CN105600584A - 一种用于船舶拉设或更换电缆的工装 - Google Patents

Abstract

本发明涉及船舶工作领域，公开了一种用于船舶拉设或更换电缆的工装，包括两个支架，所述支架之间固接有固定架，所述支架包括固接于固定架的底座，固设在底座上的腹板，对称连接在腹板两侧且与底座固接的侧板，所述腹板的上端对称设有轴承座，所述轴承座上设有可转动的轴承，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个腹板之间且所述卷盘轴的两端分别置于每个支架的两个轴承上。本发明在电缆拉设时，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个腹板之间且卷盘轴的两端分别置于每个支架的两个轴承上，在使用时，电缆卷盘在绞车牵引力作用下，通过两个轴承的转动能够实现卷盘电缆的长度释放，提高了释放电缆的流畅性，在进行电缆卷盘更换时，该工装稳定性好，不会出现翻倒的情况。

Description

一种用于船舶拉设或更换电缆的工装

技术领域

本发明涉及船舶工作领域，尤其涉及一种用于船舶拉设或更换电缆的工装。

背景技术

在船舶舾装施工过程中，当进行拉设或更换电缆时，通常通过简易工装或者支架的方式进行拉设或更换，然而由于船用电缆一般尺寸和自重较大，使用简易工装或支架一方面不便于放置电缆卷盘，另一方面绞车在拉缆时其稳定性不足，有可能出现翻倒的可能，存在着安全隐患。而且上述非专用换缆工装也不方便施工，绞车拉缆时，现有工装释放电缆的流畅性也不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于船舶拉设或更换电缆的工装，能够便于电缆卷盘的放置，提高了释放电缆的流畅性；在更换电缆卷盘时，该工装稳定性好，不会出现翻倒的情况。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：一种用于船舶拉设或更换电缆的工装，包括两个支架，所述支架之间固接有固定架，所述支架包括固接于固定架的底座，固设在底座上的腹板，对称连接在腹板两侧且与底座固接的侧板，所述腹板的上端对称设有轴承座，所述轴承座上设有可转动的轴承，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个腹板之间且所述卷盘轴的两端分别置于每个支架的两个轴承上。

作为优选，所述轴承座包括水平固接于腹板顶端的上面板，所述上面板下方设有水平固接于腹板侧壁的下面板，所述下面板与上面板之间设有与腹板侧壁平行的立板，所述立板与腹板之间设有连接轴，轴承可转动的套设在连接轴上且相对于连接轴可旋转。

作为优选，所述底座包括底座盖板以及固设于底座盖板上的第一槽钢，所述腹板以及侧板固接在第一槽钢上，固定架的两端分别固接于两个底座的第一槽钢。

作为优选，所述腹板下端固接于第一槽钢的中间位置处，两侧端固接于侧板的中间位置处。

作为优选，所述固定架包括两个第二槽钢，所述第二槽钢的两端分别固接于两个底座的第一槽钢上，且关于底座中心对称设置。

作为优选，所述下面板与第一槽钢之间设有加强筋板。

作为优选，所述腹板为梯形结构，其上端开有U形槽，所述卷盘轴穿过U形槽且两端分别置于每个支架的两个轴承上。

作为优选，所述轴承的部分投影与U形槽的投影重合。

作为优选，同一个支架上的两个轴承座之间设有间隙，所述间隙的宽度与所述U形槽的宽度相同。

作为优选，所述上面板上设有吊耳。

本发明的有益效果：在电缆拉设时，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个腹板之间且卷盘轴的两端分别置于每个支架的两个轴承上，在使用时，电缆卷盘在绞车牵引力作用下，通过两个轴承的转动能够实现卷盘电缆的长度释放，提高了释放电缆的流畅性，在进行电缆卷盘的更换时，该工装稳定性好，不会出现翻倒的情况。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的主视图；

图3是本发明的侧视图

图4是本发明腹板的结构示意图；

图5是本发明轴承的结构示意图；

图6是本发明计算工装受力的模型图。

图中：

1、支架；2、固定架；11、底座；12、腹板；13、侧板；14、轴承座；15、轴承；16、加强筋板；17、吊耳；21、第二槽钢；111、底座盖板；112、第一槽钢；121、U形槽；141、上面板；142、下面板；143、立板；144、连接轴；151、轴承本体；152、实心圆环。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本发明提供一种用于船舶拉设或更换电缆的工装，如图1-3所示，其包括两个支架1，用于放置电缆卷盘，并在绞车的作用下，释放电缆，具体的，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个支架1上；在两个支架1之间固接有固定架2，以加固两个支架1之间的连接，使两个支架1更加稳定。

上述支架1包括底座11、腹板12、侧板13、轴承座14以及轴承15，其中：

如图2以及图3所示，底座11固接于固定架2，其包括底座盖板111以及固设于底座盖板111上的第一槽钢112，腹板12以及侧板13固接在第一槽钢112上，具体的，腹板12的下端固接在第一槽钢112的中间位置处，侧板13的下端固接在第一槽钢112的端部，固定架2的两端分别固接于两个底座11的第一槽钢112上，使底座11与第一槽钢112对整个工装以及电缆卷盘进行支撑；

