CN103539033A - 液压系泊绞车的安全装置 - Google Patents

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吴俊峰
赵志宏
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余群
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蔡剑勤
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Abstract

本发明公开的是一种液压系泊绞车的安全装置，可适用于对液压绞车的体积、工作效率以及工作安全性和可靠性要求比较高的各种船舶系泊设备中，主要由杠杆组、液压缸、手柄、固定托架、座板和制动器组成；利用液压缸内的弹簧产生的弹簧力并通过杠杆原理和余弦定理来自动控制制动器的合拢以达到卷筒的自动刹车和自动打开，在自动刹车失灵时，利用手转手柄的端盖产生的回转运动并通过螺杆和螺母传动机构再通过杠杆原理和余弦定理来达到安全手动控制制动器的合拢以致使卷筒刹车，提高了工作的安全性和可靠性；该安全装置将传统液压系泊绞车的手动刹车改进为利用螺杆和螺母传动机构、杠杆原理和余弦定理，使液压系泊绞车既能实现自动刹车又能实现安全手动刹车，工作安全可靠，结构简单，以便提高工作效率和工作寿命。

Description

液压系泊绞车的安全装置
技术领域
本发明涉及一种液压系泊绞车的安全装置，该装置用于船舶收缆或放缆到位时，自动刹住船舶卷筒，当自动刹车不起作用时手动刹车起到安全保护作用而刹住卷筒。
背景技术
液压系泊绞车是以液压为动力的绞车，它利用卷绕在卷筒上的钢缆进行收放来系泊船舶，该绞车由液压传动装置输入旋转动力，驱动与其结合的卷筒做同步旋转，从而带动钢缆收放。然而现有的液压系泊绞车的安全装置还存在这样的缺点：一、当船舶收缆或放缆到位时，需要工作人员手工将刹车刹紧，一般大吨位的船舶，船艏部、船尾部共有4～5台液压系泊绞车，因此船员的工作量比较大。二、当手动刹车失灵时，需要检修人员及时修理才能继续使用，影响工作效率并且存在危险性。三、传统的液压系泊绞车结构复杂，体积庞大，结构落后从而影响工作的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题皆在克服现有技术的缺陷而提供一种利用螺杆和螺母传动机构、杠杆原理和余弦定理使液压系泊绞车的安全装置既能实现自动刹车又能实现起安全保护作用的手动刹车，促使工作安全可靠，结构简单，以便提高工作效率和工作寿命。
本发明为达到上述技术目的所采用的具体技术方案为：一种液压系泊绞车的安全装置主要由杠杆组、液压缸、手柄、固定托架、座板和制动器组成，其特征在于：杠杆组由杠杆板、紧边拉板和松边拉板组成，杠杆组的杠杆板的上端通过螺母和开口销与手柄的螺杆连接，并且螺母和螺杆可实现螺旋运动，杠杆板的右下端与紧边拉板上端和上制动带通过铰链连接在一起，围绕铰链实现相对转动，与此同时杠杆板的左下端也通过铰链与松边拉板左端连接，松边拉板右端又用铰链与下制动带连接，紧边拉板下端与座板用铰链连接在一起；液压缸由液压缸A和液压缸B通过螺栓连接而成，其中液压缸A用于安装活塞和弹簧，弹簧套装在活塞杆上液压缸A内部，弹簧用于自动刹车，活塞杆与手柄的螺杆通过螺栓连接在一起，活塞与液压缸实现活塞运动，从而活塞杆带动螺杆和手柄实现沿活塞轴向运动，液压缸A设有漏油口，漏油口用于控制活塞左边液压油的压力为零；液压缸B设有进油口，实现液压油进入液压缸内将刹车打开；手柄由螺杆和端盖组成；制动器由上制动带和下制动带组成，上制动带和下制动带内圈通过螺钉装有摩擦料，整个制动器套在轮毂上，制动器的定位由铰链连接确定；固定托架用来限制下制动带的运动范围；液压缸通过法兰和螺栓安装在制动器上端。采用杠杆机构、液压系统和手柄实现制动器的制动和松开，不仅结构简单，加工方便，而且工作可靠、省力。
所述的液压系泊绞车的安全装置的自动刹车和松开操作过程：当绞车收缆或放缆时，液压油由进油口进入，推动活塞克服弹簧产生的弹簧力使活塞沿活塞的轴向向左运动从而带动手柄沿活塞的轴向向左运动，手柄带动杠杆板使杠杆板绕铰链转动，紧边拉板绕座板转动，从而杠杆板带动松边拉板和下制动带，使得夹角α增大，而边长L1和边长L2不变，由余弦定理公式
Figure BSA00000745750900011
得对应边长L增大，实现上制动带和下制动带内的摩擦料上的压力减小摩擦力减小，从而将刹车打开；当绞车收缆或放缆到位时，由液压系统使得进油口和油槽相通活塞右端的液压为零，此时活塞在弹簧力的作用下沿活塞轴向向右运动，带动手柄沿活塞轴向向右运动，手柄同样带动杠杆板使杠杆板绕转动，紧边拉板绕座板转动，从而杠杆板带动松边拉板和下制动带，使得夹角α减小，而边长L1和边长L2不变，由余弦定理公式
Figure BSA00000745750900012
