CN117248448B - 一种可检测缆索磨损的支索器及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及缆索吊装设备技术领域，尤其涉及一种可检测缆索磨损的支索器及其工作方法，包括：承重滑轮单元、牵引滑轮单元、检测轮单元和起重滑轮单元，承重滑轮单元包括至少两组支索滑轮组，检测轮单元位于相邻两个支索滑轮组之间，检测轮单元包括主动轮、传动件和滑块位移传感器，主动轮包括驱动齿轮和两个导向半轮，两个导向半轮相对面与驱动齿轮形成端面间隙；当承重索产生的断裂股绳进入端面间隙时，两个导向半轮带动驱动齿轮转动，并驱动传动件产生位移，滑块位移传感器对传动件的位移距离进行检测，能够在支索器行走过程中实时检测承重索的磨损情况，及时发现问题并采取维修或更换措施。

Description

一种可检测缆索磨损的支索器及其工作方法

技术领域

本发明涉及缆索吊装设备技术领域，尤其涉及一种可检测缆索磨损的支索器及其工作方法。

背景技术

传统大跨径拱桥主要通过缆索吊机修建，而缆索吊机是以缆索为承重结构的吊装设备，通常使用于深谷急流、通航河流、通车的公路和铁路的施工，其机械设备维修极不方便，故对各功能索及支索器的正常运作要求较高。

现有技术中，支索器设置在两索塔之间，且每个支索器均连接对应支索牵引绳，由跑车直接推动或拉动各支索器在缆索上行走，但是由于缆索在两索塔之间存在一定垂度，承重索轮组在长期工作过程中，会与缆索之间摩擦造成不同程度的磨耗损伤，而磨损严重的缆索上股绳会出现断裂情况，断裂后的缆索承重会受到影响，如果得不到及时更换，存在严重的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种可检测缆索磨损的支索器及其工作方法，有效解决背景技术中的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种可检测缆索磨损的支索器，设置于缆索吊机的跑车两侧，包括：支撑托架、以及在所述支撑托架内沿垂直于跑车行走路径的方向并排设置的多个传送轮组单元，所述传送轮组单元包括：

承重滑轮单元，设置在所述支撑托架上部，包括沿承重索的延伸方向并列设置的至少两组支索滑轮组，依次供承重索贯穿，用于支撑跑车承重索移动；

检测轮单元，位于相邻两个所述支索滑轮组之间，用于对承重索的磨损程度进行检测；

牵引滑轮单元，设置在所述检测轮单元的正下方，用于与牵引索移动配合；

起重滑轮单元，设置在所述牵引滑轮单元的正下方，用于与起重索移动配合；

其中，所述检测轮单元包括主动轮、传动件和滑块位移传感器，所述主动轮包括与所述传动件配合的驱动齿轮、以及设置在所述驱动齿轮两侧的导向半轮，所述传动件包括与所述驱动齿轮相啮合的中间齿轮、及设置在所述滑块位移传感器的检测块上的齿条，且所述齿条与所述中间齿轮相啮合，两个所述导向半轮相对面之间的距离大于所述驱动齿轮的厚度，在所述导向半轮与所述驱动齿轮之间形成供断裂股绳进入的端面间隙；

两个所述导向半轮的外圆柱面呈碗状结构，在靠近所述驱动齿轮的一端共同形成供承重索穿过的导向槽，且所述承重索与所述驱动齿轮的外圆柱面不接触，当支索器滑动至股绳断裂处时，垂下的股绳经两个所述导向半轮的碗状结构引入所述端面间隙，此时股绳被所述导向半轮与所述驱动齿轮挤压，随着所述导向半轮在所述承重索上滑动，股绳带动所述驱动齿轮同步转动，并驱动所述齿条产生位移，所述滑块位移传感器以对所述齿条的位移距离进行检测。