腹板12为梯形结构，优选的采用等腰梯形结构，参照图4，其上端开有U形槽121，电缆卷盘的卷盘轴的两端分别穿过两个腹板12的U形槽121置于每个支架1的两个轴承15上，即卷盘轴的每端分别与该端侧的两个轴承15相接触，由轴承15进行支撑，更为重要的是，当绞车拉设电缆卷盘释放电缆时，卷盘轴会在绞车的带动下转动，此时轴承15则在卷盘轴的带动下转动，使得电缆卷盘的旋转更加流畅，也就使得电缆的释放更加快速流畅。

侧板13对称连接在腹板12的两侧，具体的，腹板12的两侧端固定连接在侧板13的中间位置处，其与腹板12可形成一“丁”字结构，由于腹板12为梯形结构，所以侧板13是倾斜设置的，其长度与该梯形结构的斜边等长。优选的，本实施例中，第一槽钢112的两端倾斜切削掉一部分，使得其端面与侧板13尽量保持平齐；

轴承座14为两个，其对称设置在腹板12的上端，如图3所示，每个轴承座14包括水平固接于腹板12顶端的上面板141，该上面板141为矩形结构，腹板12的顶端固接在上面板141的中间部位，与上面板141形成“丁”字结构；在上面板141的下方设有水平固接于腹板12侧壁的下面板142，具体的，该下面板142的其中一个侧面固接于腹板12的侧壁，与该侧面相邻的两个侧面中其中一个侧面与侧板13固定连接，另一个侧面则与U形槽121的端面平齐；

在下面板142与上面板141之间设有与腹板12的侧壁平行的立板143，该立板143与上面板141、下面板142、腹板12以及侧板13之间构成一个安装空间，轴承15设置在该安装空间内，具体的，在立板143与腹板12之间设有连接轴144，轴承15可转动的套设在连接轴144上且相对于连接轴144可旋转。在电缆卷盘旋转时，轴承15在卷盘轴摩擦力的带动下相对于连接轴144旋转，以保证电缆卷盘释放电缆的流畅性。本实施例中，连接轴144设置在靠近U形槽121的一侧。本实施例中，连接轴144可以采用无缝钢管制成。

轴承15为深沟球轴承，且轴承15的部分投影与U形槽121的投影重合，也就是说轴承15的一部分是伸出上述立板143与上面板141、下面板142、腹板12以及侧板13之间形成的安装空间内的，进而能保证电缆卷盘的卷盘轴能够与两个轴承15接触，并由轴承15支撑。

优选的，如图5所示，本实施例的轴承15包括与连接轴144固定的轴承本体151以及位于轴承本体151外侧的实心圆环152，该实心圆环152与轴承本体151的外圈固定连接，卷盘轴与轴承15接触时，是与上述实心圆环152接触。

本实施例中，参照图1-3，固定架2包括两个第二槽钢21，上述第二槽钢21的两端分别固接于两个底座11的第一槽钢112上，且关于底座11中心对称设置。优选的，第二槽钢21设置在底座11的两端，使得第二槽钢21与底座11之间构成稳定的支撑结构，对上述支架1以及电缆卷盘进行支撑。

优选的，在下面板142与第一槽钢21之间设有加强筋板16，用于对下面板142立板143、连接轴144以及轴承15等结构的加强支撑。

本实施例中，同一个支架1上的两个轴承座14之间设有间隙，该间隙的宽度与U形槽121的宽度相同，也就是上面板141以及下面板142的一侧面与U形槽121的侧壁平齐，保证卷盘轴能够顺利的放置在两个轴承15上，不会被U形槽121或者上面板141和下面板142干涉。

参照图3，在上面板141上设有吊耳17，用于对整个工装的起吊以及放置。

本实施例的工装在组装完成后，工装需先涂一层防锈底漆，等底漆完全风干后，再涂一层黄色面漆，以防止其被腐蚀生锈。

本实施例的工装在受电缆卷盘自重及绞车牵引力作用时需满足一下几点：1)工装的轴承15与连接轴144之间能够正常转动，使得电缆卷盘能够正常转动运行；2)工装在自重以及牵引力作用下不发生相对位移；3)工装在自重以及牵引力作用下保持平衡不能被带翻。因此，为了保证工装能够满足上述三点要求，本实施例通过计算对该工装的受力情况加以说明：具体的，受力模型如图6所示，

1)工装的轴承15与连接轴144(本实施例中为无缝钢管)之间能够正常转动的条件为：

需满足F≥μ₁×(f1+f2)

