一种升船机安全机构拆装系统的制作方法

本实用新型一种升船机安全机构拆装系统，涉及枢纽通航建筑物的升船机安全机构检修技术领域。

背景技术：

目前，随着大型房建、水利枢纽、水工机械等领域的快速发展，尤其是“长螺母—短螺杆安全保障”方案的大型升船机兴建，对其运行维护检修技术研究相当匮乏。通常升船机建设期，升船机安全机构安装时采用的工装为短螺杆外壁上具有呈上升螺旋线排列的若干个滚轮与螺母柱螺旋轨道面接触，通过安全机构自重下落的方式进行，安全机构整个安装过程需要通过吊车悬挂载人吊笼随着安全机构下落实时跟踪检查状态，安全机构下落至接近安装位置约2～2.5米时，需要拆除工装进行人为手动盘车至安装位置，安装效率低，且安装过程安全风险大，然而安全机构拆卸检修与安装时工况区别较大，目前无安全机构拆卸检修方法。

因此，基于上述分析，亟待开发设计新的升船机安全机构拆装系统，从而方便安全机构拆装检修施工。

技术实现要素：

本实用新型提供一种升船机安全机构拆装系统，具有自动化水平高的优点，提高升船机安全机构拆装效率、降低安全风险、减少劳动力。

本实用新型采取的技术方案为：

一种升船机安全机构拆装系统，包括伺服电机驱动机械同步装置、控制柜、卷扬式启闭机、卷筒、限位检测装置。所述卷筒缠绕有电缆，所述电缆连接伺服电机驱动机械同步装置，所述卷筒与控制柜连接，所述卷扬式启闭机与控制柜连接，所述限位检测装置与卷筒上电缆末端连接。

所述伺服电机驱动机械同步装置包括伺服电机、第一减速器、盘形齿式联轴器、固定座。所述伺服电机的输出轴与第一减速器连接，所述第一减速器的输出轴通过盘形齿式联轴器与升船机安全机构的驱动装置连接，所述固定座安装固定在下导向架上，所述伺服电机、减速器安装在固定座上。

所述卷扬式启闭机包括大车车架、小车车架、行走轨道、第一变频电机、第二减速器、钢丝绳、钢丝绳卷筒、动滑轮、吊钩、行程编码器、定滑轮、线缆跟随装置、小车驱动总成。大车车架上设置有行走轨道，行走轨道上设有小车车架，小车车架连接小车驱动总成，小车车架上安装有第一变频电机，第一变频电机通过第二减速器连接钢丝绳卷筒，钢丝绳卷筒上缠绕有钢丝绳，钢丝绳伸缩端设有动滑轮，动滑轮连接吊钩，钢丝绳上端设有定滑轮，定滑轮安装在小车车架上，所述大车车架设置有线缆跟随装置。所述第二减速器设置有行程编码器，用于实时采集卷扬式启闭机提升或下降高度数据。

所述卷筒包括第二变频电机、第三减速器、电缆卷盘；第二变频电机通过第三减速器连接电缆卷盘，电缆卷盘缠绕有电缆。

所述限位检测装置包括环形滑触轨道、触头、传感器支架、接近开关。所述环形滑触轨道位于下导向架下端面且与旋转螺杆同轴，环形滑触轨道与电缆卷筒的末端电缆连接，所述触头底部安装在环形滑触轨道的滑槽中，触头顶部固定在传感器支架上，所述传感器支架的底座安装在旋转螺杆下端面，传感器支架高度与方向能够调节；两个接近开关安装在传感器支架顶部的安装孔上，两个接近开关端面分别与螺母柱上、下两个螺牙面垂直；所述旋转螺杆转动时，带动传感器支架同步转动，触头在环形滑触轨道同步旋转，位于传感器支架上的接近开关同步转动。

该系统还包括操作控制台，操作控制台与控制柜连接。操作控制台设有液晶显示屏、换挡手柄、操作按钮、紧急停机按钮。

所述控制柜包括plc控制器，所述plc控制器分别连接伺服电机驱动机械同步装置、操作控制台、限位检测装置、行程编码器；plc控制器还分别连接卷扬式启闭机的第一变频电机、卷筒的第二变频电机。

