一种拖缆机试验系统的制作方法

本发明涉及船舶工程技术领域，具体涉及一种拖缆机试验系统。

背景技术：

拖缆机在船舶工程及海洋工程中的应用越来越广泛，拖缆机主要用于船舶的起抛锚和拖带作业，为保证拖缆机的工作载荷满足设计要求，在拖缆机投入使用之前，需针对其负载能力进行试验。

常用拖缆机的试验方法为采用工装绞车与拖缆机对拉。试验时，将钢丝绳的一端固定在拖缆机上，另一端固定在工装绞车上，拖缆机与工装绞车同时运行，通过工装绞车的加载对拖缆机提供负载，以检测拖缆机的工作载荷是否符合设计要求。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

对拉绞车的载荷需要根据待试验的拖缆机额定载荷来设计，当需要对不同额定载荷的拖缆机进行负载试验时，需要对每种拖缆机分别对应设计的对拉绞车，试验成本高。

技术实现要素：

为了解决对不同额定载荷的拖缆机进行负载试验时，需要对每种拖缆机分别对应设计对拉绞车，试验成本高的问题，本发明实施例提供了一种拖缆机试验系统。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种拖缆机试验系统，所述拖缆机试验系统包括设置在试验地基上的安装基座、滑轮装置和试验塔架，所述安装基座包括用于放置待试验的拖缆机的第一安装座和第二安装座，所述试验塔架的底部和顶部分别设有底部导向滑轮和顶部导向滑轮；

所述拖缆机试验系统还包括第一钢丝绳和第二钢丝绳，所述第一钢丝绳的第一端固定在设置于所述第一安装座或者所述第二安装座的所述拖缆机的卷筒上，所述第二钢丝绳的第一端依次绕过所述滑轮装置、所述底部导向滑轮和所述顶部导向滑轮后竖直向下，且所述第二钢丝绳的第一端上连接有配重块；

所述滑轮装置包括设置在所述试验地基上的若干定滑轮、若干卧式滑轮、一个动滑轮和固定在所述试验地基上的系缆桩；

当所述第一钢丝绳的第二端固定在所述动滑轮上时，所述第二钢丝绳的第二端固定在所述系缆桩上，所述第二钢丝绳的第一端绕过所述动滑轮、一个定滑轮和一个卧式滑轮后绕过所述底部导向滑轮，所述第二钢丝绳的第一部分与第二部分在所述试验地基上的投影平行，所述第二钢丝绳的第二部分在所述试验地基上的投影与第三部分垂直，所述第一部分为所述第二钢丝绳位于所述系缆桩和所述动滑轮之间的部分，所述第二部分为所述第二钢丝绳位于所述动滑轮和所述卧式滑轮之间的部分，所述第三部分为所述第二钢丝绳位于所述卧式滑轮和所述底部导向滑轮之间的部分；或者，

