CN117450217A - 拉索用减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种拉索用减振装置，包括机架，支撑机构，所述支撑机构包括同心布置在所述机架的上端面处的支座，以及通过预紧件安装在所述支座的顶端的盖板，减振机构，所述减振机构包括同心布置在所述支座内的拉索杆、套接在所述拉索杆外的承接板，以及分别设置在所述承接板与所述盖板之间的第一弹性体和设置在所述承接板与所述支座之间的第二弹性体，其中，所述拉索杆构造成能够在所述第一弹性体与所述第二弹性体的限定范围内运动。本发明中的弹性体在螺栓预紧后可以实现互相预紧，从而有效地延长本装置的使用寿命。

Description

拉索用减振装置

技术领域

本发明涉及减振技术领域，具体地涉及一种拉索用减振装置。

背景技术

海上漂浮式风机最初由欧洲发明，应用市场包括欧洲、美国以及亚洲沿海等国家，为目前风电技术中最先进代表之一。该技术发展先后经历了研发、示范和商业化等阶段。随着海上风电设备向大型化发展，同时近海开发资源有限，海上风场的发展逐步扩展到深远海区域，漂浮式风机技术开始成为重点关注技术方向，不断地出现形态创新。

目前，海上风能十分丰富，并且积极开发海上风电可以有效缓解沿海地区的用电压力。根据水深的不同和经济性要求，海上风机基础一般采用固定式基础或浮式基础，目前已建成的海上风电场中，大约81％采用的是固定式基础。

从基础型式看，立柱式和半潜式尚处于刚开始样机验证的起步阶段，张力腿式和驳船式处于研发阶段，未来还有很大的技术进步空间。近年发布的双转子漂浮式海上风电平台，其搭载了两台超紧凑半直驱海上机组，单台总容量超过16MW，两台机组“V”型排列且共用一个漂浮式基座。双转子转动方向相反，偏航力矩自身可实现力学平衡，并且两台机组之间通过一系列弹性拉索实现拉紧，弹性拉索与机组连接的部位设置了一套减振装置，从而实现保护连接部位的螺栓、轮毂和机架等部件的目的。

随着海上风电开发由近海向深海进军，固定式基础风机存在成本过高和结构不稳定等缺点。

CN115539315A公开了一种柔性减振连接装置。柔性减振连接装置用于安装带有拉索螺母的拉索杆体，包括设置有锥面的支座；设置在支座的锥面上的隔板；通过硫化的方式固定设置在隔板与支座之间的橡胶层；以及抵接在隔板上的固定板，固定板的远离隔板的一面与拉索螺母抵接；其中，在支座、隔板、橡胶层以及固定板的中心轴线处均设置有用于设置拉索杆体的通孔，固定板构造成能够限制拉索杆体相对于支座的倾斜角度。该装置虽能够起到减振的作用，但是弹性体没有采用偏心量的设计，也不具备自预紧的功能，长期使用疲劳寿命较差。

因此，在本领域希望提供一种拉索用减振装置，以解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种拉索用减振装置，其能够通过预紧的方式使第一弹性体与第二弹性体从偏心状态转变为同心状态。通过这种方式有效地提高了第一弹性体与第二弹性体对轴向载荷和偏转载荷的承受和接收能力，从而能够有效地延长了拉索用减振装置的使用寿命。

根据本发明，提供了一种拉索用减振装置，包括机架，

支撑机构，所述支撑机构包括同心布置在所述机架的上端面处的支座，以及通过预紧件安装在所述支座的顶端的盖板，

减振机构，所述减振机构包括同心布置在所述支座内的拉索杆、套接在所述拉索杆外的承接板，以及分别设置在所述承接板与所述盖板之间的第一弹性体和设置在所述承接板与所述支座之间的第二弹性体，

