CN109137868B - 一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程地质勘察中的钻孔压水试验，尤其是涉及一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置。该驱动装置，包括设置在船厢两侧侧翼平台上的驱动机构，本发明采用单侧驱动机构，相比传统的双侧驱动的驱动机构，取消了一套机械传动单元，总工程量明显的降低，设备的故障风险减少，设备维修工作量降低。对于长度不大的船厢，无法布置双侧驱动的驱动机构的情况，尤为适用。取消布置在侧翼平台下方的电气控制室，并将其布置于侧翼平台上，减轻了船厢结构自重,同时降低了船厢机械设备布置的难度,也为船厢结构吊点优化布置创造了条件。特别是对于纵向长度较小的船厢,双侧驱动机构纵向空间不足而难以实施时,单侧驱动机构便成为唯一的选择。
Description
技术领域
本发明涉及工程地质勘察中的钻孔压水试验，尤其是涉及一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置。
背景技术
齿轮爬升式升船机的驱动机构布置在船厢外伸的四个侧翼平台上。在此之前的齿轮爬升式升船机每套驱动机构由两套机械传动单元、一套齿轮托架系统和机架组成。每套机械传动单元均包括电动机、减速器、万向联轴节组件、安全制动系统等设备。每套驱动机构的两台减速器位于齿轮轴两侧，其低速级输出轴通过万向联轴节组件与齿轮轴的两轴端连接，减速器高速轴内侧输出轴端与电动机连接，并装设工作制动器；高速轴外侧轴端装设安全制动器。齿轮托架系统是船厢驱动齿轮的支承系统，位于每套驱动机构的横向中心线上，具有传递齿轮轴载荷、适应塔柱和船厢变形从而保持齿轮轴与齿条精确啮合等功能。齿轮托架系统由齿轮轴、齿轮托架组成。齿轮轴的两轴端与机械传动系统的万向联轴节组件的花键套连接。齿轮轴与装设在混凝土塔柱上的齿条组件啮合，电动机的动力经过两套机械传动单元的传递，驱动齿轮轴沿啮合的齿条运行。
双侧驱动齿轮爬升式升船机的安全制动系统由工作制动器、安全制动器及其液压控制系统组成。每套机械传动单元设一套工作制动器，安装在减速器高速轴与电动机轴相连的带制动盘联轴器上；一套安全制动器，安装在减速器另一侧高速轴出轴带制动盘的联轴器上。工作制动器和安全制动器均采用常闭式液动盘式制动器。同一侧翼平台上的两套工作制动器和两套安全制动器由一台液压泵站操作。
双侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动机构布置方式对船厢的侧翼平台的空间要求很大，对于长度不大的船厢,容易造成设备布置的困难,同时船厢现地电气控制室无法布置在驱动机构旁，只能在四个侧翼平台下方增设现地电气控制室，使船厢结构自重加大。此外,两侧布置的驱动机构设备数量增多,增加了设备故障风险及运行维护工作量。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置。此驱动装置布置在船厢的单侧，减少了设备安装数量和整体安装空间，适用于长度不大的船厢。
本发明采用的技术方案是：一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，包括设置在船厢两侧侧翼平台上的驱动机构，其特征在于：所述驱动机构包括机架、机械传动单元、齿轮托架单元和配重单元，所述机械传动单元和齿轮托架单元均通过机架安装在船厢的侧翼平台上；所述机械传动单元包括电动机、与电动机连接的减速器和安全制动系统，所述齿轮托架单元包括齿轮托架和设置在齿轮托架上的齿轮轴，所述减速器的高速轴端与电动机的输出轴连接，所述减速器的低速轴端通过万向联轴器与齿轮轴连接，所述齿轮轴上的齿轮与装设在混凝土塔柱上的齿条啮合；所述配重单元包括配重架和设置在配重架上的配重块，所述配重架通过螺栓与齿轮托架固定连接。
