CN106051032B - 一种用于吊装过程的动力吸振装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于吊装过程的动力吸振装置，包括壳体以及设置于壳体外周连接装置，壳体内部设有质量块和支撑结构，质量块可滑动地支撑在支撑结构上，质量块的外周连接有多个阻尼吸振对，阻尼吸振对包括并排设置的液压阻尼器和空气弹簧，液压阻尼器的一端铰接于质量块外壁且另一端铰接于壳体的内壁，且两端铰链的轴线均垂直于支撑结构的支撑面，空气弹簧的一端连接于质量块外壁且另一端连接于壳体内壁，还包括液压阻尼调节装置和空气弹簧调节装置。液压阻尼器与质量块和壳体的铰接连接可保证质量块在支撑结构上自由移动，从而实现一个平面内多方向的吸振效果；阻尼系数和弹性系数均可调节，保证该装置可广泛适用于不同风载以及不同的分段。

Description

一种用于吊装过程的动力吸振装置

技术领域

本发明涉及海洋工程装备的吊装工艺技术领域，尤其涉及一种用于吊装过程的动力吸振装置。

背景技术

用于海洋工程的大型装备，诸如大型船只、钻井平台等在建造过程中，需要频繁地使用大型吊机吊装分段进行装配或放置焊接。吊装的工作效率的提高不仅决定着整个建造过程的效率提高，同时也可以降低成本、提高资源利用率。然而，吊装的效率的提高往往在两种情况下受到制约：一是在大风天气，分段受到风载产生振动而不得不降低吊装移动速度，甚至导致无法施工；二是吊装悬空的分段需要调整位置以满足分段位置精度，这是由于分段受到风载而产生振动使得调整过程变得困难。而解决这些问题的途径之一就是使用减振装置吸收分段的振动，从而使吊装过程更平稳、高效。

现有的吊装减振装置一般与吊杆或钢丝作用，在连接端起缓冲减振作用，对直接受到风载激励而发生振动的大质量分段的吸振作用有限，尤其是水平方向上的振动未能得到有效吸收。同时，现有吊装减振装置的可调节性差，无法对不同吊装分段的不同振动情况进行有效减振。

因此，如何对吊装过程的分段的振动进行有效吸收并提高吸振装置的适用性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于吊装过程的动力吸振装置，该动力吸振装置不仅可以对吊装的分段进行有效吸振，提高吊装效率，而且可调节性好、适用性高。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于吊装过程的动力吸振装置，包括壳体以及设置于所述壳体外周的用于与分段连接固定的连接装置，所述壳体内部设置有质量块和支撑结构，所述质量块可滑动地支撑在所述支撑结构的支撑面上，所述质量块的外周连接有多个阻尼吸振对，每个所述阻尼吸振对包括并排设置的液压阻尼器和空气弹簧，所述液压阻尼器的一端铰接于所述质量块外壁且另一端铰接于所述壳体的内壁，所述液压阻尼器两端的铰链的轴线均垂直于所述支撑结构的支撑面，所述空气弹簧的一端连接于所述质量块外壁且另一端连接于所述壳体的内壁，所述液压阻尼器连接有液压阻尼调节装置，所述空气弹簧连接有空气弹簧调节装置。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述壳体在所述质量块的上下两侧面均布置有所述支撑结构。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述支撑结构包括设置于所述壳体内部的并且与所述质量块表面滚动接触的多个滚珠轴承。

优选地，在上述动力吸振装置中，多个所述滚珠轴承呈圆环形分布。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述阻尼吸振对的数量大于等于三个，且多个所述阻尼吸振对均匀布置于所述质量块的周向。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述质量块的截面为正方形，所述质量块的四个侧壁均连接有一个所述阻尼吸振对。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述壳体为圆形盒体结构，所述质量块布置于所述壳体的中心位置，且每个所述阻尼吸振对沿所述壳体的径向布置。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述连接装置的内部设有电磁铁，且所述连接装置连接有用于控制所述电磁铁通断电的电磁控制装置。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述壳体的外周设置有多个所述连接装置。

