钢丝绳卷扬装置

摘要

本发明公开了一种钢丝绳卷扬装置，包括动力部件、固定架、设于固定架上且与动力部件相连的花键轴、活动套设于花键轴上的钢丝绳卷筒、以及螺母板、旋转架、导绳轮和压绳轮，通过卷筒与螺母板啮合，可沿花键轴移动，从而在钢丝绳绕进或绕出滑轮与卷筒时，完全不发生偏斜，即钢丝绳偏斜角为0°。这样即使在受结构尺寸的限制，如卷筒与滑轮之间的中心距很小的情况下，也不会因钢丝绳偏斜角过大而发生钢丝绳碰擦绳槽侧边或跳槽的现象。

权利要求

1.一种钢丝绳卷扬装置，包括动力部件、固定架、设于固定架上且与动力部件相连的花键轴、活动套设于花键轴上的钢丝绳卷筒，其特征在于：还包括螺母板、旋转架、导绳轮和压绳轮，所述的卷筒两端外缘设有外螺纹，螺母板设于固定架上且螺母板内侧设有内螺纹，与卷筒外螺纹构成一对螺纹副；旋转架转动设于花键轴上；导绳轮、压绳轮分别通过导绳轮轴、压绳轮轴相对设于旋转架上，并且导绳轮轴通过传动组件与花键轴相连，压绳轮由设于压绳轮轴两端的弹性压紧部件提供压向导绳轮的压紧力；所述的导绳轮为金属材料，其上还有一层橡胶套。

2.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的传动组件包括超越离合器、数级传动齿轮和导绳齿轮，超越离合器设于花键轴一端，导绳齿轮设于导绳轮轴一端，数级传动齿轮啮合于超越离合器、导绳齿轮之间，并分别通过各自的轮轴设于旋转架上。

3.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的导绳轮轴上并列设有多个固定孔，所述的导绳轮一端设有与固定孔相配合的固定螺栓。

4.如权利要求2所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的导绳轮轴另一端设有衬套，衬套通过螺栓固设于旋转架上。

5.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的压绳轮外缘上并列开有数个压绳槽，压绳轮轴上并列设有多个卡簧槽，并通过设置卡簧对压绳轮进行定位。

6.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的旋转架上还设有挡环，挡环套设于压绳轮轴一端，并通过紧定螺钉与压绳轮轴相固定。

7.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的固定架上设有用于安装螺母板的长槽型螺孔。

8.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的花键轴两端分别通过调心轴承设于固定架上。

9.如权利要求1所述的钢丝绳卷扬装置，其特征在于：所述的动力部件为液压马达。

说明书

钢丝绳卷扬装置

技术领域

[0001] 本发明涉及卷扬设备，更具体地说，涉及一种钢丝绳卷扬装置。

背景技术

[0002] 专利公开号CN2587839公开了一种电动卷绳器，由电机、减速器、卷绳筒、导绳器、钢丝绳和机壳组成。该电动卷绳器主要存在的问题是：由于收、放绳是一个双向的过程，并且在制造误差、正常磨损、钢丝绳截面并非理想圆形、钢丝绳在导绳轮上打滑等各种因素的影响下，卷筒与导绳轮之间无法真正同步，总是存在收绳时效果好，放绳时效果就差，或放绳时效果好，收绳时效果就差的现象。

[0003] 请参阅图1，图1中所示的为一种新型液压换枕机（已另案申请），用于铁路线路大修时更换混凝土轨枕。其原理是通过安装在机架1的夹轨爪2和主油缸3将钢轨4提升至轨枕5的上部，再利用卷扬装置6和滑轮部件7将旧轨枕拉出、新轨枕拉入，以实现换枕作业。

[0004] 若该卷扬装置采用如CN2587839等现有的电动卷绳器，会存在以下两个问题：1.因左侧的卷扬装置和滑轮部件中心距较小，将发生钢丝绳偏斜角过大的情形。2.两侧的卷扬装置在收、放绳过程中均无重力辅助，必须有人工牵引，否则就会有乱绳现象。上述两个问题均影响了换枕机的正常使用。因此，设计一种新的钢丝绳卷扬设备来克服上述缺陷。

发明内容

[0005] 针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种钢丝绳卷扬装置，适用于液压换枕机的换枕作业。