当所述第一钢丝绳的第二端与所述第二钢丝绳的第二端连接时，所述第二钢丝绳的第一端绕过一个定滑轮和至少一个卧式滑轮后绕过所述底部导向滑轮，所述第二钢丝绳的第三部分与第四部分在所述试验地基上的投影垂直，所述第三部分为所述第二钢丝绳位于定滑轮和第一个卧式滑轮之间的部分，所述第四部分为所述第二钢丝绳位于最后一个卧式滑轮与所述底部导向滑轮之间的部分。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述滑轮装置包括两个定滑轮和两个卧式滑轮；所述两个定滑轮中的一个定滑轮正对所述第二安装座设置，所述两个定滑轮中的另一个定滑轮设置在所述动滑轮和所述两个卧式滑轮中的一个卧式滑轮之间，所述两个卧式滑轮中的另一个卧式滑轮设置在所述两个卧式滑轮中的一个卧式滑轮和所述两个定滑轮中的一个定滑轮之间。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述滑轮装置包括两个定滑轮和一个卧式滑轮；所述卧式滑轮可移动设置在试验地基的第一位置和第二位置，所述第一位置、第二位置和所述底部导向滑轮位于同一直线上，所述两个定滑轮中的一个定滑轮位于所述动滑轮和所述第一位置之间，所述两个定滑轮中的另一个定滑轮位于所述第二安装座和第二位置之间；所述拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的凹形的滑轨底座，所述滑轨底座上开设有u型凹槽，所述u型凹槽内设置有u型滑轨，所述卧式滑轮的底部设有与所述u型滑轨匹配的滑槽，所述u型凹槽位于所述凹形的滑轨底座的两突出的部分的宽度与卧式滑轮的底部的宽度相同，所述凹形的滑轨底座的两突出的部分分别对应第一位置和第二位置，所述u型凹槽位于所述凹形的滑轨底座的主体部分的宽度大于卧式滑轮的底部的宽度。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述滑轮装置包括一个定滑轮和一个卧式滑轮；所述卧式滑轮可移动设置在试验地基的第一位置和第二位置，所述定滑轮可移动设置在试验地基的第三位置和第四位置；所述第一位置、第二位置和所述底部导向滑轮位于同一直线上，所述第三位置位于所述动滑轮和所述第一位置之间，所述第四位置位于所述第二安装座和第二位置之间；所述拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的凹形的滑轨底座，所述凹形的滑轨底座上开设有u型凹槽，所述u型凹槽内设置有u型滑轨，所述卧式滑轮底部设有与所述u型滑轨匹配的滑槽，所述u型凹槽位于所述凹形的滑轨底座的两突出的部分的宽度与卧式滑轮的底部的宽度相同，所述凹形的滑轨底座的两突出的部分分别对应第一位置和第二位置，所述u型凹槽位于所述凹形的滑轨底座的主体部分的宽度大于卧式滑轮的底部的宽度；所述拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的条形的滑轨底座，所述条形的滑轨底座上开设有条形凹槽，所述条形凹槽长度方向平行于第一位置和第二位置的连线，所述条形凹槽内设置有直线型滑轨，所述定滑轮的底部设有与所述直线型滑轨匹配的滑槽，所述条形凹槽的宽度与定滑轮的底部的宽度相同，所述条形凹槽的两端分别位于第三位置和第四位置。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二钢丝绳的第一端在每个卧式滑轮的出绳点与所述第二钢丝绳的第一端在所述底部导向滑轮的入绳点的高度相同。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二钢丝绳的第一端在每个定滑轮的出绳点的高度与所述第二钢丝绳的第一端在每个卧式滑轮的入绳点的高度相同。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第二钢丝绳的最大承载重量大于所述配重块的重量，所述第一钢丝绳的最大承载重量大于两倍的所述配重块的重量。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一钢丝绳的第二端和所述第二钢丝绳的第二端上分别设有卸扣。

在本发明实施例的另一种实现方式中，每个所述定滑轮、所述动滑轮和所述卧式滑轮上均设有用于防止所述钢丝绳从所述滑轮上脱离的保护销。

在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一安装座和所述第二安装座上分别设有用于固定拖缆机的工装底板。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：试验地基上设有用于安装拖缆机的第一安装座和第二安装座，两个安装座用于设置待测试的拖缆机，拖拉机的滚筒通过第一钢丝绳连接到滑轮装置，滑轮装置再通过第二钢丝绳经过塔架后连接配重块。在进行拖缆机的负载试验时，若第一钢丝绳的第一端固定在设置于所述第一安装座的所述拖缆机的卷筒上，则第一钢丝绳的第二端固定在所述动滑轮上，第二钢丝绳一端固定在所述系缆桩上，另一端绕过动滑轮、定滑轮、卧式滑轮、底部导向滑轮和顶部导向滑轮连接配重块，由于动滑轮组件的作用，第一钢丝绳上的负载为第二钢丝绳上负载的两倍，从而可以对负载较高的拖缆机进行试验；若第一钢丝绳的第一端固定在设置于所述第二安装座的所述拖缆机的卷筒上，则第一钢丝绳的第二端与所述第二钢丝绳的一端连接，第二钢丝绳的另一端绕过定滑轮、至少一个卧式滑轮、底部导向滑轮和顶部导向滑轮连接配重块，从而实现与配置块相当吨位的拖缆机试验，使本发明的一套拖缆机试验系统可以适用于不同额定载荷的拖缆机的负载试验，且试验一个吨位为另一个吨位2倍的两个拖缆机时，无需更换配重，试验方便。

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个实施例，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1a和图1b是本发明实施例提供的一种拖缆机试验系统的结构示意图；

图2a和图2b是本发明实施例提供的另一种拖缆机试验系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的试验塔架的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的定滑轮的结构示意图；

图5a和图5b是本发明实施例提供的两种卧式滑轮的结构示意图。

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。

本发明实施例提供了一种拖缆机试验系统，参见图1a-图2b，该拖缆机试验系统包括设置在试验地基上的安装基座1、滑轮装置2和试验塔架3，安装基座1包括用于放置待试验的拖缆机的第一安装座和第二安装座，试验塔架3的底部和顶部分别设有底部导向滑轮31(可以参见图3)和顶部导向滑轮32。

