CN111170192A - 一种气动救助绞车钢索维护装置及其标定、工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种气动救助绞车钢索维护装置及其标定、工作方法。本发明包括：机架、卷筒、转动轴、空压碟式制动器、吹干装置和清洗水槽。本发明采用空压碟式制动器提供夹紧力，将需要维护的绞车钢索的端部吊钩固定在卷筒上，通过人力摇动手轮，将钢索缠绕在带有螺旋凹槽的卷筒上，同时完成对钢索的清洗；按照预先对制动器通入气压与对钢索施加的张紧力大小的标定进行加压，制动器夹紧刹车盘，利用摩擦力进行制动；绞车即可在恒定张紧力作用下回收钢索，同时干燥装置完成对钢索的吹干过程。本发明的技术方案解决了当前救援直升机绞车维护时受空中管制、天气等因素的影响，导致不能按照计划进行维护，且维护成本高，维护过程复杂的问题。

Description

一种气动救助绞车钢索维护装置及其标定、工作方法

技术领域

本发明涉及绞车钢索维护技术领域，尤其涉及一种气动救助绞车钢索维护装置及其标定、工作方法。

背景技术

目前救援场景多种多样，救援直升机已经开始越来越多的应用于海上事故救援、陆上山地地震救援等。当前救援直升机上多用外置电动绞车吊起救生员和遇险者，为了保证绞车及其上钢索的可靠性，所以要对绞车钢索进行严格的维护保养工作。

通过查询相关资料，在不同领域对绞车钢索维护标准不同，且没有统一的国家标准。在救助领域，常见的对于钢索的维护标准约为每30天或100次工作循环即需要进行一次维护。目前传统的维护方式需要首先将直升机悬停在近百米高空，先将钢索全部放下，再由绞车自动拉拽回收。由于钢索具有一定的弹性，所以如果在绞车收绳过程中，钢索没有张紧，松散的钢索在绞车内的缠绕将杂乱无序，出现乱股现象，进而导致钢索无法正常回收，严重影响下一次的使用，甚至损坏钢索和绞车设备。目前的解决方式为在钢索下端吊坠一个约500磅的重物，使钢索中始终存在一个张紧力。但整个维护过程需要由机务、飞行等约10人配合完成，每次产生约1.25万元飞机运行成本，不仅存在一定安全风险，还经常受空中管制、天气等因素的影响，导致不能按照计划进行维护。

发明内容

根据上述的当前维护方式费时费力，成本高以及维护过程受空中管制和天气等因素影响的技术问题，提出一种气动救助绞车钢索维护装置及其标定、工作方法。本发明主要利用空压碟式制动器配合刹车盘，从而实现通过控制气压的大小，即可为钢索提供所需张紧力，同时集成对钢索的清洗和吹干等功能，克服现有技术中所存在的问题，便利于钢索的维护工作。

本发明采用的技术手段如下：

一种气动救助绞车钢索维护装置，包括机架、卷筒、转动轴、空压碟式制动器、吹干装置和清洗水槽；

所述空压碟式制动器固定在机架的制动器支架上，带座轴承固定在机架的轴承支架上，所述卷筒包括左、右钢板和固定于二者之间的圆筒，其间设有空心法兰轴，所述转动轴穿过两个带座轴承和卷筒，其一端与刹车盘相连，另一端与手轮相连，所述空压碟式制动器用于对刹车盘进行制动；

所述卷筒的其中一侧设有用于连接绞车吊钩的吊钩固定盒，所述吹干装置、清洗水槽均设置在机架上，所述清洗水槽用于在钢索缠绕于卷筒的过程中清洗钢索，所述吹干装置用于在钢索回收的过程中对钢索进行吹干。

进一步地，所述机架还配有配重块，根据预设情况，将相应重量的配重块通过固定销固定在机架上。

进一步地，所述的刹车盘的厚度与空压碟式制动器规格相配合，且其轴向位置应处于制动器两摩擦块中间位置。

进一步地，所述的圆筒设有螺旋槽结构，其直径与钢索直径相同，螺旋旋向为沿转动轴由刹车盘至手轮方向的顺时针，用于限定钢索在卷筒上的排布。

进一步地，所述的吹干装置包括带有缺口的环形管，其内圈设有多组通气孔，环形管的输入端与外接气源相连，所述吹干装置还包括滑块、导轨和挡块，所述环形管通过螺栓固定在滑块上，所述滑块能够在导轨上自由移动，导轨的两端设置所述挡块。

