本發(fā)明涉及潛水裝置的制動(dòng)器，尤其是一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器。

背景技術(shù)：

1、水下絞車配裝于潛水裝備，工作于深海環(huán)境。潛水裝備由母船甲板絞車布放回收，水下絞車卷繞鋼纜引導(dǎo)潛水裝備沿鋼纜路徑抵近水下目標(biāo)(鋼纜末端連接水下目標(biāo))，并輔助潛水裝備與目標(biāo)對(duì)接，甲板絞車、潛水裝備和水下目標(biāo)依次由鎧裝纜、鋼纜串聯(lián)。作業(yè)過(guò)程中，受母船升沉作用或甲板絞車誤操作影響，制動(dòng)狀態(tài)下的水下絞車瞬間承受不確定的水面拉力，該工況下水下絞車的制動(dòng)器需在外力作用下打滑，被動(dòng)放出部分鋼纜，釋放水面?zhèn)鬟f過(guò)來(lái)的額外負(fù)載，防止水下絞車、水下目標(biāo)損壞或鋼纜破斷。為保證設(shè)備安全，水下絞車制動(dòng)打滑過(guò)程中，制動(dòng)器制動(dòng)力矩需穩(wěn)定，絞車出纜口制動(dòng)張力需恒定。

2、受裝備主尺度限制和作業(yè)深度影響，水下絞車通常采用多層排纜，制動(dòng)器制動(dòng)力矩恒定時(shí)，受纜繩層數(shù)影響卷筒外徑變化較大，會(huì)導(dǎo)致出纜制動(dòng)張力波動(dòng)較大，制動(dòng)器需自適應(yīng)纜繩層數(shù)變化調(diào)整制動(dòng)力矩。市面上常用的制動(dòng)器通常不支持制動(dòng)打滑功能，長(zhǎng)距離制動(dòng)打滑后剎車片易磨損，制動(dòng)力矩下降幅度較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)人針對(duì)上述現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，從而使其具有制動(dòng)力矩精確可調(diào)、制動(dòng)打滑纜繩張力精確可控且自適應(yīng)排纜層數(shù)變化等特點(diǎn)。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

3、一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，包括油缸動(dòng)力單元、傳動(dòng)軸系、壓繩器、鏈?zhǔn)絼x車帶和凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪機(jī)構(gòu)的各零部件布置于傳動(dòng)軸系和壓繩器上，傳動(dòng)軸系用于傳遞油缸動(dòng)力單元和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸系包括兩套獨(dú)立的傳動(dòng)單元；

4、還包括兩個(gè)間隔分布的絞車側(cè)板，絞車側(cè)板之間安裝有卷筒，傳動(dòng)軸系貫穿絞車側(cè)板，油缸動(dòng)力單元和鏈?zhǔn)絼x車帶通過(guò)傳動(dòng)軸系連接并分布在絞車側(cè)板兩側(cè)，鏈?zhǔn)絼x車帶環(huán)抱卷筒。

5、其進(jìn)一步技術(shù)方案在于：

6、所述油缸動(dòng)力單元垂直安裝在其中一個(gè)絞車側(cè)板的外部。

7、所述油缸動(dòng)力單元為制動(dòng)器的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)輸出單元，油缸動(dòng)力單元的結(jié)構(gòu)為：包括油缸本體、碟簧筒、碟簧、油缸拉桿和油缸鉸接軸，油缸本體的輸出端連接油缸拉桿，油缸拉桿的外部安裝有碟簧，碟簧的外部安裝有碟簧筒，油缸拉桿在油缸本體和碟簧共同作用下沿碟簧筒作伸縮運(yùn)動(dòng)。

8、所述油缸鉸接軸與傳動(dòng)軸系連接。

9、所述傳動(dòng)軸系的結(jié)構(gòu)為：包括剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂、凸輪擺桿、凸輪升程滾輪、油缸座、油缸拉桿轉(zhuǎn)臂、實(shí)心軸、空心軸和鍵；空心軸貫穿并安裝于絞車側(cè)板，空心軸兩端分別連接油缸座和凸輪擺桿，構(gòu)成空心軸傳動(dòng)單元；實(shí)心軸與空心軸的中心通孔適配，實(shí)心軸兩端分別連接油缸拉桿轉(zhuǎn)臂和剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂，構(gòu)成實(shí)心軸傳動(dòng)單元。

10、所述鏈?zhǔn)絼x車帶的結(jié)構(gòu)為：包括滾子鏈、尼龍阻尼塊、活動(dòng)端拉桿、固定端拉桿和彈簧，一系列尼龍阻尼塊嵌在滾子鏈的各個(gè)鏈節(jié)槽里，尼龍阻尼塊環(huán)抱卷筒，活動(dòng)端拉桿兩端分別連接滾子鏈和剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂，通過(guò)滾子鏈?zhǔn)┘宇A(yù)緊力至尼龍塊，從而制動(dòng)卷筒。