拖缆机试验系统还包括第一钢丝绳100和第二钢丝绳200，第一钢丝绳100的第一端固定在设置于第一安装座或者第二安装座的拖缆机的卷筒上，第二钢丝绳200的第一端依次绕过滑轮装置2、底部导向滑轮31和顶部导向滑轮32后竖直向下，且第二钢丝绳200的第一端上连接有配重块33。

滑轮装置2包括设置在试验地基上的若干定滑轮21、若干卧式滑轮22、一个动滑轮23和固定在试验地基上的系缆桩24。

参见图1a或图2a，当第一钢丝绳100的第一端固定在设置于第一安装座的拖缆机的卷筒上时，第一钢丝绳100的第二端固定在动滑轮23上，第二钢丝绳200的第二端固定在系缆桩24上，第二钢丝绳200的第一端绕过动滑轮23、一个定滑轮21和一个卧式滑轮22后绕过底部导向滑轮31，第二钢丝绳200的第一部分与第二部分在试验地基上的投影平行，第二钢丝绳200的第二部分在试验地基上的投影与第三部分垂直，第一部分为第二钢丝绳200位于系缆桩24和动滑轮23之间的部分，第二部分为第二钢丝绳200位于动滑轮23和卧式滑轮22之间的部分，第三部分为第二钢丝绳200位于卧式滑轮22和底部导向滑轮31之间的部分；或者，

参见图1b或图2b，当第一钢丝绳100的第一端固定在设置于第二安装座的拖缆机的卷筒上时，第一钢丝绳100的第二端与第二钢丝绳200的第二端连接，第二钢丝绳200的第一端绕过一个定滑轮21和至少一个卧式滑轮22后绕过底部导向滑轮31，第二钢丝绳200的第三部分与第四部分在试验地基上的投影垂直，第三部分为第二钢丝绳200位于定滑轮21和第一个卧式滑轮22之间的部分，第四部分为第二钢丝绳200位于最后一个卧式滑轮22与底部导向滑轮31之间的部分。其中，第一个卧式滑轮22是指第二钢丝绳200的第一端绕过的第一个卧式滑轮(如图1b中上方的卧式滑轮22)，最后一个卧式滑轮22是指第二钢丝绳200的第一端绕过的最后一个卧式滑轮(如图1b中下方的卧式滑轮22)。当第二钢丝绳200的第一端只经过一个卧式滑轮22时，第一个卧式滑轮22和最后一个卧式滑轮22为同一个卧式滑轮22。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：试验地基上设有用于安装拖缆机的第一安装座和第二安装座，两个安装座用于设置待测试的拖缆机，拖拉机的滚筒通过第一钢丝绳连接到滑轮装置，滑轮装置再通过第二钢丝绳经过塔架后连接配重块。在进行拖缆机的负载试验时，若第一钢丝绳的第一端固定在设置于第一安装座的拖缆机的卷筒上，则第一钢丝绳的第二端固定在动滑轮上，第二钢丝绳一端固定在系缆桩上，另一端绕过动滑轮、定滑轮、卧式滑轮、底部导向滑轮和顶部导向滑轮连接配重块，由于动滑轮组件的作用，第一钢丝绳上的负载为第二钢丝绳上负载的两倍，从而可以对负载较高的拖缆机进行试验；而若第一钢丝绳的第一端固定在设置于第二安装座的拖缆机的卷筒上，则第一钢丝绳的第二端与第二钢丝绳的一端连接，第二钢丝绳的另一端绕过定滑轮、至少一个卧式滑轮、底部导向滑轮和顶部导向滑轮连接配重块，从而实现与配置块相当吨位的拖缆机试验，使本发明的一套拖缆机试验系统可以适用于不同额定载荷的拖缆机的负载试验，且试验一个吨位为另一个吨位2倍的两个拖缆机(例如300t拖缆机和600t拖缆机)时，无需更换配重，试验方便。

参见图1a和图1b，在本发明实施例的第一种实现方式中，滑轮装置2包括两个定滑轮21和两个卧式滑轮22；两个定滑轮21中的一个定滑轮21正对第二安装座(图1a右侧安装座)设置，两个定滑轮21中的另一个定滑轮21设置在动滑轮23和两个卧式滑轮22中的一个卧式滑轮22之间，另一个卧式滑轮22设置在两个卧式滑轮22中的一个卧式滑轮22和两个定滑轮21中的一个定滑轮21之间。