其中，所述拉索杆构造成能够在所述第一弹性体与所述第二弹性体的限定范围内运动。

在一个实施例中，所述第一弹性体与所述第二弹性体偏心布置。

在一个实施例中，所述拉索用减振装置还包括依次延伸穿过所述盖板和所述预紧件而与所述支座形成螺纹连接的预紧螺栓，

其中，所述预紧螺栓构造成能够施加预紧力使所述盖板与所述预紧件抵接，以促使预紧后的所述第一弹性体与所述第二弹性体同心。

在一个实施例中，所述支座与所述承接板均构造为碗状形式，从而促使所述第一弹性体与所述第二弹性体具有一致的开口方向。

在一个实施例中，所述第一弹性体与所述第二弹性体均构造成整体式或分体式，并且所述第一弹性体的总体积比所述第二弹性体的总体积小。

在一个实施例中，所述第一弹性体与所述第二弹性体均包括多个堆叠布置的隔板，以及硫化在相邻的所述隔板之间的橡胶。

在一个实施例中，所述减振机构还包括套接在所述拉索杆外并分别与所述承接板的上端面和下端面形成密封式连接的垫圈，在所述拉索杆相对于所述机架倾斜并达到限定角度时所述垫圈与所述支座刚性接触。

在一个实施例中，所述减振机构还包括设置在所述垫圈的上方并用于紧固所述承接板的螺母。

在一个实施例中，所述预紧件包括设置在所述支座的边缘部的构造成环状形式的固定座，以及沿周向间隔布置在所述固定座内的支撑管，其中，在初始状态下所述支撑管与所述盖板之间留有空隙。

在一个实施例中，所述预紧件包括沿周向间隔设置在所述支座的边缘部的支撑管，其中，在初始状态下所述支撑管与所述盖板之间留有空隙。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

其一、本发明中的第一弹性体与第二弹性体在初始状态下为偏心布置，并且通过预紧螺栓预紧后第一弹性体与第二弹性体为同心状态。通过这种方式有效地提高了第一弹性体与第二弹性体对轴向载荷和偏转载荷的承受和接收能力，从而能够有效地延长了拉索用减振装置的使用寿命。

此外，由于设置在第一弹性体与第二弹性体之间的承接板没有固定约束，因此，拉索杆能够通过承接板进行轴向运动或偏转运动，从而使得拉索用减振装置更容易地实现偏转功能，并且使拉索用减振装置的结构和使用在偏转工况下更高。

其二、本发明具有较好的偏转性能，并且在偏转工况时第一弹性体与第二弹性体中的橡胶不会受到拉扯、盖板与第一弹性体的接触位置和支座与第二弹性体的接触位置均不会脱开，从而提高了拉索用减振装置的轴向极限拉伸强度和偏转工况下的强度，使得整体结构的可靠性提高。

附图说明

下面将结合附图来对本发明进行详细地描述，在图中：

图1示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置的剖视图；

图2为图1的局部视图，其显示了拉索用减振装置处于自由状态的情况；

图3为图1的局部视图，其显示了拉索用减振装置处于预紧状态的情况；

图4显示了根据本发明的拉索用减振装置处于预紧后偏转状态的情况；

图5示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置中的第一弹性体的结构；

图6示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置中的第二弹性体的结构；

图7显示了根据本发明的拉索用减振装置中的预紧件的第一实施例；

图8显示了根据本发明的拉索用减振装置中的预紧件的第二实施例；

图9显示了根据本发明的拉索用减振装置中的弹性体的第一实施例；

图10显示了根据本发明的拉索用减振装置中的弹性体的第二实施例。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置的剖视图；

图2为图1的局部视图，其显示了拉索用减振装置处于自由状态的情况；

图3为图1的局部视图，其显示了拉索用减振装置处于预紧状态的情况；

图4显示了根据本发明的拉索用减振装置处于预紧后偏转状态的情况；

图5示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置中的第一弹性体的结构；

图6示意性显示了根据本发明的拉索用减振装置中的第二弹性体的结构；

图7显示了根据本发明的拉索用减振装置中的预紧件的第一实施例；

图8显示了根据本发明的拉索用减振装置中的预紧件的第二实施例；

图9显示了根据本发明的拉索用减振装置中的弹性体的第一实施例；

图10显示了根据本发明的拉索用减振装置中的弹性体的第二实施例。

如图1所示，根据本发明的拉索用减振装置100，其包括机架10、支撑机构和减振机构。其中，支撑机构包括同心布置在机架10的上端面处的支座21，以及通过预紧件23(在下文中介绍)安装在支座21的顶端的盖板22。减振机构设置在支座21与盖板22之间，在下文中具体介绍。

在一个实施例中，如图1所示，减振机构包括同心布置在支座21内的拉索杆31和套接在拉索杆31外的承接板32，以及设置在承接板32与盖板22和支座21之间的弹性体。弹性体包括第一弹性体33和第二弹性体34，其中，第一弹性体33设置在承接板32与盖板22之间，第二弹性体34设置在承接板32与支座21之间。

