钢丝绳缠绕装置及缠绕方法与流程

本发明涉及海洋工程装备领域，特别涉及一种钢丝绳缠绕装置及缠绕方法。

背景技术：

目前，海洋作业越来越普遍，对远洋拖拽拖缆机的需求规格越来越大。钢丝绳作为海洋作业关键构成部分，钢丝绳被拖缆机缠绕的缠绕力的大小直接影响到钢丝绳的使用寿命和拖缆机的拖拽性能。

现有技术中，大部分拖缆机钢丝绳缠绕装置通常采用摩擦原理进行钢丝绳的缠绕，即摩擦片安装在两侧的侧板和中间的滚筒两端之间，滚筒可以在外力的驱动下相对侧板发生转动，滚筒和摩擦片之间会产生摩擦力，该摩擦力与带动滚筒转动的外力作用方向相反且平衡，以达到钢丝绳在缠绕时钢丝绳处于恒张力状态，进而保证钢丝绳保持张紧。

在实现本发明的过程中，申请人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的钢丝绳缠绕装置主要通过摩擦片和滚筒之间的摩擦力来平衡拖缆机的缠绕力，由于摩擦片和滚筒之间的摩擦力是固定的，这就造成了钢丝绳的缠绕力不可控，过大的力可能减小装置的寿命，过小的力可能会影响拖缆机的拖拽性能；还由于摩擦片与滚筒之间发生的摩擦会影响摩擦片的使用寿命，若定期不更换摩擦片不仅影响拖缆机的使用性能，若定期更换摩擦片却降低了拖缆机的缠绳效率。

技术实现要素：

为了解决现有技术中采用摩擦原理进行钢丝绳的缠绕造成的问题，本发明实施例提供了一种钢丝绳缠绕装置及缠绕方法。所述技术方案如下：

本发明实施例的一种钢丝绳缠绕装置，适用于将包装滚筒上封装的钢丝绳缠绕至拖缆机滚筒上，所述装置包括安装在包装滚筒和拖缆机滚筒之间的工装机构，所述工装机构包括机架、动力单元、主轴和工装滚筒，所述动力单元安装在所述机架上，所述主轴可转动地设置在所述机架上，所述动力单元的输出端与所述主轴传动连接，所述工装滚筒套装在所述主轴上，所述装置还包括固定设置且用于为钢丝绳进入所述工装滚筒时提供导向的导向机构，所述导向机构设置在所述工装机构和所述包装滚筒之间。

进一步地，所述导向机构包括固定架和两个导向滚轮，所述两个导向滚轮可转动地安装在所述固定架上，所述两个导向滚轮并排设置，所述两个导向滚轮之间具有用于供钢丝绳穿过的空隙，所述两个导向滚轮的中心轴所在的平面与所述工装滚筒的中心轴所在的竖向面相平行。

更进一步地，所述固定架包括一个固定板和两个安装板，所述两个安装板均与所述固定板垂直布置，所述两个安装板相对设置，每个所述安装板上均设置有一个安装槽，两个所述安装槽的开口相对设置，两个所述导向滚轮均设置在所述安装槽内，每个所述导向滚轮的两端分别可转动地设置在所述固定板和所述安装板上，每个所述导向滚轮均突出于对应的所述导向槽。

优选地，所述导向滚轮的两端分别通过第一滚动轴承可转动安装在所述固定板和所述安装板上。

进一步地，所述动力单元的输出端通过传动机构与所述主轴连接，所述传动机构包括减速机、第一齿轮和第二齿轮，所述减速机设置在所述动力单元的输出轴上，所述第一齿轮套装在所述减速机的输出轴上，所述第二齿轮套装在所述主轴上，所述第二齿轮与所述第一齿轮相啮合。

更进一步地，所述工装滚筒上设置有呈螺旋状的绳槽。

优选地，所述主轴的两端通过第二滚动轴承可转动地安装在所述机架上。

进一步地，所述动力单元为液压马达。

本发明实施例的一种钢丝绳缠绕方法，所述方法包括以下步骤：

提供上述钢丝绳缠绕装置；

将包装滚筒上的钢丝绳依次缠绕在工装滚筒和拖缆机滚筒上；

拖缆机滚筒转动，通过钢丝绳带动所述工装滚筒转动，所述工装滚筒输送钢丝绳，所述拖缆机滚筒收卷钢丝绳，所述工装机构的动力单元提供与所述工装滚筒转动方向相反的作用力，所述作用力始终与钢丝绳带动工装滚筒转动的作用力保持平恒，使所述拖缆机滚筒和所述工装滚筒之间的钢丝绳处于张紧状态；