优选地，在上述动力吸振装置中，所述壳体的外周均匀地设置有四个所述连接装置。

本发明提供的用于吊装过程的动力吸振装置，包括壳体以及设置于壳体外周的用于与分段连接固定的连接装置，壳体内部设置有质量块和支撑结构，质量块可滑动地支撑在支撑结构的支撑面上，质量块的外周连接有多个阻尼吸振对，每个阻尼吸振对包括并排设置的液压阻尼器和空气弹簧，液压阻尼器的一端铰接于质量块外壁且另一端铰接于壳体的内壁，液压阻尼器两端的铰链的轴线均垂直于支撑结构的支撑面，空气弹簧的一端连接于质量块外壁且另一端连接于壳体的内壁，液压阻尼器连接有液压阻尼调节装置，空气弹簧连接有空气弹簧调节装置。

吊装前将该动力吸振装置放置在分段上，其放置方向保证其中两个相对的液压阻尼器方向与最大风载方向相同，利用连接装置将壳体固定在分段上。吊装起分段，监测分段的振动情况，通过控制液压阻尼调节装置来调节液压阻尼器的阻尼系数，同时，通过控制空气弹簧调节装置来调节空气弹簧的弹性系数。通过动态调节来使吊装分段的振动大幅降低，并最终停止调节液压阻尼器和空气弹簧，达到减振效果从而进行稳定吊装以及吊装位置调节。吊装完成后，松开连接装置使该动力吸振装置与分段分离。

本发明中的液压阻尼器与质量块和壳体的铰接连接可保证质量块在支撑结构上自由移动，从而实现一个平面内多方向的吸振效果；液压阻尼器的阻尼系数和空气弹簧的弹性系数均可调节，保证了该动力吸振装置的广泛适用性，即可以适用于不同风载以及不同的吊装分段等情形。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例中的动力吸振装置整体结构示意图；

图2为本发明具体实施例中的动力吸振装置的正视图。

图1和图2中：

1-壳体、2-质量块、3-阻尼吸振对、4-液压阻尼器、5-空气弹簧、6-连接装置、7-电磁控制装置、8-空气弹簧调节装置、9-液压阻尼调节装置、10-铰链、11-支撑结构。

具体实施方式

本发明核心在于提供一种用于吊装过程的动力吸振装置，该动力吸振装置不仅可以对吊装的分段进行有效吸振，提高吊装效率，而且可调节性好、适用性高。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1和图2，图1为本发明具体实施例中的动力吸振装置整体结构示意图，图2为本发明具体实施例中的动力吸振装置的正视图。

在一种具体实施例方案中，本发明提供了一种用于吊装过程的动力吸振装置，该动力吸振装置包括壳体1以及设置于壳体1外周的用于与分段连接固定的连接装置6，壳体1内部设置有质量块2和支撑结构11，质量块2可滑动地支撑在支撑结构11的支撑面上，质量块2的外周连接有多个阻尼吸振对3，每个阻尼吸振对3包括并排设置的液压阻尼器4和空气弹簧5，液压阻尼器4的一端铰接于质量块2外壁且另一端铰接于壳体1的内壁，液压阻尼器4两端的铰链10的轴线均垂直于支撑结构11的支撑面，空气弹簧5的一端连接于质量块2外壁且另一端连接于壳体1的内壁，液压阻尼器4连接有液压阻尼调节装置9，空气弹簧5连接有空气弹簧调节装置8。

需要说明的是，壳体1作为整个动力吸振装置的支撑外壳，其内部时阻尼吸振装置，其外部是连接装置6。为了进一步提高该动力吸振装置的适用性，优选地，本方案的壳体1在质量块2的上下两侧面均布置有支撑结构11。如图2所示，支撑结构11设计为上下对称分布，壳体1也就没有了正反面的区分，这样就可以使得整个动力吸振装置既可以放置在分段上面，又可以悬挂在分段下方。需要说明的是，在使用时，壳体1水平布置，即支撑结构11的支撑面为水平面，质量块2则可以在水平面内自由滑动。当然，也可以将支撑结构11的支撑面与水平面呈一定夹角。

