一種鉸接式柔性連接器的製作方法

2023-10-11 14:14:59 2

本發明屬於海洋工程領域，具體涉及一種鉸接式柔性連接器。

背景技術：

超大型浮式結構物是立足國家海洋權益維護和深海資源開發的重大高端海洋工程裝備。它可用作遠海快速運輸交通樞紐、大型深遠海開發操作平臺、遠洋物資存儲中繼站以及海上機動快速反應的綜合軍事平臺等。由於超大型浮式結構物的尺寸巨大，從建造、運輸以及日常維護等方面考慮，其註定採用模塊化拼裝結構。因此連接器成為模塊化結構的關鍵部件，以往人們採用焊接、鉸接等剛性或半剛性連接器，往往導致應力集中，結構難以承受。

中國發明專利「超大型海洋浮式結構物模塊間連接器及連接方法（申請號：201210496392.6）」、「應用於超大型海洋浮式結構物模塊間的連接器及連接方法（申請號：201410199638.2）」、「一種海洋浮體有動力可調節負壓真空吸盤式連接器（申請號：201610161973.2）」等針對超大型海上浮式結構物的模塊化連接，提出了若干柔性連接器裝置，並且實現了快速安裝拆卸的功能，但其大多涉及到複雜的執行機構如液壓油缸、電磁吸盤、真空吸盤等，對於超大型浮式結構物所處的海上惡略環境來講，其安全性和可靠性難以保證。

綜上所述，現有技術的超大型浮式結構物之間的連接件以及連接的結構主要存在連接強度不夠，以及很難實現快速拼裝及解脫的需求。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明旨在提供結構可有效的減小結構應力、結構簡單緊湊、方便更換維護的柔性連接器。

本發明解決問題的技術方案是：一種鉸接式柔性連接器，包括第一鉸接座和第二鉸接座，所述第一鉸接座包括中空的箱型殼體、設置於殼體中空腔內的第一連接座，殼體右側面中部設有貫通孔；

所述第一連接座包括與殼體右側面平行設置的矩形座體、垂直固定於座體中部的第一鉸接部、垂直於座體側邊沿設置的擋板，所述第一鉸接部從貫通孔中伸出；

所述座體與殼體內腔的右側面之間均設有第一彈性高分子材料墊；

所述擋板與殼體內腔的頂面、底面、前側面、後側面之間均設有第二彈性高分子材料墊；

所述座體與殼體內腔的左側面之間均設有第三彈性高分子材料墊；

所述第二鉸接座包括中空的箱型殼體、設置於殼體中空腔內的第二連接座；第二鉸接座與第一鉸接座具有相同的結構，唯一的區別在於第二連接座上的第二鉸接部與第一鉸接部結構不同，所述第二鉸接部與第一鉸接部配套鉸接。

採用上述結構的連接器連接超大型浮式結構物後，其鉸接結構可釋放浮體縱搖自由度，減小由彎矩產生的巨大連接載荷。而且，在發生拉壓、彎曲等變形時均靠高強度彈性高分子材料墊傳遞載荷，可有效的減小結構應力。

