CN116062638A

CN116062638A - 一种稳速下放绞车

Info

Publication number: CN116062638A
Application number: CN202111303246.2A
Authority: CN
Inventors: 孔凡凯; 崔文博; 王丙寒; 刘崇; 舒海生
Original assignee: Harbin Engineering University
Current assignee: Harbin Engineering University
Priority date: 2021-11-04
Filing date: 2021-11-04
Publication date: 2023-05-05

Abstract

一种稳速下放绞车，涉及海上撤离系统技术领域。本发明解决了现有绞车不能在无动力下使用、占用空间大、扭矩小而导致的整个撤离系统工作可靠性差且效率低的问题。所述绞车包括手轮、滚柱逆止器、换挡器、三级行星齿轮减速器、滚筒、摩擦式离心限速器、电机、左支架、右支架和绞车基座。本发明所述绞车具有稳速下放功能、下放时的制动功能、电机提升功能和手动提升功能；所用三级行星齿轮传动，传动比大，扭矩大；操作简单，只需转动操纵手柄即可实现个档位之间的变换；绞车采用同轴内藏式布置方式，减速器和换挡器内藏于卷筒中，使绞车结构紧凑，可以满足空间狭小的工况的要求。

Description

一种稳速下放绞车

技术领域

本发明涉及一种绞车，具体地说是涉及一种稳速下放绞车及其工作方法。

背景技术

绞车是用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的轻小型起重设备。绞车可单独使用，也可作为起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用。

在海上撤离系统中，绞车用作释放和回收装置，该用途下要求绞车尺寸尽可能小，且由于该系统多应用于危险海况下的人员安全撤离，此情况下绞车很难确保具备动力源，这就要求绞车在无外部动力的条件下也能够实现稳速下放和随时制动的功能。然而，目前市场上现有的绞车大多为液压驱动绞车，无法在无动力下使用；靠电力驱动的绞车没有稳速下放的功能，且在无动力源时无法使用；绞车减速器形式普遍采用圆柱直齿轮传动，占用空间大，扭矩小。因此，深入研究无动力条件下绞车的稳速下放与制动，设计能够应用于危险海况下的绞车是十分必要的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供在无动力下能够实现稳速下放与制动的绞车。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种稳速下放的绞车，其特征是：包括手轮、滚柱逆止器、换挡器、三级行星齿轮减速器、滚筒、摩擦式离心限速器、电机、左支架、右支架和绞车基座。所述的换挡器和三级行星齿轮减速器内置于卷筒内，减速器的左端与换挡器的右端连接固定，换挡器的左端与同固定在左侧支架上的滚柱逆止器通过输入轴连接，滚柱逆止器中心与手轮连接，卷筒左、右两端通过左支架、右支架与绞车基座连接，摩擦式离心限速器左端通过输入轴与三级行星齿轮减速器连接，右端连有电机。

本发明的优势在于：

本发明所述的一种稳速下放绞车在实现普通绞车提升与下放的基础上能够实现无动力下的稳速下放过程，具体说：

1、采用同轴内藏式布置方式，减速器和换挡器内藏于卷筒内使绞车结构更加紧凑，可以满足空间狭小的工况的要求；

2、采用三级行星齿轮传动，传动比大，扭矩大；

3、采用纯机械式结构，可实现无外部动力源情况下的稳速下放；

4、可实现手动、电动、紧急制动和稳速下放的功能；

5、只需转动操纵手柄即可实现各功能挡位之间的变换。

附图说明

图1是本发明所述的稳速下放绞车的结构示意图；

图2是本发明的手轮结构示意图；

图3是本发明的换挡器的结构示意图；

图4是本发明的三级行星齿轮减速器的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1至图4，本发明一种稳速下放绞车主要由手轮1、滚柱逆止器2、换挡器3、三级行星齿轮减速器4、卷筒5、摩擦式离心限速器6、电机7、左支架8、右支架9和绞车基座10组成。手轮1由手轮柄1-1、支承筒1-2、限位螺栓1-3、输入轴1-4组成；三级行星齿轮减速器4由一级行星组件4-1、二级行星组件4-2、三级行星组件4-3、减速器端盖4-4、减速器连接法兰A4-5、减速器连接法兰B4-6、减速器连接法兰C4-7、减速器连接法兰D4-8、传动轴4-9和输入轴4-10组成。一级行星组件4-1由行星架I4-1-1、内齿圈I4-1-2、行星轮I4-1-3、行星架轴I4-1-4和太阳轮I4-1-5组成；二级行星组件4-2由行星架II4-2-1、内齿圈II4-2-2、行星轮II4-2-3、行星架轴II 4-2-4和太阳轮II4-2-5组成；三级行星组件由行星架III4-3-1、内齿圈III4-3-2、行星轮III4-3-3、行星架轴III4-3-4和太阳轮III4-3-5组成。

