专利名称：水下金刚石绳锯机的张紧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水下设备的切割装置，尤其涉及一种适用于海上石油平台导 管架或桩基和海底破损油气管道等水下大直径或者多种材料填充的管道以及 核电业等陆地上的大直径或者多材料填充的管道进行切割作业的水下金刚石 绳锯机的张紧装置。
背景技术：
经过几十年的建设，全球海域油气平台(Offshore Oil and Gas Platform) 等结构物的数量愈来愈多，据初步统计约有6500座。随着油气田的逐步开采， 逐渐达到可开采量的尽头时，其衍生的潜在问题也日趋复杂，例如，开采的 经济性，潜在的污染、对环境的危害等等。因此，及时和适时地停止生产， 并将废弃结构物进行适当的处置问题，业己受到全球普遍重视。
目前海上石油工程以及核电业中对大直径或者多材料填充的管道的切割 作业采用冷切割、热切割或者爆炸切割等方式，冷切割方法技术难度大，因 此使用的很少，而热切割方式不适合于水下作业，爆炸切割的方式不环保。
近年来，在国外开发出金刚石绳锯切割技术用于对海上石油平台导管架 或桩基等水下大直径或者多种材料填充的管道以及核电业等陆地上的大直径 或者多材料填充的管道进行切割作业，其优点是结构简单，适应多种材料同 时切割，不受结构形状和尺寸的限制，作业时需要冷却，因此更适合于在水 下工作。
金刚石绳锯机主要包括夹紧机构和切割机构，夹紧机构用于抱紧待切割 管道，将绳锯机本体进行固定，主要包括夹紧框架、夹紧液压缸、夹紧瓣以 及切割机构的导向装置等部件；切割机构用于完成金刚石串珠绳的张紧、切 向进给和径向进给工作，主要包括切割框架、张紧装置、主运动装置和径向 进给装置及导向装置等部件。
金刚石绳锯机主要是依靠设置的金刚石串珠绳的柔性和金刚石颗粒的至 刚性能而完成对多种材料填充的管道或者各种形状的管道，特别是大直径管 道的切割目标作业，因此，金刚石串珠绳必须具备一定的张紧力，而且要保持张紧力的恒定，才能保证正常的切割作业；在切割作业过程中必须依据进 给力的大小，适当调节串珠绳的径向进给速度，避免串珠绳张力过大致使串 珠绳磨损过快或者发生断绳现象；此外，为了方便串珠绳的安装和更换，要 求金刚石绳锯机的驱动轮和导向轮之间的初始安装距离应该能够适应金刚石 绳锯机串珠绳的长度误差，确保串珠绳安装后能够具备必要的张紧力，且便 于其更换。所以，金刚石绳锯机需要设置一套张紧装置来保证串珠绳初始张 紧力、加工过程中的稳定张紧力以及拆装的方便。但是，现有的水下金刚石 绳锯机的张紧装置不能进行张力的检测，没有设置导向装置，受力效果不好， 不能承受更大的张紧力。
针对上述问题，本发明创作人设计了一种水下金刚石绳锯机的张紧装置。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种水下 金刚石绳锯机的张紧装置，由张紧轮、张紧轮轴座、张紧力检测机构、调整 调整手柄、丝杠以及基座等部件组成，可以保证绳锯机串珠绳初始张紧力和 加工过程中稳定的张紧力以及串珠绳装拆方便，通过张力传感器进行实时监 控并控制串珠绳径向进给速度，确保切割作业安全、顺利、高效、准确的进 行，适应大直径或者多材料填充的管道进行切割作业的需要。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于，包括张紧轮、张紧 轮轴座、张紧力检测机构、调整手柄、丝杠以及基座；该基座的内侧面与张 紧轮轴座滑动式配合，外侧面与金刚石绳锯机的框架连接一体；丝杠位于张 紧轮轴座内部，其一端穿出张紧轮轴座而与调整手柄连接固定；张紧轮轴座 一端设有轴座孔，供张紧轮轮轴穿设定位；张紧力检测机构套设在丝杠上， 且位于张紧轮轴座远离轴座孔的一端。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中张紧轮轴座为槽形体与设在 槽形体外部的外套体相互滑动套合而构成，外套体为框形体，该框形体是由 两块横端板分别将两个呈L字形体的侧拉板连接固定在一个封闭端面的两侧 而构成，丝杠设置在框形体内部，丝杠穿出外套体封闭端面的一端处设有丝 杠锁紧部件并与调整手柄连接固定，丝杠另一端穿出外套体开口端而位于套 合在外套体内的槽形体内；两个呈L字形体侧拉板套合槽形体端以及横端板 上分别设有数个供安装使用的通孔；该槽形体外端下部设有轴座孔，供张紧轮的轮轴穿设定位，槽形体两侧壁顶端面上设有导轨，且槽形体两侧壁外侧
