CN111927915A - 一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器 - Google Patents

一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，包括缸盖(1)、碟簧垫圈(2)、碟簧导向器二(3)、导向轴承二(4)、止动调整垫圈(5)、导向杆衬套(6)、缸体组件(7)、碟簧导向器一(8)、导向轴承一(9)、导向衬套(10)、导向杆(11)、密封圈(12)、碟簧一(13)和碟簧二(14)，其特征在于，在阻尼缓冲器未压缩的初始位置，碟簧导向器二(3)的环形的凸台右侧面被止动调整垫圈(5)的左端面挡住，碟簧导向器一(8)的导向环右端面被导向衬套(10)的左端面挡住，此时碟簧一(13)、碟簧二(14)具有预压缩力，碟簧导向器一(8)的导向筒伸出导向衬套(10)的右端外。本发明的阻尼缓冲器采用二级碟簧的缓冲结构，缓冲吸振能力强，适用于恶劣海况下的载人潜水器的布放与回收中的缓冲止荡。

Description

一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器
技术领域
本发明属于海洋工程设备布放阻尼缓冲技术领域，具体涉及一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器。
背景技术
载人潜水器主要执行水下考察、地质勘探、样本采集、管道维修及打捞救生等任务。在深潜作业中，载人潜水器的布放与回收是重要工作流程。在此过程中，潜水器会受到作业区域海况的影响产生摇摆与冲击，严重威胁潜航员的安全，增加操作人员的工作强度。因此，一般会在潜水器和布放装置之间布置缓冲阻尼器，减少环境载荷对系统的影响，提高布放装置的环境适应性和可靠性，满足高海况下自动对接联锁。
现有技术中主要采用液压式缓冲阻尼器，其结构复杂，可靠性低，并且液压油污对海洋环境影响较大。而常规的螺旋形弹簧式缓冲阻尼器一般选用刚度大弹簧的时候行程很短，弹簧行程长时刚度却很小，难以满足载人潜水器的布放与回收高强度、大行程的冲击环境。查阅国内外文献，现有技术中还没有适用于载人潜水器的布放与回收的纯机械式缓冲阻尼器。
发明内容
本发明的发明目的是提供一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，采用二级碟簧的缓冲结构，缓冲吸振能力强，缓冲阻尼行程长，纯机械式缓冲阻尼结构，对海洋环境不产生污染，适用于恶劣海况下的载人潜水器的布放与回收中的缓冲止荡。
本发明的具体技术方案是一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，包括缸盖、碟簧垫圈、碟簧导向器二、导向轴承二、止动调整垫圈、导向杆衬套、缸体组件、碟簧导向器一、导向轴承一、导向衬套、导向杆、密封圈、碟簧一、碟簧二和缓冲垫圈，其特征在于，
所述的缸体组件由两端开口的筒形的左缸体和右缸体对接在一起，
所述的止动调整垫圈为环片状结构，安装在左缸体和右缸体之间，
所述的缸盖将左缸体的左端开口封闭，
所述的碟簧垫圈的左端固定安装在缸盖的内表面上，
所述的碟簧导向器二外壁具有环形的凸台，碟簧导向器二轴向具有贯通的台阶孔，该台阶孔的左内圆柱面直径大于右内圆柱面直径，
所述的碟簧二安装在碟簧导向器二台阶孔左侧具有较大直径的内圆柱面的孔内，碟簧二的右端顶在台阶孔的台阶面上，碟簧二的左端顶在碟簧垫圈的右端，
所述的导向轴承二安装在碟簧导向器二环形的凸台的外圆柱面上，
碟簧导向器二通过导向轴承二能够在左缸体内圆柱面上滑动，在阻尼缓冲器未压缩的初始位置，碟簧导向器二的环形的凸台右侧面被止动调整垫圈的左端面挡住，此时碟簧二具有预压缩力，
