CN110920811B - 一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，包括底座、千斤顶、安装筒体、伸缩机构、随动滑轮、张力滑轮组、补偿滑轮及动力滑轮机构，所述筒体及所述千斤顶均安装于底座上，所述千斤顶位于安装筒体的内部，所述伸缩机构的底部安装于所述千斤顶的顶盘上，所述伸缩机构的顶部连接补偿滑轮，所述补偿滑轮位于安装筒体内腔的上部，所述随动滑轮与所述动力滑动机构设置于安装筒体外壁上相对的两侧，所述张力滑轮组设置于随动滑轮的一侧，所述张力滑轮组安装于随动滑轮与补偿滑轮之间。本发明实现了无液压驱动，缩小了补给系统于实船上占用空间，满足系统总体要求，后续维护也更为方便。

Description

一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置

技术领域

本发明属于船舶海上补给技术领域，具体涉及一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置。

背景技术

海上补给是现代海战必须采用的后勤保障手段。如附图1所示，在进行航行横向补给时，需要在同向并行航行两船(补给船1＇与接收舰6＇)之间架设张力索具后通过载货4＇小车才能实施补给作业。防松装置在航行横向补给作业中扮演着不可替代的作用，补给作业开始时绞车上的钢丝绳需要以一定张力放出架设形成传送闭环(包括内牵索2＇、承重索3＇及外牵索5＇)，补给作业结束时绞车上的钢丝绳也需要以一定张力收回至卷筒上，否则绞车就会出现乱绳及嵌绳现象，同时补给作业过程中伴随着风、浪、流作用及偏航的影响，加之两船吨位不等及船型差别大，两船之间必然产生规律较复杂的相对运动，此时索道上的张力也会出现较大波动，严重影响系统控制精度，进而影响传送设备、物资及人员的安全。

在横向补给作业过程中，舰艇机动性最差，补给时间越长，越容易成为攻击对象，同时，错过稍纵即逝的战机的概率越大。21世纪的海上战场，物资、弹药消耗剧增，且补给物资朝着大型化、重型化方向发展，如何提高补给能力，缩短补给时间是后勤保障的关键，电力海补应运而生，电力海补系统中负载和速度指标要求均大幅提升，此时整个系统对防松装置的作用有更高要求。

目前的防松装置为液压驱动型式，如附图2及图3所示，该型式防松装置由液压马达7＇、钢丝绳轮9＇、机架8＇及液压夹紧装置10＇组成，液压马达7＇直接驱动钢丝绳轮9＇旋转，同时液压夹紧装置10＇夹紧钢丝绳轮9＇外侧以对轮槽内钢丝绳产生摩擦力，最终达到“防松”目的。该型式防松装置没有张力补偿装置，无法补偿系统张力波动，并且需要单独配备液压泵站，对安装空间、油液、液压管路等均有较高要求，液压维修工作也很繁琐，耗费大量人力物力。更重要的是，电力海补速度和负载指标要求均有大幅提升，张力波动会更加剧烈，液压驱动型式的防松装置已经满足不了电力海补的需求，必须重新配套新型防松装置。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，本发明能够实现无液压驱动，缩小了补给系统于实船上占用空间，在补给作业过程中能够补偿钢索上的张力波动，提高系统控制精度，保证补给作业顺利进行。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，包括底座、千斤顶、安装筒体、伸缩机构、随动滑轮、张力滑轮组、补偿滑轮及动力滑轮机构，所述筒体及所述千斤顶均安装于所述底座上，所述千斤顶位于所述安装筒体的内部，所述伸缩机构的底部安装于所述千斤顶的顶盘上，所述伸缩机构的顶部连接所述补偿滑轮，所述补偿滑轮位于所述安装筒体内腔的上部，所述随动滑轮与所述动力滑动机构设置于所述安装筒体外壁上相对的两侧，所述张力滑轮组设置于所述随动滑轮的一侧，所述张力滑轮组安装于所述随动滑轮与所述补偿滑轮之间，所述随动滑轮、所述动力滑轮机构与所述安装筒体均通过轴销连接并能够沿所述安装筒体的周向摆动，

所述动力滑轮机构包括驱动电机、减速机、气动离合器、动力滑轮、夹紧气缸及夹紧臂，所述驱动电机的输出端连接所述减速机的输入端，所述减速机的输出端连接所述气动离合器的输入端，所述气动离合器的输出端连接所述动力滑轮，所述夹紧气缸的输出端连接所述夹紧臂，所述夹紧臂位于所述动力滑轮的两侧，

