CN110294078B - 一种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器及对接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器及对接方法，柔性连接器包括滑柱、支座、弹簧钢板、滑块和固定座，滑柱的前端有铰接头，支座连接于滑柱的后端，弹簧钢板成对垂直连接于支座上，滑块连接于弹簧钢板的两端，滑柱的外壁套有滑套，滑套外紧套有胶套，胶套嵌装于固定座上的贯穿孔中；通过固定座安装于平台模块的内腔中，滑块与平台模块内腔的顶面和底面接触；相邻的平台模块之间通过柔性连接器的铰接头及销轴连接，滑柱沿滑套移动时带动滑块移动。铰接头受到横向或垂向剪切力时，胶套受到挤压变形，保证连接器横向和垂向较大刚度。铰接头受到拉伸或压缩时，通过弹簧钢板实现纵向小刚度，减小连接器载荷的同时保证浮体的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于海洋工程领域，具体为一种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器及对接方法。
背景技术
超大型浮式平台模块间的连接器是超大型浮式平台设计过程中的重要技术环节之一，由于平台尺寸巨大，且处于海上复杂的波浪环境下，模块之间的连接件所受载荷十分巨大，这给连接器的结构设计带来了巨大挑战。
对于多自由度柔性连接器而言，不同的各向刚度对系统的影响不同，连接器采用纵向小刚度而横向和垂向采用大刚度设计能够在很大程度上改善系统性能。但目前还没有较好性能的这类连接器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能较好的纵向小刚度而横向和垂向大刚度的柔性连接器及连接方法，可有效减小连接器载荷的同时保证浮体的稳定性。
本发明提供的这种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器，包括滑柱、支座、弹簧钢板、滑块和固定座，滑柱的前端有铰接头，支座连接于滑柱的后端，弹簧钢板成对垂直连接于支座上，滑块连接于弹簧钢板的两端，滑柱的外壁套有滑套，滑套外紧套有胶套，胶套嵌装于固定座上的贯穿孔中；本柔性连接器通过固定座安装于平台模块内腔的内腔中，滑块与平台模块内腔的顶面和底面接触；相邻的平台模块之间通过柔性连接器的铰接头及销轴连接，滑柱沿滑套移动时带动滑块移动。
上述技术方案的一种实施方式中，所述滑柱为实心柱，所述滑套为与滑柱形状匹配的管，所述胶套套于滑套外时有弹性变形。
上述技术方案的一种实施方式中，所述支座包括沿所述滑柱长度方向布置的安装架和垂直连接于其前端的连接板，安装架的横截面形状为十字型，其竖向板体上对应水平板体的上方和下方对称设置有多对竖向的条形槽，连接板为与所述滑柱横截面相应的方板。
上述技术方案的一种实施方式中，所述弹簧钢板的中间段为外凸的曲面段，两端段为内凸的曲面段，两端段分别连接有沿竖向的轴套。
上述技术方案的一种实施方式中，所述弹簧钢板两块为一组，以中间段外凸面的中间位置靠在一起插紧于所述安装架上的条形槽中，上下对应位置处的轴套中插入连接轴，连接轴的两端分别垂直连接有滑块。
上述技术方案的一种实施方式中，所述滑柱以总数量分半，其中一半的滑柱前端设置U型槽式的铰接头，另一半滑柱的前端设置于U型槽匹配的耳板式铰接头。
