水下卡箍连接器的摩擦式防松结构
专利摘要:本发明提供水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,包括卡手、卡手定板、卡手转块、螺纹杆、螺纹套、扭转接头、导向板、压板。卡手与卡箍连接器拉近螺栓接触面设有网纹滚花,可增加卡手与拉近螺栓的摩擦系数;螺纹套外设有凸棱,与连接器外壳板组装旋转一定角度可限制螺纹套的圆周方向和轴向运动,可以保证螺纹杆直线运动;当螺纹套与螺纹杆锈死无法拧卸时,由远程摇控机器人携带机械手将螺纹杆从外壳板压板一侧轴向拉出,其中压板起到限位作用,可将压板拉断,保证锁紧装置和拉近螺栓可以分离;导向板的作用是限制卡手转动;扭转接头设有与扭力扳手结合的接口,由ROV携带扭力扳手实现螺纹杆转动,从而提供卡手与拉近螺栓的压力,最终实现防松目的。
专利说明:
水下卡箍连接器的摩擦式防松结构
[0001] 技术领域
[0002] 本发明涉及一种防松结构,尤其涉及一种水下卡箍连接器的摩擦式防松结构。
[0003] 背景技术
[0004] 三瓣卧式卡箍连接器依靠拉近螺栓将三瓣卡箍锁紧,拉近螺栓自身有一定的自锁能力,为了防止振动使其自锁失效,增加其可靠性,现螺纹由于其自身结构具有好的自锁性能,是常用的紧固类型防松与锁紧结构。但螺纹连接在工作状态下可能会经受所有类别的变动载荷,包括极为激烈的振动和冲击载荷。在变动载荷的作用下,螺纹连接的失效通常是由其自身的松动和疲劳破坏所引起的。在一般情况下,螺纹连接抗振松的寿命比其材料和结构的疲劳寿命短得多,远在疲劳破坏之前,就已经出现了因松动而造成螺纹连接的松脱失效,螺纹连接的失效会影响设备的正常运转,甚至会造成严重的后果。现有技术中,常用的防松方法有三种:摩擦防松、机械防松和永久防松。其中,机械防松和摩擦防松称为可拆卸防松,而永久防松称为不可拆卸防松。常用的永久防松有:点焊、铆接、粘合等。永久防松方法在拆卸时需要破坏防松装置,在水下作业只能借助于ROV,但往往需要更大功率的ROV。机械防松最常用的是在螺栓与螺母上打孔,通过销紧以制止松动。这种方法的优点是防松可靠,其防松可靠性一般取决于机械固定件的静强度或疲劳强度。但机械防松会大大增加紧固连接的重量,而且安装麻烦,不适合水下作业。常见摩擦防松是利用垫片、自锁螺母及双螺母等增加摩擦,进而制止松动,但由于摩擦系数、预紧力等因素,其可靠性相对其他方法要差些。由于水下ROV操作空间的有限性,以及海底环境的不确定性,因此有待进行改进。
[0005] 发明内容
[0006] 本发明的目的是为了提供一种水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,应用于水下卡箍连接器的螺纹推进摩擦式的拉近螺栓防松结构,可在水下由远程摇控机器人(ROV)安装和拆卸,可以有效增大压力,增加接触面的摩擦系数:解决了水下ROV操作空间,功率不足等问题,从经济方面出发,减少了费用;考虑了水下因素导致的生锈拆卸问题,完美的解决了拆卸问题,保证了工程的可靠性,提高了工程的质量。
[0007] 本发明的目的是这样实现的:包括设置在连接器壳板上的螺纹套、设置在螺纹套中间的螺纹杆、设置在螺纹杆一端的扭转接头、设置在螺纹杆另一端的卡手转块、设置在卡手转块外的卡手定板、设置在卡手定板上端的卡手,卡手的上表面设置有与接近螺栓接触的圆弧槽,在连接器壳板上还设置有导向板,导向板与卡手定板外表面接触。
[0008] 本发明还包括这样一些结构特征:
[0009] 1.在连接器壳板外表面上设置有压板,压板与螺纹套接触。
[0010] 2.圆弧槽上设置有网纹滚花。
[0011] 3.卡手转块上设置有沉头通孔,沉头通孔中设置有螺钉实现与螺纹杆的连接。
[0012] 4.所述卡手定板由左右两块组成,且左右两块通过螺栓螺母连接,且卡手定板上设置有用于容纳定板转块和螺纹杆的阶梯孔。
[0013] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0014] 1、ROV携带扭力扳手对扭转接头16施加扭矩,扭转接头16带动螺纹杆14旋转,螺纹杆14带动螺纹套13旋转,如图3所示,螺纹套13旋转一定角度后,周向被连接器壳板12卡住保持静止,此时螺纹杆14在扭矩的作用下轴向移动。由于导向板9的存在,使得卡手定板6没有转动。卡手3和拉近螺栓1接触面设有网纹滚花,可以有效增加摩擦系数,在轴向压力的作用下,大大增加接触面的摩擦力,使得机构实现了防松。
