专利名称：一种螺旋槽液压强制排绳装置的制作方法
技术领域：
本发明属于排绳装置类，是一种螺旋槽液压强制排绳装置。
背景技术：
传统的排绳机构一般为链传动的往复螺杆式，由链轮、链条、往复螺杆、导向块、导绳杆等组成，结构复杂，成本高，特别是往复螺杆和导向块的制造误差以及导绳杆与缆绳之间的间隙等因素，造成导绳杆行走时产生累积误差，在多层排绳时效果较差。因此，在很多此类机构中都设有无级调速器和离合器，便于调整和人工辅助排绳，从而增加了制造成本和操作维修费用。
发明内容
本发明针对上述现有技术的缺点，提供一种结构简单、低成本、使用效果好的螺旋槽液压强制排绳装置。
本发明解决其技术问题采用的技术方案这种螺旋槽液压强制排绳装置，包括用于卷绕钢索的卷筒，卷筒下方设有臂架，臂架下方支撑有臂架支座，形成以臂架支座为支点的杠杆机构；臂架下方还顶有升降油缸，臂架的远端部设有可正反转的螺杆，该螺杆表面开有与钢索相匹配的螺旋式深槽；臂架两侧在与卷筒两端相应的位置设有接近传感器。
本发明可通过下述方式进一步完善卷筒的卷筒主轴通过减速电机组驱动，卷筒主轴通过卷筒离合器与卷筒本体连接；卷筒主轴的一端设有第一主动链轮，另一端通过一对外啮合的齿轮连接有与卷筒主轴转向相反的第二主动链轮，螺杆的两端装有分别与第一主动链轮、第二主动链轮连接的第一从动链轮、第二从动链轮，第一从动链轮、第二从动链轮分别通过第一螺杆离合器、第二螺杆离合器与螺杆主轴连接；螺杆上还装有双出杆换向油缸，该换向油缸的两根活塞杆分别与第一螺杆离合器、第二螺杆离合器连接。
卷筒离合器、第一螺杆离合器和第二螺杆离合器均为三角牙嵌离合器，该离合器的牙嵌呈60°三角形等份分布。
臂架主体为不锈钢槽钢焊接结构，前部设有螺杆安装孔座，后部设有升降油缸安装销轴座板，另有半圆形导钢索管安装在两侧主臂。
油泵电机和油泵相连接，油泵一端与油箱连接，另一端的一路通过电磁换向阀与换向油缸相连通并形成回路；另一路通过电磁换向阀、单向节流阀与升降油缸相连通并形成回路。
本发明有益的效果是1)、结构简单紧凑；制造精度和成本较低；2)、排绳效果良好，不受制造误差的影响；3)、应用普通成熟的机电液一体化技术，制作简单，工作可靠；4)、应用不锈钢材料和表面镀锌处理，维修和维护简单方便；5)、操作简单方便，不需特殊培训；6)、容易实现自动化控制。
图1是本发明的主视结构示意图；图2是本发明的俯视结构示意图；图3是本发明机械原理结构示意图；图4是本发明升降油缸作用结构示意图；图5是本发明换向油缸作用结构示意图；图6是本发明棘轮制动装置结构示意图；图7是本发明液压原理图。
图8是本发明电气原理图；图1-图7的附图标记说明卷筒1，臂架2，升降油缸3，臂架支座4，螺栓绝缘套5，螺栓绝缘垫圈6，油缸销轴7，臂架销轴8，臂架衬套9，端盖10，第二螺杆离合器11，并帽一12，油缸挡套13，链轮挡圈14，第二从动链轮15，链轮衬套16，螺杆衬套17，卷筒主轴18，螺杆19，螺旋式深槽19-1，螺杆主轴20，并帽二21，旋转接头22，旋转接头挡圈23，第一从动链轮24，第一螺杆离合器25，减速电机组26，第一主动链轮27，棘轮刹车装置28，卷筒离合器29，齿轮30，绞缆卷筒31，第二主动链轮32，换向油缸33，油泵电机34，单向节流阀35，电磁换向阀36，控制阀块37，压力表38，溢流阀39，油泵40，吸油过滤器41，圆形油标42，回油过滤器43，透气塞44。