[0006] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 一种钢丝绳卷扬装置，包括动力部件、固定架、设于固定架上且与动力部件相连的花键轴、活动套设于花键轴上的钢丝绳卷筒，还包括螺母板、旋转架、导绳轮和压绳轮，所述的卷筒两端外缘设有外螺纹，螺母板设于固定架上且螺母板内侧设有内螺纹，与卷筒外螺纹构成一对螺纹副；旋转架转动设于花键轴上；导绳轮、压绳轮分别通过导绳轮轴、压绳轮轴相对设于旋转架上，并且导绳轮轴通过传动组件与花键轴相连，压绳轮由设于压绳轮轴两端的弹性压紧部件提供压向导绳轮的压紧力。

[0008] 所述的传动组件设于包括超越离合器、数级传动齿轮和导绳齿轮，超越离合器设于花键轴一端，导绳齿轮设于导绳轮轴一端，数级传动齿轮啮合于超越离合器、导绳齿轮之间，并分别通过各自的轮轴设于旋转架上。

[0009] 所述的导绳轮为金属材料，其上还有一层橡胶套。

[0010] 所述的导绳轮轴上并列设有多个固定孔，所述的导绳轮一端设有与固定孔相配合的固定螺栓。

[0011] 所述的导绳轮轴另一端设有衬套，衬套通过螺栓固设于旋转架上。

[0012] 所述的压绳轮外缘上并列开有数个压绳槽，压绳轮轴上并列设有多个卡簧槽，并通过设置卡簧对压绳轮进行定位。

[0013] 所述的旋转架上还设有挡环，挡环套设于压绳轮轴一端，并通过紧定螺钉与压绳轮轴相固定。

[0014] 所述的固定架上设有用于安装螺母板的长槽型螺孔。

[0015] 所述的花键轴两端分别通过调心轴承设于固定架上。

[0016] 所述的动力部件为液压马达。在上述技术方案中，本发明的钢丝绳卷扬装置具有以下几个优点：

[0017] 1、钢丝绳绕进或绕出滑轮与卷筒时，完全不发生偏斜，即钢丝绳偏斜角为0°。这样即使在受结构尺寸的限制，如卷筒与滑轮之间的中心距很小的情况下，也不会因钢丝绳偏斜角过大而发生钢丝绳碰擦绳槽侧边或跳槽的现象。

[0018] 2、出绳时，导绳轮与钢丝绳接触点的速率大于钢丝绳卷筒与钢丝绳接触点的速率，收绳时，两者速率相同。

[0019] 3、钢丝绳卷筒在花键轴上可轴向移动，且受螺纹板上螺纹导程等于钢丝绳直径的约束。

[0020] 4、钢丝绳无论在绕进或绕出卷筒时，无须外力辅助（如自重），也能顺利地收绳或放绳，且能保证钢丝绳整齐、紧密地缠绕在卷筒上，这样即使水平方向，甚至向上方放绳或收绳，也不会出现乱绳现象。

[0021] 5、整套导绳轮和压绳轮安装在可绕花键轴轴线旋转的旋转架上，相当于是卷筒的卫星轮，可随钢丝绳的出绳角度自动调整角度，所以导绳轮上的受力很小，这样即使水平方向，甚至向上方放绳或收绳，也不会出现乱绳现象。

[0022] 6、可从任易方向进、出绳，适用于液压换枕机的换枕作业，也特别适合于野外作业、户外体育、抗灾抢险等其他场合。

附图说明

[0023] 图1是一种新型液压换枕机的结构示意图；

[0024] 图2是本发明的钢丝绳卷扬装置的结构立体图；

[0025] 图3是本发明的钢丝绳卷扬装置的侧视图；

[0026] 图4是沿图3中A-A线的剖视图；

[0027] 图5是本发明的钢丝绳卷扬装置的后视图；

[0028] 图6是本发明的钢丝绳卷扬装置的出绳状态剖视图。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。

