CN108677886A - 一种螺杆启闭机及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺杆启闭机及其工作方法，属于起重或承重设备技术领域。本发明的螺杆启闭机，包括丝杆、电机、蜗轮、轴承组件、蜗杆、支座、闸板和双螺母防滑丝机构，其中：所述蜗轮通过轴承组件固定于支座上；所述电机、蜗杆和蜗轮依次传动连接，所述蜗轮中心处内嵌双螺母防滑丝机构；所述丝杆与双螺母防滑丝机构螺纹连接后，底端与闸板固定连接。本发明通过双螺母防滑丝机构达到解决螺杆式启闭机丝杆机构存在承重螺母出现滑丝的技术问题。

Description

一种螺杆启闭机及其工作方法

技术领域

本发明涉及起重或承重设备技术领域，具体地说，涉及一种螺杆启闭机及其工作方法。

背景技术

启闭机被广泛应用于各类大型给排水、水利水电工程，通过控制各类闸门的升降来达到开启与关闭闸门的目的。其按类型分为：液压启闭机，卷扬式启闭机，螺杆启闭机等。其中，螺杆启闭机由于其便于操作且使用成本低廉而被广泛应用。

螺杆启闭机中的丝杆是常用机械设备的基本传动机构，承重螺母在丝杆上移动时，由于长期、超负荷运转或产品有质量问题时，承重螺母经常出现滑丝问题，造成整个螺杆启闭机停机而不能连续承重，甚至，有时会引起或造成安全事故。

经检索，中国专利公布号CN 105908681 B，公开日2018.6.22，发明名称：一种螺杆式启闭机，包括机座和闸门，机座上设置有丝杆，闸门上设置有与丝杆连接的螺母，所述的丝杆顶部连接有蜗轮螺杆式减速箱，所述的减速箱上设置有摇杠，减速箱上连接有直流电机或带逆变器的交流电机，所述的电机通过电缆连接控制柜，还包括太阳能电池板，所述的控制柜内设有与太阳能电池板连接的蓄电池，控制柜内还设有PLC、控制回路单元和远程通讯模块，闸门上设置有与电机连接的压力式水位计。该发明能量的来源是以太阳能电池板采集并储存在蓄电池中的电能，不需要电网提供电能，但未能解决丝杆滑丝的问题。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

为克服现有技术车载螺杆式启闭机丝杆机构存在承重螺母出现滑丝问题而不能连续承重的问题，本发明提供一种螺杆启闭机及其工作方法。本发明通过副螺母的设置，当主螺母和丝杆之间出现滑丝故障时，主螺母受力滑动后，能够与副螺母搭接一体，副螺母承重并同时转动，从而达到连续承重的目的。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种螺杆启闭机，包括丝杆、电机、蜗轮、轴承组件、蜗杆、支座、闸板和双螺母防滑丝机构，其中：所述蜗轮通过轴承组件固定于支座上；所述电机、蜗杆和蜗轮依次传动连接，所述蜗轮中心处内嵌双螺母防滑丝机构；所述丝杆与双螺母防滑丝机构螺纹连接后，底端与闸板固定连接，通过双螺母防滑丝机构达到解决螺杆式启闭机丝杆机构存在承重螺母出现滑丝的技术问题。

进一步的方案，双螺母防滑丝机构包括丝杆和套接在丝杆上的主螺母和副螺母；所述主螺母固定连接于蜗轮的中心处，为承重螺母，主螺母与副螺母之间预留间隙；当主螺母和丝杆之间滑丝故障时，所述主螺母与副螺母受力后搭接一体，该力可以为闸板和丝杆的自身重量，搭接后主螺母与副螺母同时转动，从而继续带动丝杆起降。

进一步的方案，还包括平键，所述主螺母的上部外缘处设置有键槽，所述蜗轮中心也设置有配合键槽的凹槽，所述键槽和凹槽组合后形成容纳平键的方形槽，平键嵌入所述方形槽内，达到蜗轮带动主螺母旋转的目的；副螺母位于主螺母上方，主螺母的顶端设置对称的卡凸，可为1个或多个，所述副螺母端部设置和卡凸对应设置的卡槽和卡台，两者啮合后实现主螺母和副螺母的同时转动。