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明参照附图，这种螺旋槽液压强制排绳装置，包括用于卷绕钢索的卷筒1，卷筒1下方设有臂架2，臂架2主体为不锈钢槽钢焊接结构，臂架2通过臂架销轴8和臂架衬套9固定连接在臂架支座4上，形成以臂架支座4为支点的杠杆机构，同时臂架支座4通过螺栓绝缘套5和螺栓绝缘垫圈6进行连接固定。臂架2后部通过其上的升降油缸安装销轴座板和油缸销轴7安装有升降油缸3，臂架2的远端部通过其上的螺杆安装孔座安装有可正反转的螺杆19，臂架2两侧的主臂上安装有半圆形导钢索管。该螺杆19表面开有与钢索相匹配的螺旋式深槽19-1；臂架2两侧在与卷筒1两端相应的位置设有接近传感器。升降油缸3采用型式为单作用活塞式油缸，中部铰轴连接，头部耳环与臂架上销轴座板连接，实现臂架2的升降。通过电气控制按钮和电磁阀的共同作用，当升降油缸3的活塞杆顶出时，螺杆19将上升相应的高度，托住钢索。由于螺杆19表面制有螺旋式深槽19-1，使钢索卡在螺旋式深槽19-1里。
本发明所述的卷筒1的卷筒主轴18通过减速电机组26驱动，卷筒主轴18通过卷筒离合器29与卷筒本体连接；卷筒主轴18的一端设有第一主动链轮27，另一端通过一对外啮合的齿轮30连接有与卷筒主轴18转向相反的第二主动链轮32、以及绞缆卷筒31，卷筒主轴18上还装有棘轮刹车装置28。螺杆19的两端装有分别与第一主动链轮27、第二主动链轮32连接的第一从动链轮24、第二从动链轮15，第一从动链轮24、第二从动链轮15分别通过第一螺杆离合器25、第二螺杆离合器11与螺杆主轴20连接。螺杆19内部为空心结构，换向油缸33装在螺杆19内，该换向油缸33为双出杆油缸，该换向油缸33的两根活塞杆分别与第一螺杆离合器25、第二螺杆离合器11连接。卷筒离合器29、第一螺杆离合器25和第二螺杆离合器11均为三角牙嵌离合器，该离合器的牙嵌呈60°三角形等份分布。第一从动链轮24和第二从动链轮15的转向相反，控制相应的离合器，即可控制螺杆的不同转向。在上述的第一从动链轮24和第二从动链轮15中可以设有链轮衬套16，一侧设有链轮挡圈14；在螺杆19上可以设有螺杆衬套17，在换向油缸33上可以设有油缸挡套13。在第二螺杆离合器11外固定连接有端盖10，并通过并帽-12固定连接；在第一从动链轮24和第一螺杆离合器25外侧可以设有旋转接头22和旋转接头挡圈23，并通过并帽二21固定。
链轮链条传动机构可以有两种结构，一种与三角牙嵌离合器配对，也带有60°三角形；另一种安装在支撑卷筒的墙架上，两者之间用标准滚子链传动。
本发明的工作过程如下开始排绳时，通过观察钢索的绕向判断钢索的排列方向，按下相应的按钮，使换向油缸33的电磁阀得电，活塞杆一端进油，活塞杆拉动相应离合器与链轮合上，使螺杆19按照要求的方向转动，带动螺旋式深槽19-1里的钢索整齐排列。当钢索排到卷筒1端边的时候，钢索碰到传感器装置的感应板，感应板在钢索的推动下进入接近传感器的感应范围之内，使传感器得到一信号。该信号传递给换向油缸33的电磁阀，控制其失电，于是活塞杆另一端进油，活塞杆反向运动，从而使原结合的一对离合器和链轮脱开，同时另一端离合器与反向转动链轮结合，螺杆19开始反向转动，钢索反向排绳。
本发明的使用过程如下1.固定及排列钢索，将钢索穿入卷筒的长形槽内，一端用钢索压板压紧。另一端应紧靠卷筒挡板，沿着卷筒排列。用人工拉住钢索进行排列，直至第二层排列二到三圈后，可插上电磁阀接线插头，由排绳装置排绳。