进一步地，所述支索滑轮组包括上下对应设置的压轮和托轮；

所述压轮和所述托轮的外圆柱面均设置有环状凹槽，且二者的凹槽对应设置共同形成用于承重索穿过的限制槽。

进一步地，所述驱动齿轮的两端面靠近外边缘的啮合齿处呈倾斜设置；

以在所述端面间隙的外边缘处形成锥状引导面。

进一步地，所述驱动齿轮的两端面上均设有摩擦垫片；

且所述摩擦垫片与所述驱动齿轮的端面齐平。

进一步地，所述导向半轮的相对面上均设有若干环形槽。

进一步地，所述检测轮单元还包括安装支架，所述安装支架设置在所述传送轮组单元内，且位于所述承重滑轮单元和所述牵引滑轮单元之间；

所述安装支架包括支撑部、及位于所述支撑部下方的防护部，所述滑块位移传感器固定在所述防护部内，所述支撑部沿垂直方向设有第一固定轴和第二固定轴，所述驱动齿轮通过轴承转动设置在所述第一固定轴上，所述中间齿轮通过轴承转动设置在所述第二固定轴上；

在所述中间齿轮的两侧设有定位套筒，所述定位套筒一端抵在所述轴承内圈上，另一端抵接在固定座的侧壁上。

进一步地，所述防护部设有供所述齿条滑动安装的导向杆；

所述导向杆沿承重索的延伸方向固定设置在所述安装支架上，所述齿条设置在所述导向杆的中间位置；

并在所述导向杆伸出所述齿条的两端均设有阻尼弹簧。

进一步地，所述支撑托架包括等间距分布的若干隔板、以及用于固定连接若干所述隔板的两个侧板；

若干所述隔板形成的若干容纳空间与所述传送轮组单元一一对应；

并在所述容纳空间内设有用于安装所述检测轮单元的承载板。

本发明还提供了一种如上所述的可检测缆索磨损的支索器的工作方法，包括以下步骤：

跑车直接推动或拉动各支索器在缆索上行走，支索器顶部的承重滑轮单元供承重索贯穿，用于支撑跑车在承重索上移动；

两组支索滑轮组在承重索行走过程中，承重索与检测轮单元的主动轮接触，并驱动主动轮的两个导向半轮转动，此时位于两个导向半轮之间的驱动齿轮与承重索不接触；

当承重索产生的断裂股绳进入端面间隙，两个导向半轮带动驱动齿轮同步转动，并驱动传动件产生位移，滑块位移传感器以对传动件的位移距离进行检测；

在当滑块位移传感器的检测值到达设定预警值后，支索器停止作业，并提醒作业人员对承重索进行更换。

本发明的有益效果为：本发明中通过检测轮单元的设置，能够在支索器行走过程中实时检测承重索的磨损情况，及时发现断裂问题并采取维修或更换措施，而通过端面间隙的设置，断裂股绳进入会自动带动驱动齿轮转动，无需额外的人工干预，且滑块位移传感器可以提供高精度的位移检测，确保对承重索磨损的准确评估，避免过度维修或更换，有效保证支索器的运动灵活性和稳定性，以便于精确控制支索器的位置，提高了支索器的支索效果。

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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，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为本发明实施例中可检测缆索磨损的支索器的结构示意图；

