[发明专利]一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置

说明书

本发明提供一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置，包括外框架、驱动装置、轮盘装置、张紧装置。驱动装置一端固定在外框架上，另一端通过齿轮传动连接到轮盘装置上；轮盘装置的两个轮盘通过可拆卸底座固定在外框架上，中间连接线缆，另一端连接在张紧装置上，张紧器另一端固定在外框架上。本发明水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置的各个部分进行模块化设计，可拆卸、控制精度高、提供张力高且系统运转稳定的优点。

技术领域

本发明涉及机械性能试验检测设备技术，尤其涉及一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置。

背景技术

在进行海洋资源开发或探测时，常常要用到承载性能较高的拖曳缆，即重装拖曳缆，对水下装备进行拖拽。重装拖曳缆在使用滑轮进行收放的工作过程中，一般会受到高达数十吨的张力作用，同时缆在滑轮上还会受到反复的弯曲和接触挤压，上述组合荷载极大的影响了拖曳缆的安全性。现有技术中，尚没有一类张力弯曲试验装置能够在实验室内对原型重装拖曳缆提供较高张力，并通过原型滑轮实现稳定的往复弯曲加载。故设计一种室内试验装置对重装拖曳缆进行张力弯曲试验，采用原型缆模拟缆在作业过程中的组合受力状态，进而检验缆的力学、电光与光学性能，对保证海洋重装拖曳缆在实际作业中的安全性具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前重装拖曳缆需要进行张力弯曲试验的问题，提出一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置，该装置具有模块化设计、可拆卸、控制精度高、提供张力高且系统运转稳定的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置，包括外框架1、驱动装置2、轮盘装置3和张紧装置4；

所述驱动装置2包括第一液压缸和齿条，所述第一液压缸一端通过铰支座固定在外框架1上，另一端与齿条焊接；

所述轮盘装置3包括主动轮、从动轮、钢绞线、力传感器、滑轨和可拆卸底座，所述主动轮通过可拆卸底座固定在外框架1上，所述外框架1底部内侧沿长度方向设置有滑轨，所述从动轮通过可拆卸底座滑动设置在滑轨上，所述主动轮与从动轮的轴承平行；所述主动轮通过同轴设置的附带齿轮盘与齿条啮合；待测拖曳缆与钢绞线收尾连接形成闭环，所述钢绞线套设在主动轮上，所述待测拖曳缆套设在从动轮上；所述待测拖曳缆首尾安装力传感器，以测量试验过程中管道两端张力；

所述张紧装置4包括连接器、第二液压缸和位于框架端立板上的铰接固定装置，所述连接器一端与从动轮轴承固定，另一端与第二液压缸固定；所述第二液压缸背离连接器的一端通过铰接固定装置固定在外框架上，通过控制液压缸实现加载过载过程中的海洋管道张力需求。

进一步地，所述驱动装置包括与第一液压缸电连的第一控制系统，所述第一控制系统控制第一液压缸提供动力，可实现对轮盘的稳定加载，例如正弦/余弦加载、周期性加载。

进一步地，所述可拆卸底座通过螺栓固定在外框架上。

进一步地，所述张紧装置的第二液压缸水平线与轴承、滑轨处于同一水平线。

进一步地，所述张紧装置包括与第二液压缸电连的第二控制系统，所述第二控制系统控制第二液压缸提供动力。

本发明一种水下重装拖曳缆张力弯曲试验机装置的工作原理：通过液压伺服作动器-齿条-齿轮装置驱动主动轮作往复运动，并将钢绞线与水下重装拖曳缆(待测拖曳缆)相连实现传动，带动从动轮运动；同时采用另一个高吨位的液压伺服作动器对采用滑动底座的从动轮装置施加拉力，实现系统在高张力作用下运转。用于模拟水下重装拖曳缆在拖拽重物，并通过船上滑轮进行反复收放的载荷工况，检验拖曳缆的结构完整性。单次行程为2m，缠绕缆长为3.6m，大于两个铠装节距。驱动装置通过软件变频控制，以实现装置以0-0.15m/s的速度做往复运动。驱动装置内置计数器，通过软件控制往复次数，达到试验200次和2400次的要求。500T伺服作动器提供力源，其控制精度为0.01。