一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置及紧固方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置及紧固方法，包括工型架，工型架两侧对称安装杠杆，两杠杆一端汇集于上臂外部并在端头转动安装支座，另一端分别安装滑块，两个滑块对称滑动安装于立柱两侧的下臂，单个杠杆通过条状孔与上臂端部连接；下臂两端还安装有弹簧和紧固机构，弹簧压缩安装于滑块和紧固机构之间；使用时，支座顶部与耐压结构件接触，工型架下臂与非耐压结构件固装，当耐压结构件受外力径向收缩时，弹簧力推动滑块滑动，从而通过杠杆推动支座朝着耐压结构件移动，进而保证耐压结构件与非耐压结构件之间的有效连接。本发明专利技术实现了耐压结构件紧固力的恒定和可控，以有效抵抗外载荷，且操作方便，使用可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置及紧固方法
本专利技术涉及水下耐压
，尤其是一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置及紧固方法。
技术介绍
水下结构件通常存在变形协调的问题，由于受静水外压的作用，圆形截面的耐压结构件会产生径向收缩变形，而与其相对安装的非耐压框架结构则不会产生变形；如果将耐压结构件和非耐压框架结构直接刚性连接在一起，必然产生二者变形不协调的问题。在深海环境下变形协调问题尤其突出，并对结构整体的安全性产生非常不利的影响。装配式连接是解决变形协调问题的一种有效手段，即耐压结构件与非耐压框架结构通过装配的方式连接在一起；耐压结构在外载荷作用下自由变形，由设置于耐压结构与非耐压框架结构之间的具备变形补偿功能的紧固装置，来保证耐压结构始终处于紧固状态，从而抵抗波浪、海流等外载荷作用。现有技术中，紧固装置一般直接采用弹性元件，例如螺旋弹簧、板簧等直接安装于耐压结构件和非耐压框架结构之间，通过弹性元件的预紧，达到对耐压结构件始终紧固和变形补偿的目的。但是，上述方式存在较明显的不足：1)弹性元件的紧固力不是恒定的，根据胡克定律，紧固力随耐压结构件收缩变形的增加而线性下降；2)弹性元件在安装前需要通过工装进行预紧，安装完毕后还需要解除预紧工装，实施难度较大，并且安装效率低下。
技术实现思路
本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的水下耐压结构自适应恒力紧固装置及紧固方法，从而实现耐压结构件紧固力的恒定和可控，以始终有效抵抗外载荷作用，且使用实施方便，安装效率高。本专利技术所采用的技术方案如下：一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，包括工型架，工型架包括相互平行并间隔设置的上臂和下臂，上臂和下臂之间垂直安装有立柱，上臂、下臂和立柱共同构成工字型结构的工型架；所述立柱两侧对称安装有杠杆，两个杠杆一端汇集，并在汇集处共同转动安装有支座，支座位于上臂的外部；两个杠杆另一端分别转动安装有滑块，两个滑块对称安装在立柱两侧的下臂上，滑块沿着下臂长度方向滑动；单个杠杆上均开有贯通的条状孔，条状孔与上臂的端部摆动连接；位于单个滑块外部的下臂上套装有弹簧，位于弹簧外部的下臂端部安装有紧固机构，所述弹簧压缩安装于滑块和紧固机构之间。作为上述技术方案的进一步改进：所述工型架的结构为：包括由上臂、下臂和立柱构成的工字型结构的架本体，架本体上臂上沿长度方向开有贯通的槽口，槽口内部的两端固装有转轴一，所述条状孔套装于转轴一上；位于立柱两侧的架本体下臂上均开有供滑块滑动的十字槽；所述架本体下臂的两端头设置有连接部，所述紧固机构安装于连接部。所述连接部为螺纹柱，所述紧固机构包括垫片和螺母，所述垫片和螺母套设于螺纹柱上，所述垫片的侧面与弹簧端部接触。所述工型架的上臂长度短于下臂长度。所述支座的结构为：包括座底板，所述座底板一侧与耐压结构件接触，座底板另一侧延伸有对称的凸耳，两个凸耳之间安装有转轴二。所述座底板为弧形板，所述座底板与耐压结构件接触的侧面为内凹弧面，该内凹弧面与耐压结构件匹配。所述滑块的结构为：包括十字件，所述十字件侧面对称延伸有支臂，两个支臂之间安装有转轴三。所述杠杆的两端分别开有孔一和孔二，所述孔一与支座连接，孔二与滑块连接。多个紧固装置同时安装于耐压结构件与非耐压结构件之间；所述耐压结构件的截面为圆形结构，多个紧固装置沿着耐压结构件的周向均匀布置。