[0015] 2、该防松结构充分考虑了水下作业的难度,将扭转接头16设置在连接器壳板12外侧,从而增大了ROV水下作业空间。
[0016] 3、该防松结构从二个角度考虑了防松,一是接触面设置了网纹滚花,二是螺纹套14由于螺纹的自锁作用卡在了被连接器壳板12处,提高了整个防松结构的可靠性,提高了工程的质量。
[0017] 4、该防松机构结构简单,紧固连接的重量较轻,安装简单,适合于水下作业,且减少了ROV的所需最大功率,降低了工程经费。
[0018] 5、该防松结构在卡手转块8开有沉头通孔,其与螺纹杆依靠螺钉连接,其可实现卡手与螺纹杆相对转动,也可为卡手施加轴向压力,此种设计结构节省空间,还增加了结构的强度。
[0019] 6、该防松结构考虑了拆卸问题。如图4所示,由于在水下环境,防松结构螺纹连接易生锈,当拆卸防松结构时,ROV携带机械手可将螺纹杆14轴向拉出,同时破坏压板19,保证卡箍可以分离。
[0020] 附图说明
[0021] 图1为本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构的分解结构示意图;
[0022] 图2为本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构的内部结构示意图;
[0023] 图3为本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构的螺纹套的安装及卡死示意图;
[0024] 图4为本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构的拆卸示意图;
[0025] 图5为本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构的斜二测整体结构示意图;
[0026] 图中主要标号说明:
[0027] 拉近螺栓2、螺钉3、卡手4、螺钉5、螺栓6、卡手定板7、垫圈8、卡手转块9、导向板10、垫圈11、螺母12、连接器壳板13、螺纹套14、螺纹杆15、螺栓16、扭转接头17、垫圈18、螺母19、压板20、螺钉。
[0028] 具体实施方式
[0029] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0030] 如图1、图2,图5所示,本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构,包括卡手3、卡手定板6、卡手转块8、螺纹杆14、螺纹套13、扭转接头16、导向板9、压板19、螺钉(2、4、20)和螺栓组(5、10、11和15、17、18)。卡手3由螺钉装配在卡手定板6上,螺纹杆14通过螺钉4与卡手定板6连接,扭转接头16由螺栓15与螺纹杆14连接,螺纹套13与螺纹杆14依靠螺纹连接,依靠凸台固定在连接器外壳板12上,导向板9焊接在连接器壳板12内侧。压板19由螺钉20固定在连接器壳板12外侧,卡手定板6分为相同的两部分,通过螺栓5连接。
[0031] 如图1、图2所示,卡手3端面开有90度的圆弧槽,该槽与拉近螺栓1直径相同,两者接触面(1’、2’)均有网纹滚花,可大幅度增加摩擦系数,卡手3两侧各有三个沉头通孔,通过螺钉2用于与卡手定板连接。卡手定板装配开有沉头孔,为螺纹杆14和定板转块8装配提供空间,两侧各开三个螺纹孔,用于与卡手3装配连接。螺纹杆14外攻全螺纹,该螺纹为可自锁的细牙螺纹,螺纹杆14头部开四个螺栓孔,用于与扭转接头16连接,螺纹杆14尾部端面开有螺纹孔,通过螺钉4用于与卡手转块8装配连接。卡手转块8一侧端面开有沉头通孔,其与螺纹杆14依靠螺钉4连接,其可实现卡手3与螺纹杆14相对转动,也可为卡手3施加轴向压力。螺纹套13内部开有螺纹与螺纹杆14连接,外有凸棱与连接器外壳板12连接,凸棱限制其圆周方向和轴向运动,在对螺纹杆14施加扭矩时,螺纹杆14带动螺纹套13旋动,旋转一定角度时,螺纹套13圆周方向被卡住,螺纹套13与连接器外壳板12保持相对静止,其与螺纹杆14之间的螺纹传动实现卡手3的轴向直线运动。压板19开有两个螺钉孔,通过螺钉20连接,装配在连接器壳板12外侧,一方面限制螺纹套13轴向运动,另一方面,当螺纹套13与螺纹杆14锈死无法拧卸时,由远程摇控机器人(ROV)携带机械手将螺纹杆14轴向拉出,同时将其拉断,保证卡箍可以分离。导向板9开有四个螺钉孔,将其固定在连接器壳板12内侧,用于限制卡手3转动。扭转接头16一端开有四个螺栓孔,用于与螺纹杆14装配连接,通过螺栓15连接,另一端设有与扭力扳手结合的圆环接口,由ROV携带扭力扳手实现其转动。同时当螺纹套与螺纹杆锈死无法拧卸时,由远程摇控机器人(ROV)携带机械手穿过圆环通过轴向力破坏压板将其拉出。