图2为本发明实施例中可检测缆索磨损的支索器的侧视图；

图3为本发明实施例中传送轮组单元的内部结构示意图；

图4为本发明实施例中检测轮单元与承重滑轮单元的位置示意图；

图5为本发明实施例中检测轮单元的结构示意图；

图6为本发明实施例中主动轮的结构示意图；

图7为本发明实施例中端面间隙与锥状引导面的位置示意图；

图8为本发明实施例中环形槽与摩擦垫片的位置示意图；

图9为本发明实施例中主动轮的剖切截面示意图；

图10为本发明实施例中检测轮单元的传动示意图；

图11为本发明实施例中安装支架的结构示意图；

图12为本发明实施例中导向杆与阻尼弹簧的安装示意图。

附图标记：00、支撑托架；01、传送轮组单元；02、隔板；03、侧板；04、承载板；1、承重滑轮单元；11、支索滑轮组；11a、压轮；11b、托轮；2、检测轮单元；21、主动轮；211、驱动齿轮；2111、摩擦垫片；212、导向半轮；2121、环形槽；21a、端面间隙；21b、导向槽；21c、锥状引导面；22、传动件；221、中间齿轮；222、齿条；23、滑块位移传感器；24、安装支架；241、支撑部；242、防护部；243、第一固定轴；244、第二固定轴；245、定位套筒；247、导向杆；248、阻尼弹簧；3、牵引滑轮单元；4、起重滑轮单元。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图12所示的可检测缆索磨损的支索器，设置于缆索吊机的跑车两侧，包括：支撑托架00、以及在支撑托架00内沿垂直于跑车行走路径的方向并排设置的多个传送轮组单元01，传送轮组单元01包括：

承重滑轮单元1，设置在支撑托架00上部，包括沿承重索的延伸方向并列设置的至少两组支索滑轮组11，依次供承重索贯穿，用于支撑跑车承重索移动；

检测轮单元2，位于相邻两个支索滑轮组11之间，用于对承重索的磨损程度进行检测；

牵引滑轮单元3，设置在检测轮单元2的正下方，用于与牵引索移动配合；

起重滑轮单元4，设置在牵引滑轮单元3的正下方，用于与起重索移动配合；

其中，检测轮单元2包括主动轮21、传动件22和滑块位移传感器23，主动轮21包括与传动件22配合的驱动齿轮211、以及设置在驱动齿轮211两侧的导向半轮212，传动件22包括与驱动齿轮211相啮合的中间齿轮221、及设置在滑块位移传感器23的检测块上的齿条222；且齿条222与中间齿轮221相啮合，两个导向半轮212相对面之间的距离大于驱动齿轮211的厚度，以在导向半轮212与驱动齿轮211之间形成供断裂股绳进入的端面间隙21a；

两个导向半轮212的外圆柱面呈碗状结构，在靠近所述驱动齿轮的一端共同形成供承重索穿过的导向槽21b，且承重索与驱动齿轮211的外圆柱面不接触，当支索器滑动至股绳断裂处时，垂下的股绳经两个导向半轮212的碗状结构引入端面间隙21a，此时股绳被导向半轮与驱动齿轮挤压，随着导向半轮在承重索上滑动，股绳带动驱动齿轮211同步转动，并驱动齿条222产生位移，滑块位移传感器23以对齿条222的位移距离进行检测。

本发明中支撑托架00并排设置的多个传送轮组单元01，能够保证跑车在运行过程中保持稳定性，且单个传送轮组单元01由承重滑轮单元1、牵引滑轮单元3和起重滑轮单元4组成，其中承重索通过至少两组支索滑轮组11来支撑和分散负载，确保承重索能够有效地承载重物，提供了稳定的支撑，使得承重索移动时能够安全地运行，而牵引滑轮单元3能够减少摩擦和阻力，使得牵引过程更加顺畅和高效，而设置在最下方的起重滑轮单元4能够增加机械杠杆效应，减轻起重索的负荷，并提供足够的力量进行起重操作，齿条222与中间齿轮221相啮合形成一个牢固的连接，使得传动件22之间的运动更加稳定，有助于减少传动部件的摩擦，此外，驱动齿轮211与中间齿轮221啮合，而齿条222设置在滑块位移传感器23上，并通过中间齿轮221驱动齿条222线性运动，能够实现对齿条222位移的准确检测。