钢丝绳由所述随动滑轮穿入，依次经过所述张力滑轮组与所述补偿滑轮，由所述动力滑动机构穿出。

更进一步地，所述张力滑轮组包括张力滑轮安装架、张力滑动轮一、张力滑动轮二、张力传感器一、张力传感器二，所述张力滑动轮一、所述张力滑动轮二上下交错设置并分别与所述张力滑动安装架轴连接，所述张力传感器一紧靠所述张力滑动轮一安装于所述滑轮安装架上，所述张力传感器二紧靠所述张力滑动轮二安装于所述滑轮安装架上，所述张力滑轮安装架固定安装于所述安装筒体上。

更进一步地，所述动力滑轮以轴连接的方式连接动力滑轮安装架，所述动力滑动轮安装架通过轴销连接所述安装筒体，所述动力滑轮的两侧设置有摩擦片，所述夹紧臂位于所述摩擦片的两侧。

更进一步地，所述随动滑轮以轴连接的方式连接随动滑轮安装架，所述随动滑轮安装架通过轴销连接所述安装筒体。

更进一步地，所述补偿滑轮以轴连接的方式连接补偿滑轮安装架，所述补偿滑轮安装架固定安装于所述伸缩机构的顶部。

更进一步地，所述伸缩机构为导向伸缩弹簧、伸缩气缸或伸缩电动缸。

更进一步地，还包括速度编码器，所述速度编码器连接所述主动滑动或所述随动滑轮或所述补偿滑轮。

更进一步地，所述随动滑轮的轴心的高度与所述主动滑动的轴心的高度相同。

本发明实现了无液压驱动，缩小了补给系统于船舶上的占用空间。本发明的动力输出均集中在动力滑轮机构中，动力滑轮机构由驱动电机输入主轴动力，气动离合器及夹紧气缸均由气源输入具有一定压力的气体使其工作，整个防松装置实现无液压驱动，缩小了补给系统于实船上的占用空间，满足系统总体要求。

本发明的随动滑轮与动力滑轮沿安装筒体的周向能够小幅度的摆动，以适应时刻变化的的入绳及出绳角度，满足系统穿索布置要求。

本发明的防松装置安装于绞车的前端，架索工况下，绞车处于被动状态，防松装置处于主动状态，防松装置的驱动电机主动旋转，气动离合器处于闭合状态，减速机及气动离合器将动力传输至动力滑轮上，使其转动，夹紧气缸通过其自身气缸伸缩夹住动力滑轮两侧摩擦片，进而对槽中的钢丝绳产生一定摩擦力，随着动力滑轮的转动，最终防松装置能够以一定张力导出绞车上的钢丝绳。

本发明在解索工况下，绞车处于主动状态，防松装置处于被动状态，气动离合器处于闭合状态，夹紧气缸通过自身气缸伸缩夹住动力滑轮两侧摩擦片，进而对槽中的钢丝绳产生一定挤压，随着绞车主动收索带动防松装置上的动力滑轮转动，防松装置的驱动电机被短时倒拖，产生馈电，倒拖驱动电机产生的阻力保证绞车卷筒上不发生乱绳现象。

本发明在补给作业的过程中，防松装置的气动离合器处于脱开状态，夹紧气缸与动力滑轮也处于脱开状态，该工况下只有动力滑轮自身转动，驱动电机静止，实现“自由轮”，避免驱动电机长期被拖过热而发生损坏。

本发明的张力滑轮组上的张力传感器一及张力传感器二能够提供相应张力信号到电控系统进行换算，最终得出系统钢丝绳张力值，速度编码器能够提供滑轮转速信息，实时提供钢丝绳张力及滑轮转速信息以供控制系统用于程序控制。

本发明的伸缩机构根据钢丝绳的张力波动上下伸缩至平衡位置，具有张力波动补偿的作用。

本发明的各部分套件之间相互独立，整体可拆，维修方便，各部套件内部结构分明，轴承、摩擦片的易损件拆卸方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、实现了无液压驱动，缩小了补给系统于实船上占用空间，满足系统总体要求，后续维护也更为方便。

