CN207361659U - 一种新型变档自动排绳装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种新型变档自动排绳装置，包括传动装置、排缆机构、缆绳、卷筒、接线盒、机架和过缆轮，还包括显控柜；本实用新型能完成对缆绳的布放、拖曳和回收控制，监测缆绳张力，监测缆绳长度及极限位置；通过异常报警及紧急处理功能，在所检测异常报警时实行停机等相关操作。
Description
技术领域
本实用新型属于发电设备领域，尤其是涉及一种新型变档自动排绳装置。
背景技术
公知，现有的复合缆收放绞车在使用过程中发现由于拖缆分为粗细两种，且直径相差很大，传统的链条传动的自动排缆装置无法实现自动排缆功能，导致复合缆收放绞车无法实现有序快速布放功能，对安全有效的锁定监控目标产生巨大影响。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种新型变档自动排绳装置。
本实用新型的技术方案是：一种新型变档自动排绳装置，包括传动装置、排缆机构、缆绳、卷筒、接线盒、机架和过缆轮，还包括显控柜。
优选的，所述的卷筒包括转接轴、防尘圈、轴承盖、轴承、轴承座、卷筒板筋、卷筒轴、卷筒壳体、衬板和卷筒法兰；所述的卷筒壳体、卷筒板筋、卷筒法兰、卷筒轴焊接于一体，所述的卷筒壳体采用光面壳体，卷筒轴两端设置轴承，并在轴承两侧设置防尘圈防尘、防污；所述的轴承安装于轴承座上，并设有轴承盖；所述的轴承座上设置有注油孔，所述的轴承座设置有安装孔，通过螺栓安装与机架上；所述的转接轴两端分别与传动装置中的减速机输出端和卷筒中的卷筒轴输入端相连；因粗缆和细缆均采用同一双向丝杠排布，在所述的卷筒法兰两侧细缆层处设置衬板来消除两端由于缆径不同存在的间隙偏差。
优选的，所述的排缆机构包括手轮、链轮、安装座、导缆装置、双向丝杠、导向杆、滑动轴承；所述的双向丝杠一侧设有手轮、链轮；另一侧设有滑动轴承；所述的安装座上下分别设有双向丝杠和导向杆、所述的双向丝杠和导向杆上设有导缆装置；所述的导缆装置包括导缆辊轮、导缆座、挡缆辊轮滑动轴套；所述的导缆辊轮采用变径辊轮，上端直径大，下端直径小，并在过渡处采用锥面圆滑过渡；导缆辊轮小径间下设有挡缆辊轮；所述的挡缆辊轮下设有滑动轴套，套住双向丝杠、导向杆；所述的滑动轴套内设有滑块；用于将双向丝杠的旋转运动转变为轴向运动，并克服双向丝杠的摩擦力和缆绳的轴向力驱动导缆装置整体轴向往复运动；滑块外设有滑块滑块套。
优选的，所述的传动装置包括减速器、减速机输出端、链轮链条、电机、变速箱；所述的电机与减速器连接；所述的减速机输出端与卷筒轴连接；所述的减速器与变速箱通过链轮链条连接；所述的变速箱通过链轮与排缆机构连接。
优选的，包括分别与PLC连接的角度传感器、压力传感器、接近开关、显示界面、变速箱电机控制器、电机控制器和绝对编码器；所述的角度传感器、压力传感器设置在过缆轮上，所述的绝对编码器设置在电机转动轴上；所述的变速箱电机控制器、电机控制器PLC和显示界面设置在显控柜上。
本实用新型的有益效果是：
1)能完成对缆绳的布放、拖曳和回收控制；
2)能监测缆绳张力；
3)能监测缆绳长度及极限位置；
4)能修改、设定工作模式和控制参数；
5)异常报警及紧急处理功能，在所检测的相关参数之一发生报警时实行停机等相关操作。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型卷筒结构示意图；
图3为本实用新型排缆机构结构示意图；
图4为本实用新型导缆装置结构示意图；
图5为本实用新型导缆装置侧面结构示意图；
图6为本实用新型传动装置结构示意图；
图7为本实用新型控制系统结构示意图；
图8为本实用新型实施例卷筒排缆的示意图；
