CN113492117A - 一种桥梁斜拉索除冰除杂装置 - Google Patents

一种桥梁斜拉索除冰除杂装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，有效的解决了斜拉索人工清理效率低、而爬升设备爬升力和清理能力有限的问题；解决的技术方案包括清理单元和牵引单元，清理单元抱持在斜拉索上，牵引单元包括一个牵引车，牵引车上装有卷线轮，卷线轮上缠有牵引绳，牵引绳连接在清理单元上，卷线轮由牵引车的驱动轴驱动，且卷线轮与驱动轴之间设有调速装置，牵引车拉动清理单元沿斜拉索移动；本发明能够提供足够大的爬升力，越障能力和清理强，且施工时对交通的影响小，且能够对顽固的杂物进行彻底的清理。

Description

一种桥梁斜拉索除冰除杂装置
技术领域
本发明涉及桥梁领域，具体是一种桥梁斜拉索除冰除杂装置。
背景技术
斜拉桥是通过多根斜拉索将桥面吊拉在塔柱上的桥，斜拉索清洁是桥梁维护的一项工作；目前的斜拉索清理主要有吊篮清理和爬升设备清理两种方式，吊篮清理即通过吊车将施工吊篮提升，工作人员站在吊篮内对斜拉索进行清理，这种方式施工效率低，工作量大，设备要求高，且吊车需要占据至少两个车道，伸至需要暂时封锁桥梁，对交通的影响大；爬升设备是指抱持在斜拉索上，通过爬升轮驱动设备沿斜拉索爬升进行清理，由于这种设备是由爬升轮抱持斜拉索提供爬升力，由于斜拉索表面摩擦系数较小，所能提供的爬升力有限，特别是斜拉索表面潮湿、有粘附水层、水雾、沙尘、结冰、有顽固杂物时，此类设备常常出现打滑的伸至滑落的情况，由于其爬升力有限，相应的清理能力也受限，遇到顽固污渍不能有效清除；再有，清理设备一般是由内外两层组成，外层负责爬升，内层负责转动清理，而由于外层没有可靠的着力点，极易出现内外层同时在斜拉索上打转的情况。
发明内容
本发明提供了一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，有效的解决了斜拉索人工清理效率低、而爬升设备爬升力和清理能力有限的问题。
其解决的技术方案是，一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，包括清理单元和牵引单元，清理单元包括一个圆筒状的壳体，壳体内同轴装有一个转套，转套的内壁为大端朝右的锥形且为磨砂材质，外壁为大径在右的三段阶梯形，壳体内壁设有一个环形凸起，环形凸起上穿设有多个圆周均布的轴向杆，每个轴向杆上均套装有一个第一弹簧，第一弹簧对轴向杆向右施力，轴向杆的右端抵住转套最大外径段的左端面，轴向杆的外壁与转套中间阶梯段的外壁接触，多个轴向杆将转套抱持在壳体内；转套外壁固定有一个第一齿轮，壳体外壁装有一个第二齿轮，第二齿轮切入壳体内与第一齿轮啮合，第二齿轮连接有驱动电机，壳体内装有一个位于环形凸起左侧的压力传感器，轴向杆向左移动可压下压力传感器；牵引单元包括一个牵引车，牵引车上装有卷线轮，卷线轮上缠有牵引绳，牵引绳连接在壳体外壁，牵引车的驱动轴上装有一个第一锥形摩擦轮，卷线轮上同轴固定有一个第二锥形摩擦轮，两个锥形摩擦轮的小端朝向相反且两个锥形摩擦轮的锥度相同，两个锥形摩擦轮中间的缝隙中装有一个转轴，转轴倾斜设置且倾斜角度等于锥形摩擦轮的锥度，转轴上将滑键安装有一个传动摩擦轮，传动摩擦轮与两个锥形摩擦轮均接触。
所述的壳体由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，两个半圆部分的一侧铰接，另一侧经螺栓拧紧组成一个完整的筒状；所述的转套也由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，其中一部分剖切面上设有定位销钉，另一部分的剖切面上开有与定位销钉对应的定位孔。
所述的转套内壁的小端装有一圈刷毛。
所述的转套左端侧壁上圆周均布有多个吸水棉辊。