由此，在第一弹性体33与第二弹性体34的共同作用下，使得拉索杆31能够在支座21内进行轴向运动或偏转运动，从而使拉索用减振装置100能够在作业中起到良好的减振效果。

根据本发明，如图1所示，拉索用减振装置100还包括预紧螺栓40。优选地，预紧螺栓40构造成能够依次延伸穿过盖板22和预紧件23而与支座21形成螺纹连接。

在初始状态下，第一弹性体33与第二弹性体34为偏心布置。

在本发明中，通过拧紧预紧螺栓40，从而能够对盖板22和预紧件23施加预紧力以促使盖板22与预紧件23相互抵接。同时，盖板22、承接板32和支座21相互压紧以促使第一弹性体33与第二弹性体34处于预紧状态。优选地，预紧后的第一弹性体33与第二弹性体34同心，从而能够提高第一弹性体33与第二弹性体34承受轴向载荷与偏转载荷的能力，进而大幅度地提高使用寿命。

结合图2和3对拉索用减振装置100预紧过程进行介绍。

如图2所示，拉索用减振装置100处于自由状态下，盖板22与预紧件23之间具有间隙S。通过拧动预紧螺栓40，使盖板22向下运动，从而将预紧力依次传递至第一弹性体33、承接板32第二弹性体34和支座21，直至盖板22与预紧件23形成如图3所示的轴向抵接即完成预紧工作。此时，盖板22与预紧件23之间的间隙消除(S＝0)，并且预紧螺栓40使第一弹性体33与第二弹性体34均处于预压紧的状态。

在一个实施例中，支座21与承接板32均构造为碗状形式，从而促使第一弹性体33与第二弹性体34具有一致的开口方向。容易理解，本发明采用的是非对称组装结构，并且由于该结构能够实现叠加的效果，因此在同等载荷下本发明所采用的结构能够具有更小的体积和质量。

在一个实施例中，如图9和10所示，第一弹性体33与第二弹性体34均构造成整体式或分体式。

下面以第一弹性体33为例进行具体地介绍。其中，整体式可以理解为构造成中空的碗状结构，该结构具有整体性强和受力均匀等特点，从而能够将所受到的预紧力和后续的挤压力进行充分地分散，以提高拉索用减振装置100的减振效果和稳定性。分体式可以理解为沿周向间隔布置了多个的扇形结构，该结构具有良好的灵活性和形变能力，从而能够有效地提高拉索用减振装置100的减振效果和稳定性。

在一个优选地实施例中，第一弹性体33的总体积比第二弹性体34的总体积小。由于拉索杆31在偏转运动的过程中下部的转动幅度明显比上部的转动幅度大，因此，本发明的布局方式能够与拉索杆31的偏转运动之间形成良好的匹配性，以确保拉索杆31在偏转运动过程中的稳定性和灵活性。

在一个实施例中，盖板22、第一弹性体33、第二弹性体34和支座21之间的相互接触面均为球面。

结合图2、3、5和6来介绍本发明中第一弹性体33和第二弹性体34偏心量的设计。

如图2和3所示，在本发明中的盖板22与第一弹性体33的接触面(球面)的半径为R1；在本发明中的支座21与第二弹性体34的接触面(球面)的半径为R2。如图5所示，在本发明中的第一弹性体33与盖板22的接触面(球面)的半径为R3；在本发明中的第一弹性体33与承接板32的接触面(球面)的半径为R4。如图6所示，在本发明中的第二弹性体34与承接板32的接触面(球面)的半径为R5；在本发明中的第二弹性体34与支座21的接触面(球面)的半径为R6。

优选地，R1＝R3，R2＝R6，且R1与R3的圆心永远同心，R2与R6的圆心永远同心。

在一个实施例中，当拉索用减振装置100处于自由状态时，R1与R2、R3与R4、R5与R6的圆心均偏心布置，即圆心都在拉索杆31的中心轴线上但不在同一点上。

在一个优选地实施例中，R1与R2之间的圆心距为S1，即拉索用减振装置100的总偏心量S；R3与R4之间的圆心距为S2，即第一弹性体33的偏心量；R5与R6之间的圆心距为S3，即第二弹性体34的偏心量。其中，S＝S1＝S2+S3。此外，当拉索用减振装置100处于预紧状态时，S1、S2和S3均变为0，此时的R1、R2、R3、R4、R5和R6的圆心均在同一个点上，即第一弹性体33与第二弹性体34处于同心状态。

