CN107298402B - 一种曲率自适应滑轮组 - Google Patents

Abstract

一种曲率自适应滑轮组，属于机械设备技术领域。包括竖向主悬挂板、横向支撑端板、滑轮安装座、加强固定杆，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板分别设有两块，竖向主悬挂板与横向支撑端板分别通过加强固定杆相连接，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板相连接，所述的横向支撑端板两端以及竖向主悬挂板间隔内部分别安装有轮形安装体，所述的滑轮安装座上一端轴接有滑轮，另一端设有支承杆，所述的支承杆设置在轮形安装体上的中空连接杆内，支承杆上设置的支承滑柱安装在中空连接杆上的滑动轨道槽内，所述的支承杆上还套装有弹簧。解决了滑轮绳索弯曲疲劳损害大的问题，结构简单，能有效地降低工作绳索的弯曲度，减小了弯曲疲劳损害。

Description

一种曲率自适应滑轮组

技术领域

本发明涉及一种曲率自适应滑轮组，属于机械设备技术领域。

背景技术

目前，滑轮组在机械装备领域已经广泛应用，是吊装、传送、拖曳中非常常见的机构之一，它不仅可以节省提取重物所施加的牵引力同时也可以改变施力的方向，在大型机械的装配及零部件调配过程中具有重要的作用。例如，船舶、航空航天、大型发电机组等。

现有技术中，滑轮组一般配合绳缆一起工作，由于绳缆是缠绕在滑轮组上的，因此如果滑轮直径过小，会造成绳缆弯曲疲劳损害，对绳缆的使用寿命影响极大。尤其在船舶领域中，具有承力、输电、信号、甚至输液等功能的复合缆使用越来越广泛，这些特种复合缆缆径较大，不易弯折，最小使用弯曲半径要求严格。比如：海洋有缆潜器系统中，带有输电、输液功能的吊放缆。这种缆生产成本很高，如果滑轮组直径过小，造成绳缆弯曲过度。会破坏绳缆内部结构，造成重大损失。未来随着潜水器功能的增多和体积、重量的进一步增大，会出现更高成本、更大缆径的复合缆。因此，技术发展要求滑轮组能够适应不同曲率要求的绳缆，尤其是在滑轮组较小的尺寸、重量条件下，就能满足较大弯曲半径的绳缆使用需求。为满足绳缆最小曲率半径的要求，目前常用做法是将滑轮直径做大。另一方面，进行吊装作业时，缆绳一般只接触到转动的滑轮上半部；拖曳作业时，缆绳最少只会接触到滑轮上部，拖动方向约占总周长1/4的部分。但为了减少缆绳摩擦，滑轮要随缆绳运动旋转，因此滑轮一般都是完整的圆形。当滑轮直径增大后，滑轮整体尺寸和重量急剧增加，需要其他吊装工具来进行滑轮的安装与更换。

针对上述已有技术状况，本发明申请人做了大量反复而有益的探索，最终取得了有效的成果，并且形成了下面将要介绍的技术方案。

发明内容

针对上述的不足，本发明提供了一种曲率自适应滑轮组，结构简单成本低，在滑轮组使用过程中能有效地降低工作绳索的弯曲度，大大减小了弯曲疲劳损害，同时可以根据不同入缆、出缆的角度，自动选择两两承力组合，实际相当于可转动的半圆型组合，实现吊放、拖动等多种作业模态，相比相同作用的大直径全圆滑轮，体积和重量大大减小，实用性很强。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种曲率自适应滑轮组，包括竖向主悬挂板、横向支撑端板、滑轮安装座、加强固定杆，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板分别设有两块，两块竖向主悬挂板与两块横向支撑端板分别通过加强固定杆相连接，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板相连接，所述的横向支撑端板两端以及竖向主悬挂板间隔内部分别安装有轮形安装体，所述的滑轮安装座上一端轴接有滑轮，另一端设有支承杆，所述的支承杆设置在轮形安装体上的中空连接杆内，支承杆上设置的支承滑柱安装在中空连接杆上的滑动轨道槽内，所述的支承杆上还套装有弹簧。

