可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器制造技术

本发明专利技术公开了一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其包括第一轴承和第二轴承；第二轴承上穿设有销轴；销轴包括相互连接的柱状部和圆台部；柱状部穿设于第一轴承，圆台部穿设于第二轴承；第二轴承的内腔为圆台状；第一轴承和第二轴承之间具有第一间隙；圆台部和第二轴承的内壁之间具有第二间隙；圆台部的尾部连接有伸缩机构；其还包括销轴测力设备。本发明专利技术可以动态调整销轴和第二轴承之间的间隙，避免了局部连接器载荷过大，避免轴销承载作用力过大而产生塑性变形损坏。

【技术实现步骤摘要】
可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器
本专利技术涉及海洋工程装备
，特别涉及一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器。
技术介绍
超大型浮式平台是人类驻留海洋、发展海洋经济、维护海洋权益、巩固海上防务的重要工具，可快速布设浮动部署泊位于国家海洋战略重要海域或者国际水域，作为海上装备物资储存和转运基地，服务于国家海洋强国战略。超大型浮式平台的多模块构型复杂且尺寸巨大，均需由多个超大型浮体模块组建而成，各超大型浮体模块连接界面间需由多个连接器组成的连接系统将其连接在一起，采用连接系统的目的是解决超大超长结构物的工程设计建造、海上运输、工程安装等问题。目前超大型浮式平台连接器有刚性连接和柔性连接起两种，由于存在众多缺陷，均未在工程中实际应用，主要是通过理论结合试验研究，现今连接器形式经过多代研究发展，已经出现了多种形式，如铰接连接器、万向节连接器、新型球状连接器等。但相关连接器在安装后其所承受的载荷均为被动且不可调整，并且承载力不大。工信部高技术船舶科研项目“浮式保障平台工程(三期)”专项中，对复杂构型浮式平台海上连接技术提出了新的研究需求。针对由多个超大型浮体模块组建而成海上大型浮式装备物资转运平台连接技术需求，多模块连接系统长期在海上受风浪流海洋环境载荷作用，从而使超大型浮体模块连接界面间的连接系统产生极高强度的极大承载作用力，会达到数万吨，故在模块连接界面间的连接系统上需采用多个连接器组成，以由各个连接器来分解承担这个极大承载作用力。然而，由于连接器轴销的金属材料的材质性能特征，无论是采用钢质材料还是铜质材料或是合金材料，其材质强度、结构刚度、弹性变形和塑性变形等问题的客观存在，在超大型浮体模块连接界面间的连接系统由多个连接器组成的情况下，在海上受风浪流海洋环境载荷的弯扭联合作用下，往往模块连接界面的外侧连接器所受的载荷作用力最大，要在外侧连接器产生变形之后，才能逐渐使内侧的连接器承载作用力加大，此极易造成外侧连接器的轴销承载作用力过大而产生塑性变形损坏。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题：一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其包括分别设于两个浮体上的第一轴承和第二轴承；第二轴承上穿设有可动态调载的销轴；销轴包括相互连接的柱状部和圆台部；圆台部的首部连接于柱状部的尾部；圆台部的首部的外径和柱状部的外径相同；圆台部的尾部的外径大于圆台部的首部的外径；柱状部穿设于第一轴承，圆台部穿设于第二轴承；第二轴承的内腔为圆台状；第一轴承和第二轴承之间具有第一间隙；圆台部和第二轴承的内壁之间具有第二间隙；圆台部的尾部连接有可使销轴伸出或缩回的伸缩机构；伸缩机构设于第二轴承所在的浮体上；所述可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器还包括销轴测力设备和可根据销轴测力设备的载荷信息向伸缩机构发送指令的控制系统；销轴测力设备的测力端嵌设于第二轴承的内壁。伸缩机构为液压伸缩机构，液压伸缩机构包括液压油缸，液压油缸的活塞连接于圆台部。柱状部的首部为圆弧端头。销轴测力设备的测力端为多个，该多个测力端沿第二轴承的内壁环形分布。销轴测力设备连接有可接收销轴测力设备的载荷信息的应力监测系统，应力监测系统连接于控制系统。应力监测系统连接有对销轴受力超过设定载荷的情况予以示警的报警系统。报警系统为声光报警装置。第二轴承的内腔的锥度和圆台部的锥度相同。圆台部的锥度为1:5～1:250。柱状部和圆台部位为一体成型。本专利技术的有益效果在于：本专利技术中控制系统收到销轴测力设备的载荷信息后，通过液压伸缩机构动态调整销轴和第二轴承之间的间隙，避免了局部连接器载荷过大，避免轴销承载作用力过大而产生塑性变形损坏。本专利技术降低连接器设计难度，实现其工程应用；还降低了制造成本，具有良好的经济效益。附图说明图1为本专利技术较佳实施例的组成结构示意图。图2为本专利技术较佳实施例的销轴处于完全配合状态的结构示意图。图3为本专利技术较佳实施例的销轴处于最大调整状态的结构示意图。具体实施方式下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本专利技术。如图1、图2和图3所示，一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其包括设于第一浮体10的第一轴承11和设于第二浮体20上的第二轴承12。第二轴承12上穿设有可动态调载的销轴30。销轴30包括相互连接的柱状部31和圆台部32。圆台部32的首部连接于柱状部31的尾部。柱状部31的首部为圆弧端头。柱状部31和圆台部32为一体成型。圆台部32的首部的外径和柱状部31的外径相同；圆台部32的尾部的外径大于圆台部32的首部的外径。圆台部32的锥度为1:5～1:250。销轴30的柱状部31穿设于第一轴承11，第一轴承的内腔为圆柱状。销轴的圆台部32穿设于第二轴承12。第二轴承12的内腔为圆台状。第二轴承12的内腔的锥度和圆台部32的锥度相同。第一轴承11和第二轴承12之间具有第一间隙。第一轴承所在的第一浮体的端面上或第二轴承所在的第二浮体的端面上设有限位部件(图上未示出)，当第一浮体和第二浮体靠近时，由于该限位部件的存在，使得第一轴承和第二轴承之间具有第一间隙。圆台部32和第二轴承12的内壁之间具有第二间隙。销轴和第二轴承可以在第二间隙的范围内相对位移，在一定程度上可以缓解浮体外界海况的影响，避免销轴马上受力过大。圆台部32的尾部连接有可驱动销轴做轴向移动的伸缩机构。伸缩机构设于第二浮体上。本实施例中，伸缩机构为液压伸缩机构40，液压伸缩机构40包括液压油缸41，液压油缸的活塞42连接于圆台部32的尾部。可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器还包括销轴测力设备50和可根据销轴测力设备的载荷信息向伸缩机构发送指令的控制系统60。销轴测力设备50的测力端51嵌设于第二轴承12的内壁。销轴测力设备设于第二浮体上。销轴测力设备的测力端51为多个，该多个测力端沿第二轴承的内壁环形分布。销轴测力设备50连接有可接收销轴测力设备的载荷信息的应力监测系统61。应力监测系统61连接于控制系统60。伸缩机构连接于控制系统。控制系统和应力监测系统均设于第二浮体上。应力监测系统61连接有对销轴受力超过设定载荷的情况予以示警的报警系统62。报警系统可以为声光报警装置。第一轴承11的材料、第二轴承12的材料和销轴30的材料均为金属。本连接器的调整原理：当浮体外界海况较小时，销轴与第一轴承之间、销轴与第二轴承之间处于完全配合状态，属于未调整状态，如图2所示；随着外界海况逐渐恶劣，当销轴测力设备检测到销轴承力接近设定值，报警系统报警，此时控制系统控制液压伸缩机构，液压伸缩机构在销轴上施力，在设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其特征在于，其包括分别设于两个浮体上的第一轴承和第二轴承；第二轴承上穿设有可动态调载的销轴；销轴包括相互连接的柱状部和圆台部；圆台部的首部连接于柱状部的尾部；圆台部的首部的外径和柱状部的外径相同；圆台部的尾部的外径大于圆台部的首部的外径；柱状部穿设于第一轴承，圆台部穿设于第二轴承；第二轴承的内腔为圆台状；第一轴承和第二轴承之间具有第一间隙；圆台部和第二轴承的内壁之间具有第二间隙；圆台部的尾部连接有可使销轴伸出或缩回的伸缩机构；伸缩机构设于第二轴承所在的浮体上；所述可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器还包括销轴测力设备和可根据销轴测力设备的载荷信息向伸缩机构发送指令的控制系统；销轴测力设备的测力端嵌设于第二轴承的内壁。/n

