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原文传递一种适合重载高扬程应用的全平衡摩擦驱动式垂直升船机

专利名称：	一种适合重载高扬程应用的全平衡摩擦驱动式垂直升船机
摘要：	一种适合重载高扬程应用的全平衡摩擦驱动式垂直升船机，包括位于升船机主体上部的顶部机房、安装于顶部机房的主提升系统、平衡重系统、由主提升系统和平衡重系统配合悬吊的承船厢、承重塔柱；主提升系统安装在顶部机房楼板地面，包括8套平衡摩擦卷筒、4台摩擦卷筒提升机、1套同步轴系统、2套润滑泵站及4套安全制动系统；每台摩擦卷筒提升机由2套提升摩擦卷筒、1台减速器、1台电动机组成；每套安全制动系统包括2套安全制动器、2套事故制动器，1套工作制动器和1套液压泵站，所述提升摩擦卷筒和平衡摩擦卷筒均采用摩擦式卷筒，从而缩短了卷筒的长度，使重载高扬程升船机主提升机轴向布置问题容易解决；并可实现船厢水漏空情况下升船机的全制动。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖北;42
申请人：	长江勘测规划设计研究有限责任公司
发明人：	廖乐康;金辽;于庆奎;王可;余友安;方杨;方晓敏;单毅;宁源;王蒂
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910374131.9
公开号：	CN110409398A
代理机构：	武汉楚天专利事务所
代理人：	胡江
分类号：	E02C5/00(2006.01);E;E02;E02C;E02C5
申请人地址：	430010 湖北省武汉市解放大道1863号
主权项：	1.一种适合重载高扬程应用的全平衡摩擦驱动式垂直升船机，包括位于升船机主体上部的顶部机房(1)、安装于顶部机房的主提升系统(2)、平衡重系统(3)、由主提升系统(2)和平衡重系统(3)配合悬吊的承船厢(4)、承重塔柱(5)；其特征在于：主提升系统(2)安装在顶部机房楼板地面，包括8套平衡摩擦卷筒(2-1)、4台摩擦卷筒提升机(2-2)、1套同步轴系统(2-3)、2套润滑泵站(2-4)及4套安全制动系统；每台摩擦卷筒提升机(2-2)由2套提升摩擦卷筒(2-21)、1台减速器(2-22)、1台电动机(2-23)组成；安全制动系统包括2套安全制动器(2-52)、2套事故制动器(2-53)，1套工作制动器(2-51)和1套液压泵站(2-54)，其中工作制动器(2-51)布置在电动机(2-23)出轴处，安全制动器(2-52)布置在提升摩擦卷筒(2-21)的制动盘上，事故制动器(2-53)布置在平衡摩擦卷筒(2-1)制动盘上，所述工作制动器(2-51)、安全制动器(2-52)、事故制动器(2-53)均由液压泵站(2-54)控制；所述提升摩擦卷筒(2-21)和平衡摩擦卷筒(2-1)均采用摩擦式卷筒；所述提升摩擦卷筒(2-21)配备普通螺旋绳槽，每个提升摩擦卷筒(2-21)上对称车制左右旋绳槽，并根据总体设计需要分别在左右旋绳槽上缠绕多根提升钢丝绳(2-7)；每根提升钢丝绳(2-7)在绳槽上缠绕不小于5.5圈，分别在提升摩擦卷筒(2-21)两侧出绳，其一端通过液压均衡油缸(6)与承船厢(4)连接，另一端通过钢丝绳调节装置与平衡重系统(3)连接；平衡摩擦卷筒(2-1)在光筒上镶嵌摩擦衬垫(2-11)，摩擦衬垫(2-11)采用摩擦系数稳定地保持在0.25以上的高摩擦系数材料，在摩擦衬垫(2-11)上开设闭合绳槽(2-12)；在每个闭合绳槽(2-12)上悬挂一根平衡钢丝绳(2-8)；每套摩擦卷筒上悬挂的平衡钢丝绳(2-8)的数目根据重力平衡重组(3-1)的布置确定；每根平衡钢丝绳(2-8)在平衡摩擦卷筒(2-1)上缠绕半圈，一端通过液压均衡油缸(6)与承船厢(4)连接；另一端通过钢丝绳调节装置与平衡重系统(3)连接。 2.根据权利要求1所述的适合重载高扬程应用的全平衡摩擦驱动式垂直升船机，其特征在于：平衡重系统由重力平衡重(3-1)和转矩平衡重(3-2)组成；其中重力平衡重由悬挂在平衡摩擦卷筒(2-1)上的平衡钢丝绳(2-8)悬挂，每套平衡摩擦卷筒悬挂的平衡重组成一套重力平衡重组；转矩平衡重(3-2)由缠绕在提升摩擦卷筒的提升钢丝绳(2-7)悬吊，每套卷筒组悬挂的平衡重组成一套转矩平衡重组；每套重力平衡重组和每套转矩平衡重组均设置安全框架；每个重力平衡重组和转矩平衡重组分别位于承重塔柱(5)内的一个平衡重井(3-3)内，并利用安全框架上的导轮和埋设在承重塔柱(5)上的导轨，对上下竖直运行的平衡重组进行水平导向；所述承船厢(4)由缠绕在提升摩擦卷筒(2-1)上的提升钢丝绳(2-7)和缠绕在平衡摩擦卷筒(3-1)上的平衡钢丝绳(3-6)悬吊，在提升钢丝绳(2-7)和平衡钢丝绳(3-6)与船厢吊耳之间设置液压均衡油缸(6)；每根平衡钢丝绳(3-6)绕过平衡摩擦卷筒(3-1)半圈后与重力平衡重组(3-2)连接；每根提升钢丝绳(2-7)在提升摩擦卷筒(2-1)上缠绕不小于5.5圈后，另一端与转矩平衡重组(3-3)连接。 