上述技术方案的一种实施方式中，所述固定座的两端设置有滑套挡块。
本发明提供的这种利用上述柔性连接器对接浮式平台的方法，平台的浮体为内空的方形体，包括以下步骤：
(1)设计制作固定座，在固定座上根据柔性连接器的安装方向设置贯穿孔；
(2)在固定座的两端设置滑套挡块；
(3)根据柔性连接器的安装方位，在浮体内壁内腔的顶面和底面对称设置供柔性连接器的滑块滑动的滑槽；
(4)将柔性连接器的滑柱、支座及弹簧钢板组装成整体；
(5)将胶套套于滑套上后再将它们插入安装座上的贯穿开孔中；
(6)将步骤(2)组装的整体件的滑柱插入滑套中，且使滑柱前端的铰接头伸出于滑套外；
(7)分别将步骤(6)形成的装配件通过安装座在浮体内安装固定，使弹簧钢板两端的滑块位于浮体内壁的滑槽中；
(8)将U型槽式铰接头和耳板式铰接头通过销轴铰接，直至平台成型。
本柔性连接器适用于内空型平台模块之间的连接，它通过固定座安装于平台模块的内腔顶面，其滑柱前端的铰接头位于平台模块外，其支座、弹簧钢板及其连接的滑块均位于平台模块的内腔中，相邻的浮体之间通过连接器的铰接头及销轴铰接。当铰接头受到横向或垂向剪切力时，胶套受到挤压变形，从而可有效减小结构上的应力水平，保证连接器横向和垂向较大刚度。当滑柱前端的铰接头受到拉伸或者压缩时，滑柱通过支座向前或者后退，使弹簧钢板产生弯曲变形，从而带动弹簧钢板端部的滑块沿平台模块的顶面和底面滑动，即本连接器可通过弹簧钢板实现纵向小刚度，有效减小连接器载荷的同时保证浮体的稳定性。本连接器的结构件少，结构简单、安装方便。
附图说明
图1为本发明一个实施例在相邻浮体上的应用状态示意图。
图2为本发明在一个浮体上安装好后的状态示意图。
图3为图2沿长度方向中心面的纵剖示意图。
图4为本实施例中支座和弹簧钢板的装配示意图。
图5为图1的装配件安装好连接轴和滑块的示意图。
图6为支座的放大结构示意图。
具体实施方式
如图1至图6所示，本实施例公开的这种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器，包括滑柱1、滑套2、橡胶套3、支座4、弹簧钢板5、滑块6、连接轴7、固定座8、滑套挡块9，尤其适用于平台模块为内空方形体的对接。
本实施例滑柱1为实心方柱，滑套2为匹配的方管，橡胶套3套于滑套2外时有弹性变形，使橡胶套3的内壁与滑套2的外壁之间紧密贴合，且橡胶套3的内壁及外壁均进行硫化处理。滑柱1的后端有用于连接支座的螺纹孔。其它实施例的滑柱也可采用椭圆柱等形状。
滑柱1的前端有铰接头，且以中数量对半分开，其中一半的前端加工成U形槽式的铰接头，另一半的前端加工成与U形槽匹配的耳板式铰接头，两种铰接头上均加工销轴安装孔。
支座4包括沿滑柱长度方向布置的安装架41和垂直连接于其前端的连接板42。安装架41的横截面形状为十字型，其竖向板体上对应水平板体的上方和下方对称设置有多对竖向的条形槽411，连接板42为与滑柱1横截面相应的方板。连接板42为与滑柱1横截面相应的方板。
弹簧钢板5的中间段为外凸的曲面段，两端段为内凸的曲面段，两端段分别连接有沿竖向的轴套51，同一位置处上下条形槽中弹簧钢板端部的轴套中连接有两端有滑块6的连接轴7。
支座4通过连接板和紧固件连接固定，在滑柱的后端面设置螺纹孔，连接板上设置相应的圆孔，通过螺钉连接紧固。
固定座8为有贯穿孔的方柱座，两端设置有滑套挡块9。滑套挡块9的设置是为了避免时间久了滑套与橡胶套之间可能出现相对滑动。