2、出绳滑轮能够调整角度，满足系统穿索布置要求。

3、补给作业架索时能够以一定张力导出绞车上的钢丝绳，保证绞车顺利放索。

4、补给作业结束，绞车主动收索时能够提供一定张力作为阻力，保证绞车卷筒上不发生乱绳现象。

5、补给作业过程中能够实时提供钢丝绳张力及滑轮转速信息以供控制系统用于程序控制。

6、补给作业过程中能够实现“自由轮”工况，避免电机长期被倒拖导致过热而损坏，保证补给作业顺利进行。

7、补给作业过程中能够补偿钢索上的张力波动，提供系统控制精度，保证补给作业顺利进行。

8、维修及易损件更换均很方便。

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为本发明背景技术中海上横向补给的作业示意图。

图2为本发明背景技术中液压驱动型防松装置的主视图。

图3为本发明背景技术中液压驱动型防松装置的左视图。

图4为本发明电驱动钢丝绳防松装置的立体结构示意图。

图5为本发明电驱动钢丝绳防松装置的主视图。

图6为本发明电驱动钢丝绳防松装置中动力滑轮机构的结构示意图。

图7为本发明电驱动钢丝绳防松装置中张力滑轮组的结构示意图。

其中，附图标记具体说明如下：

背景技术：补给船1＇、内牵索2＇、承重索3＇、载货小车4＇、外牵索5＇、接收舰6＇、液压马达7＇、机架8＇、钢丝绳轮9＇、液压夹紧装置10＇。

具体实施方式：底座1、安装筒体2、千斤顶3、随动滑轮4、张力滑轮组5、补偿滑轮6、动力滑轮机构7、补偿滑轮安装架8、伸缩机构9、随动滑轮安装架10、钢丝绳11、强电箱12、气控及弱电箱13、驱动电机14、减速机15、气动离合器16、动力滑轮17、夹紧气缸18、夹紧臂19、摩擦片20、动力滑轮安装架21、张力滑轮安装架22、张力滑动轮一23、张力滑动轮二24、张力传感器一25、张力传感器二26、速度编码器27。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图4及图5所示，本实施例提供一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，包括底座1、千斤顶3、安装筒体2、伸缩机构9、随动滑轮4、张力滑轮组5、补偿滑轮6及动力滑轮机构7，筒体及千斤顶3均安装于底座1上，千斤顶3位于安装筒体2的内部，伸缩机构9的底部安装于千斤顶3的顶盘上，伸缩机构9的顶部连接补偿滑轮6，补偿滑轮6位于安装筒体2内腔的上部，随动滑轮4与动力滑动机构设置于安装筒体2外壁上相对的两侧。张力滑轮组5设置于随动滑轮4的一侧，考虑到张力滑轮组5入绳和出绳角度不能变化太大故将张力滑轮组5安装于随动滑轮4与补偿滑轮6之间，随动滑轮4、动力滑轮机构7与安装筒体2均通过轴销连接并能够沿安装筒体2的周向摆动，以适应时刻变化的的入绳及出绳角度，保证导向滑轮左右侧均匀受力，延长其寿命。

其中，随动滑轮4以轴连接的方式连接随动滑轮安装架10，随动滑轮安装架10通过轴销连接安装筒体2。补偿滑轮6以轴连接的方式连接补偿滑轮安装架8，补偿滑轮安装架8固定安装于伸缩机构9的顶部。伸缩机构9可以为导向伸缩弹簧、伸缩气缸或伸缩电动缸，本实施例中伸缩机构9采用导向伸缩弹簧，即采用伸缩弹簧套设于导向杆外部的结构。导向伸缩弹簧可根据钢丝绳11上的张力波动上下伸缩至平衡位置，达到补偿张立波动的目的，安装于导向伸缩弹簧下部的千斤顶3用于设置导向伸缩弹簧的初张力，调整其伸缩行程。

如图6所示，动力滑轮机构7包括驱动电机14、减速机15、气动离合器16、动力滑轮17、夹紧气缸18及夹紧臂19，驱动电机14的输出端连接减速机15的输入端，减速机15的输出端连接气动离合器16的输入端，气动离合器16的输出端连接动力滑轮17，夹紧气缸18的输出端连接夹紧臂19，夹紧臂19位于动力滑轮17的两侧。动力滑轮17以轴连接的方式连接动力滑轮安装架21，动力滑动轮安装架21通过轴销连接安装筒体2，动力滑轮17的两侧设置有摩擦片20，该摩擦片20通过弹簧钢片固定，夹紧臂19位于摩擦片20的两侧，夹紧气缸18伸缩通过伸缩臂夹紧动力滑轮17两侧摩擦片20，进而对槽中的钢丝绳11产生一定摩擦力，随着动力滑轮17的转动，从而钢丝绳11产生一定张力，达到“防松”的目的。动力滑轮17的轴端安装有速度编码器27，速度编码器27也可根据情况安装于随动滑轮4或补偿滑轮6的位置，速度编码器27能够提供各个滑轮转速信息。随动滑轮4的轴心的高度与主动滑动的轴心的高度相同，提高了防松装置整体的平衡性。

如图7所示，张力滑轮组5包括张力滑轮安装架22、张力滑动轮一23、张力滑动轮二24、张力传感器一25、张力传感器二26，张力滑动轮一23、张力滑动轮二24上下交错设置并分别与张力滑动安装架轴连接，张力传感器一25紧靠张力滑轮一23安装于张力滑轮安装架22上，张力传感器二26紧靠张力滑轮二24安装于滑轮安装架上，滑轮安装架固定安装于安装筒体2上。钢丝绳11穿过张力滑动轮一23及张力滑动轮二24后，对张力传感器一25及张力传感器二26产生一定挤压，从而输出相应张力信号到电控系统进行换算，最终得出系统钢丝绳11张力值。