所述的导向衬套的左端插入右缸体的右端开口并与右缸体固定安装在一起，
所述的碟簧导向器一包括导向环、导向筒和挡块，所述的导向环套在导向筒的外圆柱面上并与导向筒固定，所述的挡块固定安装在靠导向筒右端的导向筒内，所述的导向衬套套在导向筒上，导向筒的外径与导向衬套通孔的内径相配合，能够相对滑动，导向筒与导向衬套之间通过所述的密封圈密封，
所述的导向杆的左端插入碟簧导向器二台阶孔的右端开口，导向杆通过固定在该台阶孔的右端开口处的导向杆衬套，能够在台阶孔内滑动，导向杆的右端从碟簧导向器一导向筒左端插入并与挡块固定，
所述的碟簧一套在导向杆上，碟簧一的左端顶在碟簧导向器二的左端，碟簧一的右端顶在碟簧导向器一的挡块上，
所述的导向轴承一安装在碟簧导向器一的导向环的外圆柱面上，
碟簧导向器一通过导向轴承一能够在右缸体内圆柱面上滑动，在阻尼缓冲器未压缩的初始位置，碟簧导向器一的导向环右端面被导向衬套的左端面挡住，此时碟簧一具有预压缩力，碟簧导向器一的导向筒伸出导向衬套的右端外，
所述的缓冲垫圈用胶黏剂粘贴在所述的碟簧导向器二环形的凸台的右侧面上，所述的碟簧导向器一的导向筒的左端面导圆角。
更进一步地，所述的导向轴承二与碟簧导向器二环形的凸台通过沉孔螺钉连接，所述的导向轴承一与碟簧导向器一的导向环通过沉孔螺钉连接。
更进一步地，导向轴承二、导向轴承一和导向杆衬套的材料为MC浇铸尼龙。
本发明的有益效果是1)本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器采用碟簧作为强力缓冲和减振弹簧其刚度大，缓冲吸振能力强，满足恶劣海况下的潜水器对接缓冲止荡要求；2)采用双级碟簧缓冲，能够更容易得到理想的负载位移曲线，一级碟簧和二级碟簧采用导向轴承、导向轴承及导向衬套三点支撑，结构简单、轴向运动平稳；3)整个结构为纯机械缓冲，并且采用免润滑轴承，对海洋环境不产生污染物质；4)缸体分为二部分对接，方便整个缓冲器各部件的组装，能够减少各部件的复杂程度，方便加工。缓冲阻尼器缸盖安装法兰采用六组通孔和六组螺纹孔对应连接，止动调整垫圈与缓冲阻尼器缸盖通过六组沉孔螺栓预压缩碟簧二，然后再与缓冲阻尼器缸体上法兰六组通孔螺栓预压缩碟簧一。调整止动调整垫圈厚度可以调整二级碟簧缓冲组件的初始预紧力；5)一级碟簧缓冲导向组件中碟簧导向器一和导向杆组成“E”型结构，结构外部圆筒用于运动导向，结构内部导向杆圆杆用于碟簧一导向。二级碟簧缓冲组件中碟簧导向器二采用空心阶梯轴，结构外圆柱面用于运动导向，内部空心轴内表面用于碟簧二及导向杆导向；6)单片碟簧既能提供缓冲阻尼所需要的力，即使有一片碟簧不工作，也不会影响止荡能力，容错率和可靠性高；7)导向轴承一、导向轴承二和导向衬套采用MC浇铸尼龙，重量轻、摩擦力小，不需要油脂润滑，无污染。
附图说明
图1为本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器剖面结构图；
图2为本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器剖面结构图；
图3为本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器剖面结构图；
图4为本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器剖面结构图；
图中，缸盖1，碟簧垫圈2，碟簧导向器二3，导向轴承二4，止动调整垫圈5，导向杆衬套6，缸体组件7，左缸体71，右缸体72，碟簧导向器一8，导向轴承一9，导向衬套10，导向杆11，密封圈12，碟簧一13，碟簧二14，缓冲垫圈15。
具体实施方式
下面结构说明书附图对本发明的具体技术方案作进一步地描述。