图中：1-显控柜，2-传动装置，3-排缆机构，4-缆绳，5-卷筒，6-接线盒，7-机架，8-过缆轮；
2-1-减速器，2-2-减速机输出端，2-3-链轮链条，2-4-电机，2-5-变速箱；
3-1-手轮、3-2-链轮、3-3安装座、3-4导缆装置、3-5双向丝杠、3-6导向杆、3-7滑动轴承；
3-41-导缆辊轮、3-42导缆座、3-43挡缆辊轮、3-44滑动轴套；
5-1-转接轴、5-2-防尘圈、5-3-轴承盖、5-4-轴承、5-5轴承座、5-6卷筒板筋、5-7卷筒轴、5-8卷筒壳体、5-9衬板、5-10卷筒法兰。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。
如图1，一种新型变档自动排绳装置，包括传动装置2、排缆机构3、缆绳4、卷筒5、接线盒6、机架7和过缆轮8，还包括显控柜1。
卷筒5用于储存缆绳，并承受缆绳张力。
传动装置2为卷筒和排缆机构3提供动力驱动。
排缆机构3辅助缆绳在卷筒5上缠绕，使缆绳在卷筒5上整齐排列。
机架7绞车卷筒5、传动装置2、排缆机构3和显控柜1的安装和支撑基体。
过缆轮8起到缆绳导向和张力测量的作用。
卷筒5包括转接轴5-1、防尘圈5-2、轴承盖5-3、轴承5-4、轴承座5-5、卷筒板筋5-6、卷筒轴5-7、卷筒壳体5-8、衬板5-9和卷筒法兰5-10；所述的卷筒壳体5-8、卷筒板筋5-6、卷筒法兰5-10、卷筒轴5-7焊接于一体，所述的卷筒壳体5-8采用光面壳体，卷筒轴5-7两端设置轴承5-4，并在轴承5-4两侧设置防尘圈5-2防尘、防污；所述的轴承5-4安装于轴承座5-5上，并设有轴承盖5-3；所述的轴承座5-5上设置有注油孔，所述的轴承座5-5设置有安装孔，通过螺栓安装与机架7上；所述的转接轴5-1两端分别与传动装置2中的减速机输出端和卷筒5中的卷筒轴5-7输入端相连；因粗缆和细缆均采用同一双向丝杠排布，在所述的卷筒法兰5-10两侧细缆层处设置衬板5-9来消除两端由于缆径不同存在的间隙偏差。
排缆机构3包括手轮3-1、链轮3-2、安装座3-3、导缆装置3-4、双向丝杠 3-5、导向杆3-6、滑动轴承3-7；所述的双向丝杠3-5一侧设有手轮3-1、链轮 3-2；另一侧设有滑动轴承3-7；所述的安装座3-3上下分别设有双向丝杠3-5 和导向杆3-6、所述的双向丝杠3-5和导向杆3-6上设有导缆装置3-4；所述的导缆装置3-4包括导缆辊轮3-41、导缆座3-42、挡缆辊轮3-43滑动轴套3-44；所述的导缆辊轮3-41采用变径辊轮，上端直径大，下端直径小，并在过渡处采用锥面圆滑过渡；导缆辊轮小径间下设有挡缆辊轮3-43；所述的挡缆辊轮3-43下设有滑动轴套3-44，套住双向丝杠3-5、导向杆3-6；所述的滑动轴套3-44 内设有滑块3-45；用于将双向丝杠3-5的旋转运动转变为轴向运动，并克服双向丝杠3-5的摩擦力和缆绳的轴向力驱动导缆装置3-4整体轴向往复运动；滑块 3-45外设有滑块3-45滑块套3-46。链轮3-2通过链条与传动装置中的变速箱2-5 相连并为双向丝杠3-5提供驱动力。导缆装置可在双向丝杠3-5的驱动下左右移动来实现缆绳的有序排布，导缆装置与卷筒的初始位置以及运行过程中可能导致的偏差可通过手轮手动调节。
本实施例中，双向丝杠作3-5用是驱动导缆装置左右运动，在链传动的作用下克服导缆装置在双向丝杠3-5和导向杆3-6上运动的摩擦力，自动换向完成排缆动作。双向丝杠3-5采用固定的梯形螺纹，螺距为60mm，外径为80mm，槽宽12mm，槽深10mm。导向杆3-6与双向丝杠3-5并列布置，在绞车运行过程中，导向杆3-6与双向丝杠3-5同时承受导缆装置3-4的弯矩和向下的作用力，为减小双向丝杠3-5所受的向下的作用力，双向丝杠与导向杆竖直方向布置。