所述伺服电机驱动机械同步装置配置有手动盘车手柄，用于人为干预操作来精确调整旋转螺杆的螺牙与螺母柱的凹槽踏面间隙。

本实用新型一种升船机安全机构拆装系统，技术效果如下：

1、通过采用分体式的伺服电机驱动机械同步装置、卷扬式启闭机、限位检测装置，卷扬式启闭机固定安装在升船机顶部机房，伺服电机驱动机械同步装置与限位检测装置在安全机构拆装时安装到位，伺服电机驱动机械同步装置与限位装置安装时，可通过卷扬式启闭机进行吊装，很大程度上降低了吊装难度和组装难度。

2、通过在升船机安全机构的下导向架上安装限位检测装置，通过传感检测系统自动判断，避免通过载人吊篮对安全机构拆装过程进行实时状态跟踪，降低了施工过程的安全风险。

3、通过在升船机安全机构的下导向架上安装限位检测装置，在安全机构拆卸提升与安装下落过程中，若发生卷扬式启闭机提升速度与安全机构旋转螺杆不同步导致卡阻时，可提前报警停机，反应灵敏，避免因为卡阻导致的设备损坏，提高了施工的安全性，保证了拆装系统在整个施工过程中的顺畅。

4、上述的拆装系统的伺服电机驱动机械同步装置，能够方便的进行拆装和组装，从而可以在多个升船机安全机构拆装过程重复利用，节省了系统安装的劳动量，降低了劳动强度，缩短了施工周期。

5、上述的拆装系统的伺服电机驱动机械同步装置、限位检测装置可方便投入与切除，检修时将其投入，进行安全机构拆装施工，其他时间切除其运行，卷扬式启闭机可独立工作，进行其他设备检修吊装工作，较大程度提高了卷扬式启闭机的利用率，节省检修设备费用投入。

6、上述的拆装系统的伺服电机驱动机械同步装置，联轴器型采用盘形齿式联轴器，安装简单快捷，采用此拆装系统，安装时不需要破换原有安全机构驱动轴联轴器结构，保证了原有设备的完整性，提高了施工质量。

7、伺服电机驱动机械同步装置配置有手动盘车手柄，可通过人为干预操作来精确调整旋转螺杆螺牙与螺母柱凹槽踏面间隙。

8、此拆装方法方便可靠，能够顺利的完成提升高度较高升船机安全机构一次性拆装，避免安全机构拆装过程工装重复拆装及手动盘车的缺陷，进一步的提高了施工效率和施工安全性，而且其操作简单，还可以实现人工自动控制。

附图说明

图1为本实用新型拆装系统整体结构示意图一。

图2为本实用新型拆装系统的伺服电机驱动机械同步装置结构示意图。

图3为本实用新型拆装系统整体结构示意图二。

图4为本实用新型拆装系统的卷筒结构示意图。

图5为本实用新型拆装系统的操作控制台结构示意图。

图6为本实用新型拆装系统的限位检测装置结构示意图。

图7为本实用新型电气控制原理框图。

图8为升船机安全机构安装布置示意图。

图9为线缆跟随装置结构示意图。

其中：

1-伺服电机驱动机械同步装置，2-控制柜，3-卷扬式启闭机，4-卷筒，5-操作控制台，6-限位检测装置，7-下导向架，8-升船机安全机构的驱动装置，9-旋转螺杆，10-plc控制器；

11-上导向架，12-滑环轴承，13-万向联轴器，14-支撑杆，15-锥齿轮箱，16-球形支铰，17-安全横梁；

101-伺服电机，102-第一减速器，103-盘形齿式联轴器，104-固定座；

301-大车车架，302-小车车架，303-行走轨道，304-第一变频电机，305-第二减速器，306-钢丝绳，307-钢丝绳卷筒，308-动滑轮，309-吊钩，310-行程编码器，311-定滑轮，312-线缆跟随装置，313-小车驱动总成；

401-第二变频电机、402-第三减速器、403-电缆卷盘；

501-液晶显示屏、502-换挡手柄、503-操作按钮、504-紧急停机按钮；

601-环形滑触轨道、602-触头、603-传感器支架、604-接近开关；

3121-轨道，3122-连接件，3123-随动体，3124-电缆。

具体实施方式

如图1～图8所示，一种升船机安全机构拆装系统，包括伺服电机驱动机械同步装置1、控制柜2、卷扬式启闭机3、卷筒4、限位检测装置6。

所述卷筒4缠绕有电缆，所述电缆连接伺服电机驱动机械同步装置1，所述卷筒4与控制柜2通过线缆跟随装置312的电缆连接，所述卷扬式启闭机3与控制柜2通过线缆跟随装置312的电缆连接，所述限位检测装置6与卷筒4上电缆末端连接。