进一步的方案，卡台的端部和/或卡槽内设置有滑动机构，可以是钢珠、润滑石墨垫片等，以避免主螺母和副螺母角色转移时卡死。

更进一步的方案，滑动机构包括卡台的端部的圆形槽和圆形槽内的钢珠，所述钢珠的直径略大于圆形槽的深度，钢珠可滚动带动主螺母和副螺母相互滑动，防止主螺母和副螺母直接接触后出现卡死。

更进一步的方案，卡凸、卡槽和卡台均呈扇形，均为两个或多个，相应的圆形槽和钢珠也为两个或多个，数量越多，两者的啮合能力越强，越不容易卡死。

更进一步的方案，轴承组件包括2个轴承，分别设置于蜗轮的上下两侧，以保证蜗轮转动时的稳定状态。

更进一步的方案，蜗轮的外围罩接有蜗轮罩，蜗轮罩的底部固定于支座上，起到对蜗轮的防尘和防护作用。

更进一步的方案，副螺母为两个或多个，其顶端和所述主螺母的顶端结构相同，理论上可以一直持续承重，只需要依次实现主-副、主副-副、主副副-副、主副副副-副……等角色的转移即可。

一种螺杆启闭机的操作方法，步骤为：

步骤一、闭闸：电机启动，电机传动轴带动蜗杆正转，蜗杆带动蜗轮在水平方向旋转，蜗轮通过平键再带动主螺母旋转，主螺母承重，副螺母空转，主螺母带动丝杆螺旋式垂直向下运动，直至闸板闭合闸口；

步骤二、开闸：电机启动，电机传动轴带动蜗杆反转，蜗杆带动蜗轮在水平方向旋转，蜗轮再带动主螺母旋转，主螺母承重，副螺母空转，主螺母带动丝杆螺旋式垂直向上运动，直至闸板打开闸口；

步骤三、副螺母承重：主螺母出现滑丝故障时，闸板自身重力作用下，闸板带动整个丝杆和副螺母下移，卡凸和卡槽搭接，随着副螺母的持续旋转，主螺母和副螺母契合在一起，副螺母开始承重，带动主螺母一起旋转，再一起带动丝杆上下运动，从而带动闸板开闭闸口。

3.有益效果

与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：

(1)本发明的螺杆启闭机，构思巧妙，双螺母防滑丝机构的主螺母与防坠螺母之间无需连接，主螺母滑丝后，在闸板和丝杆自身重力作用下，副螺母随丝杆下落，主螺母与副螺母搭接实现同时转动，主螺母滑丝故障时又可与副螺母实现承重的转移，无需停机维修，进而达到持续承重的目的；

(2)本发明的螺杆启闭机，主螺母与副螺母预留间隙，避免两者同时承重而可能同时损坏；

(3)本发明的螺杆启闭机，卡凸、卡槽和卡台起到搭接啮合的目的，进而实现主螺母和副螺母的同时转动；

(4)本发明的螺杆启闭机，滑动机构如钢珠、润滑石墨垫片均可实现避免卡死的目的；

(5)本发明的螺杆启闭机，相较于单纯走润滑作用的润滑石墨垫片，圆形槽和圆形槽内的钢珠，还能起到缓冲承重的作用，进而实现角色转移时的平稳过渡；主螺母损坏后，副螺母掉落在主螺母上，受钢球的支撑，主螺母会出现一定角度的空转，然后与副螺母契合后随副螺母一起运转；

(6)本发明的螺杆启闭机，两个或多个卡凸、卡槽、卡台圆形槽和钢珠，越多，两者的啮合能力越强，越不容易卡死；

(7)本发明的螺杆启闭机，副螺母可连续设置，理论上可以一直持续承重，只需要依次实现主-副、主副-副、主副副-副、主副副副-副……等角色的转移即可；

(8)本发明的操作方法，实现了主螺母和副螺母角色转移的过程，操作简单，应用面广，能够持续无间断生产，生产效率和自动化程度高。

附图说明

图1为本发明的螺杆启闭机结构示意图；

图2为图1中的B部分放大后结构示意图；

图3为本发明的螺杆启闭机俯视图；

图4为图1中的A-A处俯视图；

图5为本发明中的主螺母主视图；

图6为本发明中的主螺母俯视图；

图7为本发明中的副螺母主视图；

图8为本发明中的副螺母仰视图；

图9为本发明中的副螺母剖面图；

图10为本发明中的副螺母立体图；

图11为本发明中实施例6至7的副螺母主视图。

图中：1.丝杆；2.主螺母；3.钢珠；4.副螺母；5.蜗轮；6.平键；7.轴承组件；8.蜗杆；9.电机；10.支座；11.闸板；21.键槽；22.卡凸；41.卡槽；42.卡台；51.蜗轮罩。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图对本本发明作详细描述。