面中部分别设有凹部，供外套体的L字形体滑动配合。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中丝杠锁紧部件为防旋叉。 前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中轴座孔孔壁设有供穿设限制
张紧轮轴周向运动的顶丝的顶丝孔，张紧轮轮轴端部设有限制张紧轮轴向运
动的限位螺母。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中基座为方形板体，其顶面靠 近张紧力检测机构一端设有开孔，该开孔供固定丝杠，基座底面设有与张紧 轮轴座导轨滑动配合的滑槽。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中槽形体两侧壁顶端面上设有 的导轨为燕尾槽形导轨。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中张紧力检测机构为张紧力传 感器，该张力传感器套在丝杠上。
前述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中丝杠上设有调整螺母，该螺 母穿出基座的幵孔。
本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置的有益效果，其包括张紧轮、张紧 轮轴座、张紧力检测机构、调整手柄、丝杠以及基座；该基座的内侧面与张 紧轮轴座滑动式配合，外侧面与金刚石绳锯机的框架连接一体；丝杠位于张 紧轮轴座内部，其一端穿出张紧轮轴座而与调整手柄连接固定；张紧轮轴座 一端设有轴座孔，供张紧轮轮轴穿设定位；张紧力检测机构套设在丝杠上， 且位于张紧轮轴座远离轴座孔的一端；可以保证绳锯机串珠绳初始张紧力和 加工过程中稳定的张紧力以及串珠绳装拆方便，通过张力传感器进行实时监 控并控制串珠绳径向进给速度，确保切割作业安全、顺利、高效、准确的进 行，适应大直径或者多材料填充的管道进行切割作业的需要。
图1为本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置立体结构示意图。
图2为本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置俯视结构图。
图3为本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置张紧轮轴座结构图。
图4为本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置丝杠结构示意图。
图中主要标号说明l调整手柄、2张紧力传感器、3丝杠、31防旋叉、
32丝杠螺母、4基座、5张紧轮轴座、51轴座孔(张紧轮安装孔)、52顶丝孔、53导轨面、54燕尾槽、55侧拉板、551侧拉板安装孔、56横端板、561
横段板安装孔、57封闭端、6张紧轮、7导轨。
具体实施例方式
参阅图1所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其包括张紧轮6、 张紧轮轴座5、张紧力检测机构2、调整手柄l 、丝杠3以及基座4;该基座 4的内侧面与张紧轮轴座5滑动式配合，外侧面与金刚石绳锯机的框架连接一 体；丝杠3位于张紧轮轴座5内部，其一端穿出张紧轮轴座5而与调整手柄1 连接固定；张紧轮轴座5 —端设有轴座孔(张紧轮安装孔)51，供张紧轮6 轮轴穿设定位；张紧力检测机构2套设在丝杠上，且位于张紧轮轴座5远离 轴座孔51的一端。
参阅图2、图3所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中，张紧 轮轴座5为槽形体与设在槽形体外部的外套体相互滑动套合而构成，外套体 为框形体，该框形体是由两块横端板56分别将两个呈L字形体的侧拉板55 连接固定在一个封闭端面57的两侧而构成，丝杠3设置在框形体内部，丝杠 3穿出外套体封闭端面57的一端处设有丝杠锁紧部件31并与调整手柄1连接 固定，丝杠3另一端穿出外套体开口端而位于套合在外套体内的槽形体内； 两个呈L字形体侧拉板55套合槽形体端以及横端板56上分别设有数个供安 装使用的通孔(安装孔)551和561;该槽形体外端下部设有轴座孔51，供张 紧轮6的轮轴穿设定位，槽形体两侧壁顶端面上设有导轨7，且槽形体两侧壁 外侧面中部分别设有凹部，供外套体的L字形体滑动配合。
参阅图4所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中，丝杠3锁 紧部件为防旋叉31。