需要说明的是，支撑结构11的作用是为质量块2提供支撑基础，为了使质量块2能够更加自如地在支撑结构11的支撑面上滑动，优选地，本方案中的支撑结构11包括设置于壳体1内部的并且与质量块2表面滚动接触的多个滚珠轴承，这些滚珠轴承形成支撑质量块2的支撑面，在支撑壳体1内部的质量块2的同时，可以使质量块2在较小的摩擦阻力下相对支撑结构滑动。更加优选地，多个滚珠轴承呈圆环形分布。如图2所示，支撑结构11位于壳体1内部的中心位置处，并上下对称分布。支撑结构11具体包括均匀固定在壳体1上下内壁的多个呈圆环形分布的滚珠轴承，这些滚珠轴承分布区域的大小，以能够支撑工作状态下的质量块2为原则来确定。

需要说明的是，阻尼吸振对3作为一个单独的吸振单元，其可用于吸收分段在沿该阻尼吸振对3的延伸方向上的振动，因此，在越多方向上布置有阻尼吸振对3，就能吸收越多方向的振动。为了便于吸收分段沿更多方向的振动，优选地，本方案中的阻尼吸振对3的数量需要大于等于三个，进一步地，将这些阻尼吸振对3均匀布置于质量块2的周向，可以实现对分段进行更加均匀地吸振。

需要说明的是，质量块2的周围连接有阻尼吸振对3，质量块2通过支撑结构11放置在壳体1的中心区域。质量块2截面的形状可以为三角形、矩形、正方形、六边形、八边形或其他不规则形状，优选地，本方案中的质量块2为正方形，如图1所示，阻尼吸振对3的数量为四个，即质量块2的四个侧壁均连接有液压阻尼器4和空气弹簧5。

优选地，本方案中的壳体1设计为圆形盒体结构，质量块2布置于壳体1的中心位置，且每个阻尼吸振对3沿壳体1的径向布置。如此设置，在安装该动力吸振装置的时候，将其中两个相对布置的液压阻尼器4(例如图1中质量块2左右两侧相对布置的两个液压阻尼器4)的延伸方向与最大风载方向相同，就可以使质量块2直接沿阻尼吸振对3的延伸方向移动，减少了扭转运动，提高了吸振效果。

液压阻尼器4的两端分别通过铰链10与质量块2和壳体1相铰接，因此，允许摆动，同时可以通过改变液压压力来改变液压阻尼器4的阻尼系数。液压阻尼器4均与液压阻尼调节装置9连接，液压阻尼调节装置9为液压阻尼器4提供压力，同时可以通过调节压力来调节阻尼系数。

空气弹簧5与液压阻尼器4并排分布，空气弹簧5的两端分别连接于质量块2和壳体1，可以通过调节气压来调节弹性系数。空气弹簧5均与空气弹簧调节装置8连接，空气弹簧调节装置8为空气弹簧5提供气压，同时可以通过调节气压来调节空气弹簧5的弹性系数。

需要说明的是，连接装置6的作用是将整个动力吸振装置固定在吊装的分段表面，其可以通过多种固定形式实现连接固定，例如螺栓固定、磁铁吸附固定、卡扣固定等等，优选地，本方案中的连接装置6的内部设有电磁铁，当电磁铁通电时，壳体1便可通过该连接装置稳定固定在分段上。进一步地，连接装置6连接有用于控制电磁铁通断电的电磁控制装置7，由电磁控制装置7来控制连接装置6的电磁铁的通断电，进而控制整个动力吸振装置与分段的连接与分开，提高了操作的便利性，自动化程度高。

为了进一步保证壳体1与分段的稳固连接，优选地，本方案中在壳体1的外周设置有多个连接装置6，进一步地，本方案中在壳体1的外周均匀地设置有四个连接装置6，如图1所示。