2.开始排绳，按下起锚按钮，油泵电机工作后，应观察缆绳的排绳方向与螺杆的转向是否一致。若不一致，则要按动抛锚按钮，排绳螺杆将由原来的初始转向，变为与初始方向相反的转向排绳(重复按动可循环控制排绳螺杆的转动方向)，从而使缆绳的排绳方向与螺杆的转向一致。排绳螺杆转动方向具有记忆功能，在每次起锚时，排绳螺杆的转向将与上一次起锚结束时的螺杆转向相同，也可通过按动抛锚按钮改变螺杆的转向。另外，按下起锚按钮后还应观察缆绳收缆方位与螺杆上的螺旋槽是否平直对应，若不平直对应，则要人工进行调整。
本发明的液压原理如图7所示，本系统中控制阀块37包括电磁换向阀36和溢流阀39，溢流阀39与压力表38连接，其中二个电磁换向阀36，分别控制升降油缸3及换向油缸33活塞杆的两端进油状态。升降油缸3的电磁阀直接通过人工控制，换向油缸33的电磁阀由两个传感器检测控制。系统的液压油取自设置在起锚绞车底座上的油箱内，其上设有圆形油标42和透气塞44。系统设置回油过滤器43和吸油滤器41，以保证油液清洁。
起锚时，通过MKH2型锚绞车控制器按下起锚按钮，油泵电机34和油泵40开始工作，分别导通控制升降油缸3及换向油缸33的电磁阀，等压强的液压油通过单向节流阀35进入升降油缸3，同时液压油进入换向油缸33，结果升降油缸3的活塞杆顶起臂架2及螺杆19，托住钢索；同时换向油缸33上的右端的第一螺杆离合器25啮合，通过主电机带动卷筒1转动(合上卷筒离合器29)开始排绳。当一层排好结束时，钢丝绳接近传感器，于是换向油缸33的电磁阀失电，油泵40出来的液压油进入换向油缸33的另一侧，原先啮合的第一螺杆离合器25脱开，而左端的第二螺杆离合器11啮合，螺杆19反向转动，钢丝绳反向顺序排列，当其再接近另一侧的传感器时，换向油缸33的电磁阀得电，这样就循环进行起锚排绳。当钢索收卷完毕时，按下按钮，使升降油缸3的电磁阀失电，升降油缸3内的液压油在节流阀的作用下慢慢释放回油箱，使活塞杆下降，螺杆19回复初始位置，从而脱离锚链，使锚链不受螺杆影响自由收卷。同时换向油缸33的电磁阀也失电，其内部的油压自由平衡释放，使得两端的离合器都脱开，以便进入下一次的起锚排绳工作。
当系统过载、压力超高时，由于溢流阀39已经调定好适当压力，因而可以起到卸荷保护作用。自由抛锚时，断开电磁阀电源，整个排绳机构不工作。参照图8，本发明的电气原理如下电路图中，Q是组合开关，KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6是交流接触器，FR1、FR2、FR3是热继电器，KA1-3是小型继电器，M1是锚绞车电机，M2是油泵电机，YV1、YV2、YV3是电磁阀，QF是断路器，TC是控制变压器，VC是整流桥堆，SB是锚绞车控制器，PLC是可编程控制器，HL是指示灯，A是电流表，SQ1-SQ2是接近开关。
电控系统由锚绞车控制器SB、电控箱、插座箱、传感器等组成，其工作过程均采用程序控制起锚、抛锚，具有控制安全、可靠、故障少、维护简单等优点。针对操作人员的每步操作，都是通过程序预先做好设置，当控制器检测到操作人员的操作信号(按键信号)后，控制器对检测出的信号做出分析，判断为起锚、抛锚以及高速还是低速，然后对操作信号做出响应，控制锚绞车工作。本绞车电气控制系统还可根据现场控制要求，在不改变硬件接线的情况下，通过修改程序，实现各种控制要求，但程序需要专业人员进行修改。
锚绞车控制器由一水密按钮盒与按钮组成，防护等级IP56。其上有三个按钮，为减小控制器的体积，所有按钮均设置成多功能复合按钮电源按钮为起动、停止及应急功能；起锚按钮为低速起锚、高速起锚功能；抛锚按钮为低速抛锚、高速抛锚、螺杆换向、螺杆下放等功能。锚绞车控制器附带10米舰用低烟无卤软电缆，控制方式为有线遥控。