一种所述的水下耐压结构自适应恒力紧固装置的紧固方法，包括如下步骤：第一步：准备零部件，滑块的十字件、支臂和转轴三各自独立加工；以及需要相互连接的耐压结构件和非耐压结构件；第二步：将十字件水平塞至工型架的十字槽中，待十字件位于十字槽截面中部时，将十字件旋转90°，使得十字件与十字槽卡接匹配；在位于十字槽内部的十字件侧面焊装支臂；将杠杆上的孔二套装于转轴三上，并将转轴三两端分别于支臂焊装，从而完成滑块的安装；第三步：将杠杆的条状孔套装于转轴一上；将两个杠杆的孔一共同套装于支座的转轴二上，从而完成杠杆的安装；第四步：在工型架下臂两端套装弹簧，并在两端头分别套装紧固机构以防弹簧滑出，此时弹簧处于自由状态，从而完成紧固装置的安装；第五步：重复第二步至第四步，安装多个紧固装置；第六步：将第五步中的多个紧固装置沿周向布置于非耐压结构件与耐压结构件之间，将紧固装置的工型架下臂均与非耐压结构件的侧面固装，从而完成耐压结构件和非耐压结构件之间通过紧固装置连接；第七步：通过两端的紧固机构分别对两个弹簧进行预紧，使得弹簧处于压缩状态，完成单个紧固装置的紧固操作，并对多个紧固装置均进行紧固操作；第八步：进入工作状态，即耐压结构件进入水下；因受静水外压的作用，耐压结构件产生径向收缩变形；在径向收缩变形增大时，在弹簧压缩弹力的作用下，两个滑块相对滑动，进而推动杠杆转动，两个杠杆共同推动支座向外运动，即支座朝着耐压结构件的方向移动，从而使得支座与耐压结构件始终处于接触状态，即耐压结构件与非耐压结构件之间始终有效连接，从而实现工作状态时紧固状态的保持。本专利技术的有益效果如下：本专利技术结构紧凑、合理，操作方便，通过受压缩的弹簧提供预紧力，推动滑块滑动，从而施力于杠杆发生转动进行力传递，推动支座运动，进而使得支座与耐压结构件始终处于接触状态，即紧固力持续施加在耐压结构上；并能根据耐压结构变形的大小进行自适应调整，以保持紧固力恒定，实现耐压结构件与非耐压结构件的有效连接，且具有力放大效果，能满足现役水下装备的应用需求。本专利技术还包括如下优点：紧固装置安装时免去了工装的辅助预紧，通过紧固机构实现弹簧的预紧，操作方便，效率高；有效将弹簧的预紧力转化为耐压结构件的紧固力，且最终施加于耐压结构件的紧固力大于预紧力，大大促进了耐压结构件连接的可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的爆炸图。图3为本专利技术工型架的结构示意图。图4为本专利技术支座的结构示意图。图5为本专利技术滑块的结构示意图。图6为本专利技术杠杆的结构示意图。图7为本专利技术紧固装置使用时的安装示意图。图8为本专利技术在工作初始状态时的示意图。图9为本专利技术在工作极限紧固状态时的示意图。图10为本专利技术工作时杠杆的受力分析图。图11为本专利技术耐压结构件紧固力与其径向变形之间的关系曲线图(实施例)。其中：1、工型架；2、杠杆；3、支座；4、滑块；5、弹簧；6、紧固机构；7、耐压结构件；8、非耐压结构件；11、架本体；12、槽口；13、转轴一；14、十字槽；15、连接部；21、条状孔；22、孔一；23、孔二；31、座底板；32、凸耳；33、转轴二；41、十字件；42、支臂；43、转轴三。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1和图2所示，本实施例的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，包括工型架1，工型架1包括相互平行并间隔设置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：包括工型架(1)，工型架(1)包括相互平行并间隔设置的上臂和下臂，上臂和下臂之间垂直安装有立柱，上臂、下臂和立柱共同构成工字型结构的工型架(1)；所述立柱两侧对称安装有杠杆(2)，两个杠杆(2)一端汇集，并在汇集处共同转动安装有支座(3)，支座(3)位于上臂的外部；两个杠杆(2)另一端分别转动安装有滑块(4)，两个滑块(4)对称安装在立柱两侧的下臂上，滑块(4)沿着下臂长度方向滑动；单个杠杆(2)上均开有贯通的条状孔(21)，条状孔(21)与上臂的端部摆动连接；位于单个滑块(4)外部的下臂上套装有弹簧(5)，位于弹簧(5)外部的下臂端部安装有紧固机构(6)，所述弹簧(5)压缩安装于滑块(4)和紧固机构(6)之间。/n