本发明还提供一种气动救助绞车钢索维护装置的标定方法，包括如下步骤：

A.安装设备：使用拉力测量计，一端通过绳子连接在卷筒切圆上，另一端连接绳子后由绞车吊起，拉力计显示数值即为钢索承受张紧力；

B.加压制动：通过减压阀控制通入制动器气压，均匀增加气压，在此过程中测量多个数值点；

C.回收钢索：绞车收回钢索，张紧力逐渐增大到卷筒开始旋转时读取拉力计示数并记录，如果维护装置自身重量不足以克服制动力时，则需安装配重块；

D.重复试验：为保证数据的准确性，每个数据点重复试验并取其平均值，以此平均值作为最终气压—张紧力对应关系的标定结果。

本发明还提供一种气动救助绞车钢索维护装置的钢索维护方法，包括如下步骤：

A.准备工作：绞车放出一段钢索，首先通过吹干装置的缺口处，使钢索进入环形管中，将其端部吊钩固定在卷筒侧壁的吊钩固定盒中，钢索通过侧壁的缺口放入螺旋槽中，将制动器和干燥装置通入气路，清洗水槽中放入水；

B.手动缠绕：绞车匀速放下钢索，维护设备的操作人员匀速转动手轮，将钢索按照螺旋槽轨迹均匀缠绕在卷筒上，保证其排列紧密，缠绕紧实，直到所有钢索全部缠绕完为止。在旋转缠绕过程中，钢索在水中完成清洗；

C.加压制动：根据预先标定的气压与张紧力对应关系，按照所需的张紧力，调节气泵的调压阀，给制动器通入相应的气压，制动钳将刹车盘夹紧，完成制动；

D.回收钢索：在制动器的制动作用下，整个钢索卷筒受一个周向力，进而使钢索在一个恒定张紧力的作用下匀速回收到绞车中，在回收的同时，给吹干装置通入高压气流，对钢索进行吹干；

E.拆卸吊钩：将吊钩拆下，将剩余钢索全部回收，完成维护过程。

本发明具有以下优点：

1、使用方便。直升机可停在地面上，在任意时间直接进行维护，不受天气和航空管制的影响。且维护过程只需要两名工作人员配合即可完成，节省大量人力财力。

2、维护过程更安全。直升机不需要悬停在空中，且下方不需要吊重物施加张紧力，极大提高维护工作人员的安全性。

3、适用性强。通过控制气压的大小，可直接控制施加张紧力的大小，提供较大力的选择范围，拓展于其他需要提供张紧力的使用场景。

4、实用性强。集成了清洗吹干装置，在收放钢索过程中，完成对钢索的清洁和干燥，节省人力。

5、具有一定的拓展性。可在维护设备上按需添加相应的拓展设备，如安装探伤设备，对钢索裂纹进行检测；安装润滑装置，对钢索进行润滑保养等。

基于上述理由本发明可在绞车钢索维护技术领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明标定工作状态示意图。

图2为本发明正常工作状态示意图；

图3为本发明轴侧视图；

图4为本发明俯视图；

图5为制动器和刹车盘配合及其两种工作状态示意图；

图6为转动轴及其上零件剖视图；

图7为吹干装置结构示意图；

图8为卷筒结构示意图。

图中：1、机架；2、钢索卷筒；21、空心法兰轴；22、长螺栓；23、螺母；24、圆钢板；25、带螺旋槽圆筒；26、吊钩固定盒；27、法兰螺栓；3、转动轴；31、刹车盘；32、刹车盘固定螺母；33、刹车盘键；34、带座轴承；35、紧定螺钉；36、定位轴套；37、卷筒键；38、手轮；39、手轮键；310、手轮固定螺母；4、空压碟式制动器；41、摩擦块；42、制动钳；5、吹干装置；51、吹干管；52、导轨；53、滑块；54、挡块；6、清洗水槽；7、配重块；71、配重固定销；80、救援直升机；81、绞车；82、钢索；83、吊钩；9、拉力计。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3、4所示，本实施例公开了一种气动救助绞车钢索维护装置，包括机架1、卷筒、转动轴3、空压碟式制动器4、吹干装置5和清洗水槽6；

