一种多功能组合式摩擦绞车系统的制作方法
一种多功能组合式摩擦绞车系统的制作方法
【专利摘要】一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳（32）、液压泵站、电气控制台和导向滑轮，导向滑轮包括导向滑轮Ⅰ（1）和导向滑轮Ⅱ（2），电气控制台与液压泵站之间电连接；钢丝绳（32）依次缠绕导向滑轮Ⅱ（2）、摩擦绞车的主滚筒Ⅰ（4）、主滚筒Ⅱ（6）和导向滑轮Ⅰ（1）后，绕入排绳器的导绳滑轮（26），最后缠绕在储绳绞车的储绳筒（17）上。体积小，实现钢丝绳（32）张紧的同时实现多层排绳、储绳的功能。
【专利说明】一种多功能组合式摩擦绞车系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种摩擦绞车，更具体的说涉及一种多功能组合式摩擦绞车系统，属 于船用机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 摩擦绞车是一种依靠摩擦力驱动钢丝绳的拉载设备，钢丝绳不固定在摩擦绞车的 滚筒上，而是在滚筒上缠绕若干圈，并由滚筒的摩擦力来实现钢丝绳收放。摩擦绞车一般采 用双摩擦滚筒结构，主要应用于造船厂船台、落差较大的险滩、布缆船、工程船等，起移船、 吊放和拖带等作用。
[0003] 摩擦绞车的进绳端为紧边，出绳端为松边。摩擦绞车进绳端拉力经多层缠绕后，根 据欧拉公式，钢丝绳出绳端的拉力衰减到很小，故摩擦绞车出绳端需要很小的张紧力来消 除钢丝绳在滚筒上的打滑现象；因此，要实现摩擦绞车的正常运行，需要在钢丝绳出绳端增 设张紧装置。常规实现摩擦绞车恒张力的方法是直接在摩擦绞车前或后增设钢丝绳张紧装 置；但是，该种方法增加了单独的张紧装置，增大了设备的体积，进而增加了摩擦绞车的占 地面积，并增加了摩擦绞车的成本，而且常规的钢丝绳张紧装置仅能实现钢丝绳的张紧，不 能同时实现排绳、储绳，需要另外增加排绳、储绳设备。
[0004] 中国发明专利申请公布号：CN 102649531 A、申请公布日：2012年8月29日、名称 为：《集成式后置导轮排绳贮绳摩擦绞车》的发明专利申请中，公开了一种集成式后置导轮 排绳贮绳摩擦绞车，包括绞车绳索和固定在一底座上的电动机、减速器、主滚筒传动机构、 主滚筒、贮绳筒装置和导轮排绳装置，电动机通过一联轴器连接减速器，并通过主滚筒传动 机构和一贮绳筒驱动链轮传动机构将动力传递给贮绳筒装置；工作时，该发明专利申请中 摩擦绞车需与储绳筒同角速度运行，并通过储绳筒内摩擦器的摩擦力来提供摩擦绞车出绳 端所需恒张力。体积小、占地空间小，重量轻，只需一套动力传动装置即可实现收放贮绳。但 是，该发明专利申请具有以下缺点：一、，在储绳筒收绳时，要实现恒速运行的摩擦绞车与变 速运行的储绳筒同步运行，需要依靠安装在储绳筒内的摩擦器提供摩擦力减缓储绳筒的运 行速度，摩擦器需要在摩擦绞车运行的整过过程中摩擦工作，因此摩擦器上的摩擦片发热 磨损很快，需要频繁更换摩擦器，成本极高；且因储绳筒结构的限制，摩擦器只能安装在储 绳筒内，拆装摩擦器前，需要拆卸储绳筒单支架，拆装极不方便，而且反复拆装将严重影响 储绳筒主轴与单支架的安装精度、不适用于长期连续运行工况。二、在储绳筒放绳时，储绳 筒的放绳速度比摩擦绞车运行速度小，摩擦绞车拖动储绳筒加快速度放绳，从而导致摩擦 绞车出绳端的拉力不是恒定张力而是变化值，此情况会引发两类严重事故：一是摩擦绞车 与储绳筒间链传动的链条因无法承受大拉力而发生断裂，导致摩擦绞车迅速松绳，引发拉 载物坠落等重大事故；二是随着摩擦绞车出绳端拉力的增大，导致摩擦绞车所受拉力超过 其安全载荷，造成严重安全事故。由此可知，该发明专利申请工作时，储绳筒只能缠绕单层 钢绳，这将极大的限制了设备的适用范围。三、该发明专利申请中采用电动摩擦绞车，由电 机工作特点决定了电动摩擦绞车通常只能满足三种以下的工况载荷运行或一定频率范围 内恒功率工作，不能实现多种复杂工况载荷运行，因此该集成式摩擦绞车系统所适用的载 荷工况范围受到一定限制。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有的摩擦绞车需要频繁更换摩擦片成本极高、不适用于 长期连续运行工况等问题，提供一种多功能组合式摩擦绞车系统。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种多功能组合式摩擦绞车系统，包 括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳和导向滑轮，还包括有液压泵站和电气控制台，所述 的导向滑轮包括导向滑轮I和导向滑轮II，所述的电气控制台与液压泵站之间电连接， 所述的摩擦绞车包括两个摩擦绞车马达、主滚筒I、主滚筒II、一级减速大齿轮、两个 一级减速小齿轮、两个二级减速大齿轮、二级减速小齿轮，所述的两个摩擦绞车马达分别与 液压泵站相连接，所述两个摩擦绞车马达的输出轴分别与两个一级减速小齿轮相连接，所 述的两个一级减速小齿轮分别与一级减速大齿轮之间通过齿轮相啮合，所述一级减速大齿 轮的主轴与二级减速小齿轮同轴联接，所述的二级减速小齿轮分别与两个二级减速大齿轮 之间通过齿轮相啮合，所述的两个二级减速大齿轮分别固定在主滚筒I和主滚筒II上； 所述的储绳绞车包括储绳筒、储绳绞车马达、联接轴和内置式减速机，所述的储绳绞车 马达与液压泵站相连接，所述储绳绞车马达的输出轴与内置式减速机键连接，所述的内置 式减速机与储绳筒的一端通过法兰盘相连接，所述储绳筒的另一端通过法兰盘与联接轴相 连接； 所述的排绳器包括小链轮、大链轮、链条、手动离合器、导绳滑轮、排绳器支架、导杆I、 滑行爪、双向丝杆和导杆II，所述的双向丝杆、导杆I和导杆II固定在排绳器支架上，所述 小链轮设置在储绳绞车的联接轴上，所述的小链轮和大链轮之间通过链条相链接，所述的 大链轮与手动离合器之间通过离合器爪相连接，大链轮与双向丝杆之间通过轴瓦相连接， 所述的手动离合器通过键与双向丝杆轴之间间隙配合连接，所述的导绳滑轮通过滚动轴承 和滑动轴承套装在导杆II上，所述的双向丝杆两端设置有回转槽，所述的滑行爪为三爪式 结构，滑行爪的一爪为内螺旋槽结构套接在双向丝杆上，双向丝杆与滑行爪内的螺旋槽相 配合，滑行爪29的另一爪套装在导杆I上，滑行爪的第三爪固定在导绳滑轮上； 所述的钢丝绳依次缠绕导向滑轮II、主滚筒I、主滚筒II和导向滑轮I后，绕入导绳滑 轮，最后缠绕在储绳筒上。
[0007] 还包括有拉力传感器，所述的钢丝绳水平穿过拉力传感器，所述的拉力传感器与 电气控制台之间电连接，所述的两个摩擦绞车马达上分别设置有反比例溢流阀，所述的反 比例溢流阀与电气控制台之间电连接。
[0008] 所述的摩擦绞车机架上设置有液压型安全制动器I和安全制动器II，所述的安全 制动器I和安全制动器II分别与液压泵站相连接。
[0009] 所述的储绳绞车马达上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气控制台之间 电连接。
[0010] 所述的储绳筒设置在单支架上。
[0011] 所述的储绳绞车还包括有末端支撑，所述的末端支撑内设置有滚动轴承，末端支 撑通过滚动轴承与联接轴相连接。
[0012] 所述的导向滑轮I和导向滑轮II分别设置在导向滑轮支架上。
[0013] 所述的主滚筒I和主滚筒II分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架上。