所述的壳体内装固定有一个横杆，横杆位于转套的下侧，吸水棉辊转动到横杆处时会被横杆挤压。
所述的壳体侧壁上开有一个位于横杆下方的排水孔。
所述的轴向杆的右端安装有第一滚珠，轴向杆与转套侧壁接触的位置安装有一个轴套。
所述的壳体的侧壁上圆周均布有多个径向杆，每个径向杆的内端均安装有一个第二滚珠，每个径向杆上安装有一个第三弹簧，在第三弹簧的作用下，多个径向杆的内端抱紧斜拉索。
所述的壳体的右端为尖刃状，且壳体的右端口直径小于转套右端的内径。
所述的传动摩擦轮的两侧各有一个旋装在转轴上的调节螺母，两个调节螺母对传动摩擦轮进行轴向定位且通过两个调节螺母可调节传动摩擦轮的轴向位置。
本发明能够提供足够大的爬升力，越障能力和清理强，且施工时对交通的影响小，且能够对顽固的杂物进行彻底的清理。
附图说明
图1为清理单元的主视剖视图。
图2为本发明牵引方式的示意图。
图3为壳体扣合时的右视图。
图4为壳体张开时的右视图。
图5为转套带有定位孔的半部分的立体图。
图6为转套带有定位销钉的半部分的立体图。
图7为牵引车的左视图。
图8为图1中A位置的放大图。
图9为图1中B位置的放大图。
图10为图7中C位置的放大图。
具体实施方式
以下结合附图1-10详细介绍本发明的具体实施方式。
本发明包括清理单元和牵引单元，清理单元包括一个圆筒状的壳体1，壳体1内同轴装有一个转套2，转套2的内壁为大端朝右的锥形且为磨砂材质，外壁为大径在右的三段阶梯形，壳体1内壁设有一个环形凸起3，环形凸起3上穿设有多个圆周均布的轴向杆4，每个轴向杆4上均套装有一个第一弹簧5，第一弹簧5对轴向杆4向右施力，轴向杆4的右端抵住转套2最大外径段的左端面，轴向杆4的外壁与转套2中间阶梯段的外壁接触，多个轴向杆4将转套2抱持在壳体1内；转套2外壁固定有一个第一齿轮6，壳体1外壁装有一个第二齿轮7，第二齿轮7切入壳体1内与第一齿轮6啮合，第二齿轮7连接有驱动电机8，壳体1内装有一个位于环形凸起3左侧的压力传感器9，轴向杆4向左移动可压下压力传感器9；牵引单元包括一个牵引车10，牵引车10上装有卷线轮11，卷线轮11上缠有牵引绳12，牵引绳12连接在壳体1外壁，牵引车10的驱动轴上装有一个第一锥形摩擦轮13，卷线轮11上同轴固定有一个第二锥形摩擦轮14，两个锥形摩擦轮的小端朝向相反且两个锥形摩擦轮的锥度相同，两个锥形摩擦轮中间的缝隙中装有一个转轴15，转轴15倾斜设置且倾斜角度等于锥形摩擦轮的锥度，转轴15上将滑键16安装有一个传动摩擦轮17，传动摩擦轮17与两个锥形摩擦轮均接触。
所述的壳体1由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，两个半圆部分的一侧铰接，另一侧经螺栓拧紧组成一个完整的筒状；所述的转套2也由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，其中一部分剖切面上设有定位销钉18，另一部分的剖切面上开有与定位销钉18对应的定位孔19；将清理单元安装在斜拉索上的方法为：将壳体1螺栓锁紧侧的螺栓拆除使壳体1张开，然后将转套2的两部分分别放置在壳体1的两部分内，然后将壳体1扣合在斜拉索上，再用螺栓锁紧。
所述的转套2内壁的小端装有一圈刷毛20，可对斜拉索表面粘附的冰层、污物等进行刷洗。
所述的转套2左端侧壁上圆周均布有多个吸水棉辊21，吸水棉辊21与斜拉索外壁接触可将斜拉索上的水渍擦干。
所述的壳体1内装固定有一个横杆22，横杆22位于转套2的下侧，吸水棉辊21转动到横杆22处时会被横杆22挤压，从而将吸水棉辊21中过多的水挤出。
所述的壳体1侧壁上开有一个位于横杆22下方的排水孔23，吸水棉辊21内挤出的水可从排水孔23排出。
所述的轴向杆4的右端安装有第一滚珠24，轴向杆4与转套2侧壁接触的位置安装有一个轴套25，轴套25与第一滚珠24使转套2可相对壳体1灵活转动。
