[实用新型]短轴式卷扬提升式升船机用卷筒装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及卷扬提升式升船机用卷筒装置。

背景技术

卷扬提升式升船机的卷筒是整机最关键的部件。相对一般起重设备的卷筒具有以下特点：卷筒要承受由船厢侧和平衡重侧的多根钢丝绳拉力而产生的弯曲应力，还需承受较大的扭矩载荷，其弯曲应力和扭矩载荷较常规起重机卷筒要大数倍以上。升船机卷筒上均设有安全制动器的制动盘，制动盘对承载变形有很高的要求。作为升船机上的关键受力部件，要承受超常规的弯曲应力和扭矩，还需控制其承载变形，因此，升船机上的卷筒设计是升船机主提升机能否可靠运行的关键。

目前，国外升船机应用较多的是德国、比利时、英国、法国、前苏联等内河航运较发达的国家。我国是近年来在大中型水利枢纽上修建升船机最多的国家。先后在广西红水河的岩滩、重庆的彭水、湖北清江高坝洲、四川亭子口、乌江思林、沙沱等水利枢纽上建设了一批大、中型钢丝绳卷扬提升式垂直升船机，有的已建成并投入运行。综合国内外已建、在建的典型升船机工程，其卷筒相关结构参数见下表：

从上表可以看出：

1、上表中所有升船机均采用长轴式卷筒方案；

2、提升高度较大的升船机，其卷筒上钢丝绳出头数量都较少；

3、大型升程升船机上，卷筒长径比较小；

4、现有的国内外所有升船机工程中，单个卷筒上单侧钢丝绳出头均不超过8根。

按照一般起重卷筒设计，为保证超长卷筒具有较强的抗弯、抗扭性能，必须加大卷筒壁厚，从而不利于卷筒加工、制造及安装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供短轴式卷扬提升式升船机用卷筒装置，能够减少卷筒长度和壁厚，使卷筒受力状况明显改善，同时较好地控制了卷筒结构的轴向变形。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

短轴式卷扬提升式升船机用卷筒装置，包括机架、卷筒和钢丝绳，卷筒的一侧连接减速器输出轴，卷筒的另一侧连接制动盘，卷筒的外壁上设有绳槽，钢丝绳卷绕在绳槽中，其特征在于：卷筒内设有卷筒短轴，卷筒短轴一侧连接机架，卷筒短轴靠近减速器输出轴的一侧连接有内支承幅板，卷筒连接外支承幅板，外支承幅板固定连接制动盘，减速器输出轴连接联轴器带动卷筒转动。

进一步，每根钢丝绳在卷筒两侧分别形成提升绳出绳头和转矩平衡绳出绳头，提升绳出绳头与船厢连接，转矩平衡绳出绳头与转矩平衡重连接。

进一步，卷筒上连接有压板，压板将钢丝绳固定连接在卷筒上。

进一步，压板的宽度为绳槽的3-5个节距。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

采用短轴式卷筒结构并设置内外支承幅板，能有效增强卷筒整体抗弯性能，同时每根钢丝绳的两端作为提升绳和转矩平衡绳共用，且相邻的提升绳和转矩平衡绳共用卷筒的绳槽，从而大大减少卷筒长度和壁厚，使卷筒受力状况明显改善，同时较好地控制了卷筒结构的轴向变形。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型短轴式卷扬提升式升船机用卷筒装置的结构示意图；

图2为本实用新型中钢丝绳卷绕在卷筒上的结构示意图；

图3为本实用新型中卷筒三维有限元建模图；

图4为本实用新型中卷筒荷载加载效果图；

图5为本实用新型中卷筒第一等效应力图；

图6为本实用新型中卷筒第二等效应力图；

图7为本实用新型中卷筒等效应力剖视图；

图8为本实用新型中卷筒短轴及支撑处等效应力图；

图9为本实用新型中卷筒结构轴向位移图。

具体实施方式

如图1和图2所示，为本实用新型短轴式卷扬提升式升船机用卷筒装置，包括机架1、卷筒2和钢丝绳3，每根钢丝绳3在卷筒2两侧分别形成提升绳出绳头31（即提升绳）和转矩平衡绳出绳头32（即转矩平衡绳），提升绳出绳头31与船厢连接（附图中未示出），转矩平衡绳出绳头32与转矩平衡重连接（附图中未示出）；卷筒2上连接有压板6，压板6的宽度为绳槽3的3-5个节距，压板6将钢丝绳3固定连接在卷筒2上。卷筒2的一侧连接减速器输出轴11，卷筒的另一侧连接制动盘12，卷筒2的外壁上设有绳槽4，钢丝绳3卷绕在绳槽4中，卷筒2内设有卷筒短轴5，卷筒短轴5一侧连接机架1，卷筒短轴5靠近减速器输出轴11的一侧连接有内支承幅板51，卷筒短轴5一侧支承于内支承幅板51上，卷筒短轴5另一侧支撑于机架1中的滚动轴承13上，卷筒5连接外支承幅板52，外支承幅板52固定连接制动盘12，减速器输出轴11连接联轴器14带动卷筒2转动。