[0014] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是： 1、体积小，实现钢丝绳张紧的同时实现多层排绳、储绳的功能。本发明包括摩擦绞车、 储绳绞车、排绳器、钢丝绳、液压泵站、导向滑轮和电气控制台，摩擦绞车由两个摩擦绞车马 达驱动，储绳绞车由储绳绞车马达驱动，储绳绞车排绳速度、恒张力由储绳绞车马达控制， 可直接实现摩擦绞车与储绳绞车同步运行；体积小，集排绳、储绳、恒张力、同步运行等功能 于一体，实现钢丝绳的张紧的同时实现排绳、储绳的功能，解决了现行集成式摩擦绞车无法 实现多层缠绕，且多层缠绕时无法提供恒张力和无法实现同步运行，解决了常规摩擦绞车 单独增加张紧装置导致占地空间大，成本较高的问题。
[0015] 2、本发明中排绳器中的滑行爪为三爪式结构，滑行爪的一爪为内螺旋槽结构套接 在双向丝杆上，双向丝杆与滑行爪内的螺旋槽相配合，滑行爪的另一爪套装在导杆I上，滑 行爪的第三爪固定在导绳滑轮上；滑行爪的三爪联动，极大加强了排绳器的强度和工作稳 定性。
[0016] 3、本发明中两个摩擦绞车马达上分别设置有反比例溢流阀，通过调节反比例溢流 阀的压力进而调节两个摩擦绞车马达扭矩的大小，从而实现无极载荷工况长期恒速工作， 解决了现行集成式摩擦绞车不能长期运行、不能满足无极载荷工况恒速运行的缺陷。
[0017] 4、本发明中摩擦绞车机架上设置有液压型安全制动器I和安全制动器II，安全制 动器I和安全制动器II分别与液压泵站相连接；通过控制安全制动器I和安全制动器II的 开合，可实现安全制动，并且在制动工况下可实现摩擦绞车拖带功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明主视图。
[0019] 图2是本发明俯视图。
[0020] 图3是本发明中储绳绞车的右视图。
[0021] 图4是本发明中排绳器的立体图。
[0022] 图5是本发明中导向滑轮的右视图。
[0023] 图6是本发明中钢丝绳缠绕示意图。
[0024] 图中，导向滑轮I 1，导向滑轮II 2,二级减速大齿轮3,主滚筒I 4,一级减速大齿 轮5,主滚筒II 6,安全制动器I 7,安全制动器II 8,摩擦绞车马达9, 一级减速小齿轮10,反 比例溢流阀11，拉力传感器12,二级减速小齿轮13,摩擦绞车机架14,导向滑轮支架15,摩 擦绞车底座16,储绳筒17,储绳绞车马达18,单支架19,末端支撑20,储绳绞车底座21，小 链轮22,大链轮23,链条24,手动离合器25,导绳滑轮26,排绳器支架27,导杆I 28,滑行爪 29,双向丝杆30,导杆II 31，钢丝绳32,内置式减速机34,联接轴35。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
[0026] 参见图1-2, 一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括电气控制台、液压泵站、摩擦绞 车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳32和导向滑轮；所述的电气控制台与液压泵站之间通过电缆 电连接，通过电气控制台上的开关和电流控制、实现液压泵站的启停。
[0027] 所述的电气控制台是一个集成PLC控制模块及相关电器元件组成的一个操作平 台，其用来实现控制摩擦绞车、储绳绞车的工作、刹车、停止等动作。
[0028] 参见图1-2,所述的摩擦绞车包括摩擦绞车机座16、两个摩擦绞车马达9、主滚筒 I 4、主滚筒II 6、一级减速大齿轮5、两个一级减速小齿轮10、两个二级减速大齿轮3、二级 减速小齿轮13。所述的两个摩擦绞车马达9分别与液压泵站相连接；所述的两个摩擦绞 车马达9中分别设置有电液比例换向阀，电气控制台与电液比例换向阀之间通过电缆电连 接。所述的主滚筒I 4和主滚筒II 6分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架14上，从而实 现主滚筒I 4和主滚筒II 6的径向转动；所述的摩擦绞车机架14通过螺栓设置在摩擦绞车 底座16上。所述两个摩擦绞车马达9的输出轴分别与两个一级减速小齿轮10相连接，两 个摩擦绞车马达9分别将扭矩传递给两个一级减速小齿轮10 ;所述的两个一级减速小齿轮 10分别与一级减速大齿轮5之间通过齿轮相啮合，两个一级减速小齿轮10将扭矩传递给一 级减速大齿轮5 ;所述一级减速大齿轮5的主轴与二级减速小齿轮13同轴联接，一级减速 大齿轮5将扭矩传递给二级减速小齿轮13 ;所述的二级减速小齿轮13分别与两个二级减 速大齿轮3之间通过齿轮相啮合，二级减速小齿轮13将扭矩分别传递给两个二级减速大齿 轮3 ;所述的两个二级减速大齿轮3分别通过螺栓固定在主滚筒I 4和主滚筒II 6的侧板 上，两个二级减速大齿轮3的扭矩分别驱动主滚筒I 4和主滚筒II 6同向转动。工作时，电 气控制台控制液压泵站中电机的启动和停止，电机驱动液压泵站中泵的转动和停止，液压 油经过液压管路分别输送至两个摩擦绞车马达9及其上的电液比例换向阀，通过电气控制 台上换向开关分别控制两个摩擦绞车马达9中的电液比例换向阀进出油口的换向，实现两 个摩擦绞车马达9的正、反转；两个摩擦绞车马达9通过扭矩传递，进而驱动主滚筒I 4和 主滚筒II 6正、反转。所述的钢丝绳32依次缠绕导向滑轮II 2、主滚筒I 4、主滚筒II 6和 导向滑轮I 1后，绕入导绳滑轮26,最后缠绕在储绳筒17上；钢丝绳32分别与主滚筒I 4 和主滚筒II 6上的绳槽紧密缠绕、贴合，通过钢丝绳32与主滚筒I 4和主滚筒II 6的绳槽 间产生的静摩擦力实现钢丝绳32卷入卷出，从而实现摩擦绞车钢丝绳32的收绳与放绳。
[0029] 参见图1-2、图5,所述的导向滑轮包括导向滑轮I 1和导向滑轮II 2 ;所述的导向 滑轮I 1和导向滑轮II 2分别设置在导向滑轮支架15上，所述的导向滑轮支架15设置在 摩擦绞车底座16上。
[0030] 参见图1-3,所述的储绳绞车包括储绳绞车底座21、储绳筒17、储绳绞车马达18、 联接轴35和内置式减速机34。所述的储绳绞车马达18与液压泵站相连接，储绳绞车马达 18与电气控制台之间通过电缆电连接。工作时，电气控制台控制液压泵站中电机的启动和 停止，电机驱动液压泵站中泵的转动和停止，液压油经过液压管路输送至储绳绞车马达18， 实现储绳绞车马达18的正转。所述储绳绞车马达18的输出轴与内置式减速机34键连接， 将扭矩传递给内置式减速机34 ;所述的内置式减速机34与储绳筒17的一端通过法兰盘相 连接，内置式减速机34将扭矩传递给储绳筒17 ;所述储绳筒17的另一端通过法兰盘与联 接轴35相连接，进而实现了联接轴35的径向转动；通过储绳绞车马达18的正转，从而实现 储绳绞车的收绳。所述的储绳绞车还包括有末端支撑20,所述的末端支撑20内设置有滚动 轴承，末端支撑20通过滚动轴承与联接轴35相连接。所述的储绳筒17设置在单支架19 上，所述的单支架19设置在储绳绞车底座21上；具体的，内置式减速机34外法兰盘通过螺 栓与单支架19相连接，末端支撑20通过法兰盘与单支架19相连接，从而将储绳筒17设置 在单支架19上，实现储绳筒17的轴向固定。
