一种卷扬机构用卷筒的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种卷扬机构用卷筒，属于起重机机械领域。所述卷扬机构卷筒包括筒体及分别固定在所述筒体两端的两个侧板组件，所述侧板组件包括筒环、法兰环、法兰板和筋板组件，所述筒环套设在所述筒体的圆柱面一端且与所述圆柱面固定连接，所述法兰环固定在所述筒体的一端面上，所述法兰环的外径大于所述筒体的外径，所述法兰板的内圆与所述筒环的外圆相匹配且固定在一起，所述筋板组件同时与所述法兰环及所述筒环固定连接，所述筋板组件与所述法兰板的一侧面固定连接。本发明通过组合式侧板结构，使卷筒不仅拥有了较强的载重能力，还满足了轻量化的设计要求，因而满足了大载荷高缠绕层数的卷扬机构需求。
【专利说明】一种卷扬机构用卷筒
【技术领域】
[0001]本发明属于起重机机械【技术领域】，特别涉及一种卷扬机构用卷筒。
【背景技术】
[0002]起重机起升货物主要通过卷扬机构卷绕钢丝绳来实现，其中卷绕钢丝绳的卷筒是卷扬机构的主要构件。卷筒在卷扬机构中实现钢丝绳的卷绕和钢丝绳的存储。
[0003]常见卷扬机构中的卷筒由筒体和侧板组成，现有卷筒中侧板通常设计成单块法兰板，然后将法兰板与筒体焊接。当起重设备的起升高度过高或者所吊重物质量都过大时，钢丝绳受力会变得很大，从而使得侧板承受的侧向力也随之变大。而现有技术一般是采用增加侧板厚度的方式来解决这一问题。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下问题:
[0005]当侧板所受的侧向力随着钢丝绳缠绕的层数增加而不断增大时，如果仅依靠加厚侧板来增强侧向力承受能力，会使侧板变得非常厚重，从而给结构设计、钢板采购以及加工制造带来许多的难题，而且所设计出的结构也会非常的笨重，不利于卷筒的轻量化设计。
【发明内容】
[0006]为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种卷扬机构用卷筒。所述技术方案如下:
[0007]本发明实施例提供了一种卷扬机构用卷筒包括:筒体及分别固定在所述筒体两端的两个侧板组件，所述筒体包括圆柱面和两个端面，所述侧板组件包括筒环、法兰环、法兰板和筋板组件，所述筒环套设在所述筒体的圆柱面一端且与所述圆柱面固定连接，所述法兰环固定在所述筒体的一端面上，所述法兰环的外径大于所述筒体的外径，所述法兰板的内圆与所述筒环的外圆相匹配且固定在一起，所述筋板组件同时与所述法兰环及所述筒环固定连接，所述筋板组件与所述法兰板的一侧面固定连接。
[0008]在本发明实施例的一种实现方式中，所述法兰环上设有多个螺孔，所述卷筒还包括多个与所述螺孔匹配的螺栓，所述法兰环通过所述螺孔和所述螺栓固定在所述筒体上。
[0009]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述螺栓为高强螺栓。
[0010]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述多个螺孔沿所述法兰环周向均匀间隔布置。
[0011]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述法兰环焊接在所述筒体上。
[0012]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述筒环分别与所述法兰环、所述法兰板及所述筋板组件通过焊接方式连接。
[0013]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述筋板组件包括环形钢板和多个沿所述环形钢板周向均匀间隔相接的筋板，所述环形钢板与所述法兰环同轴设置，所述环形钢板的外径小于所述法兰板的外径，所述环形钢板的内径大于所述法兰环的外径，且所述环形钢板的一端与所述法兰板固定连接。
[0014]在本发明实施例的另一种实现方式中，每块所述筋板包括设于同一平面内的中间筋板和外围筋板，所述中间筋板两端分别与所述法兰环和所述环形钢板的内侧壁连接，所述外围筋板的一端固定在所述环形钢板的外侧壁上，所述中间筋板和所述外围筋板均与所述法兰板固定连接
[0015]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述筒体包括圆筒和两个内腹板，所述圆筒的两端分别与所述两个内腹板连接。
[0016]在本发明实施例的另一种实现方式中，所述圆筒与所述内腹板通过焊接的方式连接。
[0017]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0018]通过采用组合式侧板组件结构，代替了现在常见的单块法兰板，当面临大侧向载荷和高缠绕层数时，法兰板将侧向力转移到了法兰环上，从而可通过增加法兰环厚度的方式来加强承受负荷的能力，而不需要像常规的结构一样，将整个法兰板都做成很厚的单板，不仅避免了钢板采购以及加工制造的难题，还满足了轻量化的设计要求，因而该新型卷筒结构满足了以深海作业起重机为代表的大载荷高缠绕层数的卷扬机构需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]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。
