Машина для испытания каната на долговечность Советский патент 1985 года по МПК D07B7/16 G01N3/32 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности, к машинам для испытания канатов на долговечность, преимущественно для испытаний канатно-блочной оснастки системы натяжения морского стояка и направляющих канатов комплексов, подводного устьевого оборудования плавающих буровых установок, работающих в условиях длительных колебаний с переменными динамическими нагрузками и -скоростями перемещения каната, соответствующими синусоидальному закону волнения моря.

Целью изобретения является повыщение качества испытаний за счет приближения условий испытания канатов к условиям работы его в системе натяжения морского стояка плавучих буровых установок путем синхронизации изменения динамики нагружения и скорости перемещения каната.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема машины для испытания канатов; на фиг. 2 - вид Б на фиг. 1; на фиг, 3 - вид Б на фиг. 1 (без кулисы); на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.

Машина содержит станину 1, привод 2 с редуктором 3 и карданными валами 4 и 5. Испытуемый канат 6 с концами, соединенными захватом 7, навещен приводной нагрузочный блок 8 и натяжной блок 9, установленные в подвижных вилках 10 и 11 соответственно, которые опираются на направляющие 12 и 13, приводная ось 14, установленная эксцентриком 15 в ступицу нагрузочного блока 8 с возможностью вращения, а своими концами оси 14 расположена в подвижной вилке 10, которая связана со станиной 1 посредством упругого элемента например пружиной 16.

Механизм возвратно-поступательного перемещения каната выполнен в виде щатуна 17, кинематически связанного одним концом через вертлюг 18 с кривощипом 19 оси 14, а другим концом - с кулисой 20. Кулиса 20 имеет направляющий паз 21, взаимодействующий с сухарем 22, выполненным на ползуне с зажимом 23, который установлен в направляющих 24 и жестко закреплен на канате 6.

Для предварительного натяжения каната предназначен натяжной блок 9, вилка 11 которого посредством привода 25, передачи 26, редуктора 27, винтовой передачи 28 с винтом 29 может перемещаться по направляющей 13 и тем самым создает натяжение каната до нагрузки Р с грубой точностью.

При этом пружина 16 сжимается предварительно.

Для точного регулирования нагрузки Р имеется поджимная гайка 30. Поворотом гайки 30 (на тяге 31) поджимается пружина 16 на длину ii, нагружая канат точной нагрузкой Pi.

Ось 14 снабжена маховиком 32, что обеспечивает плавность работы мащины.

С целью расширения диапазона длины хода каната на кулисе 20 предусмотрено три положения щарнира крепления шатуна 5 17 к кулисе 20. Длина хода возвратно-поступательного- перемещения каната в этом случае равна

где А-продольное перемещение кривощипа; 01 радиус от центра качания кулисы до

оси сухаря;

и переменный радиус от центра качания кулисы до шарнира соединения с шатуном.

Минимальная длина хода перемещения каната достигается соединением шатуна 17 непосредственно с сухарем 22 зажима 23 (минуя кулису 20) и равна .

Мащина работает следующим образом. Канат 6 находится в натянутом состоянии 0 ПОД нагрузкой Р{ и фиксирует эксцентрик 15 относительно оси натяжного блока 9. Вращение от привода 2 через карданный вал 4, редуктор 3, карданный вал 5 передается на ось 14. При вращении оси 14 вилка 10 перемещается в направляющих 12 вдоль продольной оси тяги 31 на расстояние 2г. При этом эксцентрик 15 с нагрузочным блоком 8 совершает покачивание в горизонтальной плоскости в обе стороны от продольной оси тяги 31 на размер г.

0 При вращении оси 14 и перемещении подвижной вилки 10 по направляющим 12 на расстояние 2г периодически сжимается пружина 16 с уменьшением размера от li до . При этом нагрузка на пружину 16, а следовательно, и на испытуемый канат, 5 периодически возрастает от Р до Pj.

Вращаясь, ось 14 кривошипом 19 описывает замкнутую кривую (шириной 2R и длиной А) и через вертлюг 18, шатун 17, кулису 20 и сухарь 22 или (см. фиг. 3) через 0 вертлюг 18, шатун 17 и сухарь 22 перемещает ползун с зажимом 23, а вместе с ним и испытуемый канат на расстояние L.

Таким образом, за один оборот приводной оси 14 осуществляется один цикл нагружения испытуемого каната, а именно: переменной нагрузкой от Р до Р и от Pg до PJ с возвратно-поступательным перемещением каната на длину хода (щага), равную L ±A-§f- или .

Лв.

- При этом изменение динамики нагружения оснастки от PI до Рг осуществляется синхронно изменению скорости хода каната.

Частота циклов определяется оборотами двигателя 2 и редуктором 3.

Данная машина позволяет максимально 5 приблизить режимы испытаний канатно-блочной оснастки к реальным режимам эксплуатации оснастки систем натяжения плавучих буровых установок, обеспечивает получение

более достоверных данных о наработке канатно-блочной оснастки систем натяжения морского стояка и направляющих канатов за счет обеспечения жесткой синхронизации изменения динамики нагружения и скорости перемещения каната.

Повышается точность определения времени работы каната и срока межремонтного периода а также повышается безаварийность работы канатно-блочной оснастки систем натяжения морского стояка и навЗидб

2г ,

правляющих канатов в межремонтный период.

Экономический эффект канатно-блочной оснастки в условиях, близких к эксплуатационным, заключается в сокращении неплановых простоев плавучих буровых установок из-за отказа канатно-блочных систем натяжения.

Годовой экономический эффект за счет сокращения простоя буровой установки на 8 ч составляет 16 тыс. ,руб.

23

Фие.г

1. МАШИНА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАНАТА НА ДОЛГОВЕЧНОСТЬ, содержащая смонтированные на станине два расположенных в одной плоскости и охватываемых канатом блока, один из которых подпружинен в направлении от второго, механизма динамического нагружения каната и привод, связанный с осью одного из блоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества испытаний, она снабжена механизмом перемещения каната с зажимом, установленным на станине с воз.можностью жесткой фиксации на канате и кинематически связанным с приводной осью, при этом на последней выполнены эксцентрик, несущий блок и кривошип. 2.Мащина по п. 1, отличающаяся тем, что механизм натяжения каната выполнен в виде шарнирно связанного с кривошипом щатуна, соединенного свободным концом с кулисой, шарнирно закрепленной на станине и взаимодействующей посредством своего паза с зажимом. 3.Машина по п. 1, отличающаяся тем, S что на приводной оси установлен маховик. 1сл 4.Машина по п. 2, отличающаяся тем, что шатун соединен с кулисой с возможностью регулировочного возвратно-поступательного перемещения по ней. О5 ГС 4 к

30

22 23

CD

f

- ... ,4«

ФиеЛ