绞车电控箱由KM1-KM6六只交流接触器、KA1-3三只小型继电器、可编程控制器、FR1、FR2、FR3三只热继电器、断路器、组合开关、变压器等组成，其中的电磁阀YV1控制压绳，电磁阀YV2控制正转排绳，电磁阀YV3控制反转排绳。所有元件均布置铝质控制箱内，并经三防处理。电控箱接收并处理来自控制器的信号，输出给执行机构，如电动机，电磁阀等。电控箱安装在艇艏的艏尖舱内，防护等级IP23。
电动起锚1合上电动起锚绞车控制箱里的电源总开关。
2手持锚绞车控制器(以下简称控制器)。正常启动时，按动控制器上的电源按钮(带灯按钮)，启动控制器遥控控制功能，控制器上指示灯应为点亮状态，重复按动按钮，可在启动和停止之间循环切换。
3启动控制器控制功能后，按动控制器上的起锚按钮，开始低速起锚；若再次按下起锚按钮，则高速起锚。重复按动起锚按钮，可在低速起锚与高速起锚之间循环。
4锚绞车运转时的任何阶段，按动控制器上的电源按钮，锚绞车则停止工作，并会关闭控制器的遥控功能，若要重新起锚或抛锚，必须再次按动控制器上电源按钮，打开控制器的遥控功能；起锚的控制过程中，控制器上的抛锚按钮具有排绳方向循环切换与放下排绳螺杆的双重控制功能，而抛锚功能无效。
5起锚时，按下起锚按钮，油泵电机工作后，应观察缆绳的排绳方向与螺杆的转向是否一致。若不一致，则要点动抛锚按钮，排绳螺杆将由原来的初始转向，变为与初始方向相反的转向排绳(重复按动可循环控制排绳螺杆的转动方向)，从而使缆绳的排绳方向与螺杆的转向一致。排绳螺杆转动方向具有记忆功能，在每次起锚时，排绳螺杆的转向与上一次起锚结束时的螺杆转向相同，也可通过按动抛锚按钮改变螺杆的转向。另外，按下起锚按钮后还应观察缆绳收缆方位与螺杆上的螺旋槽是否平直对应，若不平直对应，则要人工进行调整。
6起锚即将结束时，长按控制器上的抛锚按钮约3秒钟，油泵电机将停止工作，这时可松开抛锚按钮，排绳螺杆将自动下放，以便锚链的进入，同时排绳螺杆转向不会因按动抛锚按钮而换向转动。排绳螺杆下放后，起锚控制功能不变，依然可在高低速起锚之间切换操作，若要重新升起排绳螺杆，必须按动电源按钮，先停止起锚后，再重新进行起锚操作。
7起锚结束时，按动控制器上的电源按钮，停止起锚。然后刹紧制动带，脱开离合器，完成起锚。
电动抛锚1.打开电动起锚绞车控制箱里的电源总开关。手持锚绞车控制器。正常启动时，按动控制器上的电源按钮(带灯按钮)，启动控制器的遥控控制功能，按钮上指示灯应为点亮状态，重复按动按钮，可在启动和停止之间循环切换。
2.启动控制器遥控功能后，按动控制器上的抛锚按钮，开始低速抛锚；若再次按下抛锚按钮，则高速抛锚。重复按动抛锚按钮，可在低速抛锚与高速抛锚之间切换。
3.起锚绞车运转时的任何阶段，按动控制器上的电源按钮，则停止抛锚，并自动关闭控制器的遥控功能，若要重新抛锚或起锚，必须再次按动控制器上电源按钮，打开控制器的遥控功能。抛锚控制过程中，控制器上起锚按钮处于无效状态。
4.抛锚结束时，按动控制器上电源按钮，停止抛锚，至此抛锚结束。
5.在锚绞车的控制过程中，若锚绞车突然停止工作且控制器上指示灯不亮，请关闭锚绞车控制箱里的电源总开关，检查锚绞车控制箱内的热继电器FR1、FR2、FR3，确认是否发生电机过载；检查控制箱内的断路器是否跳开，找出原因后方能重新起动。
