CN117776019A - 一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机 - Google Patents

一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机 Download PDF

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CN117776019A CN202410088710.8A CN202410088710A CN117776019A CN 117776019 A CN117776019 A CN 117776019A CN 202410088710 A CN202410088710 A CN 202410088710A CN 117776019 A CN117776019 A CN 117776019A
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闫玉平
俞洪杰
邓良丰
李菲
余涛
杨伟
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Abstract

本发明提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机;包括固定底座(1)、浮动底座(2)、传动电机(3)、高速轴联轴器(4)、减速机(5)、低速轴联轴器(6)、卷筒(7)、浮动机构(8)、传动链条(9)、直线导轨(10)、导轨滑块(11)、制动器(12)、拖链(13)、钢丝绳(14);本发明增设浮动机构,使卷筒在缠绕钢丝绳的同时沿轴向浮动,保证钢丝绳在卷筒螺旋槽上缠绕时切入点位置始终不变,从而实现了钢丝绳在卷筒上的恒角度缠绕。本发明钢丝绳绕进或绕出卷筒螺旋槽时的角度始终保持不变,无需钢丝绳排绳机构,从而避免了排绳机构导向轮在工作过程中对钢丝绳的强行反复弯曲,降低了钢丝绳磨损疲劳和弯曲疲劳风险,减少了安全隐患。

Description

一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机
技术领域
本发明涉及一种卷扬机领域;尤其涉及一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机。
背景技术
钢丝绳卷扬机是一种用卷筒缠绕钢丝绳以提升或者牵引重物的动力装置,又称绞车。钢丝绳卷扬机可以垂直提升重物,也可以水平或者倾斜牵引重物,广泛用于冶金、建筑、水利工程、矿山、码头等行业。
由于钢丝绳卷筒的绳槽为螺旋形式,因此钢丝绳在卷筒上缠绕时的切入点会随着卷筒旋转产生轴向移动。为了使钢丝绳在缠绕时能够顺利导入卷筒螺旋槽,现有的解决方法为:会在卷筒上设置排绳机构,通过排绳机构的导向轮强行改变钢丝绳运动方向,从而使钢丝绳绕进或绕出卷筒时偏离螺旋槽中心的角度在允许范围内。但是,该方法依然存在以下不足:一方面,由于钢丝绳张力和速度在工作过程中的波动,排绳机构的导向轮不能理想地将钢丝绳按顺序整齐均匀地缠绕在卷筒上,经常出现钢丝绳脱槽、乱绳等问题;另一方面,排绳机构的导向轮在工作过程中强行使钢丝绳反复弯曲,增加了钢丝绳磨损疲劳和弯曲疲劳风险,从而造成钢丝绳失效概率增大,增加了安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机。
本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明涉及一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,包括固定底座1、浮动底座2、传动电机3、高速轴联轴器4、减速机5、低速轴联轴器6、卷筒7、浮动机构8、传动链条9、直线导轨10、导轨滑块11、制动器12、拖链13、钢丝绳14;
其中,
所述浮动底座2设置在固定底座1上,且通过直线导轨10、导轨滑块11实现直线运动;
所述传动电机3、高速轴联轴器4、减速机5、低速轴联轴器6、卷筒7依次连接并且固定在浮动底座2上;
所述浮动机构8设置安装在浮动底座2与固定底座1之间;
所述传动链条9安装在卷筒7与浮动机构8之间;
所述制动器12设置在高速轴联轴器4上;
所述拖链13的固定端安装在固定底座1上;所述拖链13的浮动端安装在浮动底座2上。
优选地,所述直线导轨10安装在固定底座1的两侧;所述导轨滑块11安装在浮动底座2的两侧;所述直线导轨10与导轨滑块11配合连接,使所述浮动底座2在固定底座1上左右移动。
优选地,所述直线导轨10的个数为2个,分别设置在所述固定底座1的两侧面;所述导轨滑块11的个数为若干个。
优选地,所述传动电机3固定安装在所述浮动底座2上,所述传动电机3的出轴连接高速轴联轴器4的一端,另一端连接减速机5的高速轴。
优选地,所述高速轴联轴器4设置有制动盘。
优选地,所述减速机5的高速轴连接高速轴联轴器4,所述减速机5的低速轴连接低速轴联轴器6;所述低速轴联轴器6的一端连接减速机5的低速轴,另一端连接卷筒7。
优选地,所述卷筒7包括:卷筒筒身7-1和轴座7-2;轴座7-2固定在浮动底座2上;卷筒筒身7-1通过两端的出轴设置在轴座7-2上;卷筒筒身7-1一端的出轴与低速轴联轴器6连接;卷筒筒身7-1另一端的出轴与传动链条主动链轮9-1连接;卷筒筒身7-1的表面设置有螺旋槽。
优选地,所述浮动机构8包括:螺杆8-1、螺母8-2、螺杆座8-3、螺母座8-4;
其中,螺杆座8-3固定在所述浮动底座2上;
螺杆8-1的两端分别连接螺杆座8-3上;螺母8-2的内孔套设于螺杆8-1上并与螺杆8-1形成螺纹配合;所述螺母8-2的外圈内嵌于螺母座8-4上;螺母座8-4安装在所述固定底座1上;所述螺杆8-1的一端与传动链条9连接。
优选地,所述传动链条9包括:主动链轮9-1、被动链轮9-2、链条9-3、张紧链轮9-4、摆臂9-5、调节螺栓9-6、张紧弹簧9-7;
张紧链轮9-4、摆臂9-5、调节螺栓9-6、张紧弹簧9-7各设置两个,对称地置于链条9-3的两侧;
主动链轮9-1安装在卷筒筒身7-1的一端出轴上;
被动链轮9-2安装在浮动机构螺杆8-1的一端;
链条9-3缠绕在主动链轮9-1和被动链轮9-2上形成一个封闭环;张紧链轮9-4安装在摆臂9-5上且压紧链条9-3;
摆臂9-5铰连接在浮动底座2上;调节螺栓9-6固定在浮动底座2上;张紧弹簧9-7的一端与摆臂9-5连接,另一端与调节螺栓9-6连接;张紧弹簧9-7为拉簧;
优选地,所述卷筒7、浮动机构8、传动链条9之间满足以下关系式:
式中:P1为卷筒7中卷筒筒身7-1的螺旋槽导程;P2为浮动机构8中螺杆8-1导程;Z1为传动链条9中主动链轮9-1的齿数;Z2为传动链条9中被动链轮9-2的齿数。
本发明具有以下优点:
(1)本发明的卷筒在缠绕钢丝绳的同时沿轴向浮动,补偿了钢丝绳在卷筒螺旋槽上缠绕时切入点的轴向移动,确保钢丝绳在卷筒螺旋槽上缠绕时切入点位置保持始终不变,从而实现了钢丝绳在卷筒上的恒角度缠绕。
(2)本发明巧妙的结构设计,不仅避免了排绳机构导向轮在工作过程中对钢丝绳的强行反复弯曲,而且降低了钢丝绳磨损疲劳和弯曲疲劳风险,减少了安全隐患。
(3)本发明通过浮动机构保证卷筒每转动一圈,沿轴向移动的距离等于螺旋槽距,具有绝对的确定性和极高的稳定性,并且简化了电气控制。
(4)本发明所涉及的卷筒传动与卷筒浮动采用同一个电机驱动,大大减少了设备动力源数量,从而降低了能耗及成本。
附图说明
图1为本发明所涉及的钢丝绳卷扬机的立体结构示意图;
图2为本发明所涉及的钢丝绳卷扬机的主视结构示意图;
图3为本发明所涉及的钢丝绳卷扬机的俯视结构示意图;
图4为本发明所涉及的浮动机构的结构示意图;
图5为本发明所涉及的传动链条的侧视结构示意图;
图6是本发明所涉及的传动链条的主视结构示意图;
图中标记:1:固定底座;2:浮动底座;3:传动电机;4:高速轴联轴器;5:减速机;6:低速轴联轴器;7:卷筒;8:浮动机构;9:传动链条;10:直线导轨;11:导轨滑块;12:制动器;13:拖链;14:钢丝绳,7-1:卷筒筒身;7-2:轴座;8-1:螺杆;8-2:螺母;8-3:螺杆座;8-4:螺母座;9-1:主动链轮;9-2:被动链轮;9-3:链条;9-4:张紧链轮;9-5:摆臂;9-6:调节螺栓;9-7:张紧弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。应当指出的是,以下的实施实例只是对本发明的进一步说明,但本发明的保护范围并不限于以下实施例。
实施例1
本实施例提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,见图1-3所示,包括固定底座1、浮动底座2、传动电机3、高速轴联轴器4、减速机5、低速轴联轴器6、卷筒7、浮动机构8、传动链条9、直线导轨10、导轨滑块11、制动器12、拖链13、钢丝绳14;
所述浮动底座2与固定底座1通过直线运动副相连;所述传动电机3、高速轴联轴器4、减速机5、低速轴联轴器6、卷筒7依次相连并且固定在浮动底座2上;所述浮动机构8安装在浮动底座2与固定底座1之间;所述传动链条9安装在卷筒7与浮动机构8之间;所述制动器12设置在高速轴联轴器4上;所述拖链13固定端安装在固定底座1或者设备基础上;所述拖链13浮动端安装在浮动底座2上;所述浮动底座2安装在固定底座1上,并且可以在固定底座1上左右移动。所述浮动底座2与固定底座1之间的直线运动副包括直线导轨10和导轨滑块11;所述直线导轨10安装在固定底座1上;所述导轨滑块11安装在浮动底座2上。
优选地,所述直线导轨10在同一个平面上设置两个;所述导轨滑块11设置多个;
所述传动电机3固定在浮动底座2上,所述传动电机3出轴连接高速轴联轴器4;
所述高速轴联轴器4一端连接传动电机3,另一端连接减速机5的高速轴;
所述高速轴联轴器4带有制动盘;
所述减速机5高速轴连接高速轴联轴器4,减速机5的低速轴连接低速轴联轴器6;
所述低速轴联轴器6一端连接减速机5低速轴,另一端连接卷筒7。
所述卷筒7包括卷筒筒身7-1和轴座7-2;所述轴座7-2设置两副并且固定在浮动底座2上,所述卷筒筒身7-1两端的出轴分别可转动地连接在两侧的轴座7-2上;所述卷筒筒身7-1一端出轴与低速轴联轴器6连接;所述卷筒筒身7-1另一端出轴与传动链条主动链轮9-1连接;所述卷筒筒身7-1加工有螺旋槽。
实施例2
本实施例提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其中,所加设的浮动机构8,包括螺杆8-1、螺母8-2、螺杆座8-3、螺母座8-4;所述螺杆座8-3设置两副并且固定在浮动底座2上;所述螺杆8-1两端分别可转动地连接在两侧的螺杆座8-3上;所述螺母8-2内孔套设于螺杆8-1上并与螺杆8-1形成螺纹配合,所述螺母8-2外圈内嵌于螺母座8-4上;所述螺母座8-4安装在固定底座1上;所述螺杆8-1的一端与传动链条9连接;所述螺杆8-1与螺母8-2形成的螺纹配合中,螺母8-2固定不动,螺杆8-1转动时产生轴向移动,从而带动浮动底座2移动,进而实现卷筒7的浮动。
实施例3
本实施例提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其中,加设的传动链条9,包括主动链轮9-1、被动链轮9-2、链条9-3、张紧链轮9-4、摆臂9-5、调节螺栓9-6、张紧弹簧9-7;所述主动链轮9-1安装在卷筒筒身7-1一端的出轴上;所述被动链轮9-2安装在浮动机构螺杆8-1的一端;所述链条9-3缠绕在主动链轮9-1和被动链轮9-2上形成一个封闭环;所述张紧链轮9-4安装在摆臂9-5上并且压紧链条9-3;所述摆臂9-5可摆动地铰接在浮动底座2上;所述调节螺栓9-6固定在浮动底座2上;所述张紧弹簧9-7一端与摆臂9-5连接,另一端与调节螺栓9-6连接;所述张紧弹簧9-7为拉簧。
所述张紧链轮9-4、摆臂9-5、调节螺栓9-6、张紧弹簧9-7各设置两个,对称地置于链条9-3两侧。
所述主动链轮9-1、被动链轮9-2、链条9-3将卷筒传动动力传递到浮动机构8,从而为浮动机构8提供动力源;在所述张紧弹簧9-7拉力作用下,所述张紧链轮9-4压紧链条9-3,从而实现链条9-3张紧;所述调节螺栓9-6可以实现张紧链轮9-4张紧力调节。
实施例4
本发明实施例所涉及的一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,所述卷筒7、浮动机构8、传动链条9之间满足以下关系式:
所述卷筒筒身7-1螺旋槽导程P1、浮动机构螺杆8-1导程P2、传动链条主动链轮9-1齿数Z1、传动链条被动链轮9-2齿数Z2须满足以下关系:
例:直径为42mm的钢丝绳卷扬机主要设计参数,其中:P1=47mm,P2=9mm,Z1=94,Z2=18mm。
可以看出,这样的设计保证了卷筒筒身7-1每转动一圈,沿轴向移动的距离等于螺旋槽槽距P1,从而保证了钢丝绳在卷筒筒身7-1螺旋槽上缠绕时切入点位置始终不变,最终实现了钢丝绳14在卷筒筒身7-1上的恒角度缠绕。
本发明提供了一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,增设浮动机构,使卷筒在缠绕钢丝绳的同时沿轴向浮动,以补偿钢丝绳在卷筒螺旋槽上缠绕时切入点的轴向移动,保证钢丝绳在卷筒螺旋槽上缠绕时切入点位置始终不变,从而实现了钢丝绳在卷筒上的恒角度缠绕。本发明钢丝绳绕进或绕出卷筒螺旋槽时的角度始终保持不变,因此不需要设置钢丝绳排绳机构,从而避免了排绳机构导向轮在工作过程中对钢丝绳的强行反复弯曲,降低了钢丝绳磨损疲劳和弯曲疲劳风险,减少了安全隐患。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质。

Claims (10)

1.一种恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,包括固定底座(1)、浮动底座(2)、传动电机(3)、高速轴联轴器(4)、减速机(5)、低速轴联轴器(6)、卷筒(7)、浮动机构(8)、传动链条(9)、直线导轨(10)、导轨滑块(11)、制动器(12)、拖链(13)、钢丝绳(14);
其中,
所述浮动底座(2)设置在固定底座(1)上,且通过直线导轨(10)、导轨滑块(11)完成直线运动;
所述传动电机(3)、高速轴联轴器(4)、减速机(5)、低速轴联轴器(6)、卷筒(7)依次连接,且固定在浮动底座(2)上;
所述浮动机构(8)设置安装在浮动底座(2)与固定底座(1)之间;
所述传动链条(9)安装在卷筒(7)与浮动机构(8)之间;
所述制动器(12)设置在高速轴联轴器(4)上;
所述拖链(13)的固定端安装在固定底座(1)上;所述拖链(13)的浮动端安装在浮动底座(2)上。
2.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述直线导轨(10)安装在固定底座(1)的两侧;所述导轨滑块(11)安装在浮动底座(2)的两侧;固定底座(1)通过直线导轨(10)与安装在浮动底座(2)上的导轨滑块(11)配合连接,使所述浮动底座(2)在固定底座(1)上左右移动。
3.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述直线导轨(10)的个数为2个,分别设置在所述固定底座(1)的两侧面;所述导轨滑块(11)的个数为若干个。
4.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述传动电机(3)固定安装在所述浮动底座(2)上,所述传动电机(3)的出轴连接高速轴联轴器(4)的一端,另一端连接减速机(5)的高速轴。
5.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述高速轴联轴器(4)设置有制动盘。
6.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述减速机(5)的高速轴连接高速轴联轴器(4),所述减速机(5)的低速轴连接低速轴联轴器(6);所述低速轴联轴器(6)的一端连接减速机(5)的低速轴,另一端连接卷筒(7)。
7.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述卷筒(7)包括:卷筒筒身(7-1)和轴座(7-2);轴座(7-2)固定在浮动底座(2)上;卷筒筒身(7-1)通过两端的出轴设置在轴座7-2上;卷筒筒身(7-1)一端的出轴与低速轴联轴器(6)连接;卷筒筒身(7-1)另一端的出轴与传动链条主动链轮(9-1)连接;卷筒筒身(7-1)的表面设置有螺旋槽。
8.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述浮动机构8包括:螺杆(8-1)、螺母(8-2)、螺杆座(8-3)、螺母座(8-4);
其中,螺杆座(8-3)固定在所述浮动底座(2)上;
螺杆(8-1)的两端分别连接螺杆座(8-3)上;螺母(8-2)的内孔套设于螺杆(8-1)上并与螺杆(8-1)形成螺纹配合;所述螺母(8-2)的外圈内嵌于螺母座(8-4)上;螺母座(8-4)安装在所述固定底座(1)上;所述螺杆(8-1)的一端与传动链条(9)连接。
9.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述传动链条(9)包括:主动链轮(9-1)、被动链轮(9-2)、链条(9-3)、张紧链轮(9-4)、摆臂(9-5)、调节螺栓(9-6)、张紧弹簧(9-7);
张紧链轮(9-4)、摆臂(9-5)、调节螺栓(9-6)、张紧弹簧(9-7)各设置两个,对称地置于链条(9-3)的两侧;
主动链轮(9-1)安装在卷筒筒身(7-1)的一端出轴上;
被动链轮(9-2)安装在浮动机构螺杆(8-1)的一端;
链条(9-3)缠绕在主动链轮(9-1)和被动链轮(9-2)上形成一个封闭环;张紧链轮(9-4)安装在摆臂(9-5)上且压紧链条(9-3);
摆臂(9-5)铰连接在浮动底座(2)上;调节螺栓(9-6)固定在浮动底座(2)上;张紧弹簧(9-7)的一端与摆臂(9-5)连接,另一端与调节螺栓(9-6)连接;张紧弹簧(9-7)为拉簧。
10.如权利要求1所述的恒角度缠绕钢丝绳卷扬机,其特征在于,所述卷筒(7)、浮动机构(8)、传动链条(9)之间满足以下关系式:
式中:P1为卷筒(7)中卷筒筒身(7-1)的螺旋槽导程;P2为浮动机构(8)中螺杆(8-1)导程;Z1为传动链条(9)中主动链轮(9-1)的齿数;Z2为传动链条(9)中被动链轮(9-2)的齿数。
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