结合图2，手轮柄1-1和支承筒1-2连接方式采用焊接，支承筒1-2和输入轴1-4之间采用键连接，支承筒1-2和限位螺栓1-3之间采用螺纹连接。支承筒1-2左半端内侧设有键槽。当换挡器切换到需要(不需要)手轮1转动时，向右(向左)推(拉)动手轮柄1-1，支承筒1-2与输入轴1-4连接(断开)，从而实现手轮1和绞车其他部分的连接(断开)。当手轮1处于断开状态时，绞车其他部位转动不会带动手轮柄1-1转动。

结合图3，换挡器3中的梯形螺杆3-1与左支架8上的梯形螺纹相配合，形成梯形螺纹副连接，右侧通过轴承支承，轴承通过压紧套3-3轴向固定，花键套3-7通过花键连接有内摩擦片3-4和外摩擦片3-5，外摩擦片3-5通过花键连接在托盘3-6上，托盘3-6通过轴承支承在换挡器外壳3-8上，换挡器端盖3-9与换挡器外壳3-8采用螺栓连接，换挡操纵杆3-2通过螺纹连接在梯形螺杆3-1上。换挡器端盖3-9为阶梯状结构，其左端的连接法兰与左支架8采用螺栓连接，端盖3-9上部的一个大角度开口为操纵杆3-2的转动提供空间。换挡操纵杆3-2带动梯形螺杆3-1转动，使得梯形螺杆3-1向右(向左)移动，通过轴承挤压(松开)压紧套3-3，使得压紧套3-3挤压(松开)摩擦片，摩擦片相互挤压(松开)，托盘3-6被连接(断开)，由此实现动力的传递(断开)。

结合图4，三级行星组件4-3中内齿圈Ⅲ4-3-2和太阳轮Ⅲ4-3-5同轴设置，在内齿圈4-3-2和太阳轮4-3-5之间分布有三个同时与内齿圈Ⅲ4-3-2和太阳轮Ⅲ4-3-5啮合的行星轮Ⅲ4-3-3,各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅲ4-3-4,且各行星架轴Ⅲ4-3-4和行星架Ⅲ4-3-1之间通过顶丝进行周向固定。行星架Ⅲ4-3-1的左端设计有法兰结构用于和换挡器3的右端进行螺栓连接固定，太阳轮Ⅲ4-3-5的两端有不同的齿轮结构，左端与行星齿轮Ⅲ4-3-3啮合，右端则与行星齿轮架Ⅱ4-2-1啮合，进而实现三级和二级之间的传动连接，太阳轮Ⅲ4-3-5中心开有通孔，使其便于安装在传动轴4-10上，太阳轮Ⅲ4-3-5的中心左端开有轴承孔，使其通过轴承和传动轴4-10支承连接。

二级行星组件4-2中内齿圈Ⅱ4-2-2和太阳轮Ⅱ4-2-5同轴设置,在内齿圈Ⅱ4-2-2和太阳轮Ⅱ4-2-5之间分布有三个同时与内齿圈Ⅱ4-2-2和太阳轮Ⅱ4-2-5啮合的行星轮Ⅱ4-2-3,各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅱ4-2-4,且各行星架轴Ⅱ4-2-4和行星架Ⅱ4-2-1之间通过顶丝进行周向固定。太阳轮Ⅱ4-2-5的两端有不同的齿轮结构，左端与行星轮Ⅱ4-2-3啮合，右端则与行星架Ⅰ4-1-1啮合，进而实现二级和一级之间的传动连接，太阳轮Ⅱ4-2-5中心开有通孔，使其便于安装在传动轴4-10上，太阳轮Ⅱ4-2-5的中心左端开有轴承孔，使其通过轴承和传动轴4-10支承连接。