实施例1

本实施例的螺杆启闭机，如图1、2、3所示，包括丝杆1、电机9、蜗轮5、轴承组件7、蜗杆8、支座10、闸板11和双螺母防滑丝机构，其中：所述蜗轮5通过轴承组件7固定于支座10上，轴承组件7包括轴承和轴承座，轴承座固定于支座10上；所述电机9、蜗杆8和蜗轮5依次传动连接，所述蜗轮5中心处内嵌双螺母防滑丝机构；所述丝杆1与双螺母防滑丝机构螺纹连接后，底端与闸板11固定连接，双螺母防滑丝机构包括丝杆1和套接在丝杆1上的主螺母2和副螺母4；所述主螺母2固定连接于蜗轮5的中心处，为承重螺母，主螺母2与副螺母4之间预留间隙；当主螺母2和丝杆1之间滑丝故障时，所述主螺母2与副螺母4受力后搭接一体，该力可以为闸板11和丝杆1的自身重量，搭接后主螺母2与副螺母4同时转动，从而继续带动丝杆1起降。

实施例2

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例1，改进之处在于：如图1、4所示，还包括平键6，如图5、6所示，所述主螺母2的上部外缘处设置有键槽21，所述蜗轮5中心也设置有配合键槽21的凹槽，所述键槽21和凹槽组合后形成容纳平键6的方形槽，平键6嵌入所述方形槽内，达到蜗轮5带动主螺母2旋转的目的；副螺母4位于主螺母2上方，主螺母2的顶端设置对称的卡凸22，可为1个或多个，如图1、5、6所示，本实施例中为2个，如图1、7、8、9、10所示，所述副螺母4端部设置和卡凸22对应设置的卡槽41和卡台42，两者啮合后实现主螺母2和副螺母4的同时转动。

当主螺母2和丝杆1之间滑丝故障时，在闸板11和丝杆1的自身重量下，丝杆1带动副螺母4下移，卡凸22和卡台42略微接触后搭接在一起，即可实现主螺母2带动副螺母4随着丝杆1移动，副螺母4和主螺母2啮合，主螺母2空转一定角度后，卡凸22和卡台42完全接触一体，在蜗轮5的作用下，实现副螺母4带动主螺母2，并最终带动丝杆1升降，进而实现承重角色的转移，也就实现了的不停顿而持续施力承重。

实施例3

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例3，改进之处在于：卡台42的端部和/或卡槽41内设置有滑动机构，可以是钢珠、润滑石墨垫片等，本实施例中为润滑石墨垫片，在卡台42的端部和卡槽41内设置，可以避免主螺母2与副螺母4角色转移时卡凸22卡死于卡槽41内；卡凸22的端部在卡槽41之间预留间隙2mm。

本实施例螺杆启闭机的操作方法，步骤为：

步骤一、闭闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8正转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5通过平键6再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向下运动，直至闸板11闭合闸口；

步骤二、开闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8反转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向上运动，直至闸板11打开闸口；

步骤三、副螺母承重：主螺母2出现滑丝故障时，闸板11自身重力作用下，闸板11带动整个丝杆1和副螺母4下移，卡凸22和卡槽41搭接，润滑石墨垫片起作用，可以避免主螺母2与副螺母4角色转移时卡凸22卡死于卡槽41内；随着副螺母4的持续旋转，主螺母2和副螺母4契合在一起，副螺母4开始承重，带动主螺母2一起旋转，再一起带动丝杆1上下运动，从而带动闸板11开闭闸口。

