专利名称：一种无乱绳现象的卷扬机的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，具体是一种无乱绳现象的卷扬机。
背景技术：
卷扬机主要用于建筑、桥梁、冶金、矿山和油田等施工领域，但由于安装空间及环境条件的限制，使得钢丝绳的入绳角偏大，且钢丝绳在无负载时，卷筒上缠绕的钢丝绳容易松动，从而使排绳不齐，易造成钢丝绳压绳、乱绳、互相挤压等情况，导致缠绳混乱，工作效率不高，钢丝绳的使用寿命缩短，并且存在安全隐患。现有解决钢丝绳入绳角问题大多采用排绳器，使钢丝绳入绳角满足要求，如公开号为CN20123120Y的中国实用新型专利，在卷扬机上安装自动排绳器，但排绳器属于强制排绳，是治标之策，没有从根本上消除钢丝绳由于入绳角过大而引起的侧向力，反而使钢丝绳磨损更加严重，降低了钢丝绳使用寿命，效果不理想。又如公开号为CN202284128U的中国实用新型专利，提供了一种卷扬机，它是将滚筒与滚筒转轴设置成轴向可滑动联接结构，滚筒通过螺杆与螺母进行螺旋传动，当滚筒转动时，拉索的卷出点位置可保持不变。该技术虽然消除了入绳角，但由于螺杆与螺母的传动限制，钢丝绳只能单层缠绕在卷筒上，无法满足油田、矿山等施工领域长距离作业的需要，使用范围受到限制。另外现有的卷扬机在无负载时都不能给予钢丝绳一定的张紧力，从而使乱绳现象不可避免地依然存在。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是:设计一种无乱绳现象的卷扬机，该卷扬机消除了入绳角，为钢丝绳提供张紧力，可使钢丝绳多层紧密排列在卷筒上，从根源上解决乱绳问题，提高了卷扬机的工作效率和钢丝绳的使用寿命，且结构简单，使用范围广。本发明解决所述技术问题的技术方案是，设计一种无乱绳现象的卷扬机，包括机架及安装于机架上的钢丝绳卷扬装置和钢丝绳张紧装置，其特征在于:所述钢丝绳卷扬装置主要由主轴，左、右双向丝杠套筒、上、下花键瓦片、卷筒、左、右卷筒肋板和左、右滚珠滑块组成；所述主轴为阶梯轴，中间为粗轴，两端为细轴，根据需要选择阶梯轴的一端与动力装置、减速装置及制动装置连接；所述左、右双向丝杠套筒通过轴承与主轴两端的细轴装配，并通过螺栓固连于所述机架上；所述上、下花键瓦片通过螺栓固连于主轴的粗轴上，将动力装置输出的扭矩传动给安装在机架上的卷筒；所述左、右卷筒肋板通过螺栓固连于所述卷筒上，与所述上、下花键瓦片滑动配合，并可在其上左右往复移动；所述左、右滚珠滑块分别安装于所述左、右滚筒肋板内，并可在其内摆动一定角度，同时左、右滚珠滑块分别与所述左、右双向丝杠套筒的螺纹相配合，并可在其上滚动，使所述卷筒相对于所述机架一边轴向旋转、一边左右往复轴向移动；所述左、右双向丝杠套筒的螺纹一端封闭，另一端不封闭，且左、右双向丝杠套筒的螺纹间距与钢丝绳的直径设计一致；所述左、右滚珠滑块结构一样，均包括外圈、内圈与滚珠，外圈上的凸起嵌入内圈的滚珠孔中，并挤压其中的滚珠；
所述钢丝绳张紧装置主要包括主动轴、从动轴、张紧轮、左、右传动装置和左、右张紧装置；所述主动轴通过轴承安装在机架上，主动轴的中间装有张紧轮；所述从动轴安装在机架的滑道内，并可在滑道内移动，从动轴的中间装有同样的张紧轮；所述左、右传动装置由主动轮、棘轮和皮带组成，主动轮安装于主轴的两端，棘轮安装于主动轴的两端；所述左、右张紧装置由耳板、弹簧座、弹簧、螺杆及螺母组成，耳板通过轴承安装于主动轴的两端，弹簧座固连在机架上，并与滑道的方向垂直，螺杆、螺母及弹簧安装于耳板与弹簧座的孔内。