[發(fā)明專利]一種被動式鋼絲張力加載與測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711154891.6
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN109807262B
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱永偉;宋佳;董琳琳;王洪偉;梁宏;果翔;鄭偉;張學(xué)順
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院沈陽計算技術(shù)研究所有限公司
• 主分類號: B21F3/04
• 分類號: B21F3/04;B21C51/00;B21F23/00
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 汪海

本發(fā)明涉及輸油膠管鋼絲張力測量領(lǐng)域，具體地說是一種被動式鋼絲張力加載與測量裝置，包括加載機(jī)構(gòu)、輸出導(dǎo)線機(jī)構(gòu)、仰角馬達(dá)和底座，加載機(jī)構(gòu)包括上箱體和下箱體，下箱體下端與底座鉸接，上箱體與下箱體上端一側(cè)鉸接，仰角馬達(dá)安裝于底座上，加載機(jī)構(gòu)通過仰角馬達(dá)驅(qū)動起落，在下箱體上設(shè)有翻蓋機(jī)構(gòu)，上箱體通過翻蓋機(jī)構(gòu)驅(qū)動翻合，在下箱體上設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，上箱體與下箱體扣合時通過鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定，在下箱體內(nèi)設(shè)有走線輪，在上箱體內(nèi)設(shè)有可升降的加載輪，在下箱體的出線端設(shè)有走線槽座，在走線槽座上設(shè)有張力測量裝置，輸出導(dǎo)線機(jī)構(gòu)可移動地設(shè)置于走線槽座的自由端。本發(fā)明在輸油膠管的鋼絲纏繞過程中，能夠?qū)崟r檢測和控制鋼絲張力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輸油膠管鋼絲纏繞技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種被動式鋼絲張力加載與測量裝置。

背景技術(shù)

海上輸油膠管是一種特殊的橡膠管道，是技術(shù)含量高且附加值大的海工產(chǎn)品，它主要用于連接采油平臺與油船完成石油等傳輸。海上輸油技術(shù)已經(jīng)成為油氣勘探研發(fā)領(lǐng)域中一項日益完善的技術(shù)，而輸油膠管的使用壽命是制約整個裝備的關(guān)鍵。海上輸油膠管屬于粘結(jié)管，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要由多層橡膠、金屬絲與其他復(fù)合材料如網(wǎng)布、簾線經(jīng)硫化而成。在其加工制造過程中，金屬絲的纏繞是比較關(guān)鍵的工序之一，目前采用的纏繞方式主要通過人工手動控制，而為了實現(xiàn)自動化控制，需要對纏繞張力的大小進(jìn)行研究。

在鋼絲纏繞過程中，鋼絲被纏繞到輸油膠管管體上時，彎曲半徑遠(yuǎn)小于最小彈性彎曲半徑，因此鋼絲在加工過程中的彎曲半徑一般情況下小于鋼絲的屈服半徑，鋼絲在輸油膠管管體上的纏繞，都會發(fā)生塑性變形，并且因為存在多次連續(xù)纏繞成型，這種塑性應(yīng)變會累積，使最終生產(chǎn)出的鋼絲層中留有較小的應(yīng)變，從而增大實際膠管的疲勞性能。另外，鋼絲在纏繞時為拉彎受力，拉力將引起鋼絲的軸向拉伸變形，不但引起鋼絲中性層的偏移，變形增大，而且由于殘余應(yīng)力影響，使得鋼絲與輸油膠管管體上產(chǎn)生正壓力，對輸油膠管的使用壽命和脫模工藝產(chǎn)生較大影響。因此鋼絲合適的張力大小對于輸油膠管的鋼絲纏繞至關(guān)重要，也在很大程度上影響輸油膠管的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種被動式鋼絲張力加載與測量裝置，在輸油膠管的鋼絲纏繞過程中，能夠?qū)崟r檢測和控制鋼絲張力，有效提高鋼絲纏繞質(zhì)量和輸油膠管的使用壽命。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：

一種被動式鋼絲張力加載與測量裝置，包括加載機(jī)構(gòu)、輸出導(dǎo)線機(jī)構(gòu)、仰角馬達(dá)和底座，加載機(jī)構(gòu)包括上箱體和下箱體，所述下箱體下端與底座鉸接，所述上箱體與所述下箱體上端一側(cè)鉸接，仰角馬達(dá)安裝于所述底座上，且整個加載機(jī)構(gòu)通過所述仰角馬達(dá)驅(qū)動抬起或落下，在所述下箱體上設(shè)有翻蓋機(jī)構(gòu)，且所述上箱體通過所述翻蓋機(jī)構(gòu)驅(qū)動翻起或扣合，在所述下箱體上設(shè)有鎖緊機(jī)構(gòu)，且所述上箱體與下箱體扣合時通過所述鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定，在所述下箱體內(nèi)設(shè)有走線輪，在所述上箱體內(nèi)設(shè)有可升降的加載輪，在所述下箱體的出線端設(shè)有走線槽座，在所述走線槽座上設(shè)有張力測量裝置，輸出導(dǎo)線機(jī)構(gòu)可移動地設(shè)置于所述走線槽座的自由端。

在所述上箱體上側(cè)設(shè)有多個加載油缸，在所述上箱體內(nèi)部沿著鋼絲走線方向設(shè)有多個加載輪，且各個加載輪分別通過不同的加載油缸驅(qū)動升降；在所述下箱體內(nèi)部沿著鋼絲走線方向設(shè)有多個走線輪。

所述翻蓋機(jī)構(gòu)包括翻蓋馬達(dá)、翻轉(zhuǎn)軸和翻轉(zhuǎn)鉸鏈，所述上箱體和下箱體通過兩個翻轉(zhuǎn)鉸鏈鉸接，所述翻轉(zhuǎn)軸兩端與翻轉(zhuǎn)鉸鏈鉸接處相連，且所述翻轉(zhuǎn)軸通過所述翻蓋馬達(dá)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。

所述鎖緊機(jī)構(gòu)包括鎖緊油缸、鎖緊軸和鎖緊座，在所述上箱體上設(shè)有一個鎖塊，所述鎖緊軸通過所述鎖緊油缸驅(qū)動移動，且所述上箱體和下箱體鎖定時，所述鎖緊軸插入所述鎖塊上的鎖孔中，鎖緊座設(shè)置于所述下箱體側(cè)壁上，所述鎖緊油缸安裝在所述鎖緊座上。

所述底座包括下座體和鉸接座，所述鉸接座設(shè)置于所述下座體上側(cè)，所述下箱體下側(cè)設(shè)有鉸接板，且所述鉸接板通過鉸軸與所述鉸接座鉸接，所述鉸軸與所述仰角馬達(dá)固連。

所述底座上設(shè)有顯示所述張力測量裝置測量數(shù)值的顯示屏。