[0031] 参见图1-2、图4,所述的排绳器包括小链轮22、大链轮23、链条24、手动离合器 25、导绳滑轮26、排绳器支架27、导杆I 28、滑行爪29、双向丝杆30和导杆II 31。所述的双 向丝杆30、导杆I 28和导杆II 31固定在排绳器支架27上，所述的导绳滑轮26通过滚动轴 承和滑动轴承套装在导杆II 31上，实现了导绳滑轮26在轴向方向的往复移动。所述的双 向丝杆30两端设置有回转槽，所述的滑行爪29为三爪式结构，滑行爪29的一爪为内螺旋 槽结构套接在双向丝杆30上，双向丝杆30与滑行爪29的螺旋槽相配合，可实现滑行爪29 的往复运动；滑行爪29的另一爪套装在导杆I 28上；滑行爪29的第三爪固定在导绳滑轮 26上，带动导绳滑轮26实现往复运动。所述小链轮22设置在储绳绞车的联接轴35上，所 述的小链轮22和大链轮23之间通过链条24相链接组成链传动，使储绳绞车的扭矩通过链 传动传递给大链轮23 ;所述的大链轮23与手动离合器之间通过离合器爪相连接，大链轮23 与双向丝杆30之间通过轴瓦相连接，实现了大链轮23在双向丝杆30上自由转动；所述的 手动离合器25通过键与双向丝杆轴30之间间隙配合连接，通过人工调节离合器，实现手动 离合器25与大链轮23分离和闭合，从而现实将大链轮23的扭矩传递给双向丝杆30,驱动 双向丝杆30回转运动。工作时，储绳绞车经链传动将动力传递给排绳器的大链轮23,大链 轮23经手动离合器25驱动双向丝杆30回转运动，当滑行爪29经过双向丝杆30的回转槽 时，滑行爪29就会反向运行，通过双向丝杆30与滑行爪29的螺旋槽配合，将双向丝杆30的 回转运动转化为滑行爪29的轴向往复运动，导绳滑轮26在滑行爪29的带动下在导杆II 31 上实现往复运动，同时导绳滑轮26在钢丝绳32拉力作用下，在导杆II 31上进行回转运动， 从而实现了钢丝绳32排绳。实际使用中，适当改变导杆I 28和导绳滑轮26的大小，不仅 能实现钢丝绳32导向，且能适应不同张力和不同绳径的绞车排绳。
[0032] 参见图1-2,优选的，还包括有拉力传感器12,所述的拉力传感器12设置在主滚筒 I 4和导向滑轮II 2中间位置处，且拉力传感器12通过螺栓固定在摩擦绞车机座16上；钢 丝绳32水平穿过拉力传感器12,所述的拉力传感器12与电气控制台之间通过电缆电连接。 所述的两个摩擦绞车马达9上分别设置有反比例溢流阀11，所述的反比例溢流阀11与电气 控制台之间电连接，电气控制台实现反比例溢流阀11的弹簧压力的调节。工作时，钢丝绳 32水平进出拉力传感器12,拉力传感器12将作用在其上的钢丝绳32垂直压力信号反馈给 电气控制台，电气控制台经内部转换将钢丝绳32的垂直压力信号转变为反比例溢流阀11 的压力信号，同时电气控制台输出该压力信号给反比例溢流阀11，实现对反比例溢流阀11 弹簧压力大小的控制和调节，进而控制两个摩擦绞车马达9扭矩的大小，从而实现摩擦绞 车无极载荷工况（即额定载荷范围内的任意载荷）长期恒速工作，解决了现行集成式摩擦绞 车不能长期运行、不能满足无极载荷工况恒速运行的缺陷。
[0033] 参见图1-2,优选的，所述的摩擦绞车机架14上设置有液压型安全制动器I 7和安 全制动器II 8 ;安全制动器I 7和安全制动器II 8分别与液压泵站中的两个电磁开关阀相 连接，所述液压泵站中的两个电磁开关阀通过电缆分别与电气控制台电连接，电气控制台 控制该两个电磁开关阀通断，从而实现安全制动器I 7和安全制动器II 8的开合。具体原 理为：摩擦绞车正常工作时，电气控制台给该两个磁开关阀通电，液压泵站中的压力油经过 两个电磁开关阀后进入安全制动器I 7和安全制动器II 8中内置的弹簧液压缸，油压克服 弹簧阻力，打开安全制动器I 7和安全制动器II 8 ;当电气控制台给该两个电磁开关阀断电 时，液压油无法进入该两个电磁开关阀，安全制动器I 7和安全制动器II 8在其内弹簧液压 缸的弹簧压力作用下闭合，安全制动器I 7和安全制动器II 8上的制动盘与主滚筒II 6上 的侧板产生摩擦力，使摩擦绞车停止工作，从而实现了摩擦绞车的刹车。
[0034] 优选的，所述的储绳绞车马达18上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气 控制台之间通过电缆电连接。工作时，通过电气控制台对比例溢流阀弹簧压力的调节，实现 储绳绞车马达18的扭矩大小的控制。
[0035] 本发明工作原理及过程如下： 参见图1-6,液压泵站给摩擦绞车、储绳绞车提供动力，摩擦绞车出绳钢丝绳32经导向 滑轮导向，经摩擦绞车、储绳绞车底部，再经排绳器排绳，最终卷入储绳绞车。具体过程如 下：钢丝绳32从导向滑轮II 2的绳槽内绕入、绕出后，绕入摩擦绞车的主滚筒I 4和主滚 筒II 6上的绳槽，在主滚筒I 4和主滚筒II 6的绳槽上多圈缠绕后经由出绳端绕到导向滑 轮I 1的绳槽上，从导向滑轮I 1下方绕出，穿过摩擦绞车的摩擦绞车机架14下方、储绳绞 车下方，绕入排绳器的导绳滑轮26的绳槽内，最后缠绕在储绳绞车的储绳筒17上，绳头固 定在储绳绞车侧板上的压绳块内。液压泵站通过液压油驱动储绳绞车马达18,储绳绞车由 储绳绞车马达18驱动，储绳绞车马达18将动力传递给内置式减速机34,内置式减速机34 将动力传递给储绳筒17,通过链传动将储绳筒17的动力传递给排绳器的双向丝杆30,双向 丝杆30将径向转动转化为滑行爪29和导绳滑轮26的轴向往复运动，储绳绞车每绕绳一 圈，双向丝杆30行走一个螺距，从而实现钢丝绳32在储绳绞车上的排绳和储绳。根据GB/ T3811-1993,钢丝绳32绕进或绕出导绳滑轮26槽时偏斜的最大角度不大于5°，只要导绳 滑轮26在导杆I 28上往复运动的距离小于或等于钢丝绳32绕出导绳滑轮26槽时偏斜 5°角度所对应距离即可；此处的钢丝绳32绕进或绕出导绳滑轮26槽时偏斜的最大角度， 指的是钢丝绳32中心线和导绳滑轮26轴垂直的平面之间的角度。
[0036] 参见图1-2,储绳绞车主要作用是提供摩擦绞车出绳端所需的张力和收放摩擦绞 车上的钢丝绳，钢丝绳32在摩擦绞车上缠绕，根据欧拉公式衰减后，其钢丝绳32出绳端仅 须要很小的张紧力就能消除钢丝绳32在主滚筒I 4和主滚筒II 6上的打滑现象；本文的钢 丝绳32出绳端指钢丝绳32用来联接摩擦绞车与储绳绞车之间的部分。本发明设计时，将 钢丝绳32的出绳端所需的张紧力作为储绳绞车的参考设计载荷，再考虑摩擦损耗、钢丝绳 32折弯力等后，选取合适的载荷作为储绳绞车的设计载荷；根据储绳绞车的设计载荷选择 合适的内置减速机34和满足压力要求的储绳绞车马达18,通过电气控制台调节储绳绞车 马达18上的比例溢流阀弹簧压力到适合的工作压力，使储绳绞车马达18的扭矩大小满足 相应负载工况的需求，储绳筒17在设定的工作压力内恒扭矩运转，当储绳绞车马达18上的 比例溢流阀弹簧压力超过设定工作压力时，储绳绞车马达18上的比例溢流阀溢流，使储绳 绞车马达18始终维持恒扭矩运转。收绳时，设计储绳绞车的收绳线速度大于摩擦绞车钢丝 绳32线速度，以保证摩擦绞车出绳端放出的绳长及时被储绳绞车收入，从而保证储绳绞车 与摩擦绞车收绳速度同步，进而使摩擦绞车出绳端钢丝绳32始终保持足够的张紧力，从而 完成储绳绞车与摩擦绞车同步收绳。当摩擦绞车主动放绳时，储绳绞车依旧主动收绳，摩擦 绞车经欧拉公式衰减后，钢丝绳32出绳端的拉力衰减到很小，故储绳绞车的设计载荷远小 于摩擦绞车额定负载，摩擦绞车的额定负载足够克服储绳绞车的最大载荷，通过摩擦绞车 的放绳，迫使储绳绞车被摩擦绞车拉着反转，从而实现储绳绞车放绳速度与摩擦绞车放绳 速度同步，通过储绳绞车被动放绳，实现摩擦绞车钢丝绳32出绳端恒张力控制。