进一步地，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板中间位置相固定连接。

进一步地，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板中间位置相轴接，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板两端之间分别设有回正拉簧。

进一步地，所述的竖向主悬挂板非相对面上的两侧分别设有拉簧固定柱，所述的横向支撑端板非相对面的两端分别设有拉簧固定柱，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板两端之间通过拉簧固定柱安装有两条回正拉簧。

进一步地，所述的轮形安装体轴装在横向支撑端板两端与竖向主悬挂板上。

进一步地，所述的轮形安装体包括轮外圈、中空连接杆与轮内圈，所述的轮内圈设置在轮外圈内部且通过中空连接杆相连接，所述的轮内圈内安装有轴承，所述的轮形安装体通过轴承安装在横向支撑端板与竖向主悬挂板中的安装轴上，所述的横向支撑端板上的安装轴与横向支撑端板固定连接。

进一步地，所述的竖向主悬挂板上还设有定位轨道槽，所述的竖向主悬挂板中与轴承相配合的安装轴两端分别设有定位滑柱，所述的定位滑柱设置在定位轨道槽内，所述的定位滑柱外侧还设有拉簧固定柱，所述的竖向主悬挂板非相对面顶部设置的拉簧固定柱与定位滑柱外侧的拉簧固定柱上还设有上拉拉簧。

进一步地，所述的弹簧安装在位于轮形安装体上轮外圈外侧部分的支承杆上。

本发明的有益效果:

1.该装置结构简单成本低，在滑轮组使用过程中能有效地降低工作绳索的弯曲度，大大减小了弯曲疲劳损害，同时可以根据不同入缆、出缆的角度，自动选择两两承力组合，实现吊放、拖动等多种作业模态，实用性很强；

2.可以对绳缆形成以竖向主悬挂板顶端以及横向支撑端板两端这三处为支撑点的弧形支撑轨迹，一定程度内由拉簧提供阻尼力的，可转动的三个支撑点。这三个支撑点形成整体曲率较小的绳缆弯曲弧线，有效改善绳缆从进到出的弯曲度，以较小的尺寸、重量形成等同于大直径全圆滑轮的效果。

3.绳索与滑轮相接触时，可根据受力大小情况，自动压缩滑轮座的支承杆外套的弹簧，从而改变支承杆在中空连接杆内的位置，降低相邻滑轮间绳缆局部的曲率。当绳缆压力降低时，支承杆在弹簧弹力作用下，从中空连接杆内弹出，回复原来的位置；

4.竖向主悬挂板与横向支撑端板中间位置相轴接，同时设置回正拉簧。横向支撑端板可以更好地根据绳索的受力情况，在一定范围内转动，回正拉簧可以有效保持竖向主悬挂板与横向支撑端板之间夹角改变的回复力，达到平缓两侧绳缆形状的效果；

5.竖向主悬挂板上的轮形安装体中心轴设置在可以滑动的轨道里，当竖向主悬挂板上的轮形安装体的滑轮与绳缆接触时，在绳缆压力下，可以克服上拉弹簧的拉力，使竖向主悬挂板上的轮形安装体下降，大大平缓了绳索在最上面支撑点处的曲率，当绳缆压力降低时，轮形安装体能够自动回正，增强了实用性。

附图说明

图1为本发明的整体外观结构示意图；

图2为本发明在图1中A处的结构放大图；

图3为本发明整体在正面方向上的结构示意图；

图4为本发明整体在侧面方向上的结构示意图；

图5为本发明中轮形安装体及其附属安装结构的结构示意图；

图6为本发明中轮形安装体及其附属安装结构的正面结构示意图；

图7为本发明中轮形安装体及其附属安装结构的侧面结构示意图。

图中，竖向主悬挂板1、定位轨道槽11、定位滑柱111、拉簧固定柱2、上拉拉簧3、回正拉簧4、横向支撑端板5、轮形安装体6、轮外圈61、中空连接杆62、滑动轨道槽621、轮内圈63、轴承7、滑轮安装座8、滑轮81、支承杆82、支承滑柱821、弹簧822、加强固定杆9。