進一步的，所述第一彈性高分子材料墊及第三彈性高分子材料墊由多層彈性橡膠及剛性墊板交替堆疊而成；

第一彈性高分子材料墊中心開有可允許第一鉸接部穿過的過孔。

剛性墊板可增加各彈性高分子材料墊的剛度，從而增加連接器的強度。

進一步的，所述第一彈性高分子材料墊與座體、剛性墊板、殼體右側面之間硫化在一起。

所述第一彈性高分子材料墊與第一鉸接部側壁、擋板、以及與殼體的非接觸面之間均存在間隙。

所述第三彈性高分子材料墊與座體、剛性墊板、殼體左側面之間硫化在一起。

所述第三彈性高分子材料墊與擋板、以及與殼體的非接觸面之間均存在間隙。

所述第二彈性高分子材料墊與擋板和殼體接觸面之間硫化在一起。

所述第二彈性高分子材料墊與殼體內腔的左側面和右側面之間均留有間隙。

上述方案中，設置間隙是為給擠壓變形的各彈性高分子材料墊提供變形空間。

採用硫化工藝可以將彈性高分子材料墊分別與對應的連接部件相對固連在一起，同步運動，一方面防止在循環受力時產生間隙而磨損，一方面同步運動可承受更大載荷。

為防止碰撞，所述第一鉸接部與貫通孔邊沿之間留有間隙。

所述第一鉸接部端部設有u形鉸接頭，第二鉸接部端部設有一字型鉸接頭，該一字形鉸接頭插入u形鉸接頭中並通過銷軸連接。

本發明的柔性連接器結構簡單緊湊，連接器的鉸接結構可釋放浮體縱搖自由度，減小由彎矩產生的巨大連接載荷。在發生拉壓、彎曲等變形時均靠高強度彈性高分子材料傳遞載荷，可有效減小結構應力，同時柔性體可減緩衝擊，確保超大型浮體安全運行。而且，該連接器為模塊化結構，方便更換維護。

與該柔性連接器配合的浮式平臺連接結構，可快速連接和脫離，實現六自由度彈性約束。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1為本發明柔性連接器立體圖。

圖2為本發明柔性連接器正剖視圖。

圖3為本發明柔性連接器俯剖視圖。

圖中：1-第一鉸接座，2-第二鉸接座，3-殼體,4-第一連接座，5-第一彈性高分子材料墊，6-剛性墊板,7-第二連接座，8-第二彈性高分子材料墊，9-貫通孔，10-第三彈性高分子材料墊,41-座體，42-第一鉸接部,43-擋板,72-第二鉸接部。

具體實施方式

為了便於描述，各部件的相對位置關係（如：上、下、左、右等）的描述均是根據說明書附圖的布圖方向來進行描述的，並不對本專利的結構起限定作用。

如圖1～3所示，一種鉸接式柔性連接器，包括第一鉸接座1和第二鉸接座2，所述第一鉸接座1包括中空的箱型殼體3、設置於殼體3中空腔內的第一連接座4。殼體3右側面中部設有貫通孔9。

所述第一連接座4包括與殼體3右側面平行設置的矩形座體41、垂直固定於座體41中部的第一鉸接部42、垂直於座體41側邊沿設置的擋板43。所述第一鉸接部42從貫通孔9中伸出，第一鉸接部42與貫通孔9邊沿之間留有間隙。

座體41與第一鉸接部42一體成型，且第一連接座座體41與第一鉸接部42的交界處平滑過渡。平滑過渡可減小應力集中。

所述座體41與殼體3內腔的右側面之間均設有第一彈性高分子材料墊5。

所述擋板43與殼體3內腔的頂面、底面、前側面、後側面之間均設有第二彈性高分子材料墊8。

所述座體41與殼體3內腔的左側面之間均設有第三彈性高分子材料墊10。

所述第一彈性高分子材料墊5及第三彈性高分子材料墊10由多層彈性橡膠及剛性墊板6交替堆疊而成。

第一彈性高分子材料墊5中心開有可允許第一鉸接部42穿過的過孔。

所述第一彈性高分子材料墊5與座體41、剛性墊板6、殼體3右側面之間硫化在一起。所述第一彈性高分子材料墊5與第一鉸接部42側壁、擋板43、以及與殼體3的非接觸面之間均存在間隙。

所述第三彈性高分子材料墊8與座體41、剛性墊板6、殼體3左側面之間硫化在一起。所述第三彈性高分子材料墊10與擋板43、以及與殼體3的非接觸面之間均存在間隙。

所述第二彈性高分子材料墊8與擋板43和殼體3接觸面之間硫化在一起。所述第二彈性高分子材料墊8與殼體3內腔的左側面和右側面之間均留有間隙。

所述第二鉸接座2包括中空的箱型殼體3、設置於殼體3中空腔內的第二連接座7。第二鉸接座2與第一鉸接座1具有相同的結構，也在相應的位置設有彈性高分子材料墊，唯一的區別在於第二連接座7上的第二鉸接部72與第一鉸接部42結構不同。第一鉸接部42端部設有u形鉸接頭，第二鉸接部72端部設有一字型鉸接頭，該一字形鉸接頭插入u形鉸接頭中並通過銷軸連接。