所述机架1焊接而成，其主要通过底板作为支撑部件，还可根据实际情况增设如图所示的推手以及在底板下方设置滚轮，

所述空压碟式制动器4由三个螺栓固定在机架1的制动器支架上，两个带座轴承34各由两个螺栓固定在机架1的轴承支架上，所述的钢索卷筒2由空心法兰轴21和8个长螺栓22和螺母连接两个圆钢板24构成，空心法兰轴21通过法兰螺栓27固定在两个圆钢板之间，并在螺栓柱所在圆周安装一圈带有螺旋槽的圆筒25，同样由上述8个长螺栓22和螺母23进行固定，整个钢索卷筒2通过紧定螺钉35、定位轴套36的轴向定位和卷筒键37的周向定位固定在两带座轴承34之间。如图6所示，所述转动轴3穿过两个带座轴承34和卷筒，所述的刹车盘31通过转动轴3左端的螺纹螺母以及轴肩的轴向定位和对称刹车盘键33的周向定位通过刹车盘固定螺母32固定在轴的左端；所述的手轮38通过转动轴3右端的螺纹螺母以及轴肩的轴向定位和手轮键39的周向定位通过手轮固定螺母310固定在轴的右端。如图5所示，所述空压碟式制动器4用于对刹车盘31进行制动；

所述卷筒的其中一侧设有用于连接绞车吊钩83的吊钩固定盒26，所述吹干装置5、清洗水槽6均设置在机架1上，清洗水槽6通过螺栓固定在机架1下部，所述清洗水槽6用于在钢索缠绕于卷筒的过程中清洗钢索，所述吹干装置5用于在钢索回收的过程中对钢索进行吹干。

所述机架1还配有配重块7，根据预设情况，将相应重量的配重块7通过配重固定销71固定在机架1上。

所述的刹车盘31的厚度与空压碟式制动器4规格相配合，且其轴向位置应处于制动器两摩擦块41中间位置。

如图8所示，所述的圆筒25设有螺旋槽结构，其直径与钢索直径相同，螺旋旋向为沿转动轴3由刹车盘31至手轮38方向的顺时针，用于限定钢索在卷筒上的排布。

如图7所示，所述的吹干装置5包括带有缺口的环形吹干管51，其内圈设有多组通气孔，环形管的输入端与外接气源相连，所述吹干装置5还包括滑块53、导轨52和挡块54，所述环形管通过螺栓固定在滑块53上，所述滑块53能够在导轨52上自由移动，导轨52的两端设置所述挡块54。

如图1所示，所述气动救助绞车钢索维护装置的标定方法，具体包括如下步骤：

A.安装设备：使用拉力测量计9，在其两端分别固定绳子，一端通过绳子连接在卷筒切圆上，另一端由绞车81吊起，拉力计9显示数值即为钢索承受张紧力；

B.加压制动：设备安装完成后，通过减压阀控制通入制动器气压，均匀增加气压，在此过程中测量多个数值点，本实施例中，由0.1MPa开始，每次增加0.1MPa，到0.7MPa为止共测量七个数值点；

C.回收钢索：绞车81收回钢索82，张紧力逐渐增大到卷筒开始旋转时读取拉力计9示数并记录，如果维护装置自身重量不足以克服制动力时，则需安装配重块7；

D.重复试验：为保证数据的准确性，每个数据点重复试验并取其平均值，以此平均值作为最终气压—张紧力对应关系的标定结果，本实施例中，重复3次实验取其平均值。

如图2所示，所述气动救助绞车钢索维护装置的钢索维护方法，包括如下步骤：

A.准备工作：救援直升机80的绞车81放出一段钢索82，首先通过吹干装置5的缺口处，使钢索进入环形管中，将其端部吊钩83固定在卷筒侧壁的吊钩83固定盒26中，钢索通过侧壁的缺口放入螺旋槽中，将制动器和干燥装置通入气路，清洗水槽6中放入水；

B.手动缠绕：绞车81匀速放下钢索，维护设备的操作人员匀速转动手轮38，将钢索按照螺旋槽轨迹均匀缠绕在卷筒上，保证其排列紧密，缠绕紧实，直到所有钢索全部缠绕完为止。在旋转缠绕过程中，钢索在水中完成清洗；

