CN106120692B - 升船机安全机构的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水电站通航建筑物建设技术领域，提供一种升船机安全机构的安装方法，该安全机构包括上导向架组件、下导向架组件、安全螺杆、支撑杆组件和传动组件，上导向架设置在安全螺杆的上端，下导向架设置在安全螺杆的下端，支撑杆组件包括支撑杆、推力轴承、承压块、承压环，支撑杆的下端设置有下球铰，传动组件包括减速器、转向锥齿轮箱、离合器、第一齿轮、传动轴、万向联轴器，离合器设置在减速器与转向锥齿轮箱之间。本发明提出的技术方案通过在升船机上设置安全机构，在升船机全平衡系统遭到破坏时，能够避免灾难性事故的发生，同时，在升船机安装、检修时，也可通过本发明中的安全机构将承船厢锁定。

Description

升船机安全机构的安装方法

技术领域

本发明属于水电站通航建筑物建设技术领域，特别涉及一种升船机安全机构的安装方法。

背景技术

升船机又称“举船机”，是利用机械装置升降船舶以克服航道上集中水位落差的通航建筑物。升船机一般由承船厢、支承导向结构、驱动装置、事故装置、平衡重系统等组成。

目前，现有技术中的大型全平衡垂直升船机平衡重系统一般由平衡重组、平衡滑轮组、钢丝绳组件及导向装置等设备组成，对称分组布置在船厢室两侧的若干个混凝土结构的平衡重井内，总重量与承船厢、船厢设备及厢内水体的总重量相等。平衡重块和承船厢结构通过钢丝绳连接，达到全平衡状态。升船机运行时，承船厢上的小齿轮仅需较小的驱动力，就能使船厢沿着塔柱结构上的大齿条轨道升降。但是，当升船机全平衡系统遭到破坏时，会导致灾难性事故。

发明内容

【要解决的技术问题】

本发明的目的是提供一种升船机安全机构的安装方法，以在升船机全平衡系统遭到破坏时，避免灾难性事故的发生。

【技术方案】

本发明是通过以下技术方案实现的。

本发明首先涉及一种升船机安全机构，包括上导向架组件、下导向架组件、安全螺杆、支撑杆组件和传动组件，所述上导向架组件包括上导向架和上导向轮，所述下导向架组件包括下导向架和下导向轮，所述上导向架设置在安全螺杆的上端，所述下导向架设置在安全螺杆的下端，所述支撑杆组件包括支撑杆、推力轴承、承压块、承压环，所述支撑杆的下端设置有下球铰，所述传动组件包括减速器、转向锥齿轮箱、离合器、第一齿轮、传动轴、万向联轴器，所述离合器设置在减速器与转向锥齿轮箱之间，所述离合器包括扭力检测模块，所述安全螺杆的内部设置有空腔，所述安全螺杆的下端设置有第二齿轮，所述承压块固定安装在安全螺杆的内部顶面，所述支撑杆嵌套安装在安全螺杆的空腔内，所述支撑杆与安全螺杆之间通过推力轴承固定，所述推力轴承与承压环固定连接，所述传动组件的第一齿轮安装在下导向架上，所述第一齿轮与万向联轴器通过传动轴连接，所述传动组件的第一齿轮与安全螺杆下端的第二齿轮啮合，所述下导向架与安全螺杆通过下滑环轴承连接，所述万向联轴器的下端与外部主传动部件连接。

作为一种优选的实施方式，所述安全螺杆的表面设置有阿基米德螺旋线，其螺旋面当量摩擦角满足自锁条件。

作为另一种优选的实施方式，所述上导向架与安全螺杆通过上滑环轴承连接，所述下导向架与安全螺杆通过下滑环轴承连接，所述下滑环轴承的外圈为外齿圈，所述外齿圈作为安全螺杆下端的第二齿轮。

作为另一种优选的实施方式，所述上导向轮通过上导向轮支座固定安装在上导向架上，所述下导向轮通过下导向轮支座固定安装在下导向架上，所述上导向轮支座上和下导向轮的支座内均设置有蝶簧。

作为另一种优选的实施方式，所述下导向架的中间设置有通孔，所述下导向架的侧面设置有齿轮轴孔。

作为另一种优选的实施方式，所述支撑杆的上端为球面，所述支撑杆的上部为阶梯轴。

作为另一种优选的实施方式，所述上导向轮和下导向轮的数量均为4个。

本发明还涉及一种升船机安全机构的安装方法，包括步骤：

A、将螺杆安装机与下球铰通过过渡法兰和螺栓连接，并用锁定套将下球铰与安装机的螺旋滚筒连接，使锁定套的卡板与支撑杆的扁方贴紧；

B、通过转动安全螺杆来调整螺旋滚筒的滚子下踏面与安全螺杆的螺纹之间的距离；

C、在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间安装胀紧圈，拧紧胀紧螺栓，使胀紧圈顶紧在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间；