参见图2a和图2b，在本发明实施例的第二种实现方式中，滑轮装置2包括两个定滑轮21和一个卧式滑轮22；卧式滑轮22可移动设置在试验地基的第一位置(图2a中卧式滑轮22所处的位置)和第二位置(图2b中卧式滑轮22所处的位置)，第一位置、第二位置和底部导向滑轮32位于同一直线上，两个定滑轮21中的一个定滑轮21位于动滑轮23和第一位置之间，两个定滑轮21中的另一个定滑轮21位于第二安装座和第二位置之间。拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的凹形的滑轨底座220，滑轨底座200上开设有u型凹槽，u型凹槽内设置有u型滑轨222，卧式滑轮22底部设有与u型滑轨222匹配的滑槽，u型凹槽位于凹形的滑轨底座220两突出的部分的宽度与卧式滑轮22的底部的宽度相同，凹形的滑轨底座220两突出的部分分别对应第一位置和第二位置，u型凹槽位于凹形的滑轨底座220主体部分的宽度大于卧式滑轮22的底部的宽度。参见图2a和图2b，由于卧式滑轮22工作时，受到两个90度的力，一个方向指向拖缆机，另一个指向配重块，因此采用此滑轨底座200时，卧式滑轮22受到力转移到滑轨底座200的两个侧壁(分别为朝拖缆机和配重块的两个侧壁)上，因而卧式滑轮22本身不会移动，无需锁紧固定。

在本发明实施例的第三种实现方式中，滑轮装置2包括一个定滑轮21和一个卧式滑轮22；卧式滑轮22可移动设置在试验地基的第一位置和第二位置，也即卧式滑轮按照图2a和图2b的方式设置，定滑轮21可移动设置在试验地基的第三位置和第四位置。第一位置、第二位置和底部导向滑轮32位于同一直线上，第三位置位于动滑轮23和第一位置之间，第四位置位于第二安装座和第二位置之间。拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的凹形的滑轨底座220，凹形的滑轨底座200上开设有u型凹槽，u型凹槽内设置有u型滑轨222，卧式滑轮22底部设有与u型滑轨222匹配的滑槽，u型凹槽位于凹形的滑轨底座220两突出的部分的宽度与卧式滑轮22的底部的宽度相同，凹形的滑轨底座220两突出的部分分别对应第一位置和第二位置，u型凹槽位于凹形的滑轨底座220主体部分的宽度大于卧式滑轮22的底部的宽度。参见图2a和图2b，由于卧式滑轮22工作时，受到两个90度的力，一个方向指向拖缆机，另一个指向配重块，因此采用此凹形的滑轨底座200时，卧式滑轮22受到力转移到凹形的滑轨底座200的两个侧壁(分别为朝拖缆机和配重块的两个侧壁)上，因而卧式滑轮22本身不会移动，无需锁紧固定。拖缆机试验系统还包括固定在试验地基上的条形的滑轨底座，条形的滑轨底座上开设有条形凹槽，条形凹槽长度方向平行于第一位置和第二位置的连线，条形凹槽内设置有直线型滑轨，定滑轮21底部设有与直线型滑轨匹配的滑槽，条形凹槽的宽度与定滑轮21的底部的宽度相同，条形凹槽的两端分别位于第三位置和第四位置。由于定滑轮21工作时，受到的力均是垂直于条形凹槽长度方向，因此采用此条形的滑轨底座时，定滑轮21受到力转移到条形的滑轨底座的两个侧壁(分别为朝拖缆机和卧式滑轮的两个侧壁)上，因而定滑轮21本身不会移动，无需锁紧固定。

在本发明实施例中，滑轨底座(凹形的滑轨底座和条形的滑轨底座)的侧壁厚度均设计较厚(例如1m到2m)，以保证能够承受足够的拉力。但为了保证钢丝绳的正常穿过，在一种实现方式中，凹形的滑轨底座的侧壁的高度低于卧式滑轮22轮槽的中心的高度，条形的滑轨底座的侧壁的高度低于定滑轮21的滑轮顶部高度。在另一种一种实现方式中，凹形的滑轨底座的侧壁的高度高于卧式滑轮22的高度，凹形的滑轨底座的侧壁上开设有供钢丝绳穿过的通孔，条形的滑轨底座的侧壁的高度高于定滑轮21的高度，条形的滑轨底座的侧壁上开设有供钢丝绳穿过的通孔，这样既能保证侧壁受力，又不影响钢丝绳穿过。