本实施例中，安装筒体2上安装有强电箱12、气控及弱电箱13，强电箱12用于驱动电机14接线，气控及弱电箱13用于连接外部气源管路及各传感器信号输出。

本实施例的使用方法为：钢丝绳11由随动滑轮4穿入，依次经过张力滑轮组5与补偿滑轮6，由动力滑动机构7穿出。

在架索工况下，绞车处于被动状态，防松装置处于主动状态，防松装置的驱动电机14主动旋转，气动离合器16处于闭合状态，减速机15及气动离合器16将动力传输至动力滑轮17上，使其转动，夹紧气缸18通过其自身气缸伸缩夹住动力滑轮17两侧摩擦片20，进而对槽中的钢丝绳11产生一定摩擦力，随着动力滑轮17的转动，最终防松装置能够以一定张力导出绞车上的钢丝绳11。

在解索工况下，绞车处于主动状态，防松装置处于被动状态，气动离合器16处于闭合状态，夹紧气缸18通过自身气缸伸缩夹住动力滑轮17两侧摩擦片20，进而对槽中的钢丝绳11产生一定挤压，随着绞车主动收索带动防松装置上的动力滑轮17转动，防松装置的驱动电机14被短时倒拖，产生馈电，倒拖驱动电机14产生的阻力保证绞车卷筒上不发生乱绳现象。

在补给作业的过程中，防松装置的气动离合器16处于脱开状态，夹紧气缸18与动力滑轮17也处于脱开状态，该工况下只有动力滑轮17自身转动，驱动电机14静止，实现“自由轮”，避免驱动电机14长期被拖过热而发生损坏。

尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (7)

1.一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，包括底座、千斤顶、安装筒体、伸缩机构、随动滑轮、张力滑轮组、补偿滑轮及动力滑轮机构，所述安装筒体及所述千斤顶均安装于所述底座上，所述千斤顶位于所述安装筒体的内部，所述伸缩机构的底部安装于所述千斤顶的顶盘上，所述伸缩机构的顶部连接所述补偿滑轮，所述补偿滑轮位于所述安装筒体内腔的上部，所述随动滑轮与所述动力滑轮机构设置于所述安装筒体外壁上相对的两侧，所述张力滑轮组设置于所述随动滑轮的一侧，所述张力滑轮组安装于所述随动滑轮与所述补偿滑轮之间，所述随动滑轮、所述动力滑轮机构与所述安装筒体均通过轴销连接并能够沿所述安装筒体的周向摆动，

所述动力滑轮机构包括驱动电机、减速机、气动离合器、动力滑轮、夹紧气缸及夹紧臂，所述驱动电机的输出端连接所述减速机的输入端，所述减速机的输出端连接所述气动离合器的输入端，所述气动离合器的输出端连接所述动力滑轮，所述夹紧气缸的输出端连接所述夹紧臂，所述夹紧臂位于所述动力滑轮的两侧，

钢丝绳由所述随动滑轮穿入，依次经过所述张力滑轮组与所述补偿滑轮，由所述动力滑轮机构穿出，

所述张力滑轮组包括张力滑轮安装架、张力滑动轮一、张力滑动轮二、张力传感器一、张力传感器二，所述张力滑动轮一、所述张力滑动轮二上下交错设置并分别与所述张力滑轮安装架轴连接，所述张力传感器一紧靠所述张力滑动轮一安装于所述张力滑轮安装架上，所述张力传感器二紧靠所述张力滑动轮二安装于所述张力滑轮安装架上，所述张力滑轮安装架固定安装于所述安装筒体上。

2.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，所述动力滑轮以轴连接的方式连接动力滑轮安装架，所述动力滑轮安装架通过轴销连接所述安装筒体，所述动力滑轮的两侧设置有摩擦片，所述夹紧臂位于所述摩擦片的两侧。

3.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，所述随动滑轮以轴连接的方式连接随动滑轮安装架，所述随动滑轮安装架通过轴销连接所述安装筒体。

4.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，所述补偿滑轮以轴连接的方式连接补偿滑轮安装架，所述补偿滑轮安装架固定安装于所述伸缩机构的顶部。

5.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，所述伸缩机构为导向伸缩弹簧、伸缩气缸或伸缩电动缸。

6.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，还包括速度编码器，所述速度编码器连接所述动力滑轮或所述随动滑轮或所述补偿滑轮。

7.如权利要求1所述的一种海上补给用电驱动钢丝绳防松装置，其特征在于，所述随动滑轮的轴心的高度与所述动力滑轮的轴心的高度相同。

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