D、通过卷扬机吊钩将安全机构和螺旋滚筒一起吊起至螺母柱上方，缓慢将螺杆安装机穿入到螺母柱内，使螺杆安装机的导向轮与螺母柱侧面贴合；

E、安全螺杆进入螺母柱后，卷扬机暂时停机，待自动升降吊笼搭设完成后，卷扬机控制安全机构随升降吊笼缓慢下降。

F、当安全螺杆下行至距安全横梁法兰盘的上方1.5～2.5m的位置后，安全机构停止下降；

G、将螺杆安装机拆散取出，通过人工旋转的方式使安全机构继续下行至安装位置，将支撑杆下端的下球铰与船厢安全横梁法兰固定连接。

作为一种优选的实施方式，所述步骤G之后还包括精度调整：调节安全螺杆在螺母柱中的平面位置，以及各导向轮与导轨面之间的间隙；改变安全螺杆在螺母柱内的转角，以调整安全螺杆螺纹副的上、下间隙。

作为另一种优选的实施方式，所述步骤G之后还包括：在船厢升降调试前按照万向联轴器的使用说明，将万向联轴器与第一齿轮、外部主传动部件连接。

【有益效果】

本发明提出的技术方案具有以下有益效果：

本发明通过在升船机上设置安全机构，在升船机全平衡系统遭到破坏时，能够避免灾难性事故的发生，同时，在升船机安装、检修时，也可通过本发明中的安全机构将承船厢锁定。

附图说明

图1为本发明的实施例一提供的升船机安全机构的结构原理示意图。

图2为本发明的实施例一提供的升船机安全机构的结构原理示意图。

图3为本发明的实施例一提供的升船机安全机构的结构原理示意图。

图4为本发明的实施例一提供的上导向架组件的结构原理示意图。

图5为本发明的实施例一提供的下导向架组件的结构原理示意图。

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，下面将对本发明的具体实施方式进行清楚、完整的描述。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的升船机安全机构的结构原理示意图。如图1至图3所示，该安全机构包括上导向架组件2、下导向架组件4、安全螺杆3、支撑杆组件5和传动组件6。安全螺杆3竖直布置在螺母柱1内，安全螺杆3的表面设置有阿基米德螺旋线，其螺旋面当量摩擦角满足自锁条件，安全螺杆3与螺母柱1螺纹副的螺旋面之间保持一定的间隙，安全螺杆3通过传动组件6与驱动机构的减速器出轴端连接，安全螺杆3的螺距与驱动机构的小齿轮的节圆周长呈整数倍，通过传动组件6以适当的传动比保证齿轮的爬升速度与安全螺杆3的旋升速度严格同步。

如图4和图5所示，上导向架组件2包括上导向架21和上导向轮22，下导向架组件包4包括下导向架41和下导向轮42，上导向架21设置在安全螺杆3的上端，下导向架41设置在安全螺杆3的下端，具体地，上导向架21与安全螺杆3通过上滑环轴承8连接，下导向架41与安全螺杆3通过下滑环轴承9连接，下滑环轴承9的外圈为外齿圈。上导向轮22通过上导向轮支座固定安装在上导向架21上，下导向轮42通过下导向轮支座固定安装在下导向架41上，上导向轮支座上和下导向轮的支座内均设置有蝶簧。下导向架41的中间设置有通孔，下导向架41的侧面设置有齿轮轴孔。

支撑杆组件5包括支撑杆52、推力轴承51、承压块53、承压环54，支撑杆52的下端设置有下球铰7。支撑杆52的上端为球面，支撑杆52的上部为阶梯轴。

传动组件6包括减速器、转向锥齿轮箱、离合器、齿轮11、传动轴、万向联轴器61，离合器设置在减速器与转向锥齿轮箱之间，离合器包括扭力检测模块。当安全机构的阻力矩增大至限定值(具体可设置为7kNm)时，扭力检测模块发出信号，传动组件紧急停机，设备检修时，可手动开启离合器单独对传动组件或安全机构进行调整。

安全螺杆3的内部设置有空腔，承压块53固定安装在安全螺杆3的内部顶面，支撑杆52嵌套安装在安全螺杆3的空腔内，支撑杆52与安全螺杆3之间通过推力轴承10固定，推力轴承10与承压环54固定连接，传动组件6的齿轮11安装在下导向架4上，传动组件6的齿轮11与万向联轴器61通过传动轴连接，传动组件6的齿轮11与安全螺杆3下端的下滑环轴承9的外齿圈啮合，下导向架4与安全螺杆3通过下滑环轴承9连接，万向联轴器61的下端与外部主传动部件连接。