[0037] 参见图1、图6,收绳时，钢丝绳32通过导向滑轮II 2导向，从其下方穿过拉力传感 器12,卷入摩擦绞车主滚筒I 4和主滚筒II 6,从而实现钢丝绳32出绳方向导向；摩擦绞车 收绳，钢丝绳32在主滚筒I 4和主滚筒II 6上多圈缠绕后，从主滚筒I 4上部绕出，卷入导 向滑轮I 1，通过导向滑轮I 1导向后，经主滚筒I 4和主滚筒II 6下方与摩擦绞车机架14 空挡部位穿出；穿过储绳绞车的储绳筒17与储绳绞车底座21的空挡部位，绕入排绳器的导 绳滑轮26 ;经导绳滑轮26导向后，绕入储绳筒17。储绳绞车马达18经链传动将动力传递 给排绳器，从而驱动双向丝杆30回转运动，带回转槽的双向丝杆30经滑行爪29的螺旋槽 配合，将双向丝杆30的回转运动转化为滑行爪29的轴向往复运动，并进而将滑行爪29的 轴向往复运动转化为导绳滑轮26的往复运动，从而完成储绳绞车的钢丝绳32排绳。
[0038] 参见图1、图6,放绳时，储绳绞车依旧主动收绳，摩擦绞车主动放绳，储绳绞车的 储绳筒17被动放绳，钢丝绳32经储绳筒17卷出，绕入导绳滑轮26 ;储绳绞车经链传动将 动力传递给排绳器，实现储绳器往复放绳。钢丝绳32穿过储绳绞车底座21的空挡部位，摩 擦绞车的主滚筒I 4和主滚筒II 6下方与摩擦绞车机架14空挡部位，卷入导向滑轮I 1，从 导向滑轮I 1上部卷入主滚筒I 4和主滚筒II 6,多层缠绕后，从主滚筒I 4和主滚筒II 6 下部绕出，穿过拉力传感器12,经导向滑轮II 2导向，实现摩擦绞车恒张力、同步放绳。
[0039] 参见图1-2,当多载荷工况工作时，根据拉力传感器12测量钢丝绳32的拉力，调节 摩擦绞车反比例溢流阀11的调压弹簧的弹力，设置不同档位开关，在多工况运行时，通过 更换对应载荷档位可实现摩擦绞车无极载荷工况工作，与现行集成式摩擦绞车中的电动摩 擦绞车相比，应用范围得到极大扩展。
[0040] 参见图1-2,摩擦绞车正常工作时，安全制动器I 7和安全制动器II 8的制动力臂 张开；刹车工况下，安全制动器I 7和安全制动器II 8的制动力臂闭合，依靠摩擦力刹紧摩 擦绞车主滚筒II 6。同时在刹车工况下，还可依靠安全制动器I 7和安全制动器II 8摩擦力 实现远洋拖带。
[0041] 参见图1-6,本发明体积小，集排绳、储绳、恒张力、同步运行及无极载荷工况等功 能于一体，解决了现行集成式摩擦绞车多层缠绕时无法提供恒张力，无法长期运行、不能满 足无极载荷工况运行；解决了常规摩擦绞车单独增加张紧装置占地空间大，成本较高的问 题。
[〇〇42] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于 本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳（32)和 导向滑轮，其特征在于：还包括有液压泵站和电气控制台，所述的导向滑轮包括导向滑轮I (1)和导向滑轮II (2)，所述的电气控制台与液压泵站之间电连接， 所述的摩擦绞车包括两个摩擦绞车马达（9)、主滚筒I (4)、主滚筒II (6)、一级减速大 齿轮（5)、两个一级减速小齿轮（10)、两个二级减速大齿轮（3)、二级减速小齿轮（13)，所述 的两个摩擦绞车马达（9)分别与液压泵站相连接，所述两个摩擦绞车马达（9)的输出轴分 别与两个一级减速小齿轮（10)相连接，所述的两个一级减速小齿轮（10)分别与一级减速 大齿轮（5)之间通过齿轮相啮合，所述一级减速大齿轮（5)的主轴与二级减速小齿轮（13) 同轴联接，所述的二级减速小齿轮（13)分别与两个二级减速大齿轮（3)之间通过齿轮相啮 合，所述的两个二级减速大齿轮（3)分别固定在主滚筒I (4)和主滚筒II (6)上； 所述的储绳绞车包括储绳筒（17)、储绳绞车马达（18)、联接轴（35)和内置式减速机 (34)，所述的储绳绞车马达（18)与液压泵站相连接，所述储绳绞车马达（18)的输出轴与内 置式减速机（34)键连接，所述的内置式减速机（34)与储绳筒（17)的一端通过法兰盘相连 接，所述储绳筒（17)的另一端通过法兰盘与联接轴（35)相连接； 所述的排绳器包括小链轮（22)、大链轮（23)、链条（24)、手动离合器（25)、导绳滑轮 (26)、排绳器支架（27)、导杆I (28)、滑行爪（29)、双向丝杆（30)和导杆II (31)，所述的双 向丝杆（30)、导杆I (28)和导杆II (31)固定在排绳器支架（27)上，所述小链轮（22)设置 在储绳绞车的联接轴（35 )上，所述的小链轮（22 )和大链轮（23 )之间通过链条（24)相链接， 所述的大链轮（23)与手动离合器（25)之间通过离合器爪相连接，大链轮（23)与双向丝杆 (30)之间通过轴瓦相连接，所述的手动离合器（25)通过键与双向丝杆轴（30)之间间隙配 合连接，所述的导绳滑轮（26)通过滚动轴承和滑动轴承套装在导杆II (31)上，所述的双向 丝杆（30)两端设置有回转槽，所述的滑行爪（29)为三爪式结构，滑行爪（29)的一爪为内螺 旋槽结构套接在双向丝杆（30 )上，双向丝杆（30 )与滑行爪（29 )内的螺旋槽相配合，滑行爪 (29)的另一爪套装在导杆I (28)上，滑行爪（29)的第三爪固定在导绳滑轮（26)上； 所述的钢丝绳32依次缠绕导向滑轮II (2)、主滚筒I (4)、主滚筒II (6)和导向滑轮I (1)后，绕入导绳滑轮（26 )，最后缠绕在储绳筒（17 )上。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：还包括有拉 力传感器（12)，所述的钢丝绳（32)水平穿过拉力传感器（12)，所述的拉力传感器（12)与电 气控制台之间电连接，所述的两个摩擦绞车马达（9)上分别设置有反比例溢流阀（11)，所 述的反比例溢流阀（11)与电气控制台之间电连接。
3. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的摩擦 绞车机架（14)上设置有液压型安全制动器I (7)和安全制动器II (8)，所述的安全制动器 I (7)和安全制动器II (8)分别与液压泵站相连接。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 绞车马达（18)上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气控制台之间电连接。
5. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 筒（17)设置在单支架（19)上。
6. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 绞车还包括有末端支撑（20 )，所述的末端支撑（20 )内设置有滚动轴承，末端支撑（20 )通过 滚动轴承与联接轴（35)相连接。
7. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的导向 滑轮I (1)和导向滑轮II (2)分别设置在导向滑轮支架（15)上。
8. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的主滚 筒I (4)和主滚筒II (6)分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架（14)上。
【文档编号】B66D1/14GK104098039SQ201410322443
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】施东兴, 熊小平, 曾东, 王小洋, 李强 申请人:武汉船用机械有限责任公司