在本发明中，通过预紧处理的方式，不仅确保第一弹性体33与第二弹性体34均能够同时处于预紧的状态，还能够促使第一弹性体33与第二弹性体34由偏心状态转变为同心状态。通过这种方式，使得第一弹性体33与第二弹性体34能够更容易地接收与适应轴向载荷与偏转载荷，从而有效地延长了拉索用减振装置100的使用寿命。

在一个实施例中，第一弹性体33与第二弹性体34均包括多个堆叠布置的隔板，以及硫化在相邻的隔板之间的橡胶。

结合图5介绍第一弹性体33的具体结构。在本发明中，第一弹性体33包括三个间隔布置的隔板，从上到下依次为隔板331、隔板332和隔板333。优选地，橡胶分别硫化在隔板331与隔板332之间和隔板332与隔板333之间，从而确保隔板331、隔板332和隔板333之间能够具有稳定的连接关系。

在一个实施例中，当拉索用减振装置100处于自由状态时，隔板331、隔板332和隔板333的圆心为偏心布置，即每层隔板的圆心均不在一个点上，相互之间均存在一定的偏心量，并且三者之间的偏心量总和为S2。优选地，当拉索用减振装置100处于预紧状态时，隔板331、隔板332和隔板333的圆心为同心布置，即每层隔板的圆心均在同一个点上，此时的S2＝0。

结合图6介绍第二弹性体34的具体机构。在本发明中，第二弹性件34包括四个间隔布置的隔板，从上到下依次为隔板341、隔板342、隔板343和隔板344。优选地，橡胶分别硫化在四个隔板之间，从而确保隔板341、隔板342、隔板343和隔板344之间能够具有稳定的连接关系。

本发明具有较好的偏转性能，并且在偏转工况时第一弹性体33与第二弹性体34中的橡胶不会受到拉扯、盖板22与第一弹性体33的接触位置和支座21与第二弹性体34的接触位置均不会脱开，从而提高了拉索用减振装置100的轴向极限拉伸强度和偏转工况下的强度，使得整体结构的可靠性提高。

根据本发明，如图1和5所示，减振机构还包括套接在拉索杆31外并分别与承接板32的上端面和下端面形成密封式连接的垫圈35。优选地，在拉索杆31相对于机架10倾斜并达到限定角度时垫圈35与支座21刚性接触，从而对拉索杆31起到有效地限位作用。此外，在上述偏转的过程中拉索杆31会分别挤压第一弹性体33和第二弹性体34，从而确保拉索杆31能够在支座21内稳定的运动。

在一个优选地实施例中，如图4所示，拉索杆31在支座21内的最大偏转角为α。

在一个实施例中，拉索杆31还能够沿轴向运动，并且在第一弹性体33与第二弹性体34的作用下能够实现限制拉索杆31轴向运动行程的目的。

根据本发明，如图1和5所示，减振机构还包括设置在垫圈35的上方并用于紧固承接板32的螺母36。通过这种方式，使得承接板32能够牢牢地安装在拉索杆31上，从而确保拉索杆31能够在第一弹性体33与第二弹性体34的作用下顺利地完成轴向运动和偏转运动，以使实现拉索用减振装置100实现减振的目的。

在其他实施例中，如图1安装好拉索用减振装置100后，其中机架10可以无固定约束，而承接板32、拉索杆31、螺母36和垫圈35组成的连接副可以有固定约束，此时的机架10可以进行轴向运动和偏转运动，并且偏转运动的最大偏转角也为α。

结合图7介绍预紧件23的第一个实施例：预紧件23包括设置在支座21的边缘部211的构造成环状形式的固定座231，以及沿周向间隔布置在固定座231内的支撑管232。其中，在初始状态下，支撑管232与盖板22之间留有空隙，即图2中的S。通过这种方式，使得拉索用减振装置100具有良好的整体性，从而能够更容易地将盖板22上的通孔与支撑管232进行一一对齐，以提高工作效率。

结合图8介绍预紧件23的第二个实施例：预紧件23包括沿周向间隔设置在支座21的边缘部211的支撑管233，其中，在初始状态下支撑管233与盖板22之间留有空隙，即图2中的S。通过这种方式，使得拉索用减振装置100具有良好的灵活性，并且还可以通过增减支撑管233的数量以调节拉索用减振装置100整体的质量。