11、所述卷筒的外側(cè)面設(shè)置有環(huán)形凸緣，尼龍阻尼塊環(huán)抱環(huán)形凸緣。

12、所述凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為：包括凸輪擺桿、凸輪升程滾輪、凸輪擺臂和凸輪板，凸輪擺臂固定在壓繩器上并跟隨壓繩器擺動(dòng)，凸輪板與凸輪升程滾輪接觸。

13、所述凸輪板由螺栓緊固在凸輪擺臂上，制動(dòng)放纜工況，當(dāng)壓繩器和凸輪擺臂隨纜繩層數(shù)變化而擺動(dòng)時(shí)，凸輪板通過(guò)凸輪升程滾輪驅(qū)動(dòng)凸輪擺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，并陸續(xù)通過(guò)空心軸傳動(dòng)單元、油缸動(dòng)力單元和實(shí)心軸傳動(dòng)單元將運(yùn)動(dòng)傳遞至鏈?zhǔn)絼x車帶，調(diào)整制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，使得鋼纜制動(dòng)張力維持不變。

14、所述凸輪板采用一體式結(jié)構(gòu)，凸輪板的工作輪廓分成非工作段、初始位置段和頂升段，初始位置段對(duì)應(yīng)纜繩最內(nèi)層，從初始位置段至頂升段對(duì)應(yīng)卷筒上纜繩層數(shù)陸續(xù)增加。

15、本發(fā)明的有益效果如下：

16、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊、合理，操作方便，通過(guò)油缸動(dòng)力單元、傳動(dòng)軸系、鏈?zhǔn)絼x車帶和凸輪機(jī)構(gòu)等模塊部件之間的互相配合工作，并配合絞車卷筒和壓繩器實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，其中油缸動(dòng)力單元由油缸、油缸拉桿、碟簧組件和碟簧筒等組成，可通過(guò)傳動(dòng)軸系驅(qū)動(dòng)鏈?zhǔn)絼x車帶解除制動(dòng)或保持制動(dòng)，其中鏈?zhǔn)絼x車帶由鏈條、尼龍阻尼塊、拉桿和彈簧等組成，一系列尼龍阻尼塊嵌在鏈條的各個(gè)鏈節(jié)槽里，在鏈條預(yù)緊力作用下，尼龍阻尼塊環(huán)抱絞車卷筒側(cè)面的環(huán)形凸緣，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)功能，保證制動(dòng)力矩與鏈條張力線性相關(guān)，制動(dòng)力矩精確可控；鏈?zhǔn)酵馆啓C(jī)構(gòu)上的凸輪板安裝于絞車壓繩器擺臂上并跟隨壓繩器擺動(dòng)，壓繩器緊貼絞車卷筒內(nèi)的纜繩并跟隨擺動(dòng)，凸輪機(jī)構(gòu)的升程滾輪驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸系，調(diào)整鏈?zhǔn)絼x車帶的制動(dòng)力矩，從而保證絞車不同纜層的出纜制動(dòng)打滑張力恒定。

17、同時(shí)，本發(fā)明還具備如下優(yōu)點(diǎn)：

18、(1)本發(fā)明非常適應(yīng)水下環(huán)境，無(wú)需做成承壓結(jié)構(gòu)或壓力補(bǔ)償式結(jié)構(gòu)；

19、(2)本發(fā)明采用鏈?zhǔn)絼x車帶，相對(duì)傳統(tǒng)制動(dòng)器，摩擦阻力精確，為水下絞車提供精確的制動(dòng)力矩，保護(hù)絞車鋼絲繩；

20、(3)本發(fā)明采用凸輪機(jī)構(gòu)，自適應(yīng)卷筒繞纜層數(shù)，通過(guò)壓繩器驅(qū)動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，微調(diào)鏈?zhǔn)絼x車帶預(yù)緊力，保證絞車制動(dòng)打滑時(shí)處于不同纜層的鋼纜制動(dòng)打滑張力恒定；

21、(4)本發(fā)明是一種制動(dòng)力矩精確可調(diào)、制動(dòng)打滑纜繩張力精確可控的制動(dòng)器，大大提高了水下絞車的環(huán)境適應(yīng)性和工作可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：包括油缸動(dòng)力單元(1)、傳動(dòng)軸系(2)、壓繩器(3)、鏈?zhǔn)絼x車帶(4)和凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪機(jī)構(gòu)的各零部件布置于傳動(dòng)軸系(2)和壓繩器(3)上，傳動(dòng)軸系(2)用于傳遞油缸動(dòng)力單元(1)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸系(2)包括兩套獨(dú)立的傳動(dòng)單元；

2.如權(quán)利要求1所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述油缸動(dòng)力單元(1)垂直安裝在其中一個(gè)絞車側