【技术特征摘要】
1.一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：包括工型架(1)，工型架(1)包括相互平行并间隔设置的上臂和下臂，上臂和下臂之间垂直安装有立柱，上臂、下臂和立柱共同构成工字型结构的工型架(1)；所述立柱两侧对称安装有杠杆(2)，两个杠杆(2)一端汇集，并在汇集处共同转动安装有支座(3)，支座(3)位于上臂的外部；两个杠杆(2)另一端分别转动安装有滑块(4)，两个滑块(4)对称安装在立柱两侧的下臂上，滑块(4)沿着下臂长度方向滑动；单个杠杆(2)上均开有贯通的条状孔(21)，条状孔(21)与上臂的端部摆动连接；位于单个滑块(4)外部的下臂上套装有弹簧(5)，位于弹簧(5)外部的下臂端部安装有紧固机构(6)，所述弹簧(5)压缩安装于滑块(4)和紧固机构(6)之间。


2.如权利要求1所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述工型架(1)的结构为：包括由上臂、下臂和立柱构成的工字型结构的架本体(11)，架本体(11)上臂上沿长度方向开有贯通的槽口(12)，槽口(12)内部的两端固装有转轴一(13)，所述条状孔(21)套装于转轴一(13)上；位于立柱两侧的架本体(11)下臂上均开有供滑块(4)滑动的十字槽(14)；所述架本体(11)下臂的两端头设置有连接部(15)，所述紧固机构(6)安装于连接部(15)。


3.如权利要求2所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述连接部(15)为螺纹柱，所述紧固机构(6)包括垫片和螺母，所述垫片和螺母套设于螺纹柱上，所述垫片的侧面与弹簧(5)端部接触。


4.如权利要求1或2所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述工型架(1)的上臂长度短于下臂长度。


5.如权利要求1所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述支座(3)的结构为：包括座底板(31)，所述座底板(31)一侧与耐压结构件(7)接触，座底板(31)另一侧延伸有对称的凸耳(32)，两个凸耳(32)之间安装有转轴二(33)。


6.如权利要求5所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述座底板(31)为弧形板，所述座底板(31)与耐压结构件(7)接触的侧面为内凹弧面，该内凹弧面与耐压结构件(7)匹配。


7.如权利要求1所述的一种水下耐压结构自适应恒力紧固装置，其特征在于：所述滑块(4)的结构为：包括十字件(41)，所述十字件(41)侧面对称延伸有支臂(42)，两个支臂(42)之间安装有转轴三(43)。


8.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐强，张博文，刘见德，赵青，陈薇，侯春明，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32