参阅图3所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其中，轴座孔51 孔壁设有供穿设限制张紧轮6轮轴周向运动的顶丝的顶丝孔52，张紧轮轮6 轮轴端部设有限制张紧轮轴向运动的限位螺母。
参阅图l、图2所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其基座4为 方形板体，其顶面靠近张紧力检测机构2 —端设有开孔，该开孔供固定丝杠3， 基座4底面设有与张紧轮轴座5导轨7的导轨面53滑动配合的滑槽。所述槽 形体两侧壁顶端面上设有的导轨7为燕尾槽54形的导轨，如图3所示。
参阅图4所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置，其张紧力检测机 构2为张紧力传感器，该张力传感器套在丝杠3上。所述丝杠3上设有调整螺母32，该螺母32穿出基座4的开孔。
参阅图l、图2所示，本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置使用时，直接 将张紧装置的基座4通过螺栓安装在切割框架上。
① 通过调整手柄1顺时针旋转金刚石绳锯机张紧装置的丝杠3，使丝杠 3带动张紧轴座5向右移动(即相对于绳锯机的正面的右边)，使张紧轮与切 割装置的主动轮的距离达到最小，为联接成封闭环状的金刚石串珠绳的安装 做好准备；
② 将联接成封闭环状的金刚石串珠绳从绳锯机本体正面方向套入切割 装置的主动轮和导向轮，以及张紧装置的张紧轮6;
③ 通过调整手柄1逆时针旋转金刚石绳锯机张紧装置的丝杠3，使丝杠 3带动张紧轴座5向左移动(即相对于绳锯机的正面的左边)，使张紧轮与切 割装置的主动轮的距离加大，金刚石串珠绳张紧，根据张力传感器检测的张 力数值，通过丝杠3螺母32调整控制张紧轮移动的距离，即使串珠绳保持合 理的初始张紧力，为水下金刚石绳锯机的切割作业做好准备；
④ 通过张紧轴座5外侧丝杠3锁紧部件31 (如图4所示)锁紧丝杠3， 防止丝杠3松动；
⑤ 当金刚石绳锯机作业完毕，通过吊放装置将其吊放回工作母船，通过 调整手柄1顺时针旋转金刚石绳锯机张紧装置的丝杠3，将串珠绳放松卸下。
本发明水下金刚石绳锯机的张紧装置的工作原理该装置由张紧轮轴座、 张紧力检测装置、调整调整手柄、丝杠、基座等部件组成，其主要是利用丝 杠的基本功能，即丝杠旋转时，丝杠的调整螺母可以沿着丝杠的轴线移动， 从而使张紧轮能够左右移动，以调节串珠绳的张紧程度，当丝杠螺母向右移 动时，串珠绳张紧，而丝杠螺母向左移动时，串珠绳放松。
参阅图l、图2、图4所示，本发明水下金刚石绳锯机通过基座4上的安 装孔以及侧拉板55和横端板56上的安装孔551、 561与切割机构框架的相应 部位连接固定，使张紧装置与金刚石绳锯机整机框架成为一体，确保张紧轮6 与切割装置的导向轮、主动轮的基本相对位置，并保证张紧装置自身的的强 度、刚度和稳定性。这种装置结构简单、实用，它是利用丝杠的螺旋传动的 形式提供张紧力，根据螺旋传动的特点，当螺旋升角小于某一数值时,可以实 现任意位置的自锁，保证串珠绳能可靠张紧或放松；张紧轮轴座5与丝杠联 接成一体，主要用来固定张紧轮，在张紧轮轴座的轴座孔孔壁上设置了两个座孔中，可通过拧紧两个顶丝(即螺丝) 来限制张紧轮轴的周向运动，张紧轮轴端部设有限位螺母，它主要起到限制 张紧轮轴向运动的作用并确保张紧轮不会因重力作用而从轴座孔中脱离，同 时可调整张紧轮与切割装置主动轮位于同一平面上，保证串珠绳在张紧轮上 传动的平稳性和切口的准确性和规整性，张紧以后串珠绳就不会传动，所以 切割就比较平稳，切口也准确，张紧轮与切割装置主动轮在同一平面上，串 珠绳相对管道轴线垂直，切口就可以规整。
张紧装置的张力传感器2能够实时检测串珠绳的张力，并通过数据采集
系统进行显示，操作人员可根据张力的大小通过控制系统控制水下金刚石绳 锯机的径向进给速度，保证切削作业顺利、安全、高效的进行。张紧装置的 张紧力是由调整手柄进行控制的，张紧轮轴座与丝杠联接成一体，当丝杠做 轴向转动时，丝杠螺母不动，所以丝杠带动张紧轮轴座做轴向的左右运动， 操作人员通过调整手柄的正反(即顺时针方向或者逆时针方向的转动)方向 的转动，来调整张紧轮轴座相对切割装置主动轮的位置，进而控制串珠绳初 始张紧力的大小，同时张紧轮与切割装置主动轮相对距离最小时，可以满足 更换串珠绳的要求，因为，距离最小的时候，串珠绳松动到可以取下的程度。
