐压体的收缩变形进行补偿，工作可靠性好。

本发明所采用的技术方案如下：

一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构，包括耐压体，所述耐压体的外圆周面与其间隔套有非耐压结构，所述非耐压结构的一端延伸非耐压结构内面板，所述非耐压结构内面板与耐压体的外表面平行；在耐压体的外圆周面与非耐压结构内面板之间安装有多组预紧装配体。

作为上述技术方案的进一步改进：

单组预紧装配体的结构为：包括板簧，所述板簧成圆弧状结构，所述板簧的两端为延伸有折边，所述折边的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层，所述板簧中部的上表面和下表面配合安装有上垫板和下垫板，所述上垫板和下垫板相对配合安装并在其两端用锁紧螺栓连接，所述上垫板上表面焊接有多个限位套筒，所述限位套筒内安装预紧螺栓，所述预紧螺栓与非耐压结构内面板连接，所述下垫板的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层，改性聚四氟乙烯润滑层的结构与耐压体的外圆面共形。

所述上垫板的截面成“凸”字形结构，下垫板的截面成“凹”字形结构，上垫板和下垫板相对安装后，中部形成的槽口正好容纳板簧。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过多组预紧装配体安装于耐压体与非耐压结构内面板之间，板簧两翼的预弯对耐压体施加预紧力，用于补偿耐压体在下潜过程中的径向收缩变形，并通过限位套筒和预紧螺栓来提升整体结构的刚度，限制耐压体在偏载作用下的变形。

本发明替代了现有技术的焊接连接方法，避免耐压体与非耐压结构间牵连变形所产生的强度和稳定性问题，且安装和拆卸过程非常简便。

本发明采用装配形式，有利于减少潜器建造过程中的焊接工作量，同时也可尽量减小焊接缺陷所造成的结构失效风险。在维修过程中，可在不对潜器整体结构进行分拆的情况下实现局部单个板簧结构的快速拆卸与安装。

同时，本发明还具备如下优点：

(1)通过板簧两翼的预弯对耐压体施加预紧力，用于补偿耐压体在下潜过程中的径向收缩变形；

(2)板簧及下垫板与耐压体接触部分涂覆改性聚四伏乙烯润滑层，避免非耐压结构对耐压体的纵向约束，允许耐压体纵向自由收缩变形；

(3)通过限位套筒和预紧螺栓对耐压体进行径向限位，使其在水面及近水面状态下与下垫板限位顶紧，提升结构整体的刚度；同时限制耐压体在深海中受偏载作用时的偏移量；

(5)板簧结构采用圆弧形，贴合耐压体的形状，且沿环向安装，节省舷间空间；

(6)板簧通过锁紧螺栓和预紧螺栓进行安装，可在不对潜器整体结构进行分拆的情况下实现局部单个板簧结构的快速拆卸与安装。

(7)多组预紧装配体可以根据实际受力的情况进行酌情分布，在受力大的地方可以多布置几组预紧装配体，也可以均匀分布。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明单组预紧装配体的结构示意图。

图3为本发明单组预紧装配体与非耐压结构内面板和耐压体的安装示意图。

其中：1、板簧；2、下垫板；3、上垫板；4、锁紧螺栓；5、限位套筒；6、预紧螺栓；7、改性聚四氟乙烯润滑层；8、非耐压结构内面板；9、耐压体；10、非耐压结构。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2和图3所示，本实施例的深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构，包括耐压体9，耐压体9的外圆周面与其间隔套有非耐压结构10，非耐压结构10的一端延伸非耐压结构内面板8，非耐压结构内面板8与耐压体9的外表面平行；在耐压体9的外圆周面与非耐压结构内面板8之间安装有多组预紧装配体。

单组预紧装配体的结构为：包括板簧1，板簧1成圆弧状结构，板簧1的两端为延伸有折边，折边的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层7，板簧1中部的上表面和下表面配合安装有上垫板3和下垫板2，上垫板3和下垫板2相对配合安装并在其两端用锁紧螺栓4连接，上垫板3上表面焊接有多个限位套筒5，限位套筒5内安装预紧螺栓6，预紧螺栓6与非耐压结构内面板8连接，下垫板2的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层7，改性聚四氟乙烯润滑层7的结构与耐压体9的外圆面共形。

上垫板3的截面成“凸”字形结构，下垫板2的截面成“凹”字形结构，上垫板3和下垫板2相对安装后，中部形成的槽口正好容纳板簧1。

本发明的具体结构如下：

其主要包括板簧1、下垫板2、上垫板3、锁紧螺栓4、限位套筒5、预紧螺栓6、改性聚四氟乙烯润滑层7。其中板簧1采用纤维增强塑料；上下垫板等结构可选用潜水器结构同种材料；限位套筒5焊接于上垫板3上；改性聚四氟乙烯润滑层7附在下垫板2下表面及板簧1两翼上。

实际使用过程中，采用如下方法完成安装与拆卸。

(一)安装时：

第一步：将下垫板2和上垫板3采用锁紧螺栓4使其与板簧1安装成一体，形成一个预紧装配体；

第二步：采用第一步相同的方法安装多组板簧1、下垫板2和上垫板3形成的预紧装配体；

第三步：将多个预紧装配体间隔布置于非耐压结构内面板8与耐压体9之间，确保定位精度满足要求；

第四步：在上垫板3与非耐压结构内面板8之间安装一个小型手拧螺旋千斤顶，对上垫板3施加径向预紧力直至下垫板2与耐压体9贴合顶紧，此时板簧1两翼处于受弯预紧状态；采用相同方法逐一对每个预紧装配体进行施压；