所述的壳体1的侧壁上圆周均布有多个径向杆26，每个径向杆26的内端均安装有一个第二滚珠27，每个径向杆26上安装有一个第三弹簧28，在第三弹簧28的作用下，多个径向杆26的内端抱紧斜拉索。
所述的壳体1的右端为尖刃状，从而使壳体1沿斜拉索运动时能将冰挂撞断，且壳体1的右端口直径小于转套2右端的内径，从而使撞断冰挂后斜拉索上残留的冰坨小于转套2的右端口，使残留冰坨能顺利进入转套2内被转套2磨掉。
所述的传动摩擦轮17的两侧各有一个旋装在转轴15上的调节螺母29，两个调节螺母29对传动摩擦轮17进行轴向定位且通过两个调节螺母29可调节传动摩擦轮17的轴向位置，从而调节两个锥形摩擦轮之间的传动比。
本发明在使用时，首先将清理单元扣合在斜拉索上：将壳体1螺栓锁紧侧的螺栓拆除使壳体1张开，然后将转套2的两部分分别放置在壳体1的两部分内，然后将壳体1扣合在斜拉索上，再用螺栓锁紧，转套2内的定位销钉18与定位孔19配合使转套2的两部分之间不会移位。
如图2所示，清理装置安装好后，将牵引绳12预放出一定长度，牵引车10在桥面上向斜拉索上升的方向移动至牵引绳12拉紧，此时牵引绳12与桥面的夹角为b且b小于90度，优选的b小于30度，然后牵引车10匀速向右行驶，牵引车10行驶的同时牵引车10的驱动轴经皮带机构带动卷向轮转动放线，由图2中可知，牵引车10行驶了S距离后，清理单元从A1位置运动到了A2位置，牵引车10和清理单元之间的牵引绳12长度增长了L，由于斜拉索与桥面之间的夹角a和牵引绳12与桥面之间的夹角b恒定，因此S与L的比值恒定，通过调节螺母29可调节传动摩擦轮17的轴向位置，从而调节两个锥形摩擦轮之间的传动比，通过调节该传动比，将牵引车10的行驶速度与卷线轮11的放线速度的比值调节为等于S/L，这样，在牵引车10和卷线轮11的配合作用下，既可拉着清理单元沿斜拉索匀速上升。
清理单元沿斜拉索上升的过程中，电机通过第二齿轮7和第一齿轮6带动转套2在壳体1内转动，行驶到结冰处，壳体1的右端会将冰挂撞断，在斜拉索上留下一个冰坨，清理单元继续移动，冰坨进入转套2内，转套2的锥形磨砂内壁会将冰坨逐层磨掉，轴向杆4上的第一弹簧5使转套2内壁与冰坨之间保持足够的压力，转套2内壁的梳毛将残留于斜拉索表面的碎冰、薄冰以及污物等扫除，最后吸水棉辊21将斜拉索表面的水渍擦掉，吸水棉辊21随转套2转动到下侧的横杆22处时，吸水棉辊21被横杆22挤压，将吸水棉辊21内的水挤出，从排水孔23排出。
在上述清理单元沿斜拉索移动的过程中，如果遇到冻的比较结实的顽固冰坨，清理单元匀速移动时转套2不能将冰坨磨掉，则冰坨会推动转套2和轴向杆4克服第一弹簧5的作用向左移动，轴向杆4的左端会压下压力传感器9，压力传感器9发出压控信号控制牵引车10使牵引车10停止，则清理单元停留在此位置，转套2持续磨冰坨，冰坨磨掉后，在第一弹簧5的作用下，轴向杆4推动转套2向右移动，轴向杆4松开压力传感器9，牵引车10拉动清理单元继续移动，直至完成整个斜拉索的清理。
本发明通过牵引车10和卷线轮11配合拉动清理单元沿斜拉索匀速移动，能够提供足够大的爬升力，不受斜拉索表面湿滑状态的影响，不会出现打滑和被顽固障碍物阻挡的情况，越障能力强，由于牵引绳12的作用，外壳体1不会出现随内层打转的情况，且本发明施工时对交通的影响小；而且，遇到较难清理的冰坨等杂物时，能够通过转套2的轴向移动控制牵引车10停止，使清理单元停留在此位置对顽固的障碍物进行彻底的清理。

Claims (10)