一级行星组件4-1中内齿圈Ⅰ4-1-2和太阳轮Ⅰ4-1-5同轴设置,在内齿圈Ⅰ4-1-2和太阳轮Ⅰ4-1-5之间分布有三个同时与内齿圈Ⅰ4-1-2和太阳轮Ⅰ4-1-5啮合的行星轮Ⅰ4-1-3,各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅰ4-1-4,且各行星架轴Ⅰ4-1-4和行星架Ⅰ4-1-1之间通过顶丝进行周向固定。太阳轮Ⅰ4-1-5中心开有轴孔和两个键槽，用于连接传动轴4-10和输出轴4-9。

减速器连接法兰A4-5与卷筒5之间采用螺栓连接固定，减速器连接法兰D4-8中心开有通孔并置有轴承，用于和输出轴4-9之间连接支承。减速器端盖4-4、减速器连接法兰A4-5、内齿圈Ⅲ4-3-2、减速器连接法兰B4-6、内齿圈Ⅱ4-2-2、减速器连接法兰C4-7、内齿圈Ⅰ4-1-2、减速器连接法兰D4-8依次从左到右连接组成减速器4的壳体；减速器连接法兰A4-5和行星架Ⅲ4-3-1之间、减速器连接法兰B4-6和行星架Ⅲ4-3-1之间、减速器连接法兰C4-7和行星架Ⅱ4-2-1之间、减速器连接法兰D4-8和行星架Ⅰ4-1-1之间分别设有支承轴承。

结合图1至图4，本发明一种稳速下放绞车的功能和工作方法为：

稳速下放功能：向外拉动手轮柄1-1，切断手动部分的连接，通过转动换挡操纵杆3-2转动，带动梯形螺杆3-1的转动，从而使梯形螺杆3-1向左移动，进而通过轴承松开压紧套3-3，此时内摩擦片3-4和外摩擦片3-5相互松开，托盘3-6被断开，滚柱逆止器2在传动链上断开，卷筒5在下放重物的重力作用下越转越快，当到达一定速度时，离心式摩擦限速器6工作，进而实现稳速下放。

制动功能(下放时)：下放重物到指定位置需要制动时，通过转动换挡操纵杆3-2旋转，带动梯形螺杆3-1向右移动，通过轴承挤压压紧套3-3来挤压外摩擦片3-5，摩擦片相互挤压将托盘3-6压紧，此时滚柱逆止器2接入传动链，从而实现制动功能。

电机提升功能:向外拉动手轮柄1-1，切断手轮1和滚柱逆止器2的连接，通过转动换挡操纵杆3-2转动使梯形螺杆3-1向右移动，通过轴承挤压压紧套3-3来挤压外摩擦片3-5，摩擦片相互挤压将托盘3-6压紧，滚柱逆止器2接入传动链。打开电机电源，电机7带动卷筒5匀速提升重物，由于电机提升速度较慢，离心式摩限速器6不工作，并且由于滚柱逆止器2的接入，电动档提升时具有反向制动功能，可起到断电保护作用。

手动提升功能：向内推动手轮柄1-1，实现手轮1和滚柱逆止器2的连接，通过转动换挡操纵杆3-2转动使梯形螺杆3-1向右移动，通过轴承挤压压紧套3-3来挤压外摩擦片3-5，摩擦片相互挤压将托盘3-6压紧，滚柱逆止器2接入传动链。转动手轮柄1-1带动卷筒5旋转提升重物，由于手动提升速度较慢，所以离心式摩擦限速器6不工作，并且由于滚柱逆止器2的接入，手动提升过程中具有反向制动功能，起到保护作用。