在跑车直接推动或拉动各支索器在缆索上行走时，承重索会穿过两个导向半轮212形成的导向槽21b，以带动两个导向半轮212转动，此时承重索与驱动齿轮211不接触，驱动齿轮211不产生转动，而当承重索产生严重磨损时，断裂的股绳会被导向半轮212的碗状结构引入端面间隙21a，使导向半轮212与驱动齿轮211对股绳进行挤压，随着导向半轮212在承重索上滑动，使得两个导向半轮212带动驱动齿轮211同步转动，并驱动传动件22产生相应的位移，滑块位移传感器23检测齿条222的位移距离，在当滑块位移传感器23的检测值到达设定预警值后，支索器停止作业，并提醒作业人员对承重索进行更换。本发明中通过检测轮单元2的设置，能够在支索器行走过程中实时检测承重索的磨损情况，及时发现断裂问题并采取维修或更换措施，而通过端面间隙21a的设置，断裂股绳进入会自动带动驱动齿轮211转动，无需额外的人工干预，且滑块位移传感器23可以提供高精度的位移检测，确保对承重索磨损的准确评估，避免过度维修或更换，有效保证支索器的运动灵活性和稳定性，以便于精确控制支索器的位置，提高了支索器的支索效果。

本发明优选实施例中，如图3-图4所示，支索滑轮组11包括上下对应设置的压轮11a和托轮11b，能够引导支索在滑轮组中运行，压轮11a和托轮11b的外圆柱面均设置有环状凹槽，且二者的凹槽对应设置共同形成用于承重索穿过的限制槽，可以有效地承受支索的重量，凹槽的存在可以分散压力，提高滑轮组的承载能力。

如图5-7所示，本发明中驱动齿轮211的两端面靠近外边缘的啮合齿处呈倾斜设置；使啮合齿的顶部宽度小于啮合齿的根部宽度，以在端面间隙21a的外边缘处形成锥状引导面21c，能够将股绳引入端面间隙21a内，利用断裂股绳填充端面间隙21a，以使两个导向半轮212在驱动齿轮211的两端面处形成端面驱动力，将端面驱动力作用在驱动齿轮211上，提供了更强的驱动力，可以抵消外部干扰力，确保驱动齿轮211能够顺利地传递能量，保证了传动的准确性和稳定性。

为了增加端面间隙对股绳的抓力，如图8和图9所示，驱动齿轮211的两端面上均设有摩擦垫片2111；且摩擦垫片2111与驱动齿轮211的端面齐平，增加了驱动齿轮211的端面摩擦力，能够更好地对进入的股绳进行抓紧，而摩擦垫片2111具有一定的弹性和缓冲能力，可以吸收和减少驱动齿轮211运行过程中产生的振动和冲击，有助于提供稳定的摩擦力，使得传动更加平稳。

在上述实施例基础上，导向半轮212的相对面上均设有若干环形槽2121。通过弧形槽的设置，在导向半轮212的端面形成凹凸不平的接触面，以增加对股绳的抓紧力。

在上述实施例基础上，检测轮单元2还包括安装支架24，安装支架24设置在传送轮组单元01内，且位于承重滑轮单元1和牵引滑轮单元3之间；安装支架24提供了一个稳定的支撑平台，具体地，如图11所示，安装支架24包括支撑部241、及位于支撑部241下方的防护部242，滑块位移传感器23固定在防护部242内，支撑部241沿垂直方向设有第一固定轴243和第二固定轴244，驱动齿轮211通过轴承转动设置在第一固定轴243上，中间齿轮221通过轴承转动设置在第二固定轴244上；通过第一固定轴243和第二固定轴244的设置，确保驱动齿轮211和中间齿轮221的稳定传动，有效防止传动件22在工作过程中产生松动或偏移，而防护部242能够对滑块位移传感器23起到保护作用，避免外界物质进入传感器内部，保证了检测的精准度，另外，在中间齿轮221的两侧设有定位套筒245，定位套筒245一端抵在轴承内圈上，另一端抵接在固定座的侧壁上，避免中间齿轮221在传动过程中出现轴向位移现象，保证了驱动齿轮211与中间齿轮221的对中性，保证传动件22之间的位置关系恒定，避免因为位置变化而引起的工作误差，提高检测的精度和准确性。