在一个实施例中，机架10与支座21之间通过螺钉11固定连接。通过这种方式有效地提高了机架10与支座21之间的牢固性，进一步地提高了拉索用减振装置100的整体性和稳定性。

相比于现有来说，本发明的优势在于：

其一、本发明中的第一弹性体33与第二弹性体34在初始状态下为偏心布置，并且通过预紧螺栓40预紧后第一弹性体33与第二弹性体34为同心状态。通过这种方式有效地提高了第一弹性体33与第二弹性体34对轴向载荷和偏转载荷的承受和接收能力，从而能够有效地延长了拉索用减振装置100的使用寿命。

此外，由于设置在第一弹性体33与第二弹性体34之间的承接板32没有固定约束，因此，拉索杆31能够通过承接板32进行轴向运动或偏转运动，从而使得拉索用减振装置100更容易地实现偏转功能，并且使拉索用减振装置100的结构和使用在偏转工况下更高。

其二、本发明具有较好的偏转性能，并且在偏转工况时第一弹性体33与第二弹性体34中的橡胶不会受到拉扯、盖板22与第一弹性体33的接触位置和支座21与第二弹性体34的接触位置均不会脱开，从而提高了拉索用减振装置100的轴向极限拉伸强度和偏转工况下的强度，使得整体结构的可靠性提高。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员在本发明的公开范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种拉索用减振装置，包括：

机架(10)，

支撑机构，所述支撑机构包括同心布置在所述机架(10)的上端面处的支座(21)，以及通过预紧件(23)安装在所述支座(21)的顶端的盖板(22)，

减振机构，所述减振机构包括同心布置在所述支座(21)内的拉索杆(31)、套接在所述拉索杆(31)外的承接板(32)，以及分别设置在所述承接板(32)与所述盖板(22)之间的第一弹性体(33)和设置在所述承接板(32)与所述支座(21)之间的第二弹性体(34)，

其中，所述拉索杆(31)构造成能够在所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)的限定范围内运动。

2.根据权利要求1所述的拉索用减振装置，其特征在于，所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)偏心布置。

3.根据权利要求2所述的拉索用减振装置，其特征在于，所述拉索用减振装置还包括依次延伸穿过所述盖板(22)和所述预紧件而与所述支座(21)形成螺纹连接的预紧螺栓(40)，

其中，所述预紧螺栓(40)构造成能够施加预紧力使所述盖板(22)与所述预紧件抵接，以促使预紧后的所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)同心。

4.根据权利要求3所述的拉索用减振装置，其特征在于，所述支座(21)与所述承接板(32)均构造为碗状形式，从而促使所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)具有一致的开口方向。

5.根据权利要求4所述拉索用减振装置，其特征在于，所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)均构造成整体式或分体式，并且所述第一弹性体(33)的总体积比所述第二弹性体(34)的总体积小。

6.根据权利要求5所述拉索用减振装置，其特征在于，所述第一弹性体(33)与所述第二弹性体(34)均包括多个堆叠布置的隔板，以及硫化在相邻的所述隔板之间的橡胶。

7.根据权利要求6所述拉索用减振装置，其特征在于，所述减振机构还包括套接在所述拉索杆(31)外并分别与所述承接板(32)的上端面和下端面形成密封式连接的垫圈(35)，在所述拉索杆(31)相对于所述机架(10)倾斜并达到限定角度时所述垫圈(35)与所述支座(21)刚性接触。

8.根据权利要求7所述拉索用减振装置，其特征在于，所述减振机构还包括设置在所述垫圈(35)的上方并用于紧固所述承接板(32)的螺母(36)。

9.根据权利要求8所述拉索用减振装置，其特征在于，所述预紧件包括设置在所述支座(21)的边缘部(211)的构造成环状形式的固定座(231)，以及沿周向间隔布置在所述固定座(231)内的支撑管，其中，在初始状态下所述支撑管与所述盖板(22)之间留有空隙。

10.根据权利要8所述拉索用减振装置，其特征在于，所述预紧件包括沿周向间隔设置在所述支座(21)的边缘部(211)的支撑管，其中，在初始状态下所述支撑管与所述盖板(22)之间留有空隙。