下面说明本发明实施例一的工作原理。

本发明实施例一中的安全机构用于在升船机全平衡系统遭到破坏时，避免灾难性事故的发生。在正常工况下，安全机构的旋转螺杆在传动组件的驱动下旋转，在船厢升降过程中保持与螺母柱之间的螺纹副间隙。当船厢升降过程中发生漏水事故时，随着传动组件齿轮载荷的增加，传动组件内的扭力检测模块将发出停机信号，传动组件停止运转，当不平衡载荷达到设定的报警载荷时，传动组件将迫使安全机构螺纹副间隙逐渐减小直至消失；在船厢对接期间发生沉船或超载等事故时，不平衡载荷将首先作用于对接锁定装置(对接锁定装置安装在船厢结构外侧，与预埋在升船机塔柱混装土里的对接锁定轨道产生作用，工作时，对接锁定装置的弹簧撑紧油缸将压板压紧在对接锁定轨道上，产生竖向摩擦力，消除一部分不平衡载荷)，当不平衡载荷超过对接锁定装置的设定载荷后，超出的不平衡载荷直接作用于安全机构。借助安全机构的旋转螺杆与螺母柱的自锁，由事故引发的承船厢不平衡力通过安全撑杆、旋转螺杆传递至螺母柱，再经螺母柱传到塔柱结构上，从而实现承船厢的安全锁定。此外，升船机安装、检修时，也可通过本实施例中的安全机构将承船厢锁定。

由上述工作原理可以本发明实施例一在升船机全平衡系统遭到破坏时，能够避免灾难性事故的发生，同时，在升船机安装、检修时，也可通过本实施例中的安全机构将承船厢锁定。

实施例二

实施例二为实施例一中升船机安全机构的安装方法，具体地，包括以下步骤：

(1)、将螺杆安装机与下球铰通过过渡法兰和螺栓连接，并用锁定套将下球铰与安装机的螺旋滚筒连接，使锁定套的卡板与支撑杆的扁方贴紧，用以传递扭矩(经计算，卡板所能提供最大扭矩远大于螺杆旋转所需的扭矩)。

(2)、通过转动安全螺杆来调整螺旋滚筒的滚子下踏面与安全螺杆的螺纹之间的距离D＝n*P+2*P，其中n为整数，P为螺距。

(3)、在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间安装胀紧圈，拧紧胀紧螺栓(拧紧力矩80～120Nm)，使胀紧圈顶紧在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间，(经计算，胀紧圈所能提供扭矩远大于螺杆旋转所需的扭矩)。

(4)、通过卷扬机吊钩将安全机构和螺旋滚筒一起吊起至螺母柱上方，通过5t手拉葫芦调整，缓慢将螺杆安装机穿入到螺母柱内，使螺杆安装机的导向轮与螺母柱侧面贴合。

(5)安全螺杆进入螺母柱后，卷扬机暂时停机，待自动升降吊笼搭设完成后，卷扬机控制安全机构随升降吊笼缓慢下降。

(6)、当安全螺杆下行至距安全横梁法兰盘的上方2m的位置后，安全机构停止下降。

(7)、将螺杆安装机拆散取出，通过人工旋转的方式使安全机构继续下行至安装位置，将支撑杆下端的下球铰与船厢安全横梁法兰固定连接。

(8)、精度调整：调节安全螺杆在螺母柱中的平面位置，以及各导向轮与导轨面之间的间隙；改变安全螺杆在螺母柱内的转角，以调整安全螺杆螺纹副的上、下间隙。

(9)、在船厢升降调试前按照万向联轴器的使用说明，将万向联轴器与第一齿轮、外部主传动部件连接。

(10)、船厢运行前，在开式齿轮副、万向轴的滑动面添加适量的润滑脂。具体地，开式齿轮副采用油脂润滑，注入齿轮箱的油脂高度不得低于120mm，传动筒内应注满润滑脂，润滑脂的牌号应符合轴承制造商的要求。开始齿轮副的密封件应可靠密封，无泄漏。万向轴的滑动面应按制造商的要求涂脂润滑。

由以上详细步骤可以看出，本发明实施例二采用“卷扬机辅助的吊装方案”，通过在顶部机房平台布设卷扬机，并在齿条、螺母柱施工平台开设钢丝绳孔，在螺母柱二期埋件的1/3高程处凹槽内设置弹性梁，在梁上正对螺母柱中心位置设置吊点，吊点通过钢丝绳悬挂滑轮组，卷扬机固定在船厢主纵梁上，通过钢丝绳将滑轮组、卷扬机及安全机构联系起来，利用卷扬机将安全机构提升至预定位置。因此该方法节省了时间，节约了安装成本。

