[发明专利]一种三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种悬挂装置，具体涉及一种三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置。

背景技术

随着海洋油气资源开发的不断深入，铺管设备也得到广泛的重视。海洋铺管船用张紧器是铺管船上的重要设备。鉴于我国在张紧器方面的研究与开发还处于起步阶段，国内张紧器主要靠进口这一现状。所以加速海洋铺管船用张紧器的国产化进程，是提高我国深海油气开采能力的关键。

悬挂装置是张紧器内部核心构件，是张紧器与工作管线之间的传力与支撑装置。综合现有张紧器使用情况，张紧器的悬挂装置主要有两种形式：一种是利用T型支撑梁为主要支撑部件的悬挂装置；另一种是用优质低合金碳素结构钢焊接而成的横截面为空心矩形支撑梁的悬挂装置。这两种悬挂装置的不足之处在于：管线通过性差；对管径突变适应能力差；在沿管线输送方向上摩擦力的传递存在不足；加工难度大，维修与保养不便等。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置，解决张紧器工作时对管线直径突变适应能力的设计要求这一技术难点；并改善张紧器的整体受力状况和管线的通过性。

其技术方案为：

一种三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置，主要由支带轮总成1、上导柱2、导套3、上支撑板4、带轮固定板5、法兰6、下导柱7、悬挂液压缸8、下支撑板9、压带轮总成10组成，采用上、中、下三层布置结构，上层安装支带轮总成1，中层安装悬挂液压缸8和支带轮液压缸11，下层安装压带轮总成10；主要支撑部件是上支撑板4、下支撑板9，上支撑板4、下支撑板9通过与导套3焊接连接，上支撑板4两侧固定安装下导柱7与导套3组成导向机构；基于变刚度原理，采用三级弹性元件串联的方式，通过弹性元件的非线性形变为阳极块的通过提供空间，并提高张紧器对管径突变的适应能力；整个悬挂装置被分成22组独立的变刚度弹性单元。

本发明所述的三级弹性元件分别是橡胶块、悬挂液压缸与带轮固定板。

进一步优选，所述的上层安装支带轮总成1共有6组，其中中间四组为刚性连接，两端的两组与支带轮液压缸11连接。

本发明三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置中所述的每个变刚度弹性单元由压带轮总成10、下导柱7、导套3、悬挂液压缸8组成。

进一步优选，所述的中间安装悬挂液压缸8和支带轮液压缸11其安装形式为：悬挂液压缸8以底部法兰固定的形式安装在下支撑板9上，其活塞杆与压带轮固定板连接；支带轮液压缸11以底部法兰固定的形式安装在下支撑板9上，其活塞杆通过法兰与支带轮固定板5连接，支带轮固定板5两侧固定安装上导柱2。

进一步优选，所述导向机构中导柱的安置形式为：上、下导柱以底部螺栓连接的方式分别固定在支带轮固定板和上支撑板4上。

本发明的有益效果：

本发明提供的悬挂装置管线通过性好且对管径突变适应能力强，每个单元都可以根据管径的变化单独做出适当的调整，通过非线性的弹性变形在保证阳极块顺利通过的同时，又能保证管线时刻处在良好的夹持状态，防止局部应力集中的出现，使管件的输送是一个连续、平稳的过程；通过三级变刚度弹性元件的串联，大大提高了张紧器对管径突变的适应能力。

本发明所述悬挂装置易加工，维修与保养方便。

附图说明

图1是本发明三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置的结构示意图；

图2是本发明三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置的左视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。

参见图1、图2，一种三级弹性元件串联式变刚度弹性悬挂装置，主要由支带轮总成1、上导柱2、导套3、上支撑板4、带轮固定板5、法兰6、下导柱7、悬挂液压缸8、下支撑板9、压带轮总成10组成，采用上、中、下三层布置结构，上层安装支带轮总成1，中层安装悬挂液压缸8和支带轮液压缸11，下层安装压带轮总成10；主要支撑部件是上支撑板4、下支撑板9，上支撑板4、下支撑板9通过与导套3焊接连接，上支撑板4两侧固定安装下导柱7与导套3组成导向机构；基于变刚度原理，采用三级弹性元件串联的方式，通过弹性元件的非线性形变为阳极块的通过提供空间，并提高张紧器对管径突变的适应能力；整个悬挂装置被分成22组独立的变刚度弹性单元。

本发明所述的三级弹性元件分别是橡胶块、悬挂液压缸与带轮固定板。

所述的上层安装支带轮总成1共有6组，其中中间四组为刚性连接，两端的两组与支带轮液压缸11连接。