如附图1所示，本发明的一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，包括缸盖(1)、碟簧垫圈(2)、碟簧导向器二(3)、导向轴承二(4)、止动调整垫圈(5)、导向杆衬套(6)、缸体组件(7)、碟簧导向器一(8)、导向轴承一(9)、导向衬套(10)、导向杆(11)、密封圈(12)、碟簧一(13)、碟簧二(14)和缓冲垫圈(15)。
缸体7和其两端的缸盖1、导向衬套(10)组成缓冲阻尼器本体，缸体7由左缸体71和右缸体72对接而成，支撑整个结构。碟簧垫圈2为一端带有凸缘的圆筒状结构，碟簧垫圈2有凸缘一端安装在缓冲器缸盖1内表面，圆筒状的另一端支撑碟簧二14，碟簧二14由多组碟簧采用对合组合方式组成。碟簧导向器二3内部具有导向孔，用于导向碟簧二14。该导向孔内径大于碟簧垫圈2圆筒状一端的直径。碟簧导向器二3外部与导向轴承二4通过沉孔螺钉连接，碟簧导向器二3和导向轴承二4可以在左缸体71内滑动。碟簧垫圈2、碟簧二14、碟簧导向器二3、导向轴承二4组成二级碟簧缓冲组件。
止动调整垫圈5安装在左缸体71和右缸体72的连接法兰之间，止挡碟簧导向器二3。调整止动调整垫圈5厚度可以调整二级碟簧缓冲组件的初始预紧力。导向杆衬套6安装在碟簧导向器3右端孔内，对导向杆11进行导向。碟簧导向器一8与导向轴承一9通过沉孔螺钉连接，并可以在右缸体72内左右滑动。导向衬套10安装在右缸体72右端开口上，对碟簧导向器一8的运动起导向作用。密封圈12安装在导向衬套10和碟簧导向器一8之间，防止内部油脂溢出。碟簧一13安装在导向杆11上，两端由碟簧导向器二3和碟簧导向器一8支撑。导向杆衬套6、碟簧导向器一8、导向轴承一9、导向衬套10、导向杆11、碟簧一13组成一级碟簧缓冲组件。
所述的缓冲垫圈15用胶黏剂粘贴在所述的碟簧导向器二3环形的凸台的右侧面上，所述的碟簧导向器一8的导向筒的左端面导圆角。在碟簧一13不能继续被压缩时，碟簧导向器一8和碟簧导向器二3刚性接触，碟簧导向器二3环形的凸台的右侧面上的缓冲垫圈15防止碟簧导向器一8和碟簧导向器二3部件损坏的作用，缓冲垫圈15材料可以是硬质橡胶。
下面再详细介绍一下本发明的用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器一个具体实施例的工作原理。如附图2所示，碟簧导向器一8在外部载荷的作用下压缩碟簧一13，碟簧导向器一8和导向轴承一9一起向左运动，同样导向杆11在导向杆衬套6中向左滑动。碟簧导向器二3受到碟簧一13的支撑反力进而压缩碟簧二14，碟簧导向器二3和导向轴承二4一起向左运动。由于碟簧一13和碟簧二14刚度不同，所以轴向压缩距离不同。碟簧一13的轴向移动距离为a1，碟簧二14的轴向移动距离为b1，碟簧导向器二3和碟簧导向器一8之间距离c1。
如附图3所示，碟簧导向器一8在外部载荷的作用下继续压缩碟簧一13，碟簧导向器一8和导向轴承一9继续一起向左运动，同样导向杆11在导向杆衬套6中向左滑动。碟簧导向器二3受到碟簧一13的支撑反力进而压缩碟簧二14，碟簧导向器二3和导向轴承二4继续一起向左运动。碟簧一13的轴向移动距离为a2，碟簧二14的轴向移动距离为b2，此时，碟簧导向器二3和碟簧导向器一8之间距离c2＝0，碟簧导向器一8和碟簧导向器二3刚性接触，碟簧一13不能继续被压缩，外部载荷直接作用在碟簧二14上。
如附图4所示，碟簧导向器一8和碟簧导向器二3刚性接触，碟簧一13不能继续被压缩，外部载荷直接作用在碟簧二14上。碟簧导向器二3继续压缩碟簧二14，碟簧导向器二3和导向轴承二4继续一起向左运动，当碟簧导向器一8完全进入导向衬套时，压缩运动停止。
