一种斜拉式启闭机的制作方法

本申请涉及水利机械领域，尤其涉及一种斜拉式启闭机。

背景技术：

手摇式的卷扬启闭机多用钢索或钢索滑轮组作吊具与闸门相连接，通过齿轮传动系统使卷扬筒缠绕或下放钢索从而带动升降的机械，但这种启闭机用多组齿轮传动，不能自锁，结构不紧凑，而且钢索裸露在外，容易生锈。

同时，采用手摇机构作为动力驱动时，当给手摇机构施力不足或不施力时，闸门会在自重的作用下落下。以15吨启闭机闸门为例，15吨的闸门启闭机如果进行人工开启、闭需3人轮番手摇驱动启闭机，启闭机每转60圈丝杆上升或下降1厘米，启闭一次闸门需1.5个小时，人工驱动费时费力，现有技术也有将手摇启闭机与电动机连接，使电动机完全代替手摇驱动，这种方式能大幅度增加闸门上升的速度，也能节省人力，但是有些地方接电不方便，或者在停电状态下就不能使用。

因此，需要一种能自锁、封闭式的手电两用的启闭机。

技术实现要素：

本申请提供了一种斜拉式启闭机，以解决手摇卷扬启闭机不能自锁，钢索裸露易生锈的问题。

第一方面，本申请提供一种斜拉式启闭机，包括机座、蜗壳，设置在机座内部的卷索滚筒，还包括设置在蜗壳内部的蜗轮和蜗杆，所述蜗轮与蜗杆啮合连接，所述蜗轮与所述卷索滚筒共用滚筒轴。

结合第一方面，在第一方面第一种可能的实现方式中，所述蜗杆两端穿出蜗壳，一端通过离合器与电机连接，另一端安装摇把。

结合第一方面，在第一方面第二种可能的实现方式中，还包括盖板，所述盖板为矩形结构，所述盖板上方为机座，下方为支架平台，所述盖板设有用于钢索穿过矩形孔(9)，所述矩形孔的两个长边内壁设有密封条，两边密封条的接触面为齿状结构或波纹状结构。

结合第一方面，在第一方面第三种可能的实现方式中，所述蜗杆与摇把的连接端为半圆柱形或三角柱形结构。

结合第一方面，在第一方面第四种可能的实现方式中，所述摇把包括套筒、摇臂和手柄，所述套筒一端与蜗杆套接，另一端与摇臂焊接，所述摇臂另一端与手柄焊接。

结合第一方面，在第一方面第五种可能的实现方式中，所述套筒为中空圆柱形结构，中空部分为与蜗杆相配合的半圆柱形中空或三角柱形中空结构。

结合第一方面，在第一方面第六种可能的实现方式中，所述蜗轮外周面轮齿的截面为梯形状，所述蜗杆的外侧面上设有与蜗轮外周面轮齿相配合的螺旋状齿，所述蜗轮和蜗杆配合使用时蜗轮的压力角θ为13-17度，优选为15度。

结合第一方面，在第一方面第七种可能的实现方式中，所述蜗轮的齿数为30-60，优选为36，所述蜗杆的模数范围为2-6，优选为4。

根据本发明提供的斜拉式启闭机，具有以下有益效果：

1.利用蜗轮蜗杆传动减速，卷索滚筒可在任意位置自锁；蜗轮蜗杆为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小；蜗轮蜗杆装置具有零件数目少，无需其他传动轴，结构紧凑。

2.蜗杆两端连接不同的驱动结构，确保启闭机在任何情况下均能够正常工作。

3.利用盖板和密封条，形成密封结构，钢索不会裸露在外，又能清除淤泥或水，防止钢索生锈。

4.调整蜗轮压力角，使传动更平稳，解决了产生的抖动现象；而且合适的压力角可以提高传动效率，降低蜗轮的磨损程度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请斜拉式启闭机的结构示意图；

图2为本申请的驱动机构示意图；

图3为本申请盖板结构示意图；

图4、图5为本申请密封条结构示意图；

图6为本申请蜗轮压力角受重力啮合示意图。

附图标记：1-机座、2-蜗壳、3-蜗轮、4-蜗杆、5-卷索滚筒、6-滚筒轴、7-盖板、8-机架平台、9-矩形孔、10-密封条、11-吊环、12-电机、13-离合器、14-摇把、15-钢索、θ-压力角。

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以下详述本发明。

本发明人发现，齿轮传动，不能自锁，与齿轮相比，蜗轮蜗杆装置作为传动部件，蜗杆可以轻易转动蜗轮，但蜗轮无法转动蜗杆，这是因为蜗轮蜗杆的结构和传动是通过摩擦实现造成的。

蜗轮蜗杆的传动方式属于蜗杆传动，蜗杆传动又相当于螺旋传动，由于这样的传动方式，当蜗轮蜗杆达到一定的速比，当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆，其反向自锁性可起安全保护作用。

本发明人发现，蜗杆传动相当于螺旋传动，为多齿啮合传动，故传动平稳、噪音很小。

本发明人还发现，蜗轮蜗杆装置具有零件数目少，无需其他传动轴，结构紧凑。

因此，本发明提供了一种斜拉式启闭机，如图1、图2所示，包括机座1、蜗壳2，设置在机座1内部的卷索滚筒5，还包括设置在蜗壳2内部的蜗轮3和蜗杆4，所述蜗轮3与蜗杆4啮合连接，所述蜗轮3与所述卷索滚筒5共用滚筒轴6，所述蜗杆4两端穿过蜗壳2，一端通过离合器13与电机12连接，另一端安装摇把14。