所述工装滚筒转动，带动所述包装滚筒转动，所述包装滚筒输送钢丝绳，所述工装滚筒收卷钢丝绳。

进一步地，所述钢丝绳缠绕在所述工装机构上的工装滚筒包括：所述钢丝绳在所述工装滚筒上沿所述工装滚筒外周面从所述工装滚筒的一端到所述工装滚筒的另一端依次缠绕。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例的钢丝绳缠绕装置，由于工装机构设置在拖缆机滚筒和包装滚筒之间，而工装机构包括机架、动力单元、主轴和工装滚筒，动力单元安装在机架上，主轴可转动地设置在机架上，动力单元的输出端与主轴传动连接，工装滚筒套装在主轴上，当拖缆机滚筒以某一恒定缠绕力从工装滚筒上拽拉钢丝绳时，工装滚筒被带动转动，工装滚筒向拖缆机滚动输送钢丝绳，工装机构的动力单元提供与工装滚筒转动方向相反的作用力，该作用力通过主轴传递至工装滚筒上，此作用力与拖缆机滚筒拖拽钢丝绳的缠绕力始终保持一致平衡，使拖缆机滚筒和工装机构的工装滚筒之间保持恒张力；另外，当工装滚筒向拖缆机滚筒送钢丝绳时，包装滚筒也向工装滚筒补充钢丝绳，从而使钢丝绳源源不断的从包装滚筒向拖缆机滚筒输送，以完成钢丝绳的收卷工作。

还由于在工装机构和包装滚筒之间固定设置有用于为钢丝绳进入工装滚筒时提供导向的导向机构，该导向机构可以为钢丝绳的输送提供方向，避免了钢丝绳进入工装滚筒时入绳角度范围小的限制，并保证钢丝绳进入工装滚筒上角度符合要求，减小工装滚筒和包装滚筒间之间钢丝绳的距离，以达到减小拖缆机缠绳作业的作业空间的目的。

本发明实施例由于是采用动力单元提供与工装滚筒转动方向相反的作用力，来平衡拖缆机滚筒对工装滚筒的缠绕力，使衡拖缆机滚筒和工装滚筒之间的钢丝绳保持恒张力，由于动力单元的作用力可调，因此，可以与不同的缠绕力相平衡，以增加装置的使用寿命，提高拖缆机的拖拽性能及缠绳效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明实施例提供的钢丝绳缠绕装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的钢丝绳缠绕装置中的工装结构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的钢丝绳缠绕装置中的导向机构的结构示意图；

图4是本发明实施例的钢丝绳缠绕方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例公开了一种钢丝绳缠绕装置。图1是本发明实施例提供的钢丝绳缠绕装置的结构示意图，参见图1，该装置适用于将包装滚筒2上封装的钢丝绳15缠绕至拖缆机滚筒1上，该装置包括安装在包装滚筒2和拖缆机滚筒1之间的工装机构a，工装机构a包括机架3、动力单元4、主轴5和工装滚筒6，动力单元5安装在机架3上，主轴5可转动地设置在机架3上，动力单元5的输出端与主轴5传动连接，工装滚筒6套装在主轴5上。

本发明实施例的钢丝绳缠绕装置，由于工装机构设置在拖缆机滚筒和包装滚筒之间，而工装机构包括机架、动力单元、主轴和工装滚筒，动力单元安装在机架上，主轴可转动地设置在机架上，动力单元的输出端与主轴传动连接，工装滚筒套装在主轴上，当拖缆机滚筒以某一恒定缠绕力从工装滚筒上拽拉钢丝绳时，工装滚筒被带动转动，工装滚筒向拖缆机滚动输送钢丝绳，工装机构的动力单元提供与工装滚筒转动方向相反的作用力，该作用力通过主轴传递至工装滚筒上，此作用力与拖缆机滚筒拖拽钢丝绳的缠绕力始终保持一致平衡，使拖缆机滚筒和工装机构的工装滚筒之间保持恒张力；另外，当工装滚筒向拖缆机滚筒输送钢丝绳时，包装滚筒也向工装滚筒补充钢丝绳，从而使钢丝绳源源不断的从包装滚筒向拖缆机滚筒输送，完成钢丝绳的收卷工作。

本发明实施例由于是采用动力单元提供与工装滚筒转动方向相反的作用力，来平衡拖缆机滚筒对工装滚筒的缠绕力，使衡拖缆机滚筒和工装滚筒之间的钢丝绳保持恒张力，由于动力单元的作用力可调，因此，可以与不同的缠绕力相平衡，以增加装置的使用寿命，提高拖缆机的拖拽性能及缠绳效率。

本发明实施例的拖缆机滚筒1和包装滚筒2均安装在对应的固定机架上。

结合图2，本发明实施例的动力单元4可以选用液压马达，动力单元4的输出端可以通过传动机构实现与主轴5的动力传递，该传动机构包括减速机7、第一齿轮8和第二齿轮9，减速机7设置在动力单元4的输出轴上，第一齿轮8套装在减速机7的输出轴上，第二齿轮9套装在主轴5上，第二齿轮9与第一齿轮8相啮合。动力单元4提供旋转动力，通过减速机7、第一齿轮8和第二齿轮9传递至主轴5上，进而作用在工装滚筒6上。