作为优选，所述配重单元包括配重架和设置在配重架上的多块配重块，多块所述配重块按照高度分层、对称布置的方式用双头螺栓安装在配重架上。
作为优选，所述安全制动系统包括工作制动器和安全制动器，所述工作制动器安装在减速器高速轴与电动机输出轴相连的带制动盘联轴器上，所述安全制动器安装在减速器高速轴另一侧的带制动盘的联轴器上。
作为优选，所述工作制动器和安全制动器均采用常闭式液动盘式制动器，均通过液压控制。
进一步的，所述安全制动系统正常制动的制动减速度0.01m/s2，紧急制动的制动减速度0.04m/s2。
作为优选，还包括设置在侧翼平台上的电气控制室。
本发明取得的有益效果是：本发明采用单侧驱动机构，相比传统的双侧驱动的驱动机构，取消了一套机械传动单元，总工程量明显的降低，电机、主减速器、工作制动器以及安全制动器的数量均减少一半，设备的故障风险减少，设备维修工作量降低。对于长度不大的船厢，无法布置双侧驱动的驱动机构的情况，尤为适用。
本发明由于采用单侧驱动机构，在船厢侧翼平台上的布置可以节省大量的位置空间，可取消布置在侧翼平台下方的电气控制室，并将其布置于侧翼平台上，减轻了船厢结构自重,同时降低了船厢机械设备布置的难度,也为船厢结构吊点优化布置创造了条件。特别是对于纵向长度较小的船厢,当双侧布置得驱动机构因纵向空间不足而难以实施时,单侧布置的驱动机构布置形式便成为唯一的选择。
通过调整配重块的数量和重量保持托架系统平衡，从而消除齿轮轴在齿宽方向的偏载，结构简单，实施方便，技术可靠。
配重系统直接通过安装螺栓组件与齿轮托架系统连接，在升船机运行过程中随船厢上下平移移动，对齿轮轴转动无干涉。
附图说明
图1为本发明的平面(X-Y平面)布置图；
图2为本发明的立面(Y-Z平面)剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-2所示，一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，包括四套驱动机构，四套驱动机构设置在船厢两侧的四个侧翼平台1上，四个侧翼平台1两两对称设置在船厢两侧。
每套驱动机构均包括一套机械传动单元、一套齿轮托架单元和一套配重单元4，机械传动单元和齿轮托架单元均通过机架安装在船厢的侧翼平台上。机械传动单元包括电动机21、减速器22和安全制动系统(23、24)，齿轮托架单元包括齿轮托架31和设置在齿轮托架31上的齿轮轴32，减速器22的高速轴端与电动机21的输出轴连接，减速器22的低速轴端通过万向联轴器25与齿轮轴32连接，齿轮轴32上的齿轮321与装设在混凝土塔柱5上的齿条51啮合。电动机21通过减速器22驱动齿轮轴32转动，齿轮轴32与齿条51相互啮合，齿轮轴32沿齿条51运动。
本发明的驱动装置由于采用单侧驱动机构，在传动过程中动力不平衡，会出现摆动，影响传动效率。因此每套驱动机构必须设有一套配重单元4。本实施例中，配重单元4包括配重架41和设置在配重架41上的配重块42，配重架41通过螺栓与齿轮托架31固定连接，配重架41上通过双头螺栓安装有多块配重块42，多块配重块42按照高度分层、对称布置的方式安装在配重架41上。根据万向联轴器25对齿轮轴32中心产生的偏转力矩，计算出配重单元4中所需安装的配重块42的数量，并将配重块42用双头螺栓对称安装在配重架41上，使得配重单元4和万向联轴器25对齿轮轴32的中心在竖直方向上(Z-Z方向)转矩平衡。通过增、减配重块42的数量可以抵消万向联轴器25对齿轮轴32中心在竖直方向上(Z-Z方向)产生的偏转力矩，使齿轮轴32在空载调试以及正常运行状态下均可避免万向联轴器25十字铰部位产生超出允许范围的偏转、齿轮托架单元的导向轮偏离齿条51导轨面以及齿轮轴32在齿宽方向较大的偏载现象的发生。