[0020]图1是使用单块环形筋板的卷筒的结构示意图；
[0021]图2是本发明实施例提供的侧板组件的结构示意图；
[0022]图3是本发明实施例提供的侧板组件的左视图；
[0023]图4是本发明实施例提供的筒体的结构示意图；
[0024]图5是使用单块环形筋板的侧板组件的结构示意图；
[0025]图中各符号表示含义如下:
[0026]1-筒体，2-侧板组件，3-螺栓，11-圆筒，12-内腹板，13-螺孔，21-法兰板，22-筒环，23-法兰环，24-筋板组件，241-环形钢板，242-筋板，2421-外围筋板，2422-中间筋板。
【具体实施方式】
[0027]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。
[0028]实施例
[0029]本发明实施例提供的一种卷扬机构用卷筒，如图1-5所示，包括筒体I及分别固定在筒体I两端的两个侧板组件2，筒体I包括圆柱面和两个端面，侧板组件2包括筒环22、法兰环23、法兰板21和筋板组件24，筒环22套设在筒体I的圆柱面一端且与圆柱面固定连接，法兰环23固定在筒体I的一端面上，法兰环23的外径大于筒体I的外径，法兰板21的内圆与筒环22的外圆相匹配且固定在一起，筋板组件24同时与法兰环23及筒环22固定连接，筋板组件24与法兰板21的一侧面固定连接。用侧板组件2代替了单块法兰板，与现有技术的单块法兰板相比，其与钢丝绳接触部分厚度由法兰板21和筋板组件24共同组成，厚度大于法兰环23，因此，在法兰环23的厚度与现有单块法兰板厚度相等情况下，可以承受更大的侧向力，即该结构可以使侧板组件2具有更强的承受负荷的能力；侧板组件2承受的侧向力最终被转移到了法兰环23上，当卷筒的侧板组件2所受的侧向力增大时，只需增加筋板组件24和法兰环23厚度的方式来加强承受负荷的能力，不需要增加法兰板21的厚度，即不需要像常规的结构一样，将单块法兰板都做成很厚的单板，不仅避免了钢板采购以及加工制造的难题，还满足了轻量化的设计要求。
[0030] 在本实施例的一种实现方式中，法兰环23上设有多个螺孔13，卷筒还包括多个与螺孔13匹配的螺栓3，法兰环23通过螺孔13和螺栓3固定在筒体1上。在实际装配中，当螺栓3插入筒体1时，通过控制螺栓3的预紧力，使得螺栓3的预紧力始终大于卷筒所受到的最大侧向力，从而保证了侧板组件2与筒体1不会出现松动。
[0031〕 优选地，螺栓3为高强螺栓，从而可以充分保证法兰环23与筒体1间的结合力。
[0032]该侧板组件2和筒体1通过螺栓3连接，形成可拆卸结构，即方便安装，又方便在卷筒上增加其他结构，如“篱笆皮”，“篱笆皮”是一种可拆卸式的带有绳槽的“壳”式结构，起到自动排绳的作用。
[0033]进一步地，该卷筒还包括设置在螺栓3与法兰环23之间的平垫圈，平垫圈可以起到减小螺栓3承压面的压应力和保护法兰环23的作用。
[0034]具体地，多个螺孔13可沿法兰环23周向均匀间隔布置。保证每个螺栓3都能均匀受力，以免载荷分布过于不均。螺栓3是连接侧板组件2与筒体1的介质，承受着很大的侧向力，因而螺栓3需要很强的承载负荷的能力。在本发明实施例的卷筒结构中，螺栓3承受的是轴向拉力，是最符合螺栓受力特性的，可以充分发挥出螺栓3的机械性能，从而保证了结构的可靠性。在实际工作时，根据承受具体载荷的不同，可以采用增减螺栓3的强度等级的方式，来适应不同的侧向载荷需求。
[0035]作为优选，均匀分布在法兰环23周面上的螺孔13数目优选为4、6、8等偶数，以便在法兰环23上钻孔时的分度和画线。所有螺栓3的材料、直径和长度均应相同。
[0036]在本发明实施例的另一种实现方式中，法兰环23可以焊接在筒体1上。
[0037]优选地，法兰环23的外径等于筒环22的外径。因为这样不但方便筋板的焊接，还能稳定受力结构。
[0038]在本实施例中，筒环22分别与法兰环23、法兰板21及筋板组件24通过焊接方式连接。焊接手法均使用垂直焊接，简单可靠，便于操作。
[0039]如图2和3所示，在本发明实施例的一种实现方式中，筋板组件24包括环形钢板241和多个沿环形钢板241周向均匀间隔相接的筋板242。当法兰板21、筒环22和筋板组件24的组合结构在受力时，由于组合结构的宽度变大，筋板组件24相当于在法兰板21与筒环22之间构建的一个衍架结构，抗弯截面系数会比单块法兰板21大得多，在承受侧向弯矩时，面对同样大小的弯矩，组合结构的最大应力值会减小很多，因而可以采用较少的材料来承受较大的弯矩，所以增加筋板组件24能显著增加侧板组件2的侧向抗弯能力。另外，由于组合结构的抗弯截面系数大，在侧向弯矩作用下的变形也会大大减少，这一点对多层缠绕卷筒是极其重要的，侧板结构必须有一定的刚性，才能保证钢丝绳能够顺利的缠绕十多层而不出现乱绳。因此，采用组合结构的侧板，既可以减少材料的使用量，实现结构的轻量化，又可以增强侧板的刚性，保证钢丝绳的顺利缠绕。