C.加压制动：根据预先标定的气压与张紧力对应关系，按照所需的张紧力，调节气泵的调压阀，给制动器通入相应的气压，制动钳42将刹车盘31夹紧，完成制动；

D.回收钢索：在制动器的制动作用下，整个钢索卷筒2受一个周向力，进而使钢索在一个恒定张紧力的作用下匀速回收到绞车81中，在回收的同时，给吹干装置5通入高压气流，对钢索进行吹干；

E.拆卸吊钩83：等钢索全部收回后，将吊钩83拆下，将剩余钢索回收，完成维护过程。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种气动救助绞车钢索维护装置，其特征在于，包括机架、卷筒、转动轴、空压碟式制动器、吹干装置和清洗水槽；

所述空压碟式制动器固定在机架的制动器支架上，带座轴承固定在机架的轴承支架上，所述卷筒包括左、右钢板和固定于二者之间的圆筒，其间设有空心法兰轴，所述转动轴穿过两个带座轴承和卷筒，其一端与刹车盘相连，另一端与手轮相连，所述空压碟式制动器用于对刹车盘进行制动；

所述卷筒的其中一侧设有用于连接绞车吊钩的吊钩固定盒，所述吹干装置、清洗水槽均设置在机架上，所述清洗水槽用于在钢索缠绕于卷筒的过程中清洗钢索，所述吹干装置用于在钢索回收的过程中对钢索进行吹干。

2.根据权利要求1所述的气动救助绞车钢索维护装置，其特征在于，所述机架还配有配重块，根据预设情况，将相应重量的配重块通过固定销固定在机架上。

3.根据权利要求1所述的气动救助绞车钢索维护装置，其特征在于，所述的刹车盘的厚度与空压碟式制动器规格相配合，且其轴向位置应处于制动器两摩擦块中间位置。

4.根据权利要求1所述的气动救助绞车钢索维护装置，其特征在于，所述的圆筒设有螺旋槽结构，其直径与钢索直径相同，螺旋旋向为沿转动轴由刹车盘至手轮方向的顺时针，用于限定钢索在卷筒上的排布。

5.根据权利要求1所述的气动救助绞车钢索维护装置，其特征在于，所述的吹干装置包括带有缺口的环形管，其内圈设有多组通气孔，环形管的输入端与外接气源相连，所述吹干装置还包括滑块、导轨和挡块，所述环形管通过螺栓固定在滑块上，所述滑块能够在导轨上自由移动，导轨的两端设置所述挡块。

6.根据权利要求1～5任一项所述气动救助绞车钢索维护装置的标定方法，包括如下步骤：

A.安装设备：使用拉力测量计，一端通过绳子连接在卷筒切圆上，另一端连接绳子后由绞车吊起，拉力计显示数值即为钢索承受张紧力；

B.加压制动：通过减压阀控制通入制动器气压，均匀增加气压，在此过程中测量多个数值点；

C.回收钢索：绞车收回钢索，张紧力逐渐增大到卷筒开始旋转时读取拉力计示数并记录，如果维护装置自身重量不足以克服制动力时，则需安装配重块；

D.重复试验：为保证数据的准确性，每个数据点重复试验并取其平均值，以此平均值作为最终气压—张紧力对应关系的标定结果。

7.根据权利要求1～5任一项所述气动救助绞车钢索维护装置的钢索维护方法，包括如下步骤：

A.准备工作：绞车放出一段钢索，首先通过吹干装置的缺口处，使钢索进入环形管中，将其端部吊钩固定在卷筒侧壁的吊钩固定盒中，钢索通过侧壁的缺口放入螺旋槽中，将制动器和干燥装置通入气路，清洗水槽中放入水；

B.手动缠绕：绞车匀速放下钢索，维护设备的操作人员匀速转动手轮，将钢索按照螺旋槽轨迹均匀缠绕在卷筒上，保证其排列紧密，缠绕紧实，直到所有钢索全部缠绕完为止。在旋转缠绕过程中，钢索在水中完成清洗；

C.加压制动：根据预先标定的气压与张紧力对应关系，按照所需的张紧力，调节气泵的调压阀，给制动器通入相应的气压，制动钳将刹车盘夹紧，完成制动；

D.回收钢索：在制动器的制动作用下，整个钢索卷筒受一个周向力，进而使钢索在一个恒定张紧力的作用下匀速回收到绞车中，在回收的同时，给吹干装置通入高压气流，对钢索进行吹干；

E.拆卸吊钩：将吊钩拆下，将剩余钢索全部回收，完成维护过程。

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