张紧装置中基板与张紧轮轴座之间设置有燕尾槽型的导轨，它能将串珠 绳对张紧轮作用的力矩传递到绳锯机的机体上，最终通过夹紧装置作用在导 管架的桩基上，这样就可以改善张紧装置丝杠的受力状态，使丝杠不会因为 弯矩过大而发生变形。
张力传感器可以购买市售传感器，传感器的工作原理为现有技术，故不 再进行赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上 的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
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权利要求
1、一种水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于，包括张紧轮、张紧轮轴座、张紧力检测机构、调整手柄、丝杠以及基座；该基座的内侧面与张紧轮轴座滑动式配合，外侧面与金刚石绳锯机的框架连接一体；丝杠位于张紧轮轴座内部，其一端穿出张紧轮轴座而与调整手柄连接固定；张紧轮轴座一端设有轴座孔，供张紧轮轮轴穿设定位；张紧力检测机构套设在丝杠上，且位于张紧轮轴座远离轴座孔的一端。
2、 根据权利要求1所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于， 所述张紧轮轴座为槽形体与设在槽形体外部的外套体相互滑动套合而构成， 外套体为框形体，该框形体是由两块横端板分别将两个呈L字形体的侧拉板连接固定在一个封闭端面的两侧而构成，丝杠设置在框形体内部，丝杠穿出 外套体封闭端面的一端处设有丝杠锁紧部件并与调整手柄连接固定，丝杠另 一端穿出外套体开口端而位于套合在外套体内的槽形体内；两个呈L字形体 侧拉板套合槽形体端以及横端板上分别设有数个供安装使用的通孔；该槽形 体外端下部设有轴座孔，供张紧轮的轮轴穿设定位，槽形体两侧壁顶端面上 设有导轨，且槽形体两侧壁外侧面中部分别设有凹部，供外套体的L字形体 滑动配合。
3、 根据权利要求2所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于， 所述丝杠锁紧部件为防旋叉。
4、 根据权利要求2所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于， 所述轴座孔孔壁设有供穿设限制张紧轮轴周向运动的顶丝的顶丝孔，张紧轮 轮轴端部设有限制张紧轮轴向运动的限位螺母。
5、 根据权利要求l所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于， 所述基座为方形板体，其顶面靠近张紧力检测机构一端设有开孔，该开孔供 固定丝杠，基座底面设有与张紧轮轴座导轨滑动配合的滑槽。
6、 根据权利要求2或5所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在 于，所述槽形体两侧壁顶端面上设有的导轨为燕尾槽形导轨。
7、 根据权利要求1所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特征在于， 所述张紧力检测机构为张紧力传感器，该张力传感器套在丝杠上。
8、 根据权利要求1、 2或5所述的水下金刚石绳锯机的张紧装置，其特 征在于，所述丝杠上设有调整螺母，该螺母穿出基座的开孔。
全文摘要
一种水下金刚石绳锯机的张紧装置，其包括张紧轮、张紧轮轴座、张紧力检测机构、调整手柄、丝杠以及基座；该基座的内侧面与张紧轮轴座滑动式配合，外侧面与金刚石绳锯机的框架连接一体；丝杠位于张紧轮轴座内部，其一端穿出张紧轮轴座而与调整手柄连接固定；张紧轮轴座一端设有轴座孔，供张紧轮轮轴穿设定位；张紧力检测机构套设在丝杠上，且位于张紧轮轴座远离轴座孔的一端；可以保证绳锯机串珠绳初始张紧力和加工过程中稳定的张紧力以及串珠绳装拆方便，通过张力传感器进行实时监控并控制串珠绳径向进给速度，确保切割作业安全、顺利、高效、准确的进行，适应大直径或者多材料填充的管道进行切割作业的需要。
文档编号B23D57/00GK101468409SQ20071030395
公开日2009年7月1日 申请日期2007年12月24日 优先权日2007年12月24日
发明者刘春厚, 姜进方, 孟庆鑫, 岚 张, 潘东民, 喆 王, 茁 王, 王海波, 王立权, 钟德理, 陈祥余 申请人:中国海洋石油总公司;海洋石油工程股份有限公司;哈尔滨工程大学