[0040]具体地，环形钢板241与法兰环23同轴设置，环形钢板241的外径小于法兰板21的外径，环形钢板241的内径大于法兰环23的外径，且环形钢板241的一端与法兰板21固定连接。加强了法兰板21在受到侧向负荷时的稳定性。筋板242为直角梯形，为了保证卷筒内钢丝绳的最大层数，需要将筋板242下底边的长度设计的与法兰板21的环宽相等，但由于卷筒侧板组件受力由内层向外层是逐渐减小的，因此可以将筋板242设计成上述直角梯形的形式，从而在减少材料的情况下，保证可储藏的钢丝绳的最大层数及其承受的侧向力。
[0041]更具体地，每块筋板242包括设于同一平面内的中间筋板2422和外围筋板2421，中间筋板2422两端分别与法兰环23和环形钢板241的内侧壁连接，外围筋板2421的一端固定在环形钢板241的外侧壁上，中间筋板2422和外围筋板2421均与法兰板21固定连接。先将筋板242分为两个部件，再分别与环形钢板241焊接，这种分开焊接的技术手段与直接一体成型相比，制造难度更低，同时更易维护保养。
[0042]在其他实施例中，筋板242还可以是其他常见图形，如矩形等。
[0043]在本发明实施例的另一种实现方式中，当缠绕层数不多时，筋板组件24还可替换成结构简单的单块环形筋板，如图1和5所示，用单块环形筋板代替筋板组件24，降低了制造难度，同时减少了制造成本。
[0044]在本实施例中，筒体I包括圆筒11和两个内腹板12，圆筒11的两端分别与两个内腹板12连接。
[0045]具体地，圆筒11与内腹板12通过焊接的方式连接。保证了筒体I的稳定性。
[0046]本发明实施例通过采用组合式侧板组件结构，代替了现在常见的单块法兰板，当面临大侧向载荷和高缠绕层数时，法兰板将侧向力转移到了法兰环上，从而可通过增加法兰环厚度的方式来加强承受负荷的能力，而不需要像常规的结构一样，将整个法兰板都做成很厚的单板，不仅避免了钢板采购以及加工制造的难题，还满足了轻量化的设计要求，因而该新型卷筒结构满足了以深海作业起重机为代表的大载荷高缠绕层数的卷扬机构需求。
[0047]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。
【权利要求】
1.一种卷扬机构用卷筒，包括:筒体及分别固定在所述筒体两端的两个侧板组件，所述筒体包括圆柱面和两个端面，其特征在于， 所述侧板组件包括筒环、法兰环、法兰板和筋板组件，所述筒环套设在所述筒体的圆柱面一端且与所述圆柱面固定连接，所述法兰环固定在所述筒体的一端面上，所述法兰环的外径大于所述筒体的外径，所述法兰板的内圆与所述筒环的外圆相匹配且固定在一起，所述筋板组件同时与所述法兰环及所述筒环固定连接，所述筋板组件与所述法兰板的一侧面固定连接。
2.根据权利要求1所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述法兰环上设有多个螺孔，所述卷筒还包括多个与所述螺孔匹配的螺栓，所述法兰环通过所述螺孔和所述螺栓固定在所述筒体上。
3.根据权利要求2所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述螺栓为高强螺栓。
4.根据权利要求2所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述多个螺孔沿所述法兰环周向均匀间隔布置。
5.根据权利要求1所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述法兰环焊接在所述筒体上。
6.根据权利要求1所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述筒环分别与所述法兰环、所述法兰板及所述筋板组件通过焊接方式连接。
7.根据权利要求1所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述筋板组件包括环形钢板和多个沿所述环形钢板周向均匀间隔相接的筋板，所述环形钢板与所述法兰环同轴设置，所述环形钢板的外径小于所述法兰板的外径，所述环形钢板的内径大于所述法兰环的外径，且所述环形钢板的一端与所述法兰板固定连接。
8.根据权利要求7所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，每块所述筋板包括设于同一平面内的中间筋板和外围筋板，所述中间筋板两端分别与所述法兰环和所述环形钢板的内侧壁连接，所述外围筋板的一端固定在所述环形钢板的外侧壁上，所述中间筋板和所述外围筋板均与所述法兰板固定连接。
9.根据权利要求1所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述筒体包括圆筒和两个内腹板，所述圆筒的两端分别与所述两个内腹板连接。
10.根据权利要求9所述的卷扬机构用卷筒，其特征在于，所述圆筒与所述内腹板通过焊接的方式连接。
【文档编号】B66D1/30GK104444890SQ201410667071
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】张全飞, 蔡炜, 杨洋, 罗龙君 申请人:武汉船用机械有限责任公司