本发明人发现，传动组件为蜗轮3和蜗杆4，蜗杆4螺旋传动带动蜗轮3，蜗轮3再同轴带动卷索滚筒5实现对钢索的上下控制，只能由蜗杆4带动蜗轮3，而不能由蜗轮3带动蜗杆4，其反向自锁性可起安全保护作用，防止受重力作用，卷索滚筒5不受控制的下坠造成事故。

本发明人发现，蜗杆4两端连接不同的驱动结构，即手动驱动的摇把14和电动驱动的电机12，确保启闭机在任何情况下均能够正常工作。

在本发明一种优选的实施方式中，如图3所示，还包括盖板7，所述盖板7为矩形结构，所述盖板7设有用于钢索15穿过，在其内可以左右移动的矩形孔9，所述矩形孔9的两个长边内壁设有密封条10，两边密封条10的接触面为齿状结构101或波纹状结构102。

本发明人发现，很多手摇式卷扬机的机座1只有轴侧和上方遮盖，钢索还是会裸露在外，钢索起吊闸门又容易附带淤泥或水，容易生锈。当采用封闭结构，能有效解决上述问题。

机座1为半封闭结构，与闸门的机架平台8接触面不封闭，利于卷索滚筒5的拆卸；蜗壳2设置在机座1侧面，全封闭式结构，这样蜗轮3和蜗杆4不会裸露，防止雨水或污水进入腐蚀；在机座1的不封闭面设置盖板7，盖板7放置于闸门的混凝土支架平台8上，机座1放置或固定于盖板7上，盖板7设有矩形孔9，矩形孔9的两个长边内壁设有密封条10，如图4、5所示，两边密封条10的接触面为齿状结构101或波纹状结构1012，钢索15穿过矩形孔9，在其内左右移动，密封条10采取能吻合的结构，钢索15移动后能自我贴合，而且密封条10可以选择有一定硬度的橡胶密封条，当钢索15上下移动时，密封条10还能起到刮板的作用，清除钢索15附带的水或污泥，减少生锈几率。

在本发明一种优选的实施方式中，摇把14包括套筒141、摇臂142和手柄143，所述套筒141一端与蜗杆4套接，另一端与摇臂142焊接，所述摇臂142另一端与手柄143焊接；所述蜗杆4与摇把14的连接端为半圆柱形或三角柱形结构，所述套筒141为中空圆柱形结构，中空部分为与蜗杆4相配合的半圆柱形中空或三角柱形中空结构。

本发明人发现，手摇式启闭机采用的摇把多为中空套筒结构，一个摇把可以用在不同的启闭机上，摇把结构单一，不能专用起防盗的作用。本发明采用专用摇把，防止别人随意开启，更加合理的利用水利资源。

在本发明一种优选的实施方式中，所述蜗轮3外周面轮齿31的截面为梯形状，所述蜗杆4的外侧面上设有与蜗轮3外周面轮齿相配合的螺旋状齿41，所述蜗轮3和蜗杆4配合使用时蜗轮3的压力角θ为13-17度，优选为15度。

本发明人发现，蜗轮3与蜗杆4相啮合的齿为倾斜设置，蜗轮3和蜗杆4在传递动力的过程中，会有一定的轴向受力，而使蜗杆4具有一定的轴向窜动，如果蜗杆4轴向固定地联接在在蜗壳2内，则会影响到蜗轮蜗杆之间传递动力的顺畅性。蜗轮3和蜗杆4的压力角θ如果为20度，受重力后，蜗轮的轮齿31会发生塑性变形蜗轮齿的面折曲变形，蜗轮的齿轮3的顶部与蜗杆的齿根部位发生干涉，从而出现转动不平衡，导致抖动现象。在本实施例中，将配合使用的蜗轮和蜗杆的压力角θ优选为15度，在受重力影响时，则刚好可以将其折曲变形区域利用为接触区域；不受力时为线接触，受理后变为面接触，传动更平稳，解决了产生的抖动现象。

而且由于压力角θ的存在，使蜗杆转动所输出的力分为两个分力，一个是与蜗轮节圆相切的轴向力，这是蜗杆传动的有效分力；另一个是指向蜗轮轴线的径向分力，这个力对蜗轮的转动是无效的力。压力角大，传动效率较低，磨损较严重；压力角小，轴向分力大，传动效率高。

在本发明一种优选的实施方式中所述蜗轮3的齿数为30-60，优选为36，所述蜗杆4的头数范围为2-6，优选为4。

蜗杆头数为1、2、4、6，当取小值时，其传动比大，且具有自锁性；当取大值时，传动效率高。与圆柱齿轮传动不同，蜗杆蜗轮机构传动比不等于蜗杆直径与蜗轮直径的比值。

起吊闸门时，钢索15通过挂钩勾吊住闸门的吊环11，摇把14或电机12驱动蜗杆4带动蜗轮3，同轴带动卷索滚筒5上卷钢索15，实现闸门或拍门的开启，由于蜗杆4和蜗轮3具有自锁，且能增力，所以启闭时较省力并能在任意位置自锁。多数启闭机为一对一配置，而本发明为钢索上吊闸门，不需要与闸门对应固定，所以可以对附近相邻闸门进行起吊，实现斜拉的功能。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。