本实施例中，安全制动系统包括工作制动器23和安全制动器24，工作制动器23安装在减速器22高速轴与电动机21输出轴相连的带制动盘联轴器上，安全制动器24安装在减速器22高速轴另一侧的带制动盘的联轴器上。工作制动器23和安全制动器24均采用常闭式液动盘式制动器，同一套驱动机构的工作制动器和安全制动器由一台液压泵站操作。安全制动系统的运行程序为：在驱动机构的电气传动装置正常运行的条件下，驱动机构的正常制动(制动减速度0.01m/s2)和紧急制动(制动减速度0.04m/s2)均由电动机－变频器执行。在船厢停止后，工作制动器23上闸，延时10秒～15秒后，安全制动器24上闸；当电气传动装置发生故障不能实施紧急制动时，驱动机构的停机制动由安全制动系统实施：首先工作制动器23按制动载荷调压上闸(保证制动减速度不大于0.04m/s2)，工作制动器23上闸10秒～15秒后，安全制动器24上闸。
本实施中，电气控制室6布置在侧翼平台1上，相比传统的双侧驱动机构，取消布置在侧翼平台1下方的电气控制室6，减轻了船厢结构自重,同时降低了船厢机械设备布置的难度,也为船厢结构吊点优化布置创造了条件。
电动机21的动力经过机械传动单元的传递，单侧驱动齿轮轴32沿啮合的齿条51运行；或将齿轮轴32与齿条51啮合脱开，进行升船机驱动系统空载调试。通过液压负载调试系统7，根据不同的载荷量调整齿轮轴32与齿条51的啮合。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，包括设置在船厢两侧侧翼平台(1)上的驱动机构，其特征在于：所述驱动机构包括机架、机械传动单元、齿轮托架单元和配重单元(4)，所述机械传动单元和齿轮托架单元均通过机架安装在船厢的侧翼平台(1)上；所述机械传动单元包括电动机(21)、与电动机(21)连接的减速器(22)和安全制动系统，所述齿轮托架单元包括齿轮托架(31)和设置在齿轮托架(31)上的齿轮轴(32)，所述减速器(22)的高速轴端与电动机(21)的输出轴连接，所述减速器(22)的低速轴端通过万向联轴器(25)与齿轮轴(32)连接，所述齿轮轴(32)上的齿轮(321)与装设在混凝土塔柱(5)上的齿条(51)啮合；所述配重单元(4)包括配重架(41)和设置在配重架(41)上的配重块(42)，所述配重架(41)通过螺栓与齿轮托架(31)固定连接。
2.根据权利要求1所述的单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，其特征在于：所述配重单元(4)包括配重架(41)和设置在配重架(41)上的多块配重块(42)，多块所述配重块(42)按照高度分层、对称布置的方式用双头螺栓安装在配重架(41)上。
3.根据权利要求1所述的单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，其特征在于：所述安全制动系统包括工作制动器(23)和安全制动器(24)，所述工作制动器(23)安装在减速器(22)高速轴与电动机(21)输出轴相连的带制动盘联轴器上，所述安全制动器(24)安装在减速器(22)高速轴另一侧的带制动盘的联轴器上。
4.根据权利要求3所述的单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，其特征在于：所述工作制动器(23)和安全制动器(24)均采用常闭式液动盘式制动器，均通过液压控制。
5.根据权利要求3所述的单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，其特征在于：所述安全制动系统正常制动的制动减速度0.01m/s 2，紧急制动的制动减速度0.04m/s 2。
6.根据权利要求1所述的单侧驱动齿轮爬升式升船机的驱动装置，其特征在于：还包括设置在侧翼平台(1)上的电气控制室(6)。
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