CN201288036Y - 一种大直径大扭矩提升卷筒装置 - Google Patents

Abstract

大直径大扭矩提升卷筒装置，属于起重运输设备。所述卷筒轴(1)上靠近减速器一端且位于卷筒轮毂(3)外侧的轴段为外花键轴段，外花键轴段上套有内花键套(5)，内花键套(5)经螺栓副(6)与卷筒轮毂(3)固定连接。使卷筒轴(1)的最大外圆尺寸显著减小，有效地降低了卷筒轴的制造成本，并解决了花键轴加工的设备能力问题。传力效果好，输出的扭矩明显提高，安装维护方便，使用安全可靠。可在各类大型升船机提升主机、超大型启闭机和起重机的起升机构中广泛应用。

Description

一种大直径大扭矩提升卷筒装置

技术领域

本实用新型涉及一种钢丝绳卷扬提升机构中的提升卷筒，具体来说涉及一种大直径大扭矩提升卷筒装置。属于起重运输设备。

背景技术

升船机是国内近年来设计制造的一种新型的船舶过坝设施，目前已投入制造及安装的升船机很多采用钢丝绳卷扬垂直提升型式，其主体设备由提升主机、承船厢、平衡重系统及其他辅助设备组成，提升主机由对称分布在四个吊点的四套卷扬提升机构通过机械同步轴联接，形成封闭的矩形框同步轴系统。每套提升主机分别由一台交流电动机驱动，电机的动力以浮动轴、联轴器、减速器传递给减速器两侧的两只卷筒，每只卷筒上缠绕多根钢丝绳，分别悬挂两端的平衡重及承船厢。升船机提升主机具有传递的扭矩大，卷筒及卷筒轴受力远远超过一般起重机用卷筒的特点，导致卷筒、卷筒轴、减速器等构件受力复杂，结构庞大，在结构设计和制造工艺中均有其特殊性及相当的难度。

卷筒轴与卷筒间的直接联接方式按常规有轴与轮毂过盈配合联接、键联接、花键联接三种。因提升主机传递的扭矩大，过盈配合联接和键联接均不能传递所要求的扭矩。对于大直径的卷筒，在其轮毂上加工内花键也是不现实的。若利用卷筒轴上的法兰盘与卷筒轮毂通过剪力套联接来传递扭矩，由于大直径卷筒传递的扭矩大，相对卷筒轴的法兰盘直径过大，锻件锻造难度大，机加工设备也难以满足要求，制作成本极高，甚至无法制作。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有提升卷筒中卷筒轴和轮毂传递扭矩小，而大直径大扭矩卷筒的卷筒轴制作和加工难度大的缺陷和不足，提出一种便于制作和加工的大直径大扭矩提升卷筒装置。它结构简单新颖，体积较小，传力效果好，安装维护方便，使用寿命长。

本实用新型的目的是通过以下方式实现的：大直径大扭矩提升卷筒装置，包括卷筒轴、卷筒和卷筒轮毂，所述卷筒轴上靠近减速器一端且位于卷筒轮毂外侧的轴段为外花键轴段，外花键轴段上套有内花键套，内花键套经螺栓副与卷筒轮毂固定连接。

所述内花键套和卷筒轮毂的端面上对应均布有螺栓连接孔，螺栓副经螺栓连接孔与内花键套和卷筒轮毂紧固连接。

所述螺栓连接孔中有剪力套分别与内花键套和卷筒轮毂连接，螺栓副经剪力套内孔紧固在内花键套和卷筒轮毂的端面上。

所述卷筒轮毂与卷筒轴为过渡配合。

与现有技术相比本实用新型具有以下明显的优点：

1.能可靠地传递提升主机的力矩，又显著减小了卷筒轴最大外圆尺寸，有效地降低了卷筒轴的锻造难度和成本。这种方式使卷筒轴最大外圆尺寸显著减小，有效地降低了卷筒轴的制造成本，并解决了花键轴加工的设备能力问题。

2.传力效果好，输出的扭矩明显提高，安装维护方便，使用安全可靠。本实用新型结构可在各类大型升船机提升主机、超大型启闭机和起重机的起升机构中广泛应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图：

图2是图1中I部的局部放大图；

图3是图1中的A向视图。

图中，卷筒轴1，卷筒2，卷筒轮毂3，剪力套4，内花键套5，螺栓副6、联轴器7，减速器8。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述：