【专利摘要】一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳（32）、液压泵站、电气控制台和导向滑轮，导向滑轮包括导向滑轮Ⅰ（1）和导向滑轮Ⅱ（2），电气控制台与液压泵站之间电连接；钢丝绳（32）依次缠绕导向滑轮Ⅱ（2）、摩擦绞车的主滚筒Ⅰ（4）、主滚筒Ⅱ（6）和导向滑轮Ⅰ（1）后，绕入排绳器的导绳滑轮（26），最后缠绕在储绳绞车的储绳筒（17）上。体积小，实现钢丝绳（32）张紧的同时实现多层排绳、储绳的功能。
【专利说明】一种多功能组合式摩擦绞车系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种摩擦绞车，更具体的说涉及一种多功能组合式摩擦绞车系统，属 于船用机械【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 摩擦绞车是一种依靠摩擦力驱动钢丝绳的拉载设备，钢丝绳不固定在摩擦绞车的 滚筒上，而是在滚筒上缠绕若干圈，并由滚筒的摩擦力来实现钢丝绳收放。摩擦绞车一般采 用双摩擦滚筒结构，主要应用于造船厂船台、落差较大的险滩、布缆船、工程船等，起移船、 吊放和拖带等作用。
[0003] 摩擦绞车的进绳端为紧边，出绳端为松边。摩擦绞车进绳端拉力经多层缠绕后，根 据欧拉公式，钢丝绳出绳端的拉力衰减到很小，故摩擦绞车出绳端需要很小的张紧力来消 除钢丝绳在滚筒上的打滑现象；因此，要实现摩擦绞车的正常运行，需要在钢丝绳出绳端增 设张紧装置。常规实现摩擦绞车恒张力的方法是直接在摩擦绞车前或后增设钢丝绳张紧装 置；但是，该种方法增加了单独的张紧装置，增大了设备的体积，进而增加了摩擦绞车的占 地面积，并增加了摩擦绞车的成本，而且常规的钢丝绳张紧装置仅能实现钢丝绳的张紧，不 能同时实现排绳、储绳，需要另外增加排绳、储绳设备。
[0004] 中国发明专利申请公布号：CN 102649531 A、申请公布日：2012年8月29日、名称 为：《集成式后置导轮排绳贮绳摩擦绞车》的发明专利申请中，公开了一种集成式后置导轮 排绳贮绳摩擦绞车，包括绞车绳索和固定在一底座上的电动机、减速器、主滚筒传动机构、 主滚筒、贮绳筒装置和导轮排绳装置，电动机通过一联轴器连接减速器，并通过主滚筒传动 机构和一贮绳筒驱动链轮传动机构将动力传递给贮绳筒装置；工作时，该发明专利申请中 摩擦绞车需与储绳筒同角速度运行，并通过储绳筒内摩擦器的摩擦力来提供摩擦绞车出绳 端所需恒张力。体积小、占地空间小，重量轻，只需一套动力传动装置即可实现收放贮绳。但 是，该发明专利申请具有以下缺点：一、，在储绳筒收绳时，要实现恒速运行的摩擦绞车与变 速运行的储绳筒同步运行，需要依靠安装在储绳筒内的摩擦器提供摩擦力减缓储绳筒的运 行速度，摩擦器需要在摩擦绞车运行的整过过程中摩擦工作，因此摩擦器上的摩擦片发热 磨损很快，需要频繁更换摩擦器，成本极高；且因储绳筒结构的限制，摩擦器只能安装在储 绳筒内，拆装摩擦器前，需要拆卸储绳筒单支架，拆装极不方便，而且反复拆装将严重影响 储绳筒主轴与单支架的安装精度、不适用于长期连续运行工况。二、在储绳筒放绳时，储绳 筒的放绳速度比摩擦绞车运行速度小，摩擦绞车拖动储绳筒加快速度放绳，从而导致摩擦 绞车出绳端的拉力不是恒定张力而是变化值，此情况会引发两类严重事故：一是摩擦绞车 与储绳筒间链传动的链条因无法承受大拉力而发生断裂，导致摩擦绞车迅速松绳，引发拉 载物坠落等重大事故；二是随着摩擦绞车出绳端拉力的增大，导致摩擦绞车所受拉力超过 其安全载荷，造成严重安全事故。由此可知，该发明专利申请工作时，储绳筒只能缠绕单层 钢绳，这将极大的限制了设备的适用范围。三、该发明专利申请中采用电动摩擦绞车，由电 机工作特点决定了电动摩擦绞车通常只能满足三种以下的工况载荷运行或一定频率范围 内恒功率工作，不能实现多种复杂工况载荷运行，因此该集成式摩擦绞车系统所适用的载 荷工况范围受到一定限制。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于针对现有的摩擦绞车需要频繁更换摩擦片成本极高、不适用于 长期连续运行工况等问题，提供一种多功能组合式摩擦绞车系统。
[0006] 为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种多功能组合式摩擦绞车系统，包 括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳和导向滑轮，还包括有液压泵站和电气控制台，所述 的导向滑轮包括导向滑轮I和导向滑轮II，所述的电气控制台与液压泵站之间电连接， 所述的摩擦绞车包括两个摩擦绞车马达、主滚筒I、主滚筒II、一级减速大齿轮、两个 一级减速小齿轮、两个二级减速大齿轮、二级减速小齿轮，所述的两个摩擦绞车马达分别与 液压泵站相连接，所述两个摩擦绞车马达的输出轴分别与两个一级减速小齿轮相连接，所 述的两个一级减速小齿轮分别与一级减速大齿轮之间通过齿轮相啮合，所述一级减速大齿 轮的主轴与二级减速小齿轮同轴联接，所述的二级减速小齿轮分别与两个二级减速大齿轮 之间通过齿轮相啮合，所述的两个二级减速大齿轮分别固定在主滚筒I和主滚筒II上； 所述的储绳绞车包括储绳筒、储绳绞车马达、联接轴和内置式减速机，所述的储绳绞车 马达与液压泵站相连接，所述储绳绞车马达的输出轴与内置式减速机键连接，所述的内置 式减速机与储绳筒的一端通过法兰盘相连接，所述储绳筒的另一端通过法兰盘与联接轴相 连接； 所述的排绳器包括小链轮、大链轮、链条、手动离合器、导绳滑轮、排绳器支架、导杆I、 滑行爪、双向丝杆和导杆II，所述的双向丝杆、导杆I和导杆II固定在排绳器支架上，所述 小链轮设置在储绳绞车的联接轴上，所述的小链轮和大链轮之间通过链条相链接，所述的 大链轮与手动离合器之间通过离合器爪相连接，大链轮与双向丝杆之间通过轴瓦相连接， 所述的手动离合器通过键与双向丝杆轴之间间隙配合连接，所述的导绳滑轮通过滚动轴承 和滑动轴承套装在导杆II上，所述的双向丝杆两端设置有回转槽，所述的滑行爪为三爪式 结构，滑行爪的一爪为内螺旋槽结构套接在双向丝杆上，双向丝杆与滑行爪内的螺旋槽相 配合，滑行爪29的另一爪套装在导杆I上，滑行爪的第三爪固定在导绳滑轮上； 所述的钢丝绳依次缠绕导向滑轮II、主滚筒I、主滚筒II和导向滑轮I后，绕入导绳滑 轮，最后缠绕在储绳筒上。
[0007] 还包括有拉力传感器，所述的钢丝绳水平穿过拉力传感器，所述的拉力传感器与 电气控制台之间电连接，所述的两个摩擦绞车马达上分别设置有反比例溢流阀，所述的反 比例溢流阀与电气控制台之间电连接。
[0008] 所述的摩擦绞车机架上设置有液压型安全制动器I和安全制动器II，所述的安全 制动器I和安全制动器II分别与液压泵站相连接。
[0009] 所述的储绳绞车马达上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气控制台之间 电连接。
[0010] 所述的储绳筒设置在单支架上。
[0011] 所述的储绳绞车还包括有末端支撑，所述的末端支撑内设置有滚动轴承，末端支 撑通过滚动轴承与联接轴相连接。
[0012] 所述的导向滑轮I和导向滑轮II分别设置在导向滑轮支架上。
[0013] 所述的主滚筒I和主滚筒II分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架上。