传动装置2包括减速器2-1、减速机输出端2-2、链轮链条2-3、电机2-4、变速箱2-5；所述的电机2-4与减速器2-1连接；所述的减速机输出端2-2与卷筒轴连接；所述的减速器2-1与变速箱2-5通过链轮链条2-3连接；所述的变速箱2-5通过链轮与排缆机构3连接。
电机2-4作为动力源，经减速器2-1减速增扭矩后给卷筒5提供牵引缆绳的动力，并通过链轮3-2与排缆机构3的双向丝杠同步3-5传动。丝杠同步3-5采用固定螺距，排缆机构3的轴向移动速度随着缆径的不同而不同，因此设置变速箱2-5来满足缆径变化所需的不同减速比，当收、放缆至变径处时，切换变速箱 2-5改变输出减速比以满足同步要求，切换变速箱2-5传动比通过电动实现。
本实用新型的控制系统包括分别与PLC连接的角度传感器、压力传感器、接近开关、显示界面、变速箱电机控制器、电机控制器和绝对编码器；所述的角度传感器、压力传感器设置在过缆轮8上，所述的绝对编码器设置在电机2-4转动轴上；所述的变速箱电机控制器、电机控制器、PLC和显示界面设置在显控柜1 上。
卷筒排缆布置及尺寸如图8所示。卷筒需要整齐容纳500m细缆(Φ18mm)， 208m粗缆(Φ40mm)，以及30m尾绳(Φ10mm)。细缆采用20mm的排缆间隔，粗缆采用45的排缆间隔。为了缩小卷筒尺寸，减轻卷筒重量，细缆排4层，粗缆排3层，细缆和粗缆连接处位于第5层起始位置，卷筒上留2层粗缆的额外空间，尾绳按粗缆排列。
根据总体设计要求绞车匹配电机的功率为6KW。电机选取型号：SGMGV_75A，主要技术参数为：
功率P＝7.5kw；
转矩M＝119N·m；
减速机
减速机的功率和扭矩应大于本绞车设计的额定数值，由上述电机技术参数选用的德国KPM行星减速机，型号：KR3070，技术参数为：
最大转速n1max＝4000PRM；
功率Pt＝14kW；
减速比i＝143；
输出扭矩n2.h10000＝8221N.m；
输入扭矩Tb＝160N.m；
变速箱
双向丝杠的传动需采用不同的传动比来满足缆径不同排布整齐的要求，故设置变速箱，变速箱如图)所示，变速箱采用定轴轮系传动，单轴输入和单轴输出，采用滑移齿轮变速，滑移齿轮采用电力驱动，采用110HBP165ALA步进电机(法兰安装，直接连接在变速箱上)驱动。
链轮链条
链轮链条2-3用于将减速机输出轴动力输出至丝杠，驱动丝杠转动。
短节距精密滚子链具有耐磨损，可以缓和冲击，常用于动力装置，因此链轮链条2-3可选择单排滚子链传动。选择10A-SS型链条，其单排链抗拉载荷为 21.8kN,节距p＝15.875mm。
极限位置保护
在收放缆过程中，为了防止因收放过度而造成拖缆的损坏，在电机2-4上设置绝对编码器，通过绝对编码器来判断缆绳长度，当缆绳放出至极限设定长度时， PLC通过电机控制器制动，当缆绳回收快完成时，自动减速并停机。
工况监测
在缆绳收放和拖曳过程中，PLC实时监测压力传感器和角度传感器的输出值，通过分析计算得到缆绳张力，缆绳在过缆轮上进口角可通过缆绳所处的位置及过缆轮位置尺寸计算，而出口角则随拖曳状态的变化而发生较大的变化，通过设置角度传感器来实现出口角的测量，如张力值长时间(30s)超出正常值，则缆绳可能出现挂网的情况，向PLC报警；如果张力值长时间(30s)低于正常值，则缆绳可能断裂或丢失，应立即报警。
拖缆长度监测
测量放出拖缆长度的功能是通过记录电机转动圈数来实现的，记录电机转数通过安装在电机转动轴上的绝对编码器数值获得，由于电机2-4转动轴通过了减速比较大的减速器2-1，加之每次收放完成后都要对缆绳长度进行零位校准，因此，采用此方式来计算拖缆长度具有足够的精度。
变速箱操作