电动起锚绞车应急启动控制在正常操作过程中，可能发生绞车负载过大，而导致绞车电机电流过大，热继电器断开导致不能工作现象。对于这种现象可以采用应急操作过载发生后，按下绞车控制器上电源按钮，(注意按下保持至少3秒钟)然后松开，这时控制器上指示灯应为点亮状态，如果不亮，可能是由于按下时间未超过3秒，请重新操作。然后进行起抛锚控制，控制操作过程正常操作时完全相同。注意，应急控制只是电机过载情况下的短时操作，并且只对过载情况有效。操作完成后应找出过载原因，确定无故障，按下控制箱内热继电器上的红色复位钮，使热继电器复位，也可让其自然冷却10分钟左右，自行恢复。恢复后锚机即可正常操作。
权利要求
1.一种螺旋槽液压强制排绳装置，包括用于卷绕钢索的卷筒(1)，其特征是卷筒(1)下方设有臂架(2)，臂架(2)下方支撑有臂架支座(4)，形成以臂架支座(4)为支点的杠杆机构；臂架(2)下方还顶有升降油缸(3)，臂架(2)的远端部设有可正反转的螺杆(19)，该螺杆(19)表面开有与钢索相匹配的螺旋式深槽(19-1)；臂架(2)两侧在与卷筒(1)两端相应的位置设有接近传感器SQ1和SQ2。
2.根据权利要求1所述的螺旋槽液压强制排绳装置，其特征是所述卷筒(1)的卷筒主轴(18)通过减速电机组(26)驱动，卷筒主轴(18)通过卷筒离合器(29)与卷筒本体连接；卷筒主轴(18)的一端设有第一主动链轮(27)，另一端通过一对外啮合的齿轮(30)连接有与卷筒主轴(18)转向相反的第二主动链轮(32)，螺杆(19)的两端装有分别与第一主动链轮(27)、第二主动链轮(32)连接的第一从动链轮(24)、第二从动链轮(15)，第一从动链轮(24)、第二从动链轮(15)分别通过第一螺杆离合器(25)、第二螺杆离合器(11)与螺杆主轴(20)连接；螺杆(19)上还装有双出杆换向油缸(33)，该换向油缸(33)的两根活塞杆分别与第一螺杆离合器(25)、第二螺杆离合器(11)连接。
3.根据权利要求2所述的螺旋槽液压强制排绳装置，其特征是所述卷筒离合器(29)、第一螺杆离合器(25)和第二螺杆离合器(11)均为三角牙嵌离合器，该离合器的牙嵌呈60°三角形等分分布。
4.根据权利要求1或2所述的螺旋槽液压强制排绳装置，其特征是所述的臂架(2)主体为不锈钢槽钢焊接结构，前部设有螺杆安装孔座，后部设有升降油缸安装销轴座板，另有半圆形导钢索管安装在两侧主臂。
5.根据权利要求1所述的螺旋槽液压强制排绳装置，其特征是所述的油泵电机(34)和油泵(40)相连接，油泵(40)一端与油箱连接，另一端的一路通过电磁换向阀(36)与换向油缸(33)相连通并形成回路；另一路通过电磁换向阀(36)、单向节流阀(35)与升降油缸(3)相连通并形成回路。
全文摘要
本发明涉及一种螺旋槽液压强制排绳装置，包括用于卷绕钢索的卷筒，卷筒下方设有臂架，臂架下方支撑有臂架支座，形成以臂架支座为支点的杠杆机构；臂架下方还顶有升降油缸，臂架的远端部设有可正反转的螺杆，该螺杆表面开有与钢索相匹配的螺旋式深槽；臂架两侧在与卷筒两端相应的位置设有接近传感器。本发明有益的效果是1)结构简单紧凑；制造精度和成本较低；2)排绳效果良好，不受制造误差的影响；3)应用普通成熟的机电液一体化技术，制作简单，工作可靠；4)应用不锈钢材料和表面镀锌处理，维修和维护简单方便；5)操作简单方便，不需特殊培训；6)容易实现自动化控制。
文档编号B66D1/28GK1884037SQ20061005229
公开日2006年12月27日 申请日期2006年7月3日 优先权日2006年7月3日
发明者俞晓光 申请人:杭州花园机电设备有限公司