[0014] 与现有技术相比较，本发明的有益效果是： 1、体积小，实现钢丝绳张紧的同时实现多层排绳、储绳的功能。本发明包括摩擦绞车、 储绳绞车、排绳器、钢丝绳、液压泵站、导向滑轮和电气控制台，摩擦绞车由两个摩擦绞车马 达驱动，储绳绞车由储绳绞车马达驱动，储绳绞车排绳速度、恒张力由储绳绞车马达控制， 可直接实现摩擦绞车与储绳绞车同步运行；体积小，集排绳、储绳、恒张力、同步运行等功能 于一体，实现钢丝绳的张紧的同时实现排绳、储绳的功能，解决了现行集成式摩擦绞车无法 实现多层缠绕，且多层缠绕时无法提供恒张力和无法实现同步运行，解决了常规摩擦绞车 单独增加张紧装置导致占地空间大，成本较高的问题。
[0015] 2、本发明中排绳器中的滑行爪为三爪式结构，滑行爪的一爪为内螺旋槽结构套接 在双向丝杆上，双向丝杆与滑行爪内的螺旋槽相配合，滑行爪的另一爪套装在导杆I上，滑 行爪的第三爪固定在导绳滑轮上；滑行爪的三爪联动，极大加强了排绳器的强度和工作稳 定性。
[0016] 3、本发明中两个摩擦绞车马达上分别设置有反比例溢流阀，通过调节反比例溢流 阀的压力进而调节两个摩擦绞车马达扭矩的大小，从而实现无极载荷工况长期恒速工作， 解决了现行集成式摩擦绞车不能长期运行、不能满足无极载荷工况恒速运行的缺陷。
[0017] 4、本发明中摩擦绞车机架上设置有液压型安全制动器I和安全制动器II，安全制 动器I和安全制动器II分别与液压泵站相连接；通过控制安全制动器I和安全制动器II的 开合，可实现安全制动，并且在制动工况下可实现摩擦绞车拖带功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1是本发明主视图。
[0019] 图2是本发明俯视图。
[0020] 图3是本发明中储绳绞车的右视图。
[0021] 图4是本发明中排绳器的立体图。
[0022] 图5是本发明中导向滑轮的右视图。
[0023] 图6是本发明中钢丝绳缠绕示意图。
[0024] 图中，导向滑轮I 1，导向滑轮II 2,二级减速大齿轮3,主滚筒I 4,一级减速大齿 轮5,主滚筒II 6,安全制动器I 7,安全制动器II 8,摩擦绞车马达9, 一级减速小齿轮10,反 比例溢流阀11，拉力传感器12,二级减速小齿轮13,摩擦绞车机架14,导向滑轮支架15,摩 擦绞车底座16,储绳筒17,储绳绞车马达18,单支架19,末端支撑20,储绳绞车底座21，小 链轮22,大链轮23,链条24,手动离合器25,导绳滑轮26,排绳器支架27,导杆I 28,滑行爪 29,双向丝杆30,导杆II 31，钢丝绳32,内置式减速机34,联接轴35。
【具体实施方式】
[0025] 以下结合【专利附图】
【附图说明】和【具体实施方式】对本发明作进一步的详细描述。
[0026] 参见图1-2, 一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括电气控制台、液压泵站、摩擦绞 车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳32和导向滑轮；所述的电气控制台与液压泵站之间通过电缆 电连接，通过电气控制台上的开关和电流控制、实现液压泵站的启停。
[0027] 所述的电气控制台是一个集成PLC控制模块及相关电器元件组成的一个操作平 台，其用来实现控制摩擦绞车、储绳绞车的工作、刹车、停止等动作。
[0028] 参见图1-2,所述的摩擦绞车包括摩擦绞车机座16、两个摩擦绞车马达9、主滚筒 I 4、主滚筒II 6、一级减速大齿轮5、两个一级减速小齿轮10、两个二级减速大齿轮3、二级 减速小齿轮13。所述的两个摩擦绞车马达9分别与液压泵站相连接；所述的两个摩擦绞 车马达9中分别设置有电液比例换向阀，电气控制台与电液比例换向阀之间通过电缆电连 接。所述的主滚筒I 4和主滚筒II 6分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架14上，从而实 现主滚筒I 4和主滚筒II 6的径向转动；所述的摩擦绞车机架14通过螺栓设置在摩擦绞车 底座16上。所述两个摩擦绞车马达9的输出轴分别与两个一级减速小齿轮10相连接，两 个摩擦绞车马达9分别将扭矩传递给两个一级减速小齿轮10 ;所述的两个一级减速小齿轮 10分别与一级减速大齿轮5之间通过齿轮相啮合，两个一级减速小齿轮10将扭矩传递给一 级减速大齿轮5 ;所述一级减速大齿轮5的主轴与二级减速小齿轮13同轴联接，一级减速 大齿轮5将扭矩传递给二级减速小齿轮13 ;所述的二级减速小齿轮13分别与两个二级减 速大齿轮3之间通过齿轮相啮合，二级减速小齿轮13将扭矩分别传递给两个二级减速大齿 轮3 ;所述的两个二级减速大齿轮3分别通过螺栓固定在主滚筒I 4和主滚筒II 6的侧板 上，两个二级减速大齿轮3的扭矩分别驱动主滚筒I 4和主滚筒II 6同向转动。工作时，电 气控制台控制液压泵站中电机的启动和停止，电机驱动液压泵站中泵的转动和停止，液压 油经过液压管路分别输送至两个摩擦绞车马达9及其上的电液比例换向阀，通过电气控制 台上换向开关分别控制两个摩擦绞车马达9中的电液比例换向阀进出油口的换向，实现两 个摩擦绞车马达9的正、反转；两个摩擦绞车马达9通过扭矩传递，进而驱动主滚筒I 4和 主滚筒II 6正、反转。所述的钢丝绳32依次缠绕导向滑轮II 2、主滚筒I 4、主滚筒II 6和 导向滑轮I 1后，绕入导绳滑轮26,最后缠绕在储绳筒17上；钢丝绳32分别与主滚筒I 4 和主滚筒II 6上的绳槽紧密缠绕、贴合，通过钢丝绳32与主滚筒I 4和主滚筒II 6的绳槽 间产生的静摩擦力实现钢丝绳32卷入卷出，从而实现摩擦绞车钢丝绳32的收绳与放绳。
[0029] 参见图1-2、图5,所述的导向滑轮包括导向滑轮I 1和导向滑轮II 2 ;所述的导向 滑轮I 1和导向滑轮II 2分别设置在导向滑轮支架15上，所述的导向滑轮支架15设置在 摩擦绞车底座16上。
[0030] 参见图1-3,所述的储绳绞车包括储绳绞车底座21、储绳筒17、储绳绞车马达18、 联接轴35和内置式减速机34。所述的储绳绞车马达18与液压泵站相连接，储绳绞车马达 18与电气控制台之间通过电缆电连接。工作时，电气控制台控制液压泵站中电机的启动和 停止，电机驱动液压泵站中泵的转动和停止，液压油经过液压管路输送至储绳绞车马达18， 实现储绳绞车马达18的正转。所述储绳绞车马达18的输出轴与内置式减速机34键连接， 将扭矩传递给内置式减速机34 ;所述的内置式减速机34与储绳筒17的一端通过法兰盘相 连接，内置式减速机34将扭矩传递给储绳筒17 ;所述储绳筒17的另一端通过法兰盘与联 接轴35相连接，进而实现了联接轴35的径向转动；通过储绳绞车马达18的正转，从而实现 储绳绞车的收绳。所述的储绳绞车还包括有末端支撑20,所述的末端支撑20内设置有滚动 轴承，末端支撑20通过滚动轴承与联接轴35相连接。所述的储绳筒17设置在单支架19 上，所述的单支架19设置在储绳绞车底座21上；具体的，内置式减速机34外法兰盘通过螺 栓与单支架19相连接，末端支撑20通过法兰盘与单支架19相连接，从而将储绳筒17设置 在单支架19上，实现储绳筒17的轴向固定。