所述伺服电机驱动机械同步装置1包括伺服电机101、第一减速器102、盘形齿式联轴器103、固定座104。所述伺服电机101的输出轴与第一减速器102连接，所述第一减速器102的输出轴通过盘形齿式联轴器103与升船机安全机构的驱动装置8连接，所述固定座104安装固定在下导向架7上，所述伺服电机101、减速器102安装在固定座104上。在升船机安全机构拆卸提升和安装下落时，通过伺服电机驱动机械同步装置1驱动升船机安全机构的旋转螺杆9以角速度ω1转动。

所述卷扬式启闭机3包括大车车架301、小车车架302、行走轨道303、第一变频电机304、第二减速器305、钢丝绳306、钢丝绳卷筒307、动滑轮308、吊钩309、行程编码器310、定滑轮311、线缆跟随装置312、小车驱动总成313。大车车架301上设置有行走轨道303，行走轨道303上设有小车车架302，小车车架302连接小车驱动总成313，小车车架302上安装有第一变频电机304，第一变频电机304通过第二减速器305连接钢丝绳卷筒307，钢丝绳卷筒307上缠绕有钢丝绳306，钢丝绳306伸缩端设有动滑轮308，动滑轮308连接吊钩309，钢丝绳306上端设有定滑轮311，定滑轮311安装在小车车架302上，所述大车车架301设置有线缆跟随装置312。所述第二减速器305设置有行程编码器310，可实时采集卷扬式启闭机3提升或下降高度数据，在升船机安全机构拆卸和安装时，通过卷扬式启闭机3以速度v2提升或下落所述安全机构。

所述线缆跟随装置312包括轨道3121、连接件3122和若干随动体3123，轨道3121固定安装在大车车架301上，随动体3123上有四组滚轮，滚轮安装在轨道3124上的槽结构中，保证随动体3123在轨道3121上来回移动，电缆3124固定在随动体3123上，每个随动体3123之间的电缆长度固定。第一个随动体与小车车架302通过连接件3122固定，当小车向前移动时，第一个随动体同步移动并带动电缆移动，当第一个随动体与相邻的第二个随动体之间的电缆受拉力时，通过电缆带动第二个随动体向前移动，同理直至最后一个随动体移动；当小车向后移动时，第一个随动体同步移动并带动电缆移动，当第一个随动体与相邻的第二个随动体接触时，第一个随动体推动第二个随动体移动，同理直至最后一个随动体移动。

所述卷筒4包括第二变频电机401、第三减速器402、电缆卷盘403；第二变频电机401通过第三减速器402连接电缆卷盘403，电缆卷盘403缠绕有电缆。电缆卷筒4用于升船机安全机构拆卸提升和安装下落时，为伺服电机驱动机械同步装置1与限位检测装置6收放电缆。

所述限位检测装置6包括环形滑触轨道601、触头602、传感器支架603、接近开关604。所述环形滑触轨道601位于下导向架7下端面且与旋转螺杆9同轴，环形滑触轨道601与电缆卷筒4的末端电缆连接，所述触头602底部安装在环形滑触轨道601的滑槽中，触头602顶部固定在传感器支架603上，所述传感器支架603的底座安装在旋转螺杆9下端面，传感器支架603高度与方向能够调节；两个接近开关604安装在传感器支架603顶部的安装孔上，两个接近开关604端面分别与螺母柱11上、下两个螺牙面垂直；所述旋转螺杆9转动时，带动传感器支架603同步转动，触头602在环形滑触轨道601同步旋转，位于传感器支架603上的接近开关604同步转动。

该系统还包括操作控制台5，操作控制台5与控制柜2连接。操作控制台5设有液晶显示屏501、换挡手柄502、操作按钮503、紧急停机按钮504。操作控制台5用于操作控制升船机安全机构拆装系统同步运行。操作控制台5进行升船机安全机构拆装时，最高运行档位为一档，运行速度v2＝0.05m/s，伺服电机驱动机械同步装置1在非安全机构拆装时，处于切除状态，卷扬式启闭机3独立工作最高运行档位为五档，运行速度v1＝0.15m/s。

所述控制柜2包括plc控制器10，所述plc控制器10分别连接伺服电机驱动机械同步装置1、操作控制台5、限位检测装置6、行程编码器310；plc控制器10还分别连接卷扬式启闭机3的第一变频电机304、卷筒4的第二变频电机401。