得对应边长L减少，实现上制动带和下制动内的摩擦料上的压力增大使得摩擦力增大，实现自动刹车。
所述的液压系泊绞车的安全装置的手动刹车操作过程：当自动刹车不起作用时即手柄不能实现沿活塞的轴向运动，启用手动刹车，旋转手柄的端盖带动螺杆作旋转运动，螺杆因液压缸而不能实现轴向运动，故而在螺母和螺杆传动机构下使得螺母沿螺杆的轴向作轴向运动，从而带动杠杆板绕铰链转动，紧边拉板绕座板转动，实现上制动带和下制动带内的摩擦料上的压力增大，实现制动器手动刹车。
本发明的有益效果是：它有效地解决了传统的液压系泊绞车只能手动刹车而使船员工作量比较大的问题，同时，本发明也解决了传统的液压系泊绞车存在的结构复杂、工作效率抵和可靠性问题，本发明结构简单，加工方便，工作安全可靠，值得推广使用。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
附图1是本发明液压系泊绞车的安全装置的总装结构示意图。
附图2是本发明液压系泊绞车的安全装置的液压缸的结构剖视图。
附图3是本发明液压系泊绞车的安全装置的杠杆机构的结构示意图。
具体实施方式
如图1～3所示，图中1.进油口、2.液压缸B、3.液压缸、4.漏油口、5.液压缸A、6.法兰、7.螺栓、8.螺杆、9.螺母、10.手柄、11.端盖、13.杠杆板、13.上制动带、14.铰链、15.松边拉板、16.紧边拉板、17.铰链、18.座板、19.下制动带、20.固定托架、21.铰链、22.弹簧、23.活塞、24.杠杆板的上端、25.杠杆板的右下端、26.杠杆板的左下端、27.松边拉板的左端、28.松边拉板的右端、29.紧边拉板的下端、30.边长L1、31.夹角α、32.紧边拉板的上端、33.边长L、34.边长L2。
液压系泊绞车的安全装置由杠杆组、液压缸3、手柄10、固定托架20、座板18和制动器组成。当绞车收缆或放缆时，液压油通过液压缸3的进油口1进入到液压缸3内部活塞23的右端，同时液压油的压力克服弹簧22的弹簧力从而推动活塞23使之沿活塞23轴向向左运动，由于活塞杆与手柄10的螺杆8通过螺栓7连接在一起，从而带动手柄10沿活塞23轴向向左运动，又因杠杆组的杠杆板12的上端24通过螺母9和开口销与手柄10的螺杆8连接，杠杆板12的右下端25与紧边拉板16的上端32和上制动带13通过铰链14连接在一起，杠杆板12的左下端26也通过铰链与松边拉板15的左端27连接，松边拉板15的右端28又用铰链与下制动带19连接，紧边拉板16的下端29与座板18用铰链17连接在一起，使得杠杆板12绕铰链14转动，紧边拉板16绕座板18转动，从而杠杆板12带动松边拉板15和下制动带19，由余弦定理可得边长L33增大，实现上制动带13和下制动带19内的摩擦料上的压力减小摩擦力减小，从而将刹车打开。
当绞车收缆或放缆到位时，由液压系统使得进油口1和油槽相通活塞23右端的液压为零，此时活塞23在弹簧22的作用下沿活塞23轴向向右运动，由于活塞杆与手柄10的螺杆8通过螺栓7连接在一起，从而带动手柄10沿活塞23轴向向右运动，又因杠杆组的杠杆板12的上端24通过螺母9和开口销与手柄10的螺杆8连接，杠杆板12的右下端25与紧边拉板16的上端32和上制动带13通过铰链14连接在一起，杠杆板12的左下端26也通过铰链与松边拉板15的左端27连接，松边拉板15的右端28又用铰链与下制动带19连接，紧边拉板16的下端29与座板18用铰链17连接在一起，使得杠杆板12绕铰链14转动，紧边拉板16绕座板18转动，从而杠杆板12带动松边拉板15和下制动带19，由余弦定理可知边长L33减小，实现上制动带13和下制动带19内的摩擦料上的压力增大使得摩擦力增大，实现自动刹车。
液压缸3通过法兰6和螺栓安装在制动器的上端。在卷筒转动过程中，整个制动器套在卷筒轮毂上，制动器的定位由铰链14和21连接确定。固定托架20用来限制下制动带19的运动范围。
当自动刹车不起作用时即手柄10不能实现沿活塞23的轴向运动，手动旋转手柄10的端盖11，因端盖11通过内螺钉与手柄10的螺杆8连接，从而带动螺杆8做旋转运动，又因活塞杆与手柄10的螺杆8通过螺栓7连接在一起，故而螺杆8不能实现轴向运动，在螺杆8和螺母9传动机构作用下，螺母9实现沿活塞23的轴向运动，又因杠杆组的杠杆板12的上端24通过螺母9和开口销与手柄10的螺杆8连接，杠杆板12的右下端25与紧边拉板16的上端32和上制动带13通过铰链14连接在一起，杠杆板12的左下端26也通过铰链与松边拉板15的左端27连接，松边拉板15的右28又用铰链与下制动带19连接，紧边拉板16的下端29与座板18用铰链17连接在一起，使得杠杆板12绕铰链14转动，紧边拉板16绕座板18转动，从而杠杆板12带动松边拉板15和下制动带19，由余弦定理可知边长L33的长度发生变化，从而实现上制动带13和下制动带19内的摩擦料上的压力增大或减小使得摩擦力增大或减小，实现手动刹车和松开。