虽然本发明已经以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本发明的。在不脱离本发明之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本发明之保护范围。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。

Claims (3)

1.一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，包括缸盖(1)、碟簧垫圈(2)、碟簧导向器二(3)、导向轴承二(4)、止动调整垫圈(5)、导向杆衬套(6)、缸体组件(7)、碟簧导向器一(8)、导向轴承一(9)、导向衬套(10)、导向杆(11)、密封圈(12)、碟簧一(13)、碟簧二(14)和缓冲垫圈(15)，其特征在于，
所述的缸体组件(7)由两端开口的筒形的左缸体(71)和右缸体(72)对接在一起，
所述的止动调整垫圈(5)为环片状结构，安装在左缸体(71)和右缸体(72)之间，
所述的缸盖(1)将左缸体(71)的左端开口封闭，
所述的碟簧垫圈(2)的左端固定安装在缸盖(1)的内表面上，
所述的碟簧导向器二(3)外壁具有环形的凸台，碟簧导向器二(3)轴向具有贯通的台阶孔，该台阶孔的左内圆柱面直径大于右内圆柱面直径，
所述的碟簧二(14)安装在碟簧导向器二(3)台阶孔左侧具有较大直径的内圆柱面的孔内，碟簧二(14)的右端顶在台阶孔的台阶面上，碟簧二(14)的左端顶在碟簧垫圈(2)的右端，
所述的导向轴承二(4)安装在碟簧导向器二(3)环形的凸台的外圆柱面上，
碟簧导向器二(3)通过导向轴承二(4)能够在左缸体(71)内圆柱面上滑动，在阻尼缓冲器未压缩的初始位置，碟簧导向器二(3)的环形的凸台右侧面被止动调整垫圈(5)的左端面挡住，此时碟簧二(14)具有预压缩力，
所述的导向衬套(10)的左端插入右缸体(72)的右端开口并与右缸体(72)固定安装在一起，
所述的碟簧导向器一(8)包括导向环、导向筒和挡块，所述的导向环套在导向筒的外圆柱面上并与导向筒固定，所述的挡块固定安装在靠导向筒右端的导向筒内，所述的导向衬套(10)套在导向筒上，导向筒的外径与导向衬套(10)通孔的内径相配合，能够相对滑动，导向筒与导向衬套(10)之间通过所述的密封圈(12)密封，
所述的导向杆(11)的左端插入碟簧导向器二(3)台阶孔的右端开口，导向杆(11)通过固定在该台阶孔的右端开口处的导向杆衬套(6)，能够在台阶孔内滑动，导向杆(11)的右端从碟簧导向器一(8)导向筒左端插入并与挡块固定，
所述的碟簧一(13)套在导向杆(11)上，碟簧一(13)的左端顶在碟簧导向器二(3)的左端，碟簧一(13)的右端顶在碟簧导向器一(8)的挡块上，
所述的导向轴承一(9)安装在碟簧导向器一(8)的导向环的外圆柱面上，
碟簧导向器一(8)通过导向轴承一(9)能够在右缸体(72)内圆柱面上滑动，在阻尼缓冲器未压缩的初始位置，碟簧导向器一(8)的导向环右端面被导向衬套(10)的左端面挡住，此时碟簧一(13)具有预压缩力，碟簧导向器一(8)的导向筒伸出导向衬套(10)的右端外，
所述的缓冲垫圈(15)用胶黏剂粘贴在所述的碟簧导向器二(3)环形的凸台的右侧面上，所述的碟簧导向器一(8)的导向筒的左端面导圆角。
2.根据权利要求1所述的一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，其特征在于，所述的导向轴承二(4)与碟簧导向器二(3)环形的凸台通过沉孔螺钉连接，所述的导向轴承一(9)与碟簧导向器一(8)的导向环通过沉孔螺钉连接。
3.根据权利要求2所述的一种用于潜水器布放回收作业的阻尼缓冲器，其特征在于，导向轴承二(4)、导向轴承一(9)和导向杆衬套(6)的材料为MC浇铸尼龙。
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