在上述实施例基础上，如图12所示，防护部242设有供齿条222滑动安装的导向杆247；导向杆247沿承重索的延伸方向固定设置在安装支架24上，导向杆247的设置可以提供一个导向通道，使齿条222在滑动过程中能够保持沿着承重索延伸方向运动，同时，导向杆247固定在安装支架24上，确保了整个结构的稳定性和可靠性，而将齿条222设置在导向杆247的中间位置，可以有效地防止齿条222在滑动过程中产生偏移或摇摆，确保传感器的测量结果准确，另外，由于支索器在承重索上行走过程中，承重索产生的微小振动或冲击，会带动驱动齿轮211进行轻微转动，并通过传动件22使齿条222产生位移，导致传感器出现误检测，因此，在导向杆247伸出齿条222的两端均设有阻尼弹簧248，当齿条222受到较小外力或冲击时，阻尼弹簧248能够吸收冲击能力，避免对传感器造成误操作。

本发明优选实施例中，如图1和图2所示，支撑托架00包括等间距分布的若干隔板02、以及用于固定连接若干隔板02的两个侧板03；若干隔板02形成的若干容纳空间与传送轮组单元01一一对应；并在容纳空间内设有用于安装检测轮单元2的承载板04。

具体地，支撑托架00通过侧板03与多个隔板02连接形成，且隔板02的等间距分布形成若干容纳空间，其每个容纳空间与传送轮组单元01一一对应，可以将不同的传送轮组单元01分隔开，避免彼此之间互相干扰或碰撞，确保各个传送轮组单元01的独立工作，并在容纳空间内设有承载板04，承载板04为检测轮单元2提供稳定的安装位置，减少传动件22之间的振动和摇摆，提高了整体结构的稳定性，以确保传送轮组单元01和检测轮单元2的稳定运行。

本发明还提供了一种可检测缆索磨损的支索器的工作方法，包括以下步骤：

跑车直接推动或拉动各支索器在缆索上行走，支索器顶部的承重滑轮单元1供承重索贯穿，以支撑跑车在承重索上移动；能够得到稳定的承重支撑，减少对缆索的压力和磨损；

两组支索滑轮组11在承重索行走过程中，承重索与检测轮单元2的主动轮21接触，并驱动主动轮21的两个导向半轮212转动，此时位于两个导向半轮212之间的驱动齿轮211与承重索不接触；

当承重索产生的断裂股绳进入端面间隙21a，两个导向半轮212带动驱动齿轮211同步转动，并驱动传动件22产生位移，滑块位移传感器23以对传动件22的位移距离进行检测；

在当滑块位移传感器23的检测值到达设定预警值后，支索器停止作业，并提醒作业人员对承重索进行更换。

本发明通过检测轮单元2的设置，能够对断裂的缆索进行检测，及时对承重索进行相应的维护或更换，提高系统的安全性和可靠性，只通过检测轮单元2与承重索的接触即可实现磨损检测，无需额外成本，降低了维护成本。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，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 (9)

1.一种可检测缆索磨损的支索器，设置于缆索吊机的跑车两侧，其特征在于，包括：支撑托架、以及在所述支撑托架内沿垂直于跑车行走路径的方向并排设置的多个传送轮组单元，所述传送轮组单元包括：

