一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕装置和方法与流程

本发明涉及一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕装置和方法，应用于升船机工程技术领域。

背景技术：

我国大型升船机多采用全平衡式，即升船机承船厢及设备重量通过平衡重抵消，主提升电机仅补偿不平衡载荷，如申请号为201210031912.6的中国专利。为了确保在极端偏载情况下升船机系统的安全，钢丝绳卷扬式垂直升船机通常采用布置多组制动器来解决，故此类升船机设置有安全卷筒，系统运行安全性更高。此型式升船机一般安全卷筒大且无电机驱动，钢丝绳直径粗，钢丝绳单位重量重；其挂装缠绕为升船机工程一项技术难点。目前，普遍采用的卷筒钢丝绳缠绕方案为将钢丝绳卷盘放至位于下锁定位船厢的厢顶，采用卷扬机和桥式起重机配合从船厢厢顶将钢丝绳牵引至主机房卷筒进行挂装；此方案安装效率低，安全风险高，且对起重设施依赖大，受其影响工作面多，也不利于工程工期。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理、制作简便、布置灵活、安全、高效、可重复使用的钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕装置和方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕装置，其特征在于：包括钢丝绳卷盘支架组、地面转向滑轮组和辅助驱动装置；钢丝绳卷盘支架组包括支撑轴、支撑轴支座、支撑轴支架和防倾覆钢板；支撑轴支架固定在防倾覆钢板上；支撑轴支座固定在支撑轴支架上；支撑轴转动连接在支撑轴支座上；地面转向滑轮组包括滑轮和滑轮支架，滑轮转动安装在滑轮支架上；钢丝绳卷盘支架组和地面转向滑轮组安装在所述安全卷筒的平衡重侧；所述的辅助驱动装置包括卷扬机，卷扬机安装在所述安全卷筒的船厢侧。

本发明还包括地面衬托圆木，地面衬托圆木固定在地面上。

本发明在安全卷筒和地面转向滑轮组之间设置有所述的地面衬托圆木。

本发明在地面转向滑轮组和钢丝绳卷盘支架组之间均设置有所述的地面衬托圆木。

本发明所述的支撑轴支座为U形。

本发明所述的滑轮横向中心与升船机的安全卷筒横向中心重合。

一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕方法，其特征在于：采用上述的装置，包括如下步骤：

（1）、装置布置：将钢丝绳卷盘支架组的防倾覆钢板固定在地面上；将地面转向滑轮组的滑轮支架固定在地面上；安全卷筒上每根钢丝绳缠绕绳槽圈的横向中心线应与相应的滑轮上的绳槽相切；辅助驱动装置与地面固定；钢丝绳卷盘支架组、地面转向滑轮组、地面衬托圆木安装在安全卷筒的平衡重侧，卷扬机设置在安全卷筒的船厢侧；

（2）、钢丝绳卷盘运输与钢丝绳卷盘支架组装配：检查钢丝绳卷盘上的卷筒钢丝绳捻向，将支撑轴穿入钢丝绳卷盘的中心孔，然后将钢丝绳卷盘吊装到钢丝绳卷盘支架组上，支撑轴放入支撑轴支座内；卷筒钢丝绳的捻向与安全卷筒旋向相反；

（3）、卷筒钢丝绳在安全卷筒上初始定位：安全卷筒的初始位置是当安全卷筒的压板端面处于水平状态时的位置；卷筒钢丝绳上的定位标记是以安全卷筒船厢侧的锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离为定位基准；安全卷筒上单根卷筒钢丝绳的缠绕以压板为中心对称；单根卷筒钢丝绳的缠绕轴向初始位置根据船厢侧锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离和安全卷筒直径换算出，单根卷筒钢丝绳的缠绕环向初始位置按船厢侧锥套端与船厢侧出绳点对齐定位；确定安全卷筒上卷筒钢丝绳的安装初始位置后，吊住卷筒钢丝绳的活头锥套，带动钢丝绳卷盘转动，放出的卷筒钢丝绳通过滑轮到安全卷筒的初始位置并固定；