[0031] 参见图1-2、图4,所述的排绳器包括小链轮22、大链轮23、链条24、手动离合器 25、导绳滑轮26、排绳器支架27、导杆I 28、滑行爪29、双向丝杆30和导杆II 31。所述的双 向丝杆30、导杆I 28和导杆II 31固定在排绳器支架27上，所述的导绳滑轮26通过滚动轴 承和滑动轴承套装在导杆II 31上，实现了导绳滑轮26在轴向方向的往复移动。所述的双 向丝杆30两端设置有回转槽，所述的滑行爪29为三爪式结构，滑行爪29的一爪为内螺旋 槽结构套接在双向丝杆30上，双向丝杆30与滑行爪29的螺旋槽相配合，可实现滑行爪29 的往复运动；滑行爪29的另一爪套装在导杆I 28上；滑行爪29的第三爪固定在导绳滑轮 26上，带动导绳滑轮26实现往复运动。所述小链轮22设置在储绳绞车的联接轴35上，所 述的小链轮22和大链轮23之间通过链条24相链接组成链传动，使储绳绞车的扭矩通过链 传动传递给大链轮23 ;所述的大链轮23与手动离合器之间通过离合器爪相连接，大链轮23 与双向丝杆30之间通过轴瓦相连接，实现了大链轮23在双向丝杆30上自由转动；所述的 手动离合器25通过键与双向丝杆轴30之间间隙配合连接，通过人工调节离合器，实现手动 离合器25与大链轮23分离和闭合，从而现实将大链轮23的扭矩传递给双向丝杆30,驱动 双向丝杆30回转运动。工作时，储绳绞车经链传动将动力传递给排绳器的大链轮23,大链 轮23经手动离合器25驱动双向丝杆30回转运动，当滑行爪29经过双向丝杆30的回转槽 时，滑行爪29就会反向运行，通过双向丝杆30与滑行爪29的螺旋槽配合，将双向丝杆30的 回转运动转化为滑行爪29的轴向往复运动，导绳滑轮26在滑行爪29的带动下在导杆II 31 上实现往复运动，同时导绳滑轮26在钢丝绳32拉力作用下，在导杆II 31上进行回转运动， 从而实现了钢丝绳32排绳。实际使用中，适当改变导杆I 28和导绳滑轮26的大小，不仅 能实现钢丝绳32导向，且能适应不同张力和不同绳径的绞车排绳。
[0032] 参见图1-2,优选的，还包括有拉力传感器12,所述的拉力传感器12设置在主滚筒 I 4和导向滑轮II 2中间位置处，且拉力传感器12通过螺栓固定在摩擦绞车机座16上；钢 丝绳32水平穿过拉力传感器12,所述的拉力传感器12与电气控制台之间通过电缆电连接。 所述的两个摩擦绞车马达9上分别设置有反比例溢流阀11，所述的反比例溢流阀11与电气 控制台之间电连接，电气控制台实现反比例溢流阀11的弹簧压力的调节。工作时，钢丝绳 32水平进出拉力传感器12,拉力传感器12将作用在其上的钢丝绳32垂直压力信号反馈给 电气控制台，电气控制台经内部转换将钢丝绳32的垂直压力信号转变为反比例溢流阀11 的压力信号，同时电气控制台输出该压力信号给反比例溢流阀11，实现对反比例溢流阀11 弹簧压力大小的控制和调节，进而控制两个摩擦绞车马达9扭矩的大小，从而实现摩擦绞 车无极载荷工况（即额定载荷范围内的任意载荷）长期恒速工作，解决了现行集成式摩擦绞 车不能长期运行、不能满足无极载荷工况恒速运行的缺陷。
[0033] 参见图1-2,优选的，所述的摩擦绞车机架14上设置有液压型安全制动器I 7和安 全制动器II 8 ;安全制动器I 7和安全制动器II 8分别与液压泵站中的两个电磁开关阀相 连接，所述液压泵站中的两个电磁开关阀通过电缆分别与电气控制台电连接，电气控制台 控制该两个电磁开关阀通断，从而实现安全制动器I 7和安全制动器II 8的开合。具体原 理为：摩擦绞车正常工作时，电气控制台给该两个磁开关阀通电，液压泵站中的压力油经过 两个电磁开关阀后进入安全制动器I 7和安全制动器II 8中内置的弹簧液压缸，油压克服 弹簧阻力，打开安全制动器I 7和安全制动器II 8 ;当电气控制台给该两个电磁开关阀断电 时，液压油无法进入该两个电磁开关阀，安全制动器I 7和安全制动器II 8在其内弹簧液压 缸的弹簧压力作用下闭合，安全制动器I 7和安全制动器II 8上的制动盘与主滚筒II 6上 的侧板产生摩擦力，使摩擦绞车停止工作，从而实现了摩擦绞车的刹车。
[0034] 优选的，所述的储绳绞车马达18上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气 控制台之间通过电缆电连接。工作时，通过电气控制台对比例溢流阀弹簧压力的调节，实现 储绳绞车马达18的扭矩大小的控制。
[0035] 本发明工作原理及过程如下： 参见图1-6,液压泵站给摩擦绞车、储绳绞车提供动力，摩擦绞车出绳钢丝绳32经导向 滑轮导向，经摩擦绞车、储绳绞车底部，再经排绳器排绳，最终卷入储绳绞车。具体过程如 下：钢丝绳32从导向滑轮II 2的绳槽内绕入、绕出后，绕入摩擦绞车的主滚筒I 4和主滚 筒II 6上的绳槽，在主滚筒I 4和主滚筒II 6的绳槽上多圈缠绕后经由出绳端绕到导向滑 轮I 1的绳槽上，从导向滑轮I 1下方绕出，穿过摩擦绞车的摩擦绞车机架14下方、储绳绞 车下方，绕入排绳器的导绳滑轮26的绳槽内，最后缠绕在储绳绞车的储绳筒17上，绳头固 定在储绳绞车侧板上的压绳块内。液压泵站通过液压油驱动储绳绞车马达18,储绳绞车由 储绳绞车马达18驱动，储绳绞车马达18将动力传递给内置式减速机34,内置式减速机34 将动力传递给储绳筒17,通过链传动将储绳筒17的动力传递给排绳器的双向丝杆30,双向 丝杆30将径向转动转化为滑行爪29和导绳滑轮26的轴向往复运动，储绳绞车每绕绳一 圈，双向丝杆30行走一个螺距，从而实现钢丝绳32在储绳绞车上的排绳和储绳。根据GB/ T3811-1993,钢丝绳32绕进或绕出导绳滑轮26槽时偏斜的最大角度不大于5°，只要导绳 滑轮26在导杆I 28上往复运动的距离小于或等于钢丝绳32绕出导绳滑轮26槽时偏斜 5°角度所对应距离即可；此处的钢丝绳32绕进或绕出导绳滑轮26槽时偏斜的最大角度， 指的是钢丝绳32中心线和导绳滑轮26轴垂直的平面之间的角度。
[0036] 参见图1-2,储绳绞车主要作用是提供摩擦绞车出绳端所需的张力和收放摩擦绞 车上的钢丝绳，钢丝绳32在摩擦绞车上缠绕，根据欧拉公式衰减后，其钢丝绳32出绳端仅 须要很小的张紧力就能消除钢丝绳32在主滚筒I 4和主滚筒II 6上的打滑现象；本文的钢 丝绳32出绳端指钢丝绳32用来联接摩擦绞车与储绳绞车之间的部分。本发明设计时，将 钢丝绳32的出绳端所需的张紧力作为储绳绞车的参考设计载荷，再考虑摩擦损耗、钢丝绳 32折弯力等后，选取合适的载荷作为储绳绞车的设计载荷；根据储绳绞车的设计载荷选择 合适的内置减速机34和满足压力要求的储绳绞车马达18,通过电气控制台调节储绳绞车 马达18上的比例溢流阀弹簧压力到适合的工作压力，使储绳绞车马达18的扭矩大小满足 相应负载工况的需求，储绳筒17在设定的工作压力内恒扭矩运转，当储绳绞车马达18上的 比例溢流阀弹簧压力超过设定工作压力时，储绳绞车马达18上的比例溢流阀溢流，使储绳 绞车马达18始终维持恒扭矩运转。收绳时，设计储绳绞车的收绳线速度大于摩擦绞车钢丝 绳32线速度，以保证摩擦绞车出绳端放出的绳长及时被储绳绞车收入，从而保证储绳绞车 与摩擦绞车收绳速度同步，进而使摩擦绞车出绳端钢丝绳32始终保持足够的张紧力，从而 完成储绳绞车与摩擦绞车同步收绳。当摩擦绞车主动放绳时，储绳绞车依旧主动收绳，摩擦 绞车经欧拉公式衰减后，钢丝绳32出绳端的拉力衰减到很小，故储绳绞车的设计载荷远小 于摩擦绞车额定负载，摩擦绞车的额定负载足够克服储绳绞车的最大载荷，通过摩擦绞车 的放绳，迫使储绳绞车被摩擦绞车拉着反转，从而实现储绳绞车放绳速度与摩擦绞车放绳 速度同步，通过储绳绞车被动放绳，实现摩擦绞车钢丝绳32出绳端恒张力控制。