3.根据权利要求1或2所述的一种适合重载高扬程应用的钢丝绳卷扬摩擦驱动式全平衡垂直升船机,其特征在于: 每一根提升绳在提升摩擦卷筒(2-21)上缠绕不少于5.5圈，使钢丝绳与卷筒之间具有足够的摩擦力，能够传递卷筒两侧钢丝绳张力差产生的传动力矩，钢丝绳无需在卷筒上固定；在承船厢(4)升降过程中，提升摩擦卷筒(2-21)螺旋绳槽内的钢丝绳沿卷筒轴向作整体移动；每套提升摩擦卷筒(2-21)无论布置多少根提升钢丝绳(2-7)，仅需在左右绳槽各设置一组工作圈；每套提升摩擦卷筒的长度为： Ldd＝2((nr-1)(nw+0.5)t+nw+nst)+Lm+Lb+Lg+tb (1) 式中：nr——单边绳槽上缠绕钢丝绳的数目； nw——单根钢丝绳在卷筒上缠绕的圈数； t——绳槽节距； ns——与提升高度对应的卷筒工作圈数； Lm——卷筒左右旋绳槽中心线之间的最小距离； Lb——制动盘内侧端面距绳槽中心线之间的最小距离； Lg——非制动盘侧端面距绳槽中心线之间的最小距离； tb——制动盘的厚度；每一根平衡钢丝绳(2-8)在平衡摩擦卷筒上缠绕0.5圈；卷筒绳槽为闭合独立绳槽，船厢升降过程中钢丝绳在平衡摩擦卷筒上不沿卷筒轴向移动；相邻两绳槽的间距略大于重力平衡重(3-1)的宽度；每套平衡摩擦卷筒(2-1)的长度为： Lbd＝(nbr-1)dbr+Lb+Lg+tb (2) 式中：nbr——单套平衡摩擦卷筒上钢丝绳的数目； dbr——相邻钢丝绳的间距； Lb——制动盘内侧端面距邻近绳槽中心线之间的距离； Lg——非制动盘侧端面距邻近绳槽中心线之间的距离； tb——制动盘的厚度。 4.根据权利要求1和2所述的一种适合重载高扬程应用的钢丝绳卷扬摩擦驱动式全平衡垂直升船机,其特征在于: 根据升船机的综合布置条件，选择提升摩擦卷筒(2-21)和平衡摩擦卷筒(2-1)上布置的钢丝绳数目；摩擦衬垫(2-11)采用摩擦系数可稳定保持在0.25以上的材料；在提升摩擦卷筒和平衡摩擦卷筒上布置多个安全制动器(2-52)，以在船厢水漏空条件下对升船机实施安全制动；在水漏空条件下,提升摩擦卷筒可承受的两侧钢丝绳的最大不平衡力为式中：nhr——提升绳数目； Sh——单根提升绳张力； Wt——转矩平衡重重量； nw——单根钢丝绳在卷筒上缠绕的圈数； μ——提升绳与卷筒绳槽之间的摩擦系数；在水漏空条件下,平衡摩擦卷筒可承受的两侧钢丝绳的最大不平衡力为： ΔSg＝ngrSg(1-e-πμ′)＝Wg(1-e-πμ′) (4) 式中：ngr——平衡绳数目； Sg——单根平衡绳张力； Wg——重力平衡重重量； μ′——平衡绳与绳槽之间的摩擦系数；为保证水漏空条件下升船机的安全，水漏空条件下实现全制动应同时满足如下条件： ΔSt+ΔSg＞Ww (5) ΔSt+ΔSg+Pcl≥1.1Ww (6) 上式中Pcl为船厢沿程锁定机构的锁定力，Ww为船厢内对应于标准水深的水体重量；(5)式的意义在于船厢水漏空的全部不平衡力理论上可由主提升机承受；(6)式的意义在于沿程锁定机构的投入提供了船厢水漏空全制动的制动力裕量。 5.根据权利要求1或2所述的一种适合重载高扬程应用的钢丝绳卷扬摩擦驱动式全平衡垂直升船机,其特征在于: 在每套提升摩擦卷筒上分别布置一套安全制动器，其制动能力应保证可靠地制动船厢水漏空条件下由式(3)确定的提升钢丝绳(2-7)两端最大张力差；在平衡摩擦卷筒(2-1)上布置多个的事故制动器，其制动能力应保证可靠地制动船厢水漏空条件下由式(4)确定的重力平衡绳两端最大张力差： Mbt＝μ″ntrbN＝0.4ntrbNb≥SaΔStrd＝1.5ΔStrd (7) Mbg＝μ″ngrbN＝0.4ngrbNb≥SaΔSgrd＝1.5ΔSgrd (8) 式中，Mbt和Mbg分别为单套安全制动器和单套事故制动器的额定制动力矩；nt和ng分别为每套安全制动器和事故制动器上布置的常闭式液压盘式制动单元的数目；rb和rd分别为制动盘上制动单元分布圆的半径和卷筒的名义半径；Nb为一对制动单元的正压力之和；μ″＝0.4为制动器与制动盘接触的摩擦系数；Sa＝1.5为安全制动器和事故制动器的最小安全系数；以上计算假定安全制动器和事故制动器上布置规格相同的制动单元，且制动盘尺寸及分布圆半径、提升摩擦卷筒(2-21)和平衡摩擦卷筒(2-1)名义半径等参数均具有相同的数值。
所属类别：	发明专利