与现有技术相比，本发明无乱绳现象的卷扬机具有以下特点:1.结构简单，应用范围广。本发明卷扬机的钢丝绳卷扬装置上的卷筒在运行时相对于机架可以一边旋转，一边左右往复轴向移动，且保证钢丝绳的卷出点位置相对于机架始终保持不变，可满足卷筒多层紧密排列钢丝绳的需求，不仅能在建筑、桥梁等施工领域中使用，也能满足油田、矿山等施工领域长距离作业的需要。2.操作简便，效率提高。本发明卷扬机的钢丝绳张紧装置既能自动、也能手动调节钢丝绳卷出点与两张紧轮之间绳子的张紧，避免了卷扬机在无负载时因为钢丝绳松动造成的乱绳，提闻了生广效率。3.钢丝绳使用寿命延长。本发明可将钢丝绳精确紧密的单层或多层排列在卷扬机卷筒上，不仅从根本上避免了钢丝绳乱绳造成的重大安全事故，也避免了钢丝绳由排线器强制排绳造成的不必要磨损，延长了钢丝绳的使用寿命。
图1为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的总体结构示意图。图2为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的主轴结构示意图。图3为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的双向丝杠结构示意图。图4为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的主轴与左、右双向丝杠套筒与左、右滚珠滑块装配结构示意图。图5为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的卷筒肋板形状结构示意图。图6为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的滚珠滑块形状结构示意图。图7为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的张紧装置形状结构示意图。图8为本发明无乱绳现象的卷扬机一种实施例的螺杆形状结构示意图。
具体实施例方式为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例及其附图对本发明作进一步的详细说明。应当指出，构成本申请实施例一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本部分中的对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对发明的保护范围有任何限制作用。本发明设计的无乱绳现象的卷扬机(简称卷扬机，参见图1-8)，包括机架1、钢丝绳卷扬装置2和钢丝绳张紧装置3，所述钢丝绳卷扬装置2、张紧装置3安装于机架I上；其特征在于所述钢丝绳卷扬装置2包括主轴21、左双向丝杠套筒22、右双向丝杠套筒23、上花键瓦片24、下花键瓦片25、卷筒26、左卷筒肋板27、右卷筒肋板28、左滚珠滑块271和右滚珠滑块281 ;所述主轴21为阶梯轴(参见图2、I )，中间粗，两端细，根据工程需要选择其一端(左端或右端)与动力装置、减速装置及制动装置连接；所述左双向丝杠套筒22、右双向丝杠套筒23通过轴承与所述主轴21两端的细轴装配，并通过螺栓固连于所述机架I上；所述上花键瓦片24、下花键瓦片25通过螺栓固连于所述主轴21的中间粗轴上，将动力装置输出的扭矩传动给卷筒26 ;所述左卷筒肋板27、右卷筒肋板28通过螺栓对称固连于所述卷筒26的两端上，与所述上花键瓦片24、下花键瓦片25滑动配合，并能在其上左右往复移动；所述左滚珠滑块271、右滚珠滑块281分别安装于所述左滚筒肋板27、右滚筒肋板28内，并可在其内摆动一定角度，分别与所述左双向丝杠套筒22、右双向丝杠套筒23的螺纹配合，并能在其上滚动，使所述卷筒26相对于所述机架I 一边旋转一边左右往复移动，使钢丝绳的卷出点A位置相对于所述机架I保持不变，满足钢丝绳在卷筒26上多层紧密排列的需求。