[0030] 请参阅图2～6图所示，本发明的钢丝绳卷扬装置100与现有技术相同的是，同样包括动力部件101、固定架102、设于固定架102上且与动力部件101相连的花键轴103、活动套设于花键轴103上的钢丝绳卷筒104，动力部件101可采用液压马达或其它动力装置，用以驱动花键轴103转动，固定架102通过设置一对调心轴承105用以安装花键轴103，钢丝绳卷筒104用以绕卷钢丝绳106，并通过调心轴承105可消除因制造时造成的固定架102轴承孔的不同心误差。与现有技术不同的是，该钢丝绳卷扬装置100还包括螺母板107、旋转架108、导绳轮109和压绳轮110，其中，所述的卷筒104两端外缘设有外螺纹105a，螺母板107设于固定架
102上且螺母板107内侧设有内螺纹105b，通过内螺纹105b与卷筒104外螺纹105a构成一对螺纹副，如此，当卷筒104随花键轴103旋转的同时，受螺纹副作用还可沿花键轴103进行横向移动，该螺纹副的导程正好等于钢丝绳106的直径，且旋向相同，这样当卷筒104旋转一周，则移动一个导程，而钢丝绳106收（或放）一圈，正好弥补了这一位移，这样便可使钢丝绳
106的出绳头位置始终保证不变，保证了钢丝绳106偏斜角为0°。所述的旋转架108转动设于花键轴103上，可绕花键轴103进行旋转。卷筒104在收、放绳过程中，钢丝绳106绳头处必须有外力辅助，否则就会出现乱绳现象，因此设置了上述导绳轮109和压绳轮110，导绳轮109、压绳轮110分别通过导绳轮轴111、压绳轮轴112相对设于旋转架108上，并且导绳轮轴111通过传动组件113与花键轴103相连，压绳轮110由设于压绳轮轴112两端的弹性压紧部件114提供压向导绳轮109的压紧力，使得压绳轮110始终能够将钢丝绳106压紧在位于其上方的导绳轮109上，可对粗细不均的钢丝绳106起到始终压紧的作用。而整套导绳轮109和压绳轮
110安装在可绕花键轴103轴线旋转的旋转架108上，相当于是卷筒104的卫星轮，可随钢丝绳106的出绳角度自动调整角度，所以导绳轮109上受力很小，这样即使在水平方向甚至向上方放绳或收绳也不会出现乱绳现象

[0031] 所述的传动组件113设于包括超越离合器115、数级传动齿轮116和导绳齿轮117，超越离合器115设于花键轴103一端，导绳齿轮117设于导绳轮轴111一端，数级传动齿轮116啮合于超越离合器115、导绳齿轮117之间，并分别通过各自的轮轴118设于旋转架108上。图4中所示的传动齿轮116为两级，通过传动齿轮116能够将卷筒104的转速n1按比例传给导绳轮109，得到导绳轮109的转速n2。

[0032] 设钢丝绳在卷筒104上的卷绕半径为R1=卷筒1半径+钢丝绳半径；设导绳轮109的导绳半径为R2=导绳轮半径+钢丝绳半径。则存在下式的关系：

[0033] R1×n1=R2×n2=钢丝绳的线速度

[0034] 这个关系式也是目前许多绕绳器设计方案解决卷筒104与导绳轮109之间同步问题的理论依据。然而在实际应用中存在着诸多问题：收、放绳是一个双向的过程，而由于制造误差、正常磨损、钢丝绳106截面并非理想圆形、钢丝绳106在导绳轮109上打滑等各种因素的影响，卷筒104与导绳轮109之间无法真正同步。总是存在当收绳时效果好，放绳时效果就差；当放绳时效果好，收绳时效果就差的问题。