所述伺服电机驱动机械同步装置1配置有手动盘车手柄，用于人为干预操作来精确调整旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11的凹槽踏面间隙。

一种升船机安全机构拆装方法，包括以下步骤：

步骤1)：将卷扬式启闭机3的吊钩309通过吊装钢丝绳与升船机安全机构四个吊耳连接牢靠，启动卷扬式启闭机3，吊钩309上行使之受力，吊装钢丝绳拉紧即可；

步骤2)：拆除同步轴端万向联轴器与升船机安全机构的下导向架7驱动轴联轴器，并将伺服电机驱动机械同步装置1与升船机安全机构的下导向架7驱动轴通过盘形齿式联轴器连接；

步骤3)：在支撑杆与旋转螺杆9下端内孔间安装支撑环，顶紧支撑杆与旋转螺杆9，消除间隙，避免升船机安全机构拆装过程中，支撑杆相对旋转螺杆9移动偏斜；

步骤4)：调整限位检测装置6的传感器支架603位置，使接近开关604探头与螺母柱11凹槽上、下踏面间隙达到设定值，并将伺服电机101，驱动伺服电机驱动机械同步装置1投入；

步骤5)：拆除升船机安全机构的支撑杆球铰与安全横梁连接螺栓，使升船机安全机构与升船机承船厢脱开；

步骤6)：升船机安全机构拆卸提升，进入提升操作界面，检查各开关、信号是否正常，通过换挡手柄502操作系统进行一档提升动作，卷扬式启闭机3以速度v2提升运行，伺服电机驱动机械同步装置1以角速度ω1逆时针方向驱动具有呈上升螺旋线螺纹的旋转螺杆9同步转动，避免升船机安全机构拆卸提升过程中，旋转螺杆9与螺母柱11卡死；

步骤7)：系统运行过程中，关注接近开关604信号是否正常，若报警停机，现场检查旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11凹槽上、下踏面间隙，若间隙偏差过大，则通过手动盘动伺服电机101正向或反向运行，调整旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11凹槽间隙；

步骤8)：间隙调整完成后，恢复一档提升运行，直至升船机安全机构从螺母柱11内提出；

步骤9)：升船机安全机构安装下降，进入下降操作界面，检查各开关、信号是否正常，通过换挡手柄，操作系统进行一档下降动作，卷扬式启闭机3以速度v2下降运行，下降运行，伺服电机驱动机械同步装置1以角速度ω1顺时针方向驱动具有呈上升螺旋线螺纹的旋转螺杆9同步转动；

步骤10)：升船机安全机构下降运行过程中，关注系统接近开关604信号是否正常，若报警停机，现场检查旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11凹槽上、下踏面间隙，若间隙偏差过大，则通过手动盘动伺服电机101正向或反向运行，调整旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11凹槽间隙；

步骤11)：间隙调整完成后，恢复一档下降运行，直至升船机安全机构的支撑杆球铰下落至安全横梁安装法兰时，系统停机，停止下落，观察升船机安全机构的支撑杆球铰法兰螺栓孔与船厢安全横梁法兰螺栓孔准确对位，若螺孔错位，则通过手动逆时针盘动伺服电机101，调整安全机构球铰法兰螺栓孔与船厢安全横梁法兰螺栓孔对位；

步骤12)：回装安全机构球铰与安全横梁连接螺杆，进行旋转螺杆9的螺牙与螺母柱11凹槽踏面间隙精调，拆除伺服电机驱动机械同步装置1、限位检测装置6，回装万向联轴器。

进一步的，所述伺服电机驱动机械同步装置1配置有手动盘车手柄，可通过人为干预操作来精确调整旋转螺杆螺牙与螺母柱凹槽踏面间隙。

进一步的，所述伺服电机驱动机械同步装置1在非安全机构拆装时，处于切除状态，卷扬式启闭机可独立工作，进行升船机其它设备吊装检修任务。

进一步的，所述操作控制台5进行安全机构拆装时，最高运行档位为一档，运行速度v2＝0.05m/s，伺服电机驱动机械同步装置1在非安全机构拆装时，处于切除状态，卷扬式启闭机3独立工作最高运行档位为五档，运行速度v1＝0.15m/s。

通过使用此安全机构拆装系统及其操作方法，能够很大程度上降低施工的工作量，节省人力，通过伺服电机驱动机械同步装置1的投入与切除，可有效提高系统中卷扬式启闭机3的利用率，而且操作安装方法简单，提高了升船机安全机构拆装检修的安全性。

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