根据绝对编码器来判断缆的变径位置并有PLC通过变速箱电机控制器给变速箱的步进电机发出动作指令实现传动比的变更。变速箱2-5上安装三个接近开关，实时监控变速箱的档位，以确认变速箱变速到位。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，因此，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种新型变档自动排绳装置，包括传动装置(2)、排缆机构(3)、缆绳(4)、卷筒(5)、接线盒(6)、机架(7)和过缆轮(8)，其特征在于，还包括显控柜(1)；所述的卷筒(5)包括转接轴(5-1)、防尘圈(5-2)、轴承盖(5-3)、轴承(5-4)、轴承座(5-5)、卷筒板筋(5-6)、卷筒轴(5-7)、卷筒壳体(5-8)、衬板(5-9)和卷筒法兰(5-10)；所述的卷筒壳体(5-8)、卷筒板筋(5-6)、卷筒法兰(5-10)、卷筒轴(5-7)焊接于一体，所述的卷筒壳体(5-8)采用光面壳体，卷筒轴(5-7)两端设置轴承(5-4)，并在轴承(5-4)两侧设置防尘圈(5-2)防尘、防污；所述的轴承(5-4)安装于轴承座(5-5)上，并设有轴承盖(5-3)；所述的轴承座(5-5)上设置有注油孔，所述的轴承座(5-5)设置有安装孔，通过螺栓安装于机架(7)上；所述的转接轴(5-1)两端分别与传动装置(2)中的减速机输出端和卷筒(5)中的卷筒轴(5-7)输入端相连；因粗缆和细缆均采用同一双向丝杠排布，在所述的卷筒法兰(5-10)两侧细缆层处设置衬板(5-9)来消除两端由于缆径不同存在的间隙偏差；所述的排缆机构(3)包括手轮(3-1)、链轮(3-2)、安装座(3-3)、导缆装置(3-4)、双向丝杠(3-5)、导向杆(3-6)、滑动轴承(3-7)；所述的双向丝杠(3-5)一侧设有手轮(3-1)、链轮(3-2)；另一侧设有滑动轴承(3-7)；所述的安装座(3-3)上下分别设有双向丝杠(3-5)和导向杆(3-6)、所述的双向丝杠(3-5)和导向杆(3-6)上设有导缆装置(3-4)；所述的导缆装置(3-4)包括导缆辊轮(3-41)、导缆座(3-42)、挡缆辊轮(3-43)、滑动轴套(3-44)；所述的导缆辊轮(3-41)采用变径辊轮，上端直径大，下端直径小，并在过渡处采用锥面圆滑过渡；导缆辊轮小径间下设有挡缆辊轮(3-43)；所述的挡缆辊轮(3-43)下设有滑动轴套(3-44)，套住双向丝杠(3-5)、导向杆(3-6)；所述的滑动轴套(3-44)内设有滑块(3-45)；用于将双向丝杠(3-5)的旋转运动转变为轴向运动，并克服双向丝杠(3-5)的摩擦力和缆绳的轴向力驱动导缆装置(3-4)整体轴向往复运动；滑块(3-45)外设有滑块(3-45)、滑块套(3-46)；所述的传动装置(2)包括减速器(2-1)、减速机输出端(2-2)、链轮链条(2-3)、电机(2-4)、变速箱(2-5)；所述的电机(2-4)与减速器(2-1)连接；所述的减速机输出端(2-2)与卷筒轴连接；所述的减速器(2-1)与变速箱(2-5)通过链轮链条(2-3)连接；所述的变速箱(2-5)通过链轮与排缆机构(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型变档自动排绳装置，其特征在于，包括分别与PLC连接的角度传感器、压力传感器、接近开关、显示界面、变速箱电机控制器、电机控制器和绝对编码器；所述的角度传感器、压力传感器设置在过缆轮(8)上，所述的绝对编码器设置在电机(2-4)转动轴上；所述的变速箱电机控制器、电机控制器、PLC和显示界面设置在显控柜(1)上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |