一种帆船用双向滑轮组件的制作方法

本实用新型涉及一种帆船用双向滑轮组件，特别是一种适用于训练、比赛用帆船的帆面控制用滑轮，属于帆船控制装置技术领域。

背景技术：

帆船运动是依靠自然风力作用于船帆上，由人驾驶船只前进的一项集竞技、健身、休闲、探险、旅游于一体的体育运动项目，是世界沿海国家特别是发达国家和地区最为普及而喜闻乐见的体育运动之一。中国经济经过40年的高速发展，人民群众物质文化水平得到明显改善，休闲健身意识不断提高，帆船运动这项健康阳光、老少兼宜的体育运动在中国逐步进发出生命力，国内现代帆船制造业快速走上从无到有、从代工生产到建立自主品牌的道路。2016年10月，国家体育总局、国家发展改革委等9个部委局联合发布《水上运动产业发展规划》，提出“不断提高水上运动的装备质量，培育一批具有国际竞争力的‘专、精、特、新’水上运动装备(器具)制造企业和品牌产品”、“大力发展水上运动船只......为水上运动装备‘中国制造’升级为拥有自主知识产权的自主品牌制造探索出一条新的道路”，必将为普及和推广水上运动项目，加快水上运动产业相关的体育行业、休闲旅游行业、教育培训行业、制造业等发展，发挥积极而又重要的作用。

从流体力学的角度，帆船处于由风、流、浪共同作用下的无动力漂浮运动状态，为使得帆船在最短时间内到达指定目的地，驾驶者需要频繁调整柔性风帆倾斜角和方位度，对于小型帆船而言，该工作主要通过绳索和滑轮的配合实现。

国际市场上，此类滑轮目前主要由欧美国家公司设计，市场占有率最高的是美国harken公司、澳大利亚ronstan公司产品。分解分析上述公司样品，发现其滑轮基本采用滚动摩擦方式实现，且滚子材料大多为工程塑料。这种常见的滚动滑轮都是通过滚动轴承的方式实现滑动，左右侧板内配置有外圈、滚子和内圈，零件数量比较多，加工成本较高，且因为帆船滑轮长期暴晒于日光之下，且时刻与淡水、海水接触，对滑轮材料的耐紫外线、耐腐性也有较高要求，采用的工程塑料的材料成本较高。另外由于帆面较大，在逆风驾驭帆船时，与桅杆、主缭绳相邻的几组滑轮承受压力相对较大，对滑轮的抗压强度、耐疲劳性有较高要求，因为滚子滑轮载荷有限，通常在绳索的运行轨迹上安装多组动滑轮，使用成本较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用牢靠的帆船用双向滑轮组件，采用滑动摩擦方式，用以解决现有滚动式摩擦的滑轮结构复杂、易疲劳的技术问题。

本实用新型采用如下技术方案：一种帆船用双向滑轮组件，其包括左右两个侧板，所述两个侧板之间固定有轴套，轴套的两端分别固定在两个侧板上，轴套中间部位上设有同步轮，同步轮为环形结构，同步轮的外周面上开设有滑轮轨道，同步轮内侧设有瓷环，瓷环套设在轴套上，瓷环的内周面与轴套的外表面滑动配合，瓷环的外周面与同步轮的内周面滑动配合。

所述瓷环由碳化硅陶瓷制成。

所述轴套中间部位的直径大于两端部位的直径，轴套的两端分别固定插装在两个侧板的安装孔内，轴套中间部位的两个端面分别与两个侧板贴合，瓷环的内周面滑动贴合在轴套中间部位的外表面上。

所述瓷环和同步轮在轴向上的宽度相等。

本实用新型的有益效果是：本实用新型简化了滑轮的结构设计，采用带有瓷环的同步轮，瓷环滑动安装于同步轮内侧，作为主要承载风帆载荷的部件，瓷环与轴套滑动配合，同步轮及瓷环与轴套形成滑动轴承形式的结构，具有结构简单的特点，因此也使得组装和生产更为方便，能大幅降低成本。另外，由于瓷环自身为陶瓷材料，摩擦系数小，机械强度高，耐磨及抗压性能都非常好，因此瓷环滑动安装在同步轮内侧，在保证滑动效果的同时，能提高同步轮的抗压强度，使得同步轮的使用寿命进一步提高。使用时，瓷环与轴套滑动接触，同步轮与绳索直接接触，帆船驾驶者可通过收放穿过同步轮的绳索，实现控制帆面的角度以改变帆船的运行轨迹，以达到航行目的。

优选的，瓷环材料为碳化硅(sic)，是一种人工合成的新型无机非金属材料，具有自润滑性能，其硬度仅次于金刚石，具有优良的耐化学腐蚀、耐紫外线、耐磨、耐高温性能以及机械强度高、抗高温蠕变、摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低等优点，尤其适合帆船滑轮使用。

优选的，轴套由两个侧板固定，且位于瓷环内侧，确保瓷环不会偏移。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的帆船用双向滑轮组件的整体结构示意图；

图2是图1的平面正视图和侧视图；

图3是图2的a-a剖视图；

图4是图1中侧板的正视图和侧视图；

图5是图1中同步轮的结构示意图；

图6是图1中瓷环和轴套的结构示意图；

图7是磁环的宽径比示意图；

图8是碳化硅的性能表；

图9是本实施例的双向滑轮组件与现有技术的双向滑轮组件的主要特征对比表。

图中，1-侧板，2-轴套，3-同步轮，31-滑轮轨道，4-瓷环。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型一种实施例的帆船用双向滑轮组件的结构如图1至图6所示，本实施例的帆船用双向滑轮组件，其包括左右两个侧板1，所述两个侧板1之间固定有轴套2，轴套2的两端分别固定在两个侧板1上，轴套2中间部位上设有同步轮3，同步轮3为环形结构，同步轮3的外周面上开设有滑轮轨道31，同步轮3内侧设有瓷环4，瓷环4套设在轴套2上，瓷环4的内周面与轴套2的外表面滑动配合，瓷环4的外周面与同步轮3的内周面滑动配合。所述瓷环4由碳化硅陶瓷制成，所述瓷环4和同步轮3在轴向上的宽度相等。所述轴套2中间部位的直径大于两端部位的直径，轴套2的两端分别固定插装在两个侧板1的安装孔内，轴套2中间部位的两个端面分别与两个侧板1贴合，瓷环4的内周面滑动贴合在轴2套中间部位的外表面上。

本实施例的滑轮组件中，瓷环滑动安装于同步轮内侧，作为主要承载风帆载荷的部件，瓷环与轴套滑动配合，同步轮及瓷环与轴套形成滑动轴承形式的结构，侧板与轴套组合形成滑动机构的支撑机构，侧板顶部安装孔与桅杆相连。使用时，绳索穿装在滑轮轨道中，同步轮与绳索直接接触，当帆船驾驶者拉动缰绳时，多个滑轮组件的同步轮和瓷环会同时转动，使驾驶者可轻松操作风帆，改变帆船航向。

瓷环固定于同步轮内侧，作为主要承载风帆载荷的部件，是滑动的主体结构，瓷环的材料为碳化硅，是一种人工合成的新型无机非金属材料，其硬度仅次于金刚石，具有优良的耐化学腐蚀、耐紫外线、耐磨、耐高温性能以及机械强度高、自润滑性能好、抗高温蠕变、摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低等特点，其性能如图8中的表格所示。

磁环的宽径比示意图如图7所示，瓷环的性能分析如下：

1.宽径比b＝b/v(b表示瓷环轴向上的宽度，d表示瓷环的内经)

一般取值在0.35～1.50之间。单一的增大d并不能提高轴承的承载能力，只有增加轴承宽度方能提高承载能力。

2.工作载荷f＝p×b×d(p表示瓷环表面承受的压力，b表示瓷环轴向上的宽度，d表示瓷环的内径)。

轴径和轴套存在间隙，加上载荷f之后，轴套表面的压力大小及分布与轴径和轴套接触区有关，而接触区又随磨损量改变，计算比较复杂。工程计算可按投影面积上平均载荷作为轴承载荷。

根据工程经验：滑轮的极限转速一般按照1.5m/s计算，碳化硅(sic)瓷环对轴套的压力值一般按极限17.5mpa·m/s计算，因此p＝17.5/1.5，因此可得出：f＝17.5/1.5×b×d＝11.67bd；

3.破坏载荷f′＝σbb×b×d＝440bd。

上述实施例为本实用新型一种优选的实施例，在不脱离本实用新型精神的前提下，本实用新型还会有其它的变化和改进，这些改进都落入本实用新型要求保护的范围之内。

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