本实施例的螺杆启闭机，实现了主螺母2和副螺母4角色转移的过程，并有效避免了主螺母2因滑丝而导致丝杆1坠落闭闸，丝杆1可持续工作实现升降，操作简单，应用面广。

实施例4

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例3，改进和不同之处在于：卡凸22的端部在卡槽41之间预留间隙3mm；卡凸22和卡台42的高度为2cm；滑动机构包括卡台42的端部的圆形槽和圆形槽内的钢珠3，所述钢珠3的直径略大于圆形槽的深度，钢珠3承重能力强并可滚动带动主螺母2与副螺母4相互滑动，将滑动改进为滚动，更加有效的防止主螺母2直接与副螺母4接触后出现卡死。

本实施例螺杆启闭机的操作方法，步骤为：

步骤一、闭闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8正转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5通过平键6再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向下运动，直至闸板11闭合闸口；

步骤二、开闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8反转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向上运动，直至闸板11打开闸口；

步骤三、副螺母承重：主螺母2出现滑丝故障时，闸板11自身重力作用下，闸板11带动整个丝杆1和副螺母4下移，卡凸22和卡槽41搭接，随着副螺母4的持续旋转，钢珠3承重并可滚动带动主螺母2与副螺母4相互滑动，钢珠3将滑动改进为滚动，更加有效的防止主螺母2直接与副螺母4接触后出现卡死，主螺母2和副螺母4契合在一起，副螺母4开始承重，带动主螺母2一起旋转，再一起带动丝杆1上下运动，从而带动闸板11开闭闸口。

实施例5

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例4，改进和不同之处在于：如图6和8所示，卡凸22、卡槽41和卡台42均呈扇形，弧度为60°均为两个或多个，相应的圆形槽和钢珠3也为两个或多个，本实施例中均为2个。

本实施例螺杆启闭机的操作方法的步骤三中：主螺母2空转的角度为小于60°。

实施例6

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例5，改进和不同之处在于：轴承组件7包括2个轴承，分别设置于蜗轮5的上下两侧，以保证蜗轮5转动时的稳定状态。卡凸22的端部在卡槽41之间预留间隙5mm；卡凸22和卡台42的高度为2cm；副螺母4为两个或多个，本实施例为2个，如图11所示，其顶端和所述主螺母2的顶端结构相同也设置有卡台42，副螺母4两端的卡台42交错设置；卡台42和卡凸22数量为3个，弧度为30°。

本实施例螺杆启闭机的操作方法，步骤为：

步骤一、闭闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8正转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5通过平键6再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向下运动，直至闸板11闭合闸口；

步骤二、开闸：电机9启动，电机传动轴带动蜗杆8反转，蜗杆8带动蜗轮5在水平方向旋转，蜗轮5再带动主螺母2旋转，主螺母2承重，副螺母4空转，主螺母2带动丝杆1螺旋式垂直向上运动，直至闸板11打开闸口；

步骤三、副螺母承重：主螺母2出现滑丝故障时，闸板11自身重力作用下，闸板11带动整个丝杆1和副螺母4下移，卡凸22和卡槽41搭接，随着副螺母4的持续旋转，主螺母2空转最大30°后，钢珠3承重并可滚动带动主螺母2与副螺母4相互滑动，钢珠3将滑动改进为滚动，更加有效的防止主螺母2直接与副螺母4接触后出现卡死，主螺母2和副螺母4契合在一起，副螺母4开始承重，带动主螺母2一起旋转，再一起带动丝杆1上下运动。

步骤四、第二副螺母承重：主螺母2和第一个副螺母4均出现滑丝故障时，闸板11带动整个丝杆1和副螺母4继续下移，主螺母2和第一个副螺母4空转最大30°后，第一个副螺母4和第二个副螺母4契合，结束空转，第二个副螺母4开始承重，带动第一个副螺母4和主螺母2一起带动丝杆1升降，从而带动闸板11开闭或打开闸口。

实施例7

本实施例的螺杆启闭机，基本结构同实施例6，改进之处在于：蜗轮5的外围罩接有蜗轮罩51，蜗轮罩51的底部固定于支座10上，起到对蜗轮5的防尘和防护作用。副螺母4为多个，即3个以上，如图11所示，其顶端和所述主螺母2的顶端结构相同也设置有卡台42，副螺母4两端的卡台42交错设置；卡台42和卡凸22数量为3个，弧度可以为15°。

本实施例的螺杆启闭机，只要副螺母4足够多个，理论上可以一直持续承重，只需要依次实现主-副、主副-副、主副副-副、主副副副-副……等角色的转移即可。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种螺杆启闭机，包括丝杆(1)、电机(9)、蜗轮(5)、轴承组件(7)、蜗杆(8)、支座(10)和闸板(11)，其特征在于，还包括双螺母防滑丝机构，其中：

所述蜗轮(5)通过轴承组件(7)固定于支座(10)上；

所述电机(9)、蜗杆(8)和蜗轮(5)依次传动连接，所述蜗轮(5)中心处内嵌双螺母防滑丝机构；所述丝杆(1)与双螺母防滑丝机构螺纹连接后，底端与闸板(11)固定连接。

2.如权利要求1所述的螺杆启闭机，其特征在于，所述双螺母防滑丝机构包括丝杆(1)和套接在丝杆(1)上的主螺母(2)和副螺母(4)；所述主螺母(2)固定连接于蜗轮(5)的中心处，为承重螺母，主螺母(2)与副螺母(4)之间预留间隙；当主螺母(2)和丝杆(1)之间滑丝故障时，所述主螺母(2)与副螺母(4)受力后搭接一体，并同时转动。

3.如权利要求2所述的螺杆启闭机，其特征在于，还包括平键(6)，所述主螺母(2)的上部外缘处设置有键槽(21)，所述蜗轮(5)中心也设置有配合键槽(21)的凹槽，所述键槽(21)和凹槽组合后形成容纳平键(6)的方形槽，平键(6)嵌入所述方形槽内；

所述副螺母(4)位于主螺母(2)上方，主螺母(2)的顶端设置对称的卡凸(22)，所述副螺母(4)端部设置和卡凸(22)对应设置的卡槽(41)和卡台(42)。

4.如权利要求3所述的螺杆启闭机，其特征在于，所述卡台(42)的端部和/或卡槽(41)内设置有滑动机构。

5.如权利要求4所述的一种螺杆启闭机，其特征在于，所述滑动机构包括卡台(42)的端部的圆形槽和圆形槽内的钢珠(3)，所述钢珠(3)的直径略大于圆形槽的深度。

6.如权利要求5所述的一种螺杆启闭机，其特征在于，所述卡凸(22)、卡槽(41)和卡台(42)均呈扇形，均为两个或多个，相应的圆形槽和钢珠(3)也为两个或多个。

7.如权利要求6所述的一种螺杆启闭机，其特征在于，所述轴承组件(7)包括2个轴承，分别设置于蜗轮(5)的上下两侧。

8.如权利要求6所述的一种螺杆启闭机，其特征在于，所述蜗轮(5)的外围罩接有蜗轮罩(51)，蜗轮罩(51)的底部固定于支座(10)上。

9.如权利要求7所述的一种螺杆启闭机，其特征在于，所述副螺母(4)为两个或多个，其顶端和所述主螺母(2)的顶端结构相同。

10.一种螺杆启闭机的操作方法，其特征在于，步骤为：

步骤一、闭闸：电机(9)启动，电机传动轴带动蜗杆(8)正转，蜗杆(8)带动蜗轮(5)在水平方向旋转，蜗轮(5)再带动主螺母(2)旋转，主螺母(2)承重，副螺母(4)空转，主螺母(2)带动丝杆(1)螺旋式垂直向下运动，直至闸板(11)闭合闸口；

步骤二、开闸：电机(9)启动，电机传动轴带动蜗杆(8)反转，蜗杆(8)带动蜗轮(5)在水平方向旋转，蜗轮(5)再带动主螺母(2)旋转，主螺母(2)承重，副螺母(4)空转，主螺母(2)带动丝杆(1)螺旋式垂直向上运动，直至闸板(11)打开闸口；

步骤三、副螺母承重：主螺母(2)出现滑丝故障时，在闸板(11)自身重力作用下，闸板(11)带动整个丝杆(1)和副螺母(4)下移，卡凸(22)和卡槽(41)搭接，随着副螺母(4)的持续旋转，主螺母(2)和副螺母(4)契合在一起，副螺母(4)开始承重，带动主螺母(2)一起旋转，再一起带动丝杆(1)上下运动，从而带动闸板(11)开闭闸口。