本发明实施例的第二齿轮9的外径大于第一齿轮8的外径，这样可以达到减速的目的，使主轴5和工装滚筒6的转速达到要求。

本发明实施例的工装滚筒6是钢丝绳15缠绕的中转构件，在工装滚筒6上设置有呈螺旋状的绳槽10，钢丝绳15在工装滚筒6上输送时，钢丝绳15会嵌设在绳槽10内，以防止钢丝绳15在工装滚筒6的表面上打滑，发生磨损现象，减小钢丝绳的使用寿命。

另外，本发明实施例的主轴5的两端通过第二滚动轴承14可转动地安装在机架3上。

再次参见图1，本发明实施例还可以包括导向机构b，该导向机构b固定设置在工装机构a和包装滚筒2之间，为钢丝绳15进入工装滚筒6时提供导向。

图3是本发明实施例提供的钢丝绳缠绕装置中的导向机构的结构示意图，结合图3，该导向机构b包括固定架11和两个导向滚轮12，两个导向滚轮12可转动地安装在固定架11上，两个导向滚轮12并排设置，两个导向滚轮12之间具有用于供钢丝绳15穿过的空隙c，两个导向滚轮12的中心轴所在的平面与工装滚筒6的中心轴所在的竖向面相平行，以使钢丝绳从间隙c中穿过后缠绕到工装滚筒6的入绳角度为90°。

本发明实施例的固定架11可以包括一个固定板11a和两个安装板11b，两个安装板11b均与固定板11a垂直布置，两个安装板11b相对设置，每个安装板11b上均设置有一个安装槽，两个安装槽的开口相对设置，两个导向滚轮12均设置在安装槽内，每个导向滚轮12的两端分别可转动地设置在固定板11a和安装板11b上，每个导向滚轮12均突出于对应的导向槽。

本发明实施例的两个安装板11b可以直接安装在施工地面上，固定板11a和两个安装板11b组成一个门字型的结构。

本发明实施例的两个导向滚轮12之间具有的空隙可以正对着工装滚筒6的一端，钢丝绳15在经工装滚筒6输送时，钢丝绳15在工装滚筒6上沿工装滚筒外周面在绳槽10中从工装滚筒的一端到工装滚筒的另一端依次缠绕。拖缆机滚筒1按其额定负载的一定缠绕力缠绕钢丝绳15时，此时钢丝绳15以很大的力通过工装滚筒6上的另一端，钢丝绳15在工装滚筒6上的绳槽里缠绕多圈后，通过欧拉衰减(欧拉衰减公式为e^ua，其中u为钢丝绳与绳槽间的摩擦系数，a为钢丝绳在绳槽内缠绕的角度，钢丝绳每在工装滚筒缠绕一圈，其力减小e^ua倍)，将工装滚筒另一端上的“大力”变成了工装滚筒上的“小力”通过工装滚筒6，可以减小工装滚筒6和拖缆机滚筒1之间的恒张力。

由于包装滚筒2在向工装滚筒6输送钢丝绳15时，会从包装滚筒2的一端向另一端来回移动，因此，本发明实施例的导向机构选用导向滚轮12，钢丝绳15从包装滚筒2向工装滚筒6输送时，钢丝绳15会与导向滚轮12发生滚动摩擦，这样可以在一定程度上减少钢丝绳的磨损程度，增加钢丝绳的使用寿命。

另外，本发明实施例的导向机构由于可以为钢丝绳15的输送提供方向，避免了钢丝绳15进入工装滚筒6上的绳槽10时入绳角度范围小的限制，且可以为保证钢丝绳15进入工装滚筒6上的绳槽10上的角度符合要求，减小工装滚筒6和包装滚筒间10之间钢丝绳15的距离，从而减小拖缆机缠绳作业的作业空间。

还有，本发明实施例的导向滚轮12的两端可以分别通过第一滚动轴承13可转动安装在固定板11a和安装板11b上。

图4是本发明实施例的钢丝绳缠绕方法的流程示意图，参见图4，本发明实施例的一种钢丝绳缠绕方法包括以下步骤：

S1：提供上述钢丝绳缠绕装置；

S2：将包装滚筒2上的钢丝绳15依次缠绕在工装滚筒6和拖缆机滚筒1上；

S3：拖缆机滚筒1转动，通过钢丝绳15带动工装滚筒6转动，工装滚筒6输送钢丝绳15，拖缆机滚筒1收卷钢丝绳15，工装机构的动力单元4提供与工装滚筒6转动方向相反的作用力，作用力始终与钢丝绳15带动工装滚筒6转动的作用力保持平恒，使拖缆机滚筒1和工装滚筒6之间的钢丝绳15处于张紧状态；

S4：工装滚筒6转动，带动包装滚筒2转动，包装滚筒2输送钢丝绳，工装滚筒6收卷钢丝绳。

钢丝绳15缠绕在工装机构a上的工装滚筒6包括：钢丝绳15在工装滚筒6上沿工装滚筒6外周面从工装滚筒6的一端到工装滚筒6的另一端依次缠绕，这样可以以减小工装滚筒6和拖缆机滚筒1之间的恒张力。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。