组装时，支座4通过其前端的连接板及螺栓连接于滑柱1的后端，弹簧钢板5插接于支座4上的条形槽中，滑柱1插入滑套2中，橡胶套3套于滑套2外，橡胶套3嵌装于固定座8上的贯穿孔中。
本柔性连接器在平台模块上安装时，将固定座8按设定方位安装于平台模块的顶面，在平台模块的顶面和底面设置用于滑块滑动时的滑槽10，滑槽10可给滑块的滑动导向，从而使滑块的滑动更稳定。
本柔性连接器在平台模块上安装好后，滑柱前端的铰接头伸出于平台模块外，弹簧钢板两端的滑块位于平台模块顶面和底面的滑槽中。
将两平台模块上柔性连接器的U型槽式铰接头和耳板式铰接头通过销轴铰接好，及完成两平台模块的连接。依次类推，直至整个平台成型。
当相邻平台模块之间的铰接头受到横向或垂向剪切力时，橡胶套受到挤压变形，可有效减小结构上的应力水平，所以本连接器横向和垂向具有较大刚度。当铰接头受到拉伸或压缩时，弹簧钢板5产生弯曲变形，从而带动滑块6沿平台模块顶面和底面的滑槽滑动，通过弹簧钢板实现纵向小刚度，可有效减小连接器载荷的同时保证平台模块的稳定性。且结构简单、安装方便。
Claims (4)
1.一种超大型海上浮式平台模块间的柔性连接器，其特征在于：它包括滑柱、支座、弹簧钢板、滑块和固定座，滑柱的前端有铰接头，支座连接于滑柱的后端，弹簧钢板成对垂直连接于支座上，滑块连接于弹簧钢板的两端，滑柱的外壁套有滑套，滑套外紧套有橡胶套，橡胶套嵌装于固定座上的贯穿孔中；本柔性连接器通过固定座安装于平台模块内腔的空腔中，滑块与平台模块内腔的顶面和底面接触；相邻的平台模块之间通过柔性连接器的铰接头及销轴连接，滑柱沿滑套移动时带动滑块移动；
所述支座包括沿所述滑柱长度方向布置的安装架和垂直连接于其前端的连接板，安装架的横截面形状为十字型，其竖向板体上对应水平板体的上方和下方对称设置有多对竖向的条形槽，连接板为与所述滑柱横截面相应的方板；
所述弹簧钢板的中间段为外凸的曲面段，两端段为内凸的曲面段，两端段分别连接有沿竖向的轴套；
所述弹簧钢板两块为一组，以中间段外凸面的中间位置靠在一起插紧于所述安装架上的条形槽中，上下对应位置处的轴套中插入连接轴，连接轴的两端分别垂直连接有滑块；
所述滑柱以总数量分半，其中一半的滑柱前端设置U型槽式的铰接头，另一半滑柱的前端设置与U型槽匹配的耳板式铰接头。
2.如权利要求1所述的柔性连接器，其特征在于：所述滑柱为实心柱，所述滑套为与滑柱形状匹配的管，所述橡胶套套于滑套外时有弹性变形。
3.如权利要求1所述的柔性连接器，其特征在于：所述固定座的两端设置有滑套挡块。
4.一种利用权利要求1所述柔性连接器对接浮式平台模块的方法，平台模块的浮体为内空的方形体，包括以下步骤：
（1）设计制作固定座，在固定座上根据柔性连接器的安装方向设置贯穿孔；
（2）在固定座的两端设置滑套挡块；
（3）根据柔性连接器的安装方位，在浮体内壁内腔的顶面和底面对称设置供柔性连接器的滑块滑动的滑槽；
（4）将柔性连接器的滑柱、支座及弹簧钢板组装成整体；
（5）将橡胶套套于滑套上后再将它们插入固定座上的贯穿孔中；
（6）将步骤（4）组装的整体件的滑柱插入滑套中，且使滑柱前端的铰接头伸出于滑套外；
（7）分别将步骤（6）形成的装配件通过固定座在浮体内安装固定，使弹簧钢板两端的滑块位于浮体内壁的滑槽中；
（8）将U型槽式铰接头和耳板式铰接头通过销轴铰接，直至平台模块成型。
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