（4）、辅助驱动装置安装：启动卷扬机伸出卷扬机钢丝绳，将卷扬机钢丝绳在安全卷筒轴向中心位置缠绕数圈，并将卷扬机钢丝绳的绳头与安全卷筒连接固定；

（5）、安全卷筒钢丝绳缠绕：启动辅助驱动装置，通过卷扬机钢丝绳带动安全卷筒转动，安全卷筒带动卷筒钢丝绳按绳槽缠绕；卷筒钢丝绳的定位标记缠绕到船厢侧出绳点附近时，若有偏差，吊起平衡重一侧的卷筒钢丝绳，使卷筒钢丝绳的定位标记与船厢侧出绳点重合；继续缠绕卷筒钢丝绳至压板处，锁紧压板中心偏向平衡重一侧的固定螺栓，紧固力矩偏差不大于5%，压板中心偏向船厢侧的固定螺栓暂不紧固；继续缠绕卷筒钢丝绳，直至钢丝绳卷盘上的卷筒钢丝绳全部缠绕到安全卷筒上。

本发明在所述的步骤（2）和步骤（3）之间包括如下步骤：

卷筒钢丝绳活头解开：转动钢丝绳卷盘，使卷筒钢丝绳的活头锥套尽量靠近钢丝绳卷盘支架组平台表面；用倒链、卸扣和吊装钢丝绳吊装卷筒钢丝绳，拉住绳头锥套；用钢锯锯断固定绳头的尼龙绳；缓缓松开倒链，直至绳头呈自由状态，拆除倒链。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，工装结构简单，制作简便，组合布置灵活，场地适应性强，安全性高，解决安全卷筒钢丝绳主机房平台缠绕无动力问题，可以一次完成卷筒所有钢丝绳缠绕，且可重复利用，适用于钢丝绳卷扬式升船机各类卷筒钢丝绳安装。

本发明步骤（3）中，单根卷筒钢丝绳的缠绕轴向初始位置根据船厢侧锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离和安全卷筒直径换算出的方法为：根据船厢侧锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离L和安全卷筒的直径D，用公式L=n×π×D换算出单根卷筒钢丝绳需要在安全卷筒上缠绕的圈数n，由此确定单根卷筒钢丝绳的缠绕轴向初始位置。

本发明步骤（3）中，单根卷筒钢丝绳的缠绕环向初始位置按船厢侧锥套端与船厢侧出绳点对齐定位的方法为：由圈数n的整数圈N，根据公式l=（n-N）×π×D，计算未形成整圈的卷筒钢丝绳的长度l，并在卷筒钢丝绳上做出标记线，单根卷筒钢丝绳的缠绕环向初始位置通过此标记线与船厢侧出绳点对齐确定。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构设计合理，工装结构简单，制作简便，组合布置灵活，场地适应性强，安全性高，解决安全卷筒钢丝绳主机房平台缠绕无动力问题，可以一次完成卷筒所有钢丝绳缠绕，且可重复利用，适用于钢丝绳卷扬式升船机各类卷筒钢丝绳安装。

附图说明

图1为本发明实施例与安全卷筒装配的结构示意图。

图2为本发明实施例钢丝绳卷盘支架组正视的结构示意图。

图3为本发明实施例钢丝绳卷盘支架组侧视的结构示意图。

图4为本发明实施例地面转向滑轮组侧视的结构示意图。

图5为本发明实施例地面转向滑轮组俯视的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

参见图1～图5，一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕装置包括钢丝绳卷盘支架组2、地面转向滑轮组3、地面衬托圆木4和辅助驱动装置。