本发明提供的动力吸振装置的使用过程如下：

吊装前，将该动力吸振装置放置在分段上表面，或者分段下表面，或者在分段上下表面成对放置，每个动力吸振装置的放置方向保证其中两个相对布置的液压阻尼器4方向与最大风载方向相同。控制电磁控制装置7控制连接装置6的电磁铁通电，使动力吸振装置与分段稳固连接。吊装起分段，监测分段的振动情况。控制液压阻尼调节装置9来调节液压阻尼器4的阻尼系数，同时，控制空气弹簧调节装置8来调节空气弹簧5的弹性系数。通过动态调节来使吊装分段的振动大幅降低，并最终停止调节液压阻尼器4和空气弹簧5，达到减振效果，从而进行稳定吊装以及吊装位置调节。吊装完成后，控制电磁控制装置7控制连接装置6的电磁铁断电，使动力吸振装置与分段分离。

可见，本发明的四个液压阻尼器4的分布特征以及液压阻尼器4与质量块2和壳体1的铰接连接方式可以保证质量块2在一个平面内的自由移动，从而实现一个平面内多方向的吸振；液压阻尼器4的阻尼系数和空气弹簧5的弹性系数的可调性，保证了动力吸振装置的广泛适用性，即可以适用于不同风载、不同的吊装分段等情形。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种用于吊装过程的动力吸振装置，其特征在于，包括壳体(1)以及设置于所述壳体(1)外周的用于与分段连接固定的连接装置(6)，所述壳体(1)内部设置有质量块(2)和支撑结构(11)，所述质量块(2)可滑动地支撑在所述支撑结构(11)的支撑面上，所述质量块(2)的外周连接有多个阻尼吸振对(3)，每个所述阻尼吸振对(3)包括并排设置的液压阻尼器(4)和空气弹簧(5)，所述液压阻尼器(4)的一端铰接于所述质量块(2)外壁且另一端铰接于所述壳体(1)的内壁，所述液压阻尼器(4)两端的铰链(10)的轴线均垂直于所述支撑结构(11)的支撑面，所述空气弹簧(5)的一端连接于所述质量块(2)外壁且另一端连接于所述壳体(1)的内壁，所述液压阻尼器(4)连接有液压阻尼调节装置(9)，所述空气弹簧(5)连接有空气弹簧调节装置(8)，所述连接装置(6)的内部设有电磁铁，且所述连接装置(6)连接有用于控制所述电磁铁通断电的电磁控制装置(7)。

2.根据权利要求1所述的动力吸振装置，其特征在于，所述壳体(1)在所述质量块(2)的上下两侧面均布置有所述支撑结构(11)。

3.根据权利要求2所述的动力吸振装置，其特征在于，所述支撑结构(11)包括设置于所述壳体(1)内部的并且与所述质量块(2)表面滚动接触的多个滚珠轴承。

4.根据权利要求3所述的动力吸振装置，其特征在于，多个所述滚珠轴承呈圆环形分布。

5.根据权利要求1所述的动力吸振装置，其特征在于，所述阻尼吸振对(3)的数量大于等于三个，且多个所述阻尼吸振对(3)均匀布置于所述质量块(2)的周向。

6.根据权利要求5所述的动力吸振装置，其特征在于，所述质量块(2)的截面为正方形，所述质量块(2)的四个侧壁均连接有一个所述阻尼吸振对(3)。

7.根据权利要求6所述的动力吸振装置，其特征在于，所述壳体(1)为圆形盒体结构，所述质量块(2)布置于所述壳体(1)的中心位置，且每个所述阻尼吸振对(3)沿所述壳体(1)的径向布置。

8.根据权利要求1所述的动力吸振装置，其特征在于，所述壳体(1)的外周设置有多个所述连接装置(6)。

9.根据权利要求8所述的动力吸振装置，其特征在于，所述壳体(1)的外周均匀地设置有四个所述连接装置(6)。