承重滑轮单元，设置在所述支撑托架上部，包括沿承重索的延伸方向并列设置的至少两组支索滑轮组，依次供承重索贯穿，用于支撑跑车承重索移动；

检测轮单元，位于相邻两个所述支索滑轮组之间，用于对承重索的磨损程度进行检测；

牵引滑轮单元，设置在所述检测轮单元的正下方，用于与牵引索移动配合；

起重滑轮单元，设置在所述牵引滑轮单元的正下方，用于与起重索移动配合；

其中，所述检测轮单元包括主动轮、传动件和滑块位移传感器，所述主动轮包括与所述传动件配合的驱动齿轮、以及设置在所述驱动齿轮两侧的导向半轮，所述传动件包括与所述驱动齿轮相啮合的中间齿轮，及设置在所述滑块位移传感器的检测块上的齿条，且所述齿条与所述中间齿轮相啮合，两个所述导向半轮相对面之间的距离大于所述驱动齿轮的厚度，在所述导向半轮与所述驱动齿轮之间形成供断裂股绳进入的端面间隙；

两个所述导向半轮的外圆柱面呈碗状结构，在靠近所述驱动齿轮的一端共同形成供承重索穿过的导向槽，且所述承重索与所述驱动齿轮的外圆柱面不接触，当支索器滑动至股绳断裂处时，垂下的股绳经两个所述导向半轮的碗状结构引入所述端面间隙，此时股绳被所述导向半轮与所述驱动齿轮挤压，随着所述导向半轮在所述承重索上滑动，股绳带动所述驱动齿轮同步转动，并驱动所述齿条产生位移，所述滑块位移传感器以对所述齿条的位移距离进行检测。

2.根据权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述支索滑轮组包括上下对应设置的压轮和托轮；

所述压轮和所述托轮的外圆柱面均设置有环状凹槽，且二者的凹槽对应设置共同形成用于承重索穿过的限制槽。

3.根据权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述驱动齿轮的两端面靠近外边缘的啮合齿处呈倾斜设置；

以在所述端面间隙的外边缘处形成锥状引导面。

4.根据权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述驱动齿轮的两端面上均设有摩擦垫片；

且所述摩擦垫片与所述驱动齿轮的端面齐平。

5.根据权利要求1或4所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述导向半轮的相对面上均设有若干环形槽。

6.根据权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述检测轮单元还包括安装支架，所述安装支架设置在所述传送轮组单元内，且位于所述承重滑轮单元和所述牵引滑轮单元之间；

所述安装支架包括支撑部、及位于所述支撑部下方的防护部，所述滑块位移传感器固定在所述防护部内，所述支撑部沿垂直方向设有第一固定轴和第二固定轴，所述驱动齿轮通过轴承转动设置在所述第一固定轴上，所述中间齿轮通过轴承转动设置在所述第二固定轴上；

在所述中间齿轮的两侧设有定位套筒，所述定位套筒一端抵在所述轴承内圈上，另一端抵接在固定座的侧壁上。

7.根据权利要求6所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述防护部设有供所述齿条滑动安装的导向杆；

所述导向杆沿承重索的延伸方向固定设置在所述安装支架上，所述齿条设置在所述导向杆的中间位置；

并在所述导向杆伸出所述齿条的两端均设有阻尼弹簧。

8.根据权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器，其特征在于，所述支撑托架包括等间距分布的若干隔板、以及用于固定连接若干所述隔板的两个侧板；

若干所述隔板形成的若干容纳空间与所述传送轮组单元一一对应；

并在所述容纳空间内设有用于安装所述检测轮单元的承载板。

9.一种如权利要求1所述的可检测缆索磨损的支索器的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：

跑车直接推动或拉动各支索器在缆索上行走，支索器顶部的承重滑轮单元供承重索贯穿，用于支撑跑车在承重索上移动；

两组支索滑轮组在承重索行走过程中，承重索与检测轮单元的主动轮接触，并驱动主动轮的两个导向半轮转动，此时位于两个导向半轮之间的驱动齿轮与承重索不接触；

当承重索产生的断裂股绳进入端面间隙，两个导向半轮带动驱动齿轮同步转动，并驱动传动件产生位移，滑块位移传感器以对传动件的位移距离进行检测；

在当滑块位移传感器的检测值到达设定预警值后，支索器停止作业，并提醒作业人员对承重索进行更换。