第五步：每组预紧装配体上用四个预紧螺栓6一端伸入限位套筒5，另一端穿过非耐压结构内面板8预制孔，并旋紧螺母，使预紧螺栓6限制非耐压结构内面板8与上垫板3之间的相对位置；

第六步：卸下小型手拧螺旋千斤顶。

(二)拆卸时：

第一步：在上垫板3与非耐压结构内面板8之间安装一个小型手拧螺旋千斤顶，对上垫板3施加径向预紧力直至下垫板2与耐压体9贴合顶紧；

第二步：松开预紧螺栓6上的螺母，取下预紧螺栓6；

第三步：拧动千斤顶，减小上垫板3与非耐压结构内面板8之间的距离，直至板簧1由受弯状态恢复至自由状态；

第四步：取下板簧1与上垫板3、下垫板2的装配体；

第五步：采用上述相同方法将每个预紧装配体卸载。

若其中一个预紧装配体损坏，采用拆卸时的第一步-第四步进行拆卸更换即可。

潜器在水面及近水面状态下，耐压体9所受静水压力可忽略不计，耐压体9基本没有收缩变形，此时下垫板2与耐压体9接触，对耐压体9起限位作用，该状态下结构整体刚性强，有利于提高潜器在波浪中的承载承力。

潜器下潜过程中，由于耐压体9的径向收缩，下垫板2将与耐压体9脱离接触，板簧1两翼径向受弯变形量减小，但仍保持对耐压体9限位顶紧状态。该状态下，若耐压体9受到偏载作用，其最大偏移量不会超过耐压体9径向收缩变形；卸载后，在板簧1弹性回复力作用下耐压体9很快就会恢复至平衡位置。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.一种深海潜器耐压体限位及收缩变形补偿的板簧预紧结构，结构具体为：包括耐压体（9），其特征在于：所述耐压体（9）的外圆周面与其间隔套有非耐压结构（10），所述非耐压结构（10）的一端延伸非耐压结构内面板（8），所述非耐压结构内面板（8）与耐压体（9）的外表面平行；在耐压体（9）的外圆周面与非耐压结构内面板（8）之间安装有多组预紧装配体；单组预紧装配体的结构为：包括板簧（1），所述板簧（1）成圆弧状结构，所述板簧（1）的两端为延伸有折边，所述折边的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层（7），所述板簧（1）中部的上表面和下表面配合安装有上垫板（3）和下垫板（2），所述上垫板（3）和下垫板（2）相对配合安装并在其两端用锁紧螺栓（4）连接，所述上垫板（3）上表面焊接有多个限位套筒（5），所述限位套筒（5）内安装预紧螺栓（6），所述预紧螺栓（6）与非耐压结构内面板（8）连接，所述下垫板（2）的底面安装有改性聚四氟乙烯润滑层（7），改性聚四氟乙烯润滑层（7）的结构与耐压体（9）的外圆面共形；所述上垫板（3）的截面成“凸”字形结构，下垫板（2）的截面成“凹”字形结构，上垫板（3）和下垫板（2）相对安装后，中部形成的槽口正好容纳板簧（1）；

安装拆卸方法如下：

（一）安装时：

第一步：将下垫板（2）和上垫板（3）采用锁紧螺栓（4）使其与板簧（1）安装成一体，形成一个预紧装配体；

第二步：采用第一步相同的方法安装多组板簧（1）、下垫板（2）和上垫板（3）形成的预紧装配体；

第三步：将多个预紧装配体间隔布置于非耐压结构内面板（8）与耐压体（9）之间，确保定位精度满足要求；

第四步：在上垫板（3）与非耐压结构内面板（8）之间安装一个小型手拧螺旋千斤顶，对上垫板（3）施加径向预紧力直至下垫板（2）与耐压体（9）贴合顶紧，此时板簧（1）两翼处于受弯预紧状态；采用相同方法逐一对每个预紧装配体进行施压；

第五步：每组预紧装配体上用四个预紧螺栓（6）一端伸入限位套筒（5），另一端穿过非耐压结构内面板（8）预制孔，并旋紧螺母，使预紧螺栓（6）限制非耐压结构内面板（8）与上垫板（3）之间的相对位置；

第六步：卸下小型手拧螺旋千斤顶；

（二）拆卸时：

第一步：在上垫板（3）与非耐压结构内面板（8）之间安装一个小型手拧螺旋千斤顶，对上垫板（3）施加径向预紧力直至下垫板（2）与耐压体（9）贴合顶紧；

第二步：松开预紧螺栓（6）上的螺母，取下预紧螺栓（6）；

第三步：拧动千斤顶，减小上垫板（3）与非耐压结构内面板（8）之间的距离，直至板簧（1）由受弯状态恢复至自由状态；

第四步：取下板簧（1）与上垫板（3）、下垫板（2）的装配体；

第五步：采用上述相同方法将每个预紧装配体卸载；

若其中一个预紧装配体损坏，采用拆卸时的第一步-第四步进行拆卸更换即可。

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