本实施例中安全卷筒1设计为适用4根卷筒钢丝绳5，且直径为4m；卷筒钢丝绳5直径为64mm，单根成品毛重约5388Kg，净重约4546Kg。

钢丝绳卷盘支架组2包括支撑轴11、支撑轴支座12、支撑轴支架7和防倾覆钢板8。

防倾覆钢板8固定在地面上，可直接放置固定在地面上，或者通过固定件固定。防倾覆钢板8宽度应超过钢丝绳卷盘6直径，更加稳固，防止倾覆。

支撑轴支架7焊接固定在防倾覆钢板8上。支撑轴支架7为A字形，更加牢固。支撑轴支架7可用工字钢焊接而成，高度应高于钢丝绳卷盘6半径。

支撑轴支座12焊接固定在支撑轴支架7上。支撑轴支座12为U形，方便支撑轴11放入和取出。支撑轴支座12底部的横截面为圆弧形，且该横截面半径大于支撑轴11半径，这样支撑轴11可以并放入转动。

支撑轴11转动连接在支撑轴支座12上。支撑轴11支撑钢丝绳卷盘6，实现在缠绕钢丝绳时钢丝绳卷盘6自由转动。支撑轴11用圆钢制成。

支撑轴支架7和支撑轴支座12均为两个，左右设置。左右设置的支撑轴支架7、支撑轴支座12与防倾覆钢板8应轴向对称且轴向中心线应重合。左右设置的支撑轴支架7、支撑轴支座12与防倾覆钢板8相对于防倾覆钢板横向中心对称布置。

地面转向滑轮组3包括滑轮9和滑轮支架10。

滑轮支架10设置有4个通孔，可通过膨胀螺栓或其他方式与地面固定。

滑轮9转动安装在滑轮支架10上，这样，滑轮9可以将钢丝绳直线安装转向，实现钢丝绳卷盘6布置在升船机的安全卷筒1的两端，解决安装空间有限的问题。滑轮9横向中心与升船机的安全卷筒1横向中心重合。滑轮9绳槽底半径大于卷筒钢丝绳5半径，这样卷筒钢丝绳5就可以绕入滑轮9的绳槽中。

辅助驱动装置包括卷扬机13，卷扬机13通过膨胀螺栓与地面固定。

地面衬托圆木4固定在地面上。在安全卷筒1和地面转向滑轮组3之间，及地面转向滑轮组3和钢丝绳卷盘支架组2之间均设置有地面衬托圆木4。

钢丝绳卷盘支架组2、地面转向滑轮组3、地面衬托圆木4安装在安全卷筒1的平衡重侧，卷扬机设置在安全卷筒1的船厢侧。

一种钢丝绳卷扬式升船机安全卷筒钢丝绳缠绕方法，包括如下步骤：

（1）、装置布置：钢丝绳卷盘支架组2的数量为4个，地面转向滑轮组3的数量为4个；将钢丝绳卷盘支架组2的防倾覆钢板8固定在地面上；将地面转向滑轮组4的滑轮支架10固定在地面上；在地面转向滑轮组4沿安全卷筒1的轴向布置方向上，安全卷筒1上每根钢丝绳缠绕绳槽圈的横向中心线应与相应的滑轮9上的绳槽相切，防止卷筒钢丝绳5缠绕时脱槽和串槽；地面衬托圆木4若干，地面衬托圆木4固定在地面上，用于支撑卷筒钢丝绳5，用于支撑卷筒钢丝绳5；辅助驱动装置13与地面固定；钢丝绳卷盘支架组2、地面转向滑轮组3、地面衬托圆木4安装在安全卷筒1的平衡重侧，卷扬机设置在安全卷筒1的船厢侧；

（2）、钢丝绳卷盘6运输与钢丝绳卷盘支架组2装配：检查钢丝绳卷盘6上的卷筒钢丝绳5捻向，将支撑轴11穿入钢丝绳卷盘6的中心孔，然后利用起重机械将钢丝绳卷盘6吊装到钢丝绳卷盘支架组2上，支撑轴11放入支撑轴支座12内；卷筒钢丝绳5钢丝绳捻向与安全卷筒1旋向相反；依此法，将所有钢丝绳卷盘6放置于钢丝绳卷盘支架组2上；