所述卷筒26及左、右卷筒肋板27、28为滑动配合。为了使左滚珠滑块271、右滚珠滑块281实现顺利换向，所述左双向丝杠套筒22的左端，右双向丝杠套筒23的右端螺纹分别封闭，另一端不封闭，且左、右双向丝杠套筒22、23的螺纹间距与钢丝绳的直径设计一致(参见图3)。所述左、右滚珠滑块271、281结构一样，均包括外圈、内圈与滚珠。所述的滚珠可以为3个以上。具体说，所述左滚珠滑块271包括内圈2711、外圈2712与滚珠2713，外圈2712上的凸起嵌入内圈2711的滚珠孔中，并挤压其中的滚珠2713 (参见图6)。所述右滚珠滑块281与所述左滚珠滑块271结构对称一致。所述左、右滚珠滑块271、281的滚珠是圆球形、圆柱形或者圆锥形。所述钢丝绳张紧装置3包括主动轴31、从动轴32、张紧轮33、左传动装置34、右传动装置35、左张紧装置36及右张紧装置37 ;所述主动轴31通过轴承安装在所述机架I上，中间装有张紧轮33 ;从动轴32安装在所述机架I的滑道内，并可在滑道内移动，从动轴32的中间装有同样的张紧轮33 ;所述左传动装置34由主动轮341、皮带342和棘轮343组成，右传动装置35由主动轮351、皮带352和棘轮353组成，左传动装置34的主动轮341与右传动装置35的主动轮351对称安装于主轴21的两端，左传动装置34的棘轮343与右传动装置35的棘轮353对称安装于主动轴31的两端，左传动装置34的皮带342安装于主动轮341与棘轮343的皮带槽内，右传动装置35的皮带352安装于主动轮351与棘轮353的皮带槽内；所述左张紧装置36由耳板361、弹簧座362、螺杆363、螺母364及弹簧365组成，右张紧装置37由耳板371、弹簧座372、螺杆373、螺母374及弹簧375组成，左张紧装置36的耳板361与右张紧装置37的耳板371通过轴承对称安装于所述主动轴21的两端，所述左张紧装置的弹簧座362固连在所述左机架11上，右张紧装置37的弹簧座372固连在所述右机架12上，分别并与滑道的方向垂直，所述左张紧装置36的螺杆363、螺母364及弹簧365安装于耳板361与弹簧座362的孔内；同样右张紧装置37的螺杆373、螺母374及弹簧375安装于耳板371与弹簧座372的孔内(参见图1和图7)。所述螺杆373的一端(上端或左端)为螺纹结构，用于与螺母374连接；螺杆373的另一端(下端或右端)有两段螺纹，即中螺纹3731和右螺纹3732，其余部分为光杆，中螺纹3731和右螺纹3732分别用于与弹簧座372的螺纹连接，螺杆373的底部装有把手3733(参见图8)。本发明卷扬机的特点主要在于工作时所述钢丝绳卷扬装置2的卷筒26相对于所述机架I 一边轴向旋转、一边左右往复轴向移动，且使钢丝绳29的卷出点A位置相对于所述机架I始终保持不变，彻底解决卷扬机乱绳问题。本发明卷扬机所述钢丝绳张紧装置3既能自动完成钢丝绳卷出点A与两个张紧轮33之间钢丝绳29的张紧；也能手动实现钢丝绳卷出点A与两个张紧轮33之间钢丝绳29的张紧。下面对本发明卷扬机的工作过程和工作原理进行详细描述。