[发明专利]系留索系耐磨损试验装置

说明书

本发明提供一种系留索系耐磨损试验装置，实验室里模拟水下锚泊平台的锚泊运动特性，从而验证锚泊平台的系留索系长周期服役的耐磨损能力。具体包括：驱动电机、调速驱动机构、轨迹转换机构、系留安装座和牵引组件，轨迹转换机构模拟锚的运动轨迹，轨迹转换机构与系留安装座之间的夹角以及行星轮绕系留安装座旋转的幅度共同模拟锚泊平台在水流作用下的摆动及俯仰的幅度，行星轮的绕自身的旋转角度模拟锚泊平台的横滚角度。

技术领域

本发明涉及一种试验装置，具体涉及一种留索系耐磨损试验装置。

背景技术

对于长周期服役的锚泊平台(服役工作周期≥180d)，系留索系作为连接锚泊平台和锚的关键部件，一旦出现问题将导致平台脱离无法完成既定任务。锚泊平台服役期间在水流作用下，在垂直于流速方向上的平面内作横向摆动，沿着流速方向作前后摆动，同时锚泊平台绕自身运动质心和纵轴作俯仰、摇摆、横滚运动。上述运动促使锚泊平台不停的改变自身姿态，引发系留索系与过索器之间产生相对滑动，导致系留索系与过索器产生磨损，极易造成锚泊平台服役失效。

开展实验室模拟验证试验，可以有效解决单纯依靠试验方法进行研究分析带来的时间周期长、经费消耗大、实时监测困难等不利因素。对于做复杂运动的锚泊平台，采用单一因素的模拟试验显然无法真实反映锚泊平台的实际使用工况，缺乏对系留索系服役耐磨损性能做出客观、准确评估的条件。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种系留索系耐磨损试验装置，可同时在俯仰、摇摆和横滚等多个维度上综合模拟锚泊平台的运动轨迹，在实验室中模拟锚泊平台在服役期间的锚泊运动特性，有效检验系留索系能否满足锚泊平台的耐磨性要求。

所述的系留索系耐磨损试验装置包括：驱动电机、调速减速机构、固定支座、轨迹转换机构、系留安装座、牵引绳和负载；

其连接关系为：所述驱动电机的动力通过所述调速减速机构传递至轨迹转换机构，被试索系的一端与所述轨迹转换机构相连，另一端穿过安装在系留安装座上的被试过索器与牵引绳相连；所述牵引绳的另一端连接负载，所述负载用于为被试索系提供张紧力；

所述轨迹转换机构包括：扇形中心轮、行星架、行星轮、太阳轮、驱动轴和固定轴；所述扇形中心轮的弧形面上加工有外齿，中心对称线上设置有径向的腰型槽；所述驱动轴的一端与所述调速减速机构的动力输出轴相连，另一端连接轴线与其平行的连接杆，所述连接杆的端部位于所述扇形中心轮的腰形槽中，能够沿所述腰形槽的长度方向滑动；

所述太阳轮为与所述扇形中心轮同轴设置的扇形轮，且所述太阳轮的直径大于扇形中心轮的直径，其一端端面的弧形端向外延伸后弧形凸起，所述弧形凸起与所述扇形中心轮弧形面相对，且相对面上加工有内齿，所述行星轮设置在扇形中心轮和太阳轮之间，同时与所述扇形中心轮和太阳轮啮合；所述太阳轮与固定支座固接；

所述行星架设置在扇形中心轮与驱动轴连接侧的相对侧，用于支撑所述太阳轮和所述行星轮；所述太阳轮、扇形中心轮和行星轮通过固定轴同轴相连，所述太阳轮、扇形中心轮和行星轮通过轴向限位机构进行轴向限位，所述太阳轮、扇形中心轮和行星轮能够绕所述固定轴转动；

所述被试索系与所述行星轮固连。

所述驱动电机、调速减速机构、固定支座、轨迹转换机构和系留安装座均设置在工作平台上，且所述系留安装座通过导轨支撑在工作平台上，所述系留安装座能够沿导轨前后以及左右移动，由此改变与轨迹转换机构和牵引支座的相对位置。

有益效果：

(1)在试验室条件下直接全尺寸实物仿真比较困难，本发明应用相对运动的方法，即保持锚泊平台和过索器不动，让锚按照与锚泊平台相反的运动路径来模拟锚泊平台的运动轨迹，从而综合模拟锚泊平台服役状态的俯仰、摇摆、横滚三者对系留索系的复合作用，实验结果更具全面性和有效性。