（3）、卷筒钢丝绳5活头解开：转动钢丝绳卷盘6，使卷筒钢丝绳5的活头锥套尽量靠近钢丝绳卷盘支架组2平台表面；用3t倒链、35t卸扣和φ26mm吊装钢丝绳吊装卷筒钢丝绳5，拉住绳头锥套；用钢锯锯断固定绳头的尼龙绳；缓缓松开3t倒链，直至绳头呈自由状态，拆除倒链；按以上方式，逐根解开四盘钢卷筒钢丝绳5的活头；

（4）、卷筒钢丝绳5在安全卷筒1上初始定位：安全卷筒1的初始位置是当安全卷筒1的压板端面处于水平状态时的位置，即安全卷筒1的压板螺栓最中间在最高位时的位置；卷筒钢丝绳5上的定位标记（标记线）是以安全卷筒1船厢侧的锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离为定位基准；安全卷筒1上单根卷筒钢丝绳5的缠绕以压板为中心对称；

单根卷筒钢丝绳5的缠绕轴向初始位置（此为绳槽位）根据船厢侧锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离和安全卷筒1直径换算出：按照设计图纸提供的船厢位于下锁定位时船厢侧出绳点的初始槽位，根据船厢侧锥套孔中心至船厢侧出绳点之间的距离L和安全卷筒1的直径D，用公式L=n×π×D换算出单根卷筒钢丝绳5需要在安全卷筒1上缠绕的圈数n，由此确定单根卷筒钢丝绳5的缠绕轴向初始位置；

单根卷筒钢丝绳5的缠绕环向初始位置按船厢侧锥套端与船厢侧出绳点对齐定位：由圈数n的整数圈N（N取n的整数部分），根据公式l=（n-N）×π×D，计算未形成整圈的卷筒钢丝绳5的长度l，并在卷筒钢丝绳5上做出标记线，单根卷筒钢丝绳5的缠绕环向初始位置通过此标记线与船厢侧出绳点对齐确定；

确定安全卷筒1上卷筒钢丝绳5的安装初始位置后，用桥机和尼龙带吊住卷筒钢丝绳5的活头锥套，缓缓带动钢丝绳卷盘6转动，放出的卷筒钢丝绳5通过地面衬托圆木4和滑轮9到安全卷筒1的初始位置并用钢丝绳和绳夹固定；以此方法，将所有卷筒钢丝绳5固定于安全卷筒1上；

（5）、辅助驱动装置安装：启动卷扬机伸出卷扬机钢丝绳14，将卷扬机钢丝绳14在安全卷筒1轴向中心位置缠绕数圈，卷扬机钢丝绳14与安全卷筒1之间衬垫方木块，并将卷扬机钢丝绳14的绳头与安全卷筒1连接固定；

（6）、安全卷筒钢丝绳缠绕：启动辅助驱动装置，通过卷扬机钢丝绳14带动安全卷筒1转动，安全卷筒1带动卷筒钢丝绳5按绳槽缠绕，卷筒钢丝绳5绕过滑轮9后带动钢丝绳卷盘6自由转动，实现同一安全卷筒1上不同根卷筒钢丝绳5的同时缠绕；卷筒钢丝绳5的定位标记（标记线）缠绕到船厢侧出绳点附近时，若有偏差，用10t尼龙吊带捆绑吊起平衡重一侧的卷筒钢丝绳5，使卷筒钢丝绳5的定位标记与船厢侧出绳点重合；继续缠绕卷筒钢丝绳5至压板处，锁紧压板中心偏向平衡重一侧的固定螺栓，紧固力矩偏差不大于5%，压板中心偏向船厢一侧的固定螺栓暂不紧固；继续缠绕卷筒钢丝绳5，直至钢丝绳卷盘6上的卷筒钢丝绳5全部缠绕到安全卷筒1上；钢丝绳卷盘6上的钢丝绳全部放出后，用桥机吊钩、35t卸扣和φ26mm吊装钢丝绳吊住绳头锥套；用钢锯锯断固定绳头的尼龙绳；缓缓移动桥机吊钩，避开钢丝绳卷盘支架组2后，将绳头落至自由状态，松去桥机吊钩，并将锥套固定；上述过程，用桥机逐个进行施工。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。