当动力装置带动主轴21旋转时，上花键瓦片24和下花键瓦片25带动卷筒26和左卷筒肋板27、右卷筒肋板28旋转，左双向丝杠套筒22的左端和右双向丝杠套筒23的右端分别固定在左机架11和右机架12上，左卷筒肋板27内的左滚珠滑块271的滚珠2713和右卷筒肋板28内的右滚珠滑块281的滚珠2813分别在其上的螺纹内滚动，同时使卷筒26和左卷筒肋板27、右卷筒肋板28左右轴向移动。当卷筒26从左向右运动到右极限位置时，右滚珠滑块281自动换向，带动卷筒26从右向左运动；同理，卷筒26运动到左极限时，左滚珠滑块271自动换向，带动卷筒26从右向左运动，从而使卷筒26相对于机架I 一边轴向旋转一边左右往复移动，使钢丝绳的卷出点A位置相对于机架I始终保持不变，满足钢丝绳在卷筒26上紧密排列并可多层卷绕的目标需求。本发明卷扬机所述的钢丝绳张紧装置3能自动实现钢丝绳卷出点A与两张紧轮33之间钢丝绳29的张紧:当钢丝绳卷出端无负载时，此时钢丝绳29需要张紧，从动轴12所在机架I的滑道与水平方向有一定的角度，在从动轴32的重力及左张紧装置36、右张紧装置37的弹簧365与弹簧375的弹簧力作用下，使两个张紧轮33相贴紧，从而夹紧钢丝绳29，当卷扬装置空载放绳时，主轴21旋转，同时右传动装置35中的主动轮351通过皮带352带动棘轮353转动，此时左传动装置34中的棘轮343不转动，使主动轴31及其上的张紧轮33转动，从而使钢丝绳卷出点A处的线速度小于张紧轮33处的线速度，实现钢丝绳卷出点A与两张紧轮33之间钢丝绳29的张紧；当卷扬装置空载收绳时，主轴21旋转，同时左传动装置34中的主动轮341通过皮带342带动棘轮343转动，此时右传动装置35中的棘轮353不转动，使主动轴31及其上的张紧轮33转动，从而所述钢丝绳卷出点A处的线速度大于张紧轮33处的线速度，实现钢丝绳卷出点与两张紧轮之间钢丝绳29的张紧。此外，通过改变左传动装置34和右传动装置35的传动比，可以对钢丝绳29张紧力的大小进行调节。当钢丝绳29卷出端有负载时，此时钢丝绳29不需要张紧，通过设置卷筒26和张紧轮33的相对位置，使钢丝绳卷出点A与两张紧轮33之间的钢丝绳29与垂直方向有一定的角度，钢丝绳卷出端负载的重力会将这段钢丝绳拉直，使从动轴32沿着机架I的滑道移动，从而使两个张紧轮33相脱离。所述钢丝绳张紧装置3也能手动调节，实现钢丝绳卷出点A与两个张紧轮33之间钢丝绳29的张紧，所述左张紧装置36、右张紧装置37的螺杆363与螺杆373下端分别带有中螺纹3631和右螺纹3632与中螺纹3731和右螺纹3732两段螺纹，当钢丝绳29不需要张紧时，先旋转螺杆363的把手3633使左张紧装置36的中螺纹361与弹簧座362的螺纹啮合，再旋转螺杆373的把手3733使右张紧装置37的中螺纹371与弹簧座372的螺纹啮合，从而使主动轴31和从动轴32的两个张紧轮33脱离，当钢丝绳29需要张紧时，先使左张紧装置36的右螺纹3632与弹簧座362的螺纹啮合，再使右张紧装置37的右螺纹3732与弹簧座372的螺纹啮合，从而使主动轴31和从动轴32的两个张紧轮33贴紧，从而夹紧钢丝绳29。此外，通过改变所述左张紧装置36的右螺纹3632与弹簧座362的螺纹啮合程度，同时也改变右张紧装置37的右螺纹3732与弹簧座372的螺纹啮合程度，可以改变对钢丝绳29的夹紧力。本发明未述及之处适用于现有技术。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。要补充说明的是，本发明卷扬机所述的“上、下”、“前、后”、“左、右”等零部件的名称或安装方位词是依据操作工位或附图所示而言的，只具有相对性，或者仅是为了叙述清除和方便，不代表该结构或安装位置的唯一性和必须性。本发明卷扬机的实施例完全可以根据需要做非本质的适当地调整和变化。