另外，本发明实施例二通过采用自制的辅助就位专用工装，即旋转滚筒(螺杆安装机)，正式吊装前将安全机构与螺杆安装机组装在一起，整体吊装，入槽后仅需20分钟即可下降至安装位置，不仅提高了可靠性，同时也提升了安装效率。

需要说明，上述描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，也不是对本发明的限制。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在不付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种升船机安全机构的安装方法，上述的升船机安全机构包括上导向架组件(2)、下导向架组件(4)、安全螺杆(3)、支撑杆组件(5)和传动组件(6)，所述上导向架组件(2)包括上导向架(21)和上导向轮(22)，所述下导向架组件(4)包括下导向架(41)和下导向轮(42)，所述上导向架(21)设置在安全螺杆(3)的上端，所述下导向架(41)设置在安全螺杆(3)的下端，所述支撑杆组件(5)包括支撑杆(52)、推力轴承(51)、承压块(53)、承压环(54)，所述支撑杆(52)的下端设置有下球铰(7)，所述传动组件(6)包括减速器、转向锥齿轮箱、离合器、第一齿轮(11)、传动轴、万向联轴器(61)，所述离合器设置在减速器与转向锥齿轮箱之间，所述离合器包括扭力检测模块，所述安全螺杆(3)的内部设置有空腔，所述安全螺杆(3)的下端设置有第二齿轮，所述承压块(53)固定安装在安全螺杆(3)的内部顶面，所述支撑杆(52)嵌套安装在安全螺杆(3)的空腔内，所述支撑杆(52)与安全螺杆(3)之间通过推力轴承(51)固定，所述推力轴承(51)与承压环(54)固定连接，所述传动组件(6)的第一齿轮(11)安装在下导向架(41)上，所述第一齿轮(11)与万向联轴器(61)通过传动轴连接，所述传动组件(6)的第一齿轮(11)与安全螺杆(3)下端的第二齿轮啮合，所述下导向架(41)与安全螺杆(3)通过下滑环轴承(9)连接，所述万向联轴器(61)的下端与外部主传动部件连接；其特征在于包括步骤：

A、将螺杆安装机与下球铰通过过渡法兰和螺栓连接，并用锁定套将下球铰与螺杆安装机的螺旋滚筒连接，使锁定套的卡板与支撑杆的扁方贴紧；

B、通过转动安全螺杆来调整螺旋滚筒的滚子下踏面与安全螺杆的螺纹之间的距离；

C、在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间安装胀紧圈，拧紧胀紧螺栓，使胀紧圈顶紧在支撑杆与安全螺杆下端内孔之间；

D、通过卷扬机吊钩将升船机安全机构和螺旋滚筒一起吊起至螺母柱上方，缓慢将螺杆安装机穿入到螺母柱内，使螺杆安装机的导向轮与螺母柱侧面贴合；

E、安全螺杆进入螺母柱后，卷扬机暂时停机，待自动升降吊笼搭设完成后，卷扬机控制升船机安全机构随升降吊笼缓慢下降；

F、当安全螺杆下行至距安全横梁法兰盘的上方1.5～2.5m的位置后，升船机安全机构停止下降；

G、将螺杆安装机拆散取出，通过人工旋转的方式使升船机安全机构继续下行至安装位置，将支撑杆下端的下球铰与船厢安全横梁法兰固定连接。

2.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述步骤G之后还包括精度调整：调节安全螺杆在螺母柱中的平面位置，以及各导向轮与导轨面之间的间隙；改变安全螺杆在螺母柱内的转角，以调整安全螺杆螺纹副的上、下间隙。

3.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述步骤G之后还包括：在船厢升降调试前按照万向联轴器的使用说明，将万向联轴器与第一齿轮、外部主传动部件连接。

4.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述安全螺杆(3)的表面设置有阿基米德螺旋线，其螺旋面当量摩擦角满足自锁条件。

5.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述上导向架(21)与安全螺杆(3)通过上滑环轴承(8)连接，所述下导向架(41)与安全螺杆(3)通过下滑环轴承(9)连接，所述下滑环轴承(9)的外圈为外齿圈，所述外齿圈作为安全螺杆(3)下端的第二齿轮。

6.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述上导向轮(22)通过上导向轮支座固定安装在上导向架(21)上，所述下导向轮(42)通过下导向轮支座固定安装在下导向架(41)上，所述上导向轮支座上和下导向轮的支座内均设置有蝶簧。

7.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述下导向架(41)的中间设置有通孔，所述下导向架(41)的侧面设置有齿轮轴孔。

8.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述支撑杆(52)的上端为球面，所述支撑杆(52)的上部为阶梯轴。

9.根据权利要求1所述的升船机安全机构的安装方法，其特征在于所述上导向轮(22)和下导向轮(42)的数量均为4个。