具体实施方式

实施例一

以下是对实施例1的说明。

如图1至图7所示，一种曲率自适应滑轮组，包括竖向主悬挂板1、定位轨道槽11、定位滑柱111、拉簧固定柱2、上拉拉簧3、回正拉簧4、横向支撑端板5、轮形安装体6、轴承7、滑轮安装座8、滑轮81、支承杆82、支承滑柱821、弹簧822、加强固定杆9，所述的竖向主悬挂板1与横向支撑端板5分别设有两块，两块竖向主悬挂板1与两块横向支撑端板5均相对且通过中间设置的加强固定杆9相连接固定，所述的竖向主悬挂板1底部与横向支撑端板5中间位置相轴接，横向支撑端板5可绕轴在一定范围内转动，平衡两侧绳缆的压力，所述的竖向主悬挂板1非相对面上的两侧分别设有一个拉簧固定柱2，所述的横向支撑端板5非相对面的两端分别设有一个拉簧固定柱2，所述的竖向主悬挂板1与横向支撑端板5之间通过拉簧固定柱2安装有两条回正拉簧4，可以有效地保持竖向主悬挂板1与横向支撑端板5之间夹角改变的回复力，达到平缓两侧绳缆形状的效果。

所述的横向支撑端板5间隔内部的两端以及竖向主悬挂板1间隔内部分别轴装有一个轮形安装体6，形成三角形结构，可以对绳缆形成以竖向主悬挂板1顶端以及横向支撑端板5两端这三处为支撑点的弧形支撑轨迹，有效改善绳缆从进到出的弯曲度，所述的轮形安装体6包括轮外圈61、中空连接杆62与轮内圈63，所述的轮内圈63设置在轮外圈61内部且通过中空连接杆62相连接，所述的中空连接杆62杆壁上设有滑动轨道槽621且与杆内部连通，所述的轮内圈63内安装有轴承7，所述的轮形安装体6通过轴承7安装在横向支撑端板5与竖向主悬挂板1中的安装轴上，所述的横向支撑端板5上的安装轴与横向支撑端板5固定连接，轮形安装体6可转，可以减小绳缆收放时的摩擦力，可以自适应调节滑轮与绳缆的接触位置，可以更灵活地调节滑轮安装座8上滑轮压缩的力度，大大增强了实用性。

所述的滑轮安装座8上一端轴接有滑轮81，另一端设有一个支承杆82，所述的支承杆82穿过轮外圈61，插入中空连接杆62内，并设有支承滑柱821，所述的支承滑柱821安装在滑动轨道槽621内，所述的支承杆82上位于轮外圈61外部分套装有弹簧822，弹簧822滑轮安装座8底部紧密接触，当绳索与滑轮81相接触时，可根据受力大小情况，自动压缩支承杆82在中空连接杆62内的位置，从而降低相邻滑轮间绳缆局部的曲率。

所述的竖向主悬挂板1上还设有一个定位轨道槽11，所述的竖向主悬挂板1中与轴承7相配合的安装轴两端分别设有一个定位滑柱111，所述的定位滑柱111设置在定位轨道槽11内。定位滑柱111外侧还设有一个拉簧固定柱2，所述的竖向主悬挂板1非相对面顶部设置的拉簧固定柱2与定位滑柱111外侧的拉簧固定柱2上还设有上拉拉簧3。当滑轮81与绳索接触时，可以克服上拉弹簧3部分拉力，使竖向主悬挂板1上的轮形安装体6下降，大大平缓了绳索在最上面支撑点处的曲率，该装置结构简单成本低，在滑轮组使用过程中能有效地降低工作绳索的弯曲度，大大减小了弯曲疲劳损害，同时可以根据需要进行吊放、拖动等多种作业模态，实用性很强。

实施例二

以下是对实施例二的说明。

在实施例2中，对于与实施例1中相同的结构，给予相同的标号，省略相同的说明，所述的竖向主悬挂板1与横向支撑端板5中间位置由轴接设置固定连接，省略竖向主悬挂板1与横向支撑端板5之间通过拉簧固定柱2安装的两条回正拉簧4，减少了生产成本，同时达到了减小绳索弯曲疲劳损害的效果。