权利要求
1.一种无乱绳现象的卷扬机，包括机架及安装于机架上的钢丝绳卷扬装置和钢丝绳张紧装置，其特征在于:所述钢丝绳卷扬装置主要由主轴、左、右双向丝杠套筒、上、下花键瓦片、卷筒、左、右卷筒肋板和左、右滚珠滑块组成；所述主轴为阶梯轴，中间为粗轴，两端为细轴，根据需要选择阶梯轴的一端与动力装置、减速装置及制动装置连接；所述左、右双向丝杠套筒通过轴承与主轴两端的细轴装配，并通过螺栓固连于所述机架上；所述上、下花键瓦片通过螺栓固连于主轴的粗轴上，将动力装置输出的扭矩传动给安装在机架上的卷筒；所述左、右卷筒肋板通过螺栓固连于所述卷筒上，与所述上、下花键瓦片滑动配合，并可在其上左右往复移动；所述左、右滚珠滑块分别安装于所述左、右滚筒肋板内，并可在其内摆动一定角度，同时左、右滚珠滑块分别与所述左、右双向丝杠套筒的螺纹相配合，并可在其上滚动，使所述卷筒相对于所述机架一边轴向旋转、一边左右往复轴向移动；所述左、右双向丝杠套筒的螺纹一端封闭，另一端不封闭，且左、右双向丝杠套筒的螺纹间距与钢丝绳的直径设计一致；所述左、右滚珠滑块结构一样，均包括外圈、内圈与滚珠，外圈上的凸起嵌入内圈的滚珠孔中，并挤压其中的滚珠； 所述钢丝绳张紧装置主要包括主动轴、从动轴、张紧轮、左、右传动装置和左、右张紧装置；所述主动轴通过轴承安装在机架上，主动轴的中间装有张紧轮；所述从动轴安装在机架的滑道内，并可在滑道内移动，从动轴的中间装有同样的张紧轮；所述左、右传动装置由主动轮、棘轮和皮带组成，主动轮安装于主轴的两端，棘轮安装于主动轴的两端；所述左、右张紧装置由耳板、弹簧座、弹簧、螺杆及螺母组成，耳板通过轴承安装于主动轴的两端，弹簧座固连在机架上，并与滑道的方向垂直，螺杆、螺母及弹簧安装于耳板与弹簧座的孔内。
2.根据权利要求1所述的无乱绳现象的卷扬机，其特征在于所述上、下花键瓦片是梯形键或者三角型键。
3.根据权利要求1所述的无乱绳现象的卷扬机，其特征在于所述左、右滚珠滑块的滚珠是圆球形、圆柱形或者圆锥形；所述的滚珠为3个以上。
4.根据权利要求1所述的无乱绳现象的卷扬机，其特征在于所述左、右传动装置是链传动或者齿轮传动。
5.根据权利要求1所述的无乱绳现象的卷扬机，其特征在于所述左、右张紧装置的螺杆一端有左螺纹，另一端有中螺纹和右螺纹两段螺纹，左螺纹、中螺纹和右螺纹之间为光杆，螺杆的底部装有把手。
全文摘要
本发明公开一种无乱绳现象的卷扬机，包括机架及安装于机架上的钢丝绳卷扬装置和钢丝绳张紧装置，其特征在于所述钢丝绳卷扬装置主要由主轴、左、右双向丝杠套筒、上、下花键瓦片、卷筒、左、右卷筒肋板和左、右滚珠滑块组成；所述钢丝绳张紧装置主要包括主动轴、从动轴、张紧轮、左、右传动装置和左、右张紧装置。本发明卷扬机的特点主要在于所述钢丝绳卷扬装置的卷筒相对于所述机架一边轴向旋转、一边左右往复轴向移动，且使钢丝绳的卷出点位置相对于所述机架始终保持不变。
文档编号B66D1/39GK103193172SQ20131011777
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月7日 优先权日2013年4月7日
发明者张建辉, 杨洪超, 陈子顺, 檀润华, 韩波, 于菲, 张铁柱 申请人:河北工业大学