Claims (3)

1.一种液压系泊绞车的安全装置，主要由杠杆组、液压缸(3)、手柄(10)、固定托架(20)、座板(18)和制动器组成，其特征在于：杠杆组由杠杆板(12)、紧边拉板(16)和松边拉板(15)组成，杠杆组的杠杆板(12)的上端(24)通过螺母(9)和开口销与手柄(10)的螺杆(8)连接，并且螺母(9)和螺杆(8)可实现螺旋运动，杠杆板(12)的右下端(25)与紧边拉板(16)的上端(32)和上制动带(13)通过铰链(14)连接在一起，围绕铰链(14)实现相对转动，与此同时杠杆板(12)的左下端(26)也通过铰链与松边拉板(15)的左端(27)连接，松边拉板(15)的右端(28)又用铰链与下制动带(19)连接，紧边拉板(16)的下端(29)与座板(18)用铰链(17)连接在一起；液压缸(3)由液压缸A(5)和液压缸B(2)通过螺栓连接而成，其中液压缸A(5)用于安装活塞(23)和弹簧(22)，弹簧(22)套装在活塞杆上液压缸A(5)内部，弹簧(22)用于自动刹车，活塞杆与手柄(10)的螺杆(8)通过螺栓(7)连接在一起，活塞(23)与液压缸(3)实现活塞运动，从而活塞杆带动螺杆(8)和手柄(10)实现沿活塞(23)轴向运动，液压缸A(5)设有漏油口(4)，漏油口(4)用于控制活塞(23)左边液压油的压力为零；液压缸B(2)设有进油口(1)，实现液压油进入液压缸(3)内将刹车打开；手柄(10)由螺杆(8)和端盖(11)组成；制动器由上制动带(13)和下制动带(19)组成，上制动带(13)和下制动带(19)内圈通过螺钉装有摩擦料，整个制动器套在轮毂上，制动器的定位由铰链(14)和(21)连接确定；固定托架(20)用来限制下制动带(19)的运动范围；液压缸(3)通过法兰(6)和螺栓安装在制动器上端。
2.根据权利要求1所述的液压系泊绞车的安全装置，其特征在于：当绞车收缆或放缆时，液压油由进油口(1)进入，推动活塞(23)克服弹簧(22)产生的弹簧力使活塞(23)沿活塞(23)的轴向向左运动从而带动手柄(10)沿活塞(23)的轴向向左运动，手柄(10)带动杠杆板(12)使杠杆板(12)绕铰链(14)转动，紧边拉板(16)绕座板(18)转动，从而杠杆板(12)带动松边拉板(15)和下制动带(19)，使得夹角α(31)增大，而边长L1(30)和边长L2(34)不变，由余弦定理公式
Figure FSA00000745750800011
得对应边长L(33)增大，实现上制动带(13)和下制动带(19)内的摩擦料上的压力减小摩擦力减小，从而将刹车打开；当绞车收缆或放缆到位时，由液压系统使得进油口(1)和油槽相通活塞(23)右端的液压为零，此时活塞(23)在弹簧力的作用下沿活塞(23)轴向向右运动，带动手柄(10)沿活塞(23)轴向向右运动，手柄(10)同样带动杠杆板(12)使杠杆板(12)绕铰链(14)转动，紧边拉板(16)绕座板(18)转动，从而杠杆板(12)带动松边拉板(15)和下制动带(19)，使得夹角α(31)减小，而边长L1(30)和边长L2(34)不变，由余弦定理公式
Figure FSA00000745750800012
得对应边长L(33)减少，实现上制动带(13)和下制动带(19)的摩擦料上的压力增大使得摩擦力增大，实现自动刹车。
3.根据权利要求1所述的液压系泊绞车的安全装置，其特征在于：当自动刹车不起作用时即手柄(10)不能实现沿活塞(23)的轴向运动，启用手动刹车，手动刹车操作过程：旋转手柄(10)的端盖(11)带动螺杆(8)作旋转运动，螺杆(8)因液压缸(3)而不能实现轴向运动，故而在螺母(9)和螺杆(8)传动机构下使得螺母(9)沿螺杆(8)的轴向作轴向运动，从而带动杠杆板(12)绕铰链(14)转动，紧边拉板(16)绕座板(18)转动，实现上制动带(13)和下制动带(19)内的摩擦料上的压力增大，实现制动器手动刹车。
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