该装置在安装时，通过固定竖向主悬挂板1的顶端后，将绳索安装在三个轮形安装体6外部设置的滑轮81上，加强固定杆9可以对竖向主悬挂板1与横向支撑端板5进行有效地固定。

使用该装置时，当绳索受力弯曲时，竖向主悬挂板1上的轮形安装体6受力使中心位置的定位滑柱111沿定位轨道槽11位置下降，同时绳索压迫接触的各个轮形安装体6上轮外圈61外的滑轮81，进而导致滑轮安装座8上的支承杆82在中空连接杆62中滑动，支承杆82上的支承滑柱821在滑动轨道槽621滑动，弹簧822被压缩。

当竖向主悬挂板1轴装在横向支撑端板5上时，绳索在滑轮8上滑动，竖向主悬挂板1绕轴根据受力方向旋转，回正拉簧4起到了控制与回正的作用，同时各个轮形安装体6在轮内圈63内部轴承7的作用下转动，滑轮81转动同时与绳索接触的滑轮81发生变化，更灵活地减小绳索曲率，使用完毕后，取下绳索，在拉簧固定柱2上上拉拉簧3与回正拉簧4的作用下，装置回正，即可。

当竖向主悬挂板1固定在横向支撑端板5上时，省略了竖向主悬挂板1绕轴旋转的动作，以及拉簧固定柱2上的回正拉簧4的作用，降低了成本，这样就有效地完成了降低绳索弯曲疲劳损害的目的，同时能根据需要实现吊放、拖动等多种模态。

对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种曲率自适应滑轮组，其特征在于：包括竖向主悬挂板、横向支撑端板、滑轮安装座、加强固定杆，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板分别设有两块，两块竖向主悬挂板与两块横向支撑端板分别通过加强固定杆相连接，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板相连接，所述的横向支撑端板两端以及竖向主悬挂板间隔内部分别安装有轮形安装体，所述的滑轮安装座上一端轴接有滑轮，另一端设有支承杆，所述的支承杆设置在轮形安装体上的中空连接杆内，支承杆上设置的支承滑柱安装在中空连接杆上的滑动轨道槽内，所述的支承杆上还套装有弹簧；

所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板中间位置相固定连接；

所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板中间位置相轴接，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板两端之间分别设有回正拉簧。

2.如权利要求1所述的一种曲率自适应滑轮组，其特征是，所述的竖向主悬挂板非相对面上的两侧分别设有拉簧固定柱，所述的横向支撑端板非相对面的两端分别设有拉簧固定柱，所述的竖向主悬挂板与横向支撑端板两端之间通过拉簧固定柱安装有两条回正拉簧。

3.如权利要求1所述的一种曲率自适应滑轮组，其特征是，所述的轮形安装体轴装在横向支撑端板两端与竖向主悬挂板上。

4.如权利要求3所述的一种曲率自适应滑轮组，其特征是，所述的轮形安装体包括轮外圈、中空连接杆与轮内圈，所述的轮内圈设置在轮外圈内部且通过中空连接杆相连接，所述的轮内圈内安装有轴承，所述的轮形安装体通过轴承安装在横向支撑端板与竖向主悬挂板中的安装轴上，所述的横向支撑端板上的安装轴与横向支撑端板固定连接。

5.如权利要求1所述的一种曲率自适应滑轮组，其特征是，所述的竖向主悬挂板上还设有定位轨道槽，所述的竖向主悬挂板中与轴承相配合的安装轴两端分别设有定位滑柱，所述的定位滑柱设置在定位轨道槽内，所述的定位滑柱外侧还设有拉簧固定柱，所述的竖向主悬挂板非相对面顶部设置的拉簧固定柱与定位滑柱外侧的拉簧固定柱上还设有上拉拉簧。

6.如权利要求1所述的一种曲率自适应滑轮组，其特征是，所述的弹簧安装在位于轮形安装体上轮外圈外侧部分的支承杆上。

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