1.一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，包括清理单元和牵引单元，其特征在于，清理单元包括一个圆筒状的壳体（1），壳体（1）内同轴装有一个转套（2），转套（2）的内壁为大端朝右的锥形且为磨砂材质，外壁为大径在右的三段阶梯形，壳体（1）内壁设有一个环形凸起（3），环形凸起（3）上穿设有多个圆周均布的轴向杆（4），每个轴向杆（4）上均套装有一个第一弹簧（5），第一弹簧（5）对轴向杆（4）向右施力，轴向杆（4）的右端抵住转套（2）最大外径段的左端面，轴向杆（4）的外壁与转套（2）中间阶梯段的外壁接触，多个轴向杆（4）将转套（2）抱持在壳体（1）内；转套（2）外壁固定有一个第一齿轮（6），壳体（1）外壁装有一个第二齿轮（7），第二齿轮（7）切入壳体（1）内与第一齿轮（6）啮合，第二齿轮（7）连接有驱动电机（8），壳体（1）内装有一个位于环形凸起（3）左侧的压力传感器（9），轴向杆（4）向左移动可压下压力传感器（9）；牵引单元包括一个牵引车（10），牵引车（10）上装有卷线轮（11），卷线轮（11）上缠有牵引绳（12），牵引绳（12）连接在壳体（1）外壁，牵引车（10）的驱动轴上装有一个第一锥形摩擦轮（13），卷线轮（11）上同轴固定有一个第二锥形摩擦轮（14），两个锥形摩擦轮的小端朝向相反且两个锥形摩擦轮的锥度相同，两个锥形摩擦轮中间的缝隙中装有一个转轴（15），转轴（15）倾斜设置且倾斜角度等于锥形摩擦轮的锥度，转轴（15）上将滑键（16）安装有一个传动摩擦轮（17），传动摩擦轮（17）与两个锥形摩擦轮均接触。
2.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的壳体（1）由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，两个半圆部分的一侧铰接，另一侧经螺栓拧紧组成一个完整的筒状；所述的转套（2）也由沿轴线剖开的两个半圆部分组成，其中一部分剖切面上设有定位销钉（18），另一部分的剖切面上开有与定位销钉（18）对应的定位孔（19）。
3.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的转套（2）内壁的小端装有一圈刷毛（20）。
4.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的转套（2）左端侧壁上圆周均布有多个吸水棉辊（21），吸水棉辊（21）与斜拉索外壁接触。
5.根据权利要求4所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的壳体（1）内装固定有一个横杆（22），横杆（22）位于转套（2）的下侧，吸水棉辊（21）转动到横杆（22）处时会被横杆（22）挤压。
6.根据权利要求5所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的壳体（1）侧壁上开有一个位于横杆（22）下方的排水孔（23）。
7.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的轴向杆（4）的右端安装有第一滚珠（24），轴向杆（4）与转套（2）侧壁接触的位置安装有一个轴套（25）。
8.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的壳体（1）的侧壁上圆周均布有多个径向杆（26），每个径向杆（26）的内端均安装有一个第二滚珠（27），每个径向杆（26）上安装有一个第三弹簧（28），在第三弹簧（28）的作用下，多个径向杆（26）的内端抱紧斜拉索。
9.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的壳体（1）的右端为尖刃状，且壳体（1）的右端口直径小于转套（2）右端的内径。
10.根据权利要求1所述的一种桥梁斜拉索除冰除杂装置，其特征在于，所述的传动摩擦轮（17）的两侧各有一个旋装在转轴（15）上的调节螺母（29），两个调节螺母（29）对传动摩擦轮（17）进行轴向定位且通过两个调节螺母（29）可调节传动摩擦轮（17）的轴向位置。
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