[0035] 为解决上述问题，本发明可采用适当加大导绳轮109的导绳半径R2或改变传动齿轮116的速比，以增加导绳轮109的转速n2，得到如下关系：

[0036] 钢丝绳在导绳轮上运动的线速度＞钢丝绳在卷筒上运动的线速度。

[0037] 但是，改变传动链的速比增加n2，很难做到无级调整，且设计的灵活性也受到限制，因此采用加大导绳轮109的导绳半径R2更佳。

[0038] 这样在放绳时，相当于是导绳轮109牵引着钢丝绳106向外放绳。而导绳轮109的牵引力很有限，当拉不动钢丝绳106时，就形成钢丝绳106在导绳轮109上的打滑，所以R2的增大量要适当，经反复试验证明，当钢丝绳106的直径为6mm时，R2以增加1%～2%为宜（相当于线速度增加6.28%～12.56%），此外导绳轮109的接触面宜采用耐磨、硬度较低、摩擦系数高的材料，因此可将导绳轮109本体采用金属材料制作，另外在其上设置一层耐磨夹布橡胶套119或者增强尼龙等其它材料套，以减小打滑时对钢丝绳106的磨损，且可以通过增加摩擦系数增加导绳轮109对钢丝绳106的驱动力。另外，因导绳轮109和压绳轮110在弹性压紧机构作用下产生的压紧力很小，当钢丝绳106的直径为6mm时，有400N就足够，在不重要的场合，使用较软的金属材料也可以。

[0039] 而在收绳时，为了避免因导绳轮109收绳速度超过卷筒104收绳速度，而出现乱绳的情况，通过上述超越离合器115，在收绳时，超越离合器115不再把花键轴103的动力传递给传动齿轮116，相当于把传动链切断，从而不再向导绳轮109输出扭矩，收绳时相当于卷筒104直接带动钢丝绳106，此时导绳轮109、压绳轮110是被动旋转，它们和弹性压紧部件114构成了一套阻尼系统，提供一个收绳时的辅助外力。

[0040] 所述的导绳轮轴111上并列设有多个固定孔120，所述的导绳轮109一端设有与固定孔120相配合的固定螺栓121，如此，当导绳轮109上的橡胶套119有磨损时，可进行有级移动至其它位置，使钢丝绳106与未磨损处相接触，延长其使用寿命。

[0041] 所述的导绳轮轴111另一端设有衬套122，衬套122通过螺栓固设于旋转架108上，当拆除衬套122后，可方便导绳轮109的拆卸和更换。

[0042] 所述的压绳轮110外缘上并列开有数个压绳槽123，通过压绳槽123可固定钢丝绳106的位置，并可根据磨损情况将钢丝绳106转换至其它压绳槽123。压绳轮轴112上还并列设有多个卡簧槽124，通过设置卡簧125可将压绳轮110定位在合适的位置。

[0043] 所述的旋转架108上还设有挡环126，挡环126套设于压绳轮轴112一端，并通过紧定螺钉127与压绳轮轴112相固定，当拆除紧定螺钉127后，压绳轮轴112可轴向移动，在不拆除拉杆的情况下可更换压绳轮110。

[0044] 所述的固定架102上设有用于安装螺母板107的长槽型螺孔128，螺母板107通过长槽型螺孔128安装在固定架102上，可精确调整缠绕在钢丝绳卷筒104上的钢丝绳106与导绳轮109间的位置。

[0045] 综上所述，采用本发明的钢丝绳卷扬装置100具有以下几个优点：

[0046] 1、钢丝绳106绕进或绕出滑轮与卷筒104时，完全不发生偏斜，即钢丝绳106偏斜角为0°。这样即使在受结构尺寸的限制，如卷筒104与滑轮之间的中心距很小的情况下，也不会因钢丝绳106偏斜角过大而发生钢丝绳106碰擦绳槽侧边或跳槽的现象。

[0047] 2、出绳时，导绳轮109与钢丝绳106接触点的速率大于钢丝绳卷筒104与钢丝绳106接触点的速率，收绳时，两者速率相同。

[0048] 3、钢丝绳卷筒104在花键轴103上可轴向移动，且受螺纹板上螺纹导程等于钢丝绳106直径的约束。

[0049] 4、钢丝绳106无论在绕进或绕出卷筒104时，无须外力辅助（如自重），也能顺利地收绳或放绳，且能保证钢丝绳106整齐、紧密地缠绕在卷筒104上，这样即使水平方向，甚至向上方放绳或收绳，也不会出现乱绳现象。

[0050] 5、整套导绳轮109和压绳轮110安装在可绕花键轴103轴线旋转的旋转架108上，相当于是卷筒104的卫星轮，可随钢丝绳106的出绳角度自动调整角度，所以导绳轮109上的受力很小，这样即使水平方向，甚至向上方放绳或收绳，也不会出现乱绳现象。

[0051] 6、可从任易方向进、出绳，适用于液压换枕机的换枕作业，也特别适合于野外作业、户外体育、抗灾抢险等其他场合。

[0052] 本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。