参见图1，图2，图3，本实用新型的大直径大扭矩提升卷筒装置，包括卷筒轴1、卷筒2和卷筒轮毂3，所述卷筒轴1上靠近减速器一端且位于卷筒轮毂3外侧的轴段为外花键轴段，外花键轴段上套有内花键套5，内花键套5经螺栓副6与卷筒轮毂3固定连接。本实用新型在卷筒2及卷筒轴1之间增加了由花键轴段和内花键套5组成的一对花键副，先将卷筒轴1上的扭矩通过花键副传递到内花键套5上，再由内花键套5通过螺栓副6或剪力套4传递到卷筒2上。相比法兰盘连接方式，卷筒轴1的最大外圆尺寸可显著减小，有效地降低了卷筒轴1的加工成本，并降低了花键轴加工时对加工设备能力的要求。

当卷筒装置所传递的扭矩在螺栓副6可承受的范围时，可使所述内花键套5和卷筒轮毂3的端面上对应均布有螺栓连接孔，螺栓副6经螺栓连接孔与内花键套5和卷筒轮毂3紧固连接。卷筒轴1的扭矩经内花键套5和螺栓副6直接传递到卷筒轮毂3上。

当卷筒装置所传递的扭矩特别大，以至于超出了国标规定的螺栓副6型号规格时，则可以使所述螺栓连接孔中有剪力套4分别与内花键套5和卷筒轮毂3连接，螺栓副6经剪力套4内孔紧固在内花键套5和卷筒轮毂3的端面上。卷筒轴1的扭矩经内花键套5和剪力套4直接传递到卷筒轮毂3上。这时螺栓副6穿在剪力套4中，仅通过垫圈起到内花键套5和卷筒轮毂3之间的连接固定作用，并不传递扭矩，因此螺栓副6的直径可以减小。由于卷筒轴1的扭矩经内花键套5传递至卷筒轮毂3，故所述卷筒轮毂3与卷筒轴1为过渡配合即可。这样既可防止剪力套4在花键轴段上的轴向窜动，又便于安装，还可有效保证卷筒2外圆表面绕卷筒轴1轴心旋转的同心度。

本实用新型结构在某地500吨级升船机中进行应用试验，该升船机额定提升力2400千牛，船厢带水重量3250吨，钢丝绳直径φ64毫米，卷筒直径为φ3850毫米。每个减速器输出轴扭矩为750千牛·米，所用卷筒轴采用35CrMo锻制并经调质处理。卷筒轴长度为4978毫米，轴中段直径φ690毫米，与两轮毂配合处直径分别为φ710毫米和φ720毫米，轴承座侧轴颈直径为φ560毫米，减速器8侧轴颈直径为φ600毫米，与减速器8联接处花键副为INT/EXT59Z10m5H/5h渐开线花键副，由卷筒轴1传给卷筒2的扭矩传递采用INT/EXT81Z10m6H/6h渐开线花键副，卷筒轴1与卷筒轮毂3连接的内花键套5通过12个剪力套4来传递扭矩。内花键套5材料为35CrMo，外径φ1400毫米，剪力套4的分布圆直径为1200毫米，材料为45#钢。卷筒轴1的渐开线花键加工设备为国内最大的重型卧式滚齿机，其加工范围为：最大长度为6000毫米，最大直径Φ1000毫米，花键最大模数为10。

如不采用本文中所用的卷筒轴1与卷筒2间增设的内外花键副结构，而采用原有的法兰连接方式，按设计要求，卷筒轴1上的法兰盘外径则不小于φ1350毫米，国内现有设备均无法加工。

采用本实用新型结构后，卷筒轴1毛坯的最大直径即花键轴段直径不超过840毫米，可利用现有的卧式滚齿机设备来满足卷筒轴1上花键轴段的加工制造要求，传递扭矩大，使用安全可靠，维护方便，制造成本较低。

Claims (4)

1.大直径大扭矩提升卷筒装置，包括卷筒轴(1)、卷筒(2)和卷筒轮毂(3)，其特征在于：所述卷筒轴(1)上靠近减速器一端且位于卷筒轮毂(3)外侧的轴段为外花键轴段，外花键轴段上套有内花键套(5)，内花键套(5)经螺栓副(6)与卷筒轮毂(3)固定连接。

2.根据权利要求1所述的大直径大扭矩提升卷筒装置，其特征在于：所述内花键套(5)和卷筒轮毂(3)的端面上对应均布有螺栓连接孔，螺栓副(6)经螺栓连接孔与内花键套(5)和卷筒轮毂(3)紧固连接。

3.根据权利要求2所述的大直径大扭矩提升卷筒装置，其特征在于：所述螺栓连接孔中有剪力套(4)分别与内花键套(5)和卷筒轮毂(3)连接，螺栓副(6)经剪力套(4)内孔紧固在内花键套(5)和卷筒轮毂(3)的端面上。

4.根据权利要求1所述的大直径大扭矩提升卷筒装置，其特征在于：所述卷筒轮毂(3)与卷筒轴(1)为过渡配合。

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