[0032] 本发明应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构作用:首先将螺纹杆14尾部和扭转接头16通过螺栓组15、17、18连接好,螺纹杆14头部穿入螺纹套13后再由连接器壳板12外侧进入,然后压板19通过螺钉20装配在连接器壳板12外侧轴向卡住定位螺纹套13。螺纹杆14头部由螺钉5连接卡手转块8,二块卡手定板6由两侧方向通过螺栓组5、10、11连接,卡手定板6沉头孔平面与卡手转块8底面接触。最后卡手3由螺钉2与卡手定板连接。当拉近螺栓1工作完成后,可由ROV携带扭力扳手对扭转接头16施加扭矩,螺纹杆14轴向移动,带动卡手3压紧拉近螺栓1,由于接触面(1’、2’)网纹滚花的作用,使得摩擦力极大,从而实现了防松。螺纹套13在螺纹杆14扭矩的带动下转动,转动一定角度后卡死,增加了防松的可靠性。
[0033] 综上,本发明提供一种应用于水下卡箍连接器的摩擦式的防松结构,包括卡手、卡手定板、卡手转块、螺纹杆、螺纹套、扭转接头、导向板、压板、螺钉和螺栓。其创新之处是:卡手与卡箍连接器拉近螺栓接触面设有网纹滚花,可以增加卡手与拉近螺栓的摩擦系数;螺纹套外设有凸棱,与连接器外壳板组装旋转一定角度可以限制螺纹套的圆周方向和轴向运动,可以保证螺纹杆直线运动;当螺纹套与螺纹杆锈死无法拧卸时,由远程摇控机器人(ROV)携带机械手将螺纹杆从外壳板压板一侧轴向拉出,其中压板起到限位作用,可将压板拉断,保证锁紧装置和拉近螺栓可以分离;导向板的作用是限制卡手转动;扭转接头设有与扭力扳手结合的接口,由ROV携带扭力扳手实现螺纹杆转动,从而提供卡手与拉近螺栓的压力,最终实现防松目的。
权利要求:1.水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:包括设置在连接器壳板上的螺纹套、设置在螺纹套中间的螺纹杆、设置在螺纹杆一端的扭转接头、设置在螺纹杆另一端的卡手转块、设置在卡手转块外的卡手定板、设置在卡手定板上端的卡手,卡手的上表面设置有与接近螺栓接触的圆弧槽,在连接器壳板上还设置有导向板,导向板与卡手定板外表面接触。
2.根据权利要求1所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:在连接器壳板外表面上设置有压板,压板与螺纹套接触。
3.根据权利要求1或2所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:圆弧槽上设置有网纹滚花。
4.根据权利要求1或2所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:卡手转块上设置有沉头通孔,沉头通孔中设置有螺钉实现与螺纹杆的连接。
5.根据权利要求3所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:卡手转块上设置有沉头通孔,沉头通孔中设置有螺钉实现与螺纹杆的连接。
6.根据权利要求1或2所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:所述卡手定板由左右两块组成,且左右两块通过螺栓螺母连接,且卡手定板上设置有用于容纳定板转块和螺纹杆的阶梯孔。
7.根据权利要求3所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:所述卡手定板由左右两块组成,且左右两块通过螺栓螺母连接,且卡手定板上设置有用于容纳定板转块和螺纹杆的阶梯孔。
8.根据权利要求4所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:所述卡手定板由左右两块组成,且左右两块通过螺栓螺母连接,且卡手定板上设置有用于容纳定板转块和螺纹杆的阶梯孔。
9.根据权利要求5所述的水下卡箍连接器的摩擦式防松结构,其特征在于:所述卡手定板由左右两块组成,且左右两块通过螺栓螺母连接,且卡手定板上设置有用于容纳定板转块和螺纹杆的阶梯孔。
公开号:CN110594274
申请号:CN201910836133.5A
发明人:运飞宏 刘伟丰 王立权 孙海亭 王刚 贾鹏 刘军 侯恕萍
申请人:哈尔滨工程大学
申请日:2019-09-05
公开日:2019-12-20