当然，为了进一步固定卧式滑轮22和定滑轮21，还可以在凹槽内设置插孔及插销，以便卧式滑轮22和定滑轮21在达到设定位置(第一位置-第四位置)时，进行四周定位。

在上述三种实现方式中，除了滑轮的数量、固定方式和位置设置存在差别外，其他设置均相同，具体如后文描述。

在上述三种实现方式中，第二钢丝绳200的第一端在每个卧式滑轮22的出绳点与第二钢丝绳200的第一端在底部导向滑轮31的入绳点的高度相同。这样第二钢丝绳的过渡比较平缓，可以防止在试验过程中第二钢丝绳从卧式滑轮上脱落。

第二钢丝绳200的第一端在每个定滑轮21的出绳点的高度与第二钢丝绳200的第一端在每个卧式滑轮22的入绳点的高度相同。

另外，当该拖缆机试验系统的卧式滑轮22超过一个时，如图1a或1b所示，所有卧式滑轮22的出绳点高度，即所有卧式滑轮22轮槽中性面的高度相同。轮槽的中性面即轮槽的中心所在的垂直于轮轴的平面。保证钢丝绳转向后不会发生扭转。

在本发明实施例中，第二钢丝绳200的最大承载重量大于配重块33的重量，第一钢丝绳100的最大承载重量大于两倍的配重块33的重量。其中，配重块33为负载，可以根据不同吨位的拖缆机配置相应的重量。

在本发明实施例中，第一钢丝绳100的第二端和第二钢丝绳200的第二端上分别设有卸扣。从而方便钢丝绳在连接到第一安装座上的拖缆机后，再连接到第二安装座上的拖缆机；或者，方便钢丝绳在连接到第二安装座上的拖缆机后，再连接到第一安装座上的拖缆机。

在本发明实施例的中，每个定滑轮21、动滑轮23和卧式滑轮22上均设有用于防止钢丝绳从滑轮上脱离的保护销。

在本发明实施例的中，第一安装座和第二安装座上分别设有用于固定拖缆机的工装底板。工装底板上可以设置用于安装固定拖缆机的螺纹孔，也可以将拖缆机焊接固定在工装底板上。

在本发明实施例的中，第一钢丝绳100可以在一定角度范围内设置，如图2a和2b所示，第一钢丝绳100的方向与动滑轮23和第一安装座的连线方向存在一夹角，或者第一钢丝绳100的方向与定滑轮21和第二安装座的连线方向存在一夹角，该夹角小于或等于6°，从而保证测试的准确性。

图3是本发明实施例提供的试验塔架的结构示意图，参见图4，试验塔架3底部设有底部导向滑轮31，第二钢丝绳200从滑轮装置2穿出后依次穿过底部导向滑轮31，通过底部导向滑轮31使第二钢丝绳200过渡到试验塔架3的下方且出绳方向竖直向上。试验塔架3下方的顶部设有两个顶部导向滑轮32，第二钢丝绳200从底部导向滑轮31穿出后依次穿过两个顶部导向滑轮32，通过两个顶部导向滑轮32使第二钢丝绳200从试验塔架3的一侧过渡到试验塔架3的另一侧且出绳方向竖直向下，从而连接配重块33。

图4是本发明实施例提供的第一种实现方式和第二种实现方式中的定滑轮的结构示意图(图1a和图2a中方向b的截面图)，参见图4，定滑轮21包括底座210、轮轴211和滑轮212，底座210固定设置在试验地基上，滑轮211安装在底座210上的转轴211上。底座210可以通过焊接、螺栓等方式固定设置在试验地基上。

图5a是本发明实施例提供的第一种实现方式中卧式滑轮的结构示意图(图1a中方向c的截面图)，参见图5a，卧式滑轮22包括底座220、轮轴221、滑轮222以及保护组件223，保护组件223连接轮轴221的上部和试验地基，避免卧式滑轮22受力过大导致轮轴221损坏。

图5b是本发明实施例提供的第二种实现方式和第三种实现方式中卧式滑轮的结构示意图(图2a中方向c的截面图)，参见图5b，卧式滑轮22包括底座220、轮轴221、滑轮222以及保护组件223，轮轴221的下方设有弧形凹槽224，弧形凹槽224用于实现卧式滑轮22在滑轨上的移动，保护组件223连接轮轴221的上部、底座和试验地基，避免卧式滑轮22受力过大导致轮轴221损坏，同时保护组件223与滑槽相接处的一面设计较厚，以更好承受拉力。在第二种实现方式和第三种实现方式中卧式滑轮22的宽度如图中标号a所示。

容易知道，在第三种实现方式中，定滑轮21可以参照图5b的卧式滑轮设计，即在定滑轮21的轮轴下方开设弧形凹槽。

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。