【技术特征摘要】
1.一种可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其特征在于，其包括分别设于两个浮体上的第一轴承和第二轴承；第二轴承上穿设有可动态调载的销轴；销轴包括相互连接的柱状部和圆台部；圆台部的首部连接于柱状部的尾部；圆台部的首部的外径和柱状部的外径相同；圆台部的尾部的外径大于圆台部的首部的外径；柱状部穿设于第一轴承，圆台部穿设于第二轴承；第二轴承的内腔为圆台状；第一轴承和第二轴承之间具有第一间隙；圆台部和第二轴承的内壁之间具有第二间隙；圆台部的尾部连接有可使销轴伸出或缩回的伸缩机构；伸缩机构设于第二轴承所在的浮体上；所述可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器还包括销轴测力设备和可根据销轴测力设备的载荷信息向伸缩机构发送指令的控制系统；销轴测力设备的测力端嵌设于第二轴承的内壁。


2.如权利要求1所述的可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其特征在于，伸缩机构为液压伸缩机构，液压伸缩机构包括液压油缸，液压油缸的活塞连接于圆台部。


3.如权利要求1所述的可动态调载的超大型浮体模块单自由度轴销式连接器，其特征在于，柱状部的首部为圆弧端头。


4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国平，王新宇，向淼，刘磊磊，周渊昊，冯国垠，张梦婷，尤恽，张弘，
申请(专利权)人：上海船舶研究设计院中国船舶工业集团公司第六零四研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31