Claims

1.一种稳速下放绞车，其特征是：包括手轮、滚柱逆止器、换挡器、三级行星齿轮减速器、卷筒、摩擦式离心限速器、电机、左支架、右支架、绞车基座；手轮包括手轮柄、支承筒、限位螺栓、输入轴，手轮柄和支承筒连接方式采用焊接，支承筒和输入轴之间采用键连接，支承筒和限位螺栓之间采用螺纹连接，支承筒左半端内侧设有键槽；换挡器包括梯形螺杆、换挡操纵杆、压紧套、内摩擦片、外摩擦片、托盘、花键套、换挡器外壳和换挡器端盖，换挡器中的梯形螺杆与左支架上的梯形螺纹相配合，形成梯形螺纹副连接，右侧通过轴承支承，轴承通过压紧套轴向固定，花键套通过花键连接有若干个内摩擦片，内摩擦片中间插有若干外摩擦片，外摩擦片通过花键连接在托盘上，托盘通过轴承支承在换挡器外壳上，换挡器端盖与换挡器外壳采用螺栓连接，换挡操纵杆与梯形螺杆通过螺纹连接；三级行星齿轮减速器包括一级行星组件、二级行星组件、三级行星组件、减速器端盖、减速器连接法兰A、减速器连接法兰B、减速器连接法兰C、减速器连接法兰D、传动轴和输入轴，减速器连接法兰A与卷筒之间采用螺栓连接固定，减速器连接法兰D中心开有通孔并放置有支承轴承，用于和输出轴之间连接支承。减速器端盖、减速器连接法兰A、内齿圈Ⅲ、减速器连接法兰B、内齿圈Ⅱ、减速器连接法兰C、内齿圈Ⅰ、减速器连接法兰D依次从左到右连接组成减速器的壳体；减速器连接法兰A和行星架Ⅲ之间、减速器连接法兰B和行星架Ⅲ之间、减速器连接法兰C和行星架Ⅱ之间、减速器连接法兰D和行星架Ⅰ之间分别设有支承轴承。

2.根据权利要求1所述的一种稳速下放绞车，其特征是：三级行星齿轮减速器中，各级行星组件中均包括行星架、内齿圈、行星轮、行星架轴和太阳轮；三级行星组件中内齿圈Ⅲ和太阳轮Ⅲ同轴设置，在内齿圈Ⅲ和太阳轮Ⅲ之间分布有三个同时与内齿圈Ⅲ和太阳轮Ⅲ啮合的行星轮Ⅲ，各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅲ,且各行星架轴Ⅲ和行星架Ⅲ之间通过顶丝进行周向固定，行星架Ⅲ的左端设计有法兰结构用于和换挡器的右端进行螺栓连接固定，太阳轮Ⅲ的两端有不同的齿轮结构，左端与行星齿轮Ⅲ啮合，右端则与行星齿轮架Ⅱ啮合，进而实现三级和二级之间的传动连接，太阳轮Ⅲ中心开有通孔，使其便于安装在传动轴上，太阳轮Ⅲ的中心左端开有轴承孔，使其通过轴承和传动轴支承连接；二级行星组件中内齿圈Ⅱ和太阳轮Ⅱ同轴设置,在内齿圈Ⅱ和太阳轮Ⅱ之间分布有三个同时与内齿圈Ⅱ和太阳轮Ⅱ啮合的行星轮Ⅱ,各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅱ,且各行星架轴Ⅱ和行星架Ⅱ之间通过顶丝进行周向固定，太阳轮Ⅱ的两端有不同的齿轮结构，左端与行星轮Ⅱ啮合，右端则与行星架Ⅰ啮合，进而实现二级和一级之间的传动连接，太阳轮Ⅱ中心开有通孔，使其便于安装在传动轴上，太阳轮Ⅱ的中心左端开有轴承孔，使其通过轴承和传动轴支承连接；一级行星组件中内齿圈Ⅰ和太阳轮Ⅰ同轴设置,在内齿圈Ⅰ和太阳轮Ⅰ之间分布有三个同时与内齿圈Ⅰ和太阳轮Ⅰ啮合的行星轮Ⅰ,各行星轮的中心设置有行星架轴Ⅰ,且各行星架轴Ⅰ和行星架Ⅰ之间通过顶丝进行周向固定，太阳轮Ⅰ中心开有轴孔和两个键槽，用于安装和连接传动轴和输出轴。

3.根据权利要求1或2所述的一种稳速下放绞车，其特征是：三级行星齿轮减速器的输入轴4-10和传动轴4-9分别为手动输入端和电动输入端，工作时可选择手动或电动输入，且减速器的内齿圈与卷筒固连在一起。

4.根据权利要求2或3所述的一种稳速下放绞车，其特征是：所述换挡器的操纵杆与梯形螺杆采用螺纹连接，通过旋转操纵杆带动梯形螺杆旋转，进而使其产生轴向位移，挤压或松开摩擦片，使动力传递或断开。