式中：F为绞车的牵引力；

μ₁为卷盘轴与轴承之间的摩擦系数；

f1、f2为卷盘轴对轴承15所作用的力，其通过公式f1＝f2＝G2×cosα计算，其中G2为电缆卷盘的自重，α为卷盘轴圆心到卷盘轴与轴承15接触点的连线与竖直平面的锐角夹角。

需要说明的是：由于电缆会在拉设过程中其自重会逐渐减少，因此上述f1、f2为一个变值，因此在计算时，以轴承15在最大承载条件下(即f1、f2相同，代入上述公式f1＝f2＝G2×cosα)的F值。

2)工装在自重以及牵引力作用下不发生相对位移的条件为：

需满足F≤μ₂×G

式中：F为绞车的牵引力；

μ₂为地面的摩擦系数；

G为工装自身的重力以及电缆卷盘自重之和，即G＝G1+G2,其中G1为工装的自重，G2为电缆卷盘的自重；

3)工装在自重以及牵引力作用下保持平衡不能被带翻的条件为：

需满足： $Ma=\frac{(G1+G2)}{2}\×\frac{L1}{2}\≥Mb=\frac{F}{2}\×L2,$ 也就是： $F\≤\frac{(G1+G2)\×L1}{2L2}$

式中：F为绞车的牵引力，为工装单面受力；

Ma为工装底座11中点处(图6中a点处)的力矩；

Mb为电缆卷盘被绞车拉设处(图6中b点处)的力矩；

L1为底座11的底座盖板111的总长度；

L2为底座11的底座盖板111到电缆卷盘被绞车拉设处的垂直距离；

G1为工装的自重；

G2为电缆卷盘自重。

在使用上述公式进行计算时，假设在底座盖板111的端部(图6中c点处)的力矩为零，且工装单面受力为

综上，在通过上述三个条件计算出F值的范围后，取三者的交集，也就是同时满足上述三个条件的F值的范围。

本实施例中以工装自重G1＝570Kg，电缆卷盘自重G2＝1500kg，μ₁＝0.15，μ₂＝0.7，α为65°为例进行上述计算，其中：

采用第一个条件中的公式得出，

F≥μ₁×(f1+f2)＝0.15×(6339+6339)＝1901.7N；

采用第二个条件中的公式得出，

F≤μ₂×G＝0.7×20700＝14490N；

采用第三个条件中的公式得出：

$F\≤\frac{(G1+G2)\×L1}{2L2}=\frac{20700\×1.015}{1.4}=15000N;$

取上述三者的交集，最终计算出牵引力F应满足1901.7≤F≤14490N。

通过上述数值举例说明，可以得知只要牵引力同时满足上述三个条件，本工装即可满足电缆卷盘的拉设以及更换要求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，包括两个支架(1)，所述支架(1)之间固接有固定架(2)，所述支架(1)包括固接于固定架(2)的底座(11)，固设在底座(11)上的腹板(12)，对称连接在腹板(12)两侧且与底座(11)固接的侧板(13)，所述腹板(12)的上端对称设有轴承座(14)，所述轴承座(14)上设有可转动的轴承(15)，电缆卷盘通过卷盘轴置于两个腹板(12)之间且所述卷盘轴的两端分别置于每个支架(1)的两个轴承(15)上。

2.根据权利要求1所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述轴承座(14)包括水平固接于腹板(12)顶端的上面板(141)，所述上面板(141)下方设有水平固接于腹板(12)侧壁的下面板(142)，所述下面板(142)与上面板(141)之间设有与腹板(12)侧壁平行的立板(143)，所述立板(143)与腹板(12)之间设有连接轴(144)，轴承(15)可转动的套设在连接轴(144)上且相对于连接轴(144)可旋转。

3.根据权利要求2所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述底座(11)包括底座盖板(111)以及固设于底座盖板(111)上的第一槽钢(112)，所述腹板(12)以及侧板(13)固接在第一槽钢(112)上，固定架(2)的两端分别固接于两个底座(11)的第一槽钢(112)。

4.根据权利要求3所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述腹板(12)下端固接于第一槽钢(112)的中间位置处，两侧端固接于侧板(13)的中间位置处。

5.根据权利要求4所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，所述固定架(2)包括两个第二槽钢(21)，所述第二槽钢(21)的两端分别固接于两个底座(11)的第一槽钢(112)上，且关于底座(11)中心对称设置。

6.根据权利要求5所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述下面板(142)与第一槽钢(111)之间设有加强筋板(16)。

7.根据权利要求1所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，其特征在于，所述腹板(12)为梯形结构，其上端开有U形槽(121)，所述卷盘轴穿过U形槽(121)且两端分别置于每个支架(1)的两个轴承(15)上。

8.根据权利要求7所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述轴承(15)的部分投影与U形槽(121)的投影重合。

9.根据权利要求8所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，同一个支架(1)上的两个轴承座(14)之间设有间隙，所述间隙的宽度与所述U形槽(121)的宽度相同。

10.根据权利要求2所述的用于船舶拉设或更换电缆的工装，其特征在于，所述上面板(141)上设有吊耳(17)。