[0037] 参见图1、图6,收绳时，钢丝绳32通过导向滑轮II 2导向，从其下方穿过拉力传感 器12,卷入摩擦绞车主滚筒I 4和主滚筒II 6,从而实现钢丝绳32出绳方向导向；摩擦绞车 收绳，钢丝绳32在主滚筒I 4和主滚筒II 6上多圈缠绕后，从主滚筒I 4上部绕出，卷入导 向滑轮I 1，通过导向滑轮I 1导向后，经主滚筒I 4和主滚筒II 6下方与摩擦绞车机架14 空挡部位穿出；穿过储绳绞车的储绳筒17与储绳绞车底座21的空挡部位，绕入排绳器的导 绳滑轮26 ;经导绳滑轮26导向后，绕入储绳筒17。储绳绞车马达18经链传动将动力传递 给排绳器，从而驱动双向丝杆30回转运动，带回转槽的双向丝杆30经滑行爪29的螺旋槽 配合，将双向丝杆30的回转运动转化为滑行爪29的轴向往复运动，并进而将滑行爪29的 轴向往复运动转化为导绳滑轮26的往复运动，从而完成储绳绞车的钢丝绳32排绳。
[0038] 参见图1、图6,放绳时，储绳绞车依旧主动收绳，摩擦绞车主动放绳，储绳绞车的 储绳筒17被动放绳，钢丝绳32经储绳筒17卷出，绕入导绳滑轮26 ;储绳绞车经链传动将 动力传递给排绳器，实现储绳器往复放绳。钢丝绳32穿过储绳绞车底座21的空挡部位，摩 擦绞车的主滚筒I 4和主滚筒II 6下方与摩擦绞车机架14空挡部位，卷入导向滑轮I 1，从 导向滑轮I 1上部卷入主滚筒I 4和主滚筒II 6,多层缠绕后，从主滚筒I 4和主滚筒II 6 下部绕出，穿过拉力传感器12,经导向滑轮II 2导向，实现摩擦绞车恒张力、同步放绳。
[0039] 参见图1-2,当多载荷工况工作时，根据拉力传感器12测量钢丝绳32的拉力，调节 摩擦绞车反比例溢流阀11的调压弹簧的弹力，设置不同档位开关，在多工况运行时，通过 更换对应载荷档位可实现摩擦绞车无极载荷工况工作，与现行集成式摩擦绞车中的电动摩 擦绞车相比，应用范围得到极大扩展。
[0040] 参见图1-2,摩擦绞车正常工作时，安全制动器I 7和安全制动器II 8的制动力臂 张开；刹车工况下，安全制动器I 7和安全制动器II 8的制动力臂闭合，依靠摩擦力刹紧摩 擦绞车主滚筒II 6。同时在刹车工况下，还可依靠安全制动器I 7和安全制动器II 8摩擦力 实现远洋拖带。
[0041] 参见图1-6,本发明体积小，集排绳、储绳、恒张力、同步运行及无极载荷工况等功 能于一体，解决了现行集成式摩擦绞车多层缠绕时无法提供恒张力，无法长期运行、不能满 足无极载荷工况运行；解决了常规摩擦绞车单独增加张紧装置占地空间大，成本较高的问 题。
[〇〇42] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属【技术领域】的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，上述结构都应当视为属于 本发明的保护范围。
【权利要求】
1. 一种多功能组合式摩擦绞车系统，包括摩擦绞车、储绳绞车、排绳器、钢丝绳（32)和 导向滑轮，其特征在于：还包括有液压泵站和电气控制台，所述的导向滑轮包括导向滑轮I (1)和导向滑轮II (2)，所述的电气控制台与液压泵站之间电连接， 所述的摩擦绞车包括两个摩擦绞车马达（9)、主滚筒I (4)、主滚筒II (6)、一级减速大 齿轮（5)、两个一级减速小齿轮（10)、两个二级减速大齿轮（3)、二级减速小齿轮（13)，所述 的两个摩擦绞车马达（9)分别与液压泵站相连接，所述两个摩擦绞车马达（9)的输出轴分 别与两个一级减速小齿轮（10)相连接，所述的两个一级减速小齿轮（10)分别与一级减速 大齿轮（5)之间通过齿轮相啮合，所述一级减速大齿轮（5)的主轴与二级减速小齿轮（13) 同轴联接，所述的二级减速小齿轮（13)分别与两个二级减速大齿轮（3)之间通过齿轮相啮 合，所述的两个二级减速大齿轮（3)分别固定在主滚筒I (4)和主滚筒II (6)上； 所述的储绳绞车包括储绳筒（17)、储绳绞车马达（18)、联接轴（35)和内置式减速机 (34)，所述的储绳绞车马达（18)与液压泵站相连接，所述储绳绞车马达（18)的输出轴与内 置式减速机（34)键连接，所述的内置式减速机（34)与储绳筒（17)的一端通过法兰盘相连 接，所述储绳筒（17)的另一端通过法兰盘与联接轴（35)相连接； 所述的排绳器包括小链轮（22)、大链轮（23)、链条（24)、手动离合器（25)、导绳滑轮 (26)、排绳器支架（27)、导杆I (28)、滑行爪（29)、双向丝杆（30)和导杆II (31)，所述的双 向丝杆（30)、导杆I (28)和导杆II (31)固定在排绳器支架（27)上，所述小链轮（22)设置 在储绳绞车的联接轴（35 )上，所述的小链轮（22 )和大链轮（23 )之间通过链条（24)相链接， 所述的大链轮（23)与手动离合器（25)之间通过离合器爪相连接，大链轮（23)与双向丝杆 (30)之间通过轴瓦相连接，所述的手动离合器（25)通过键与双向丝杆轴（30)之间间隙配 合连接，所述的导绳滑轮（26)通过滚动轴承和滑动轴承套装在导杆II (31)上，所述的双向 丝杆（30)两端设置有回转槽，所述的滑行爪（29)为三爪式结构，滑行爪（29)的一爪为内螺 旋槽结构套接在双向丝杆（30 )上，双向丝杆（30 )与滑行爪（29 )内的螺旋槽相配合，滑行爪 (29)的另一爪套装在导杆I (28)上，滑行爪（29)的第三爪固定在导绳滑轮（26)上； 所述的钢丝绳32依次缠绕导向滑轮II (2)、主滚筒I (4)、主滚筒II (6)和导向滑轮I (1)后，绕入导绳滑轮（26 )，最后缠绕在储绳筒（17 )上。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：还包括有拉 力传感器（12)，所述的钢丝绳（32)水平穿过拉力传感器（12)，所述的拉力传感器（12)与电 气控制台之间电连接，所述的两个摩擦绞车马达（9)上分别设置有反比例溢流阀（11)，所 述的反比例溢流阀（11)与电气控制台之间电连接。
3. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的摩擦 绞车机架（14)上设置有液压型安全制动器I (7)和安全制动器II (8)，所述的安全制动器 I (7)和安全制动器II (8)分别与液压泵站相连接。
4. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 绞车马达（18)上设置有比例溢流阀，所述的比例溢流阀与电气控制台之间电连接。
5. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 筒（17)设置在单支架（19)上。
6. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的储绳 绞车还包括有末端支撑（20 )，所述的末端支撑（20 )内设置有滚动轴承，末端支撑（20 )通过 滚动轴承与联接轴（35)相连接。
7. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的导向 滑轮I (1)和导向滑轮II (2)分别设置在导向滑轮支架（15)上。
8. 根据权利要求1所述的一种多功能组合式摩擦绞车系统，其特征在于：所述的主滚 筒I (4)和主滚筒II (6)分别通过滚动轴承设置在摩擦绞车机架（14)上。
【文档编号】B66D1/14GK104098039SQ201410322443
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】施东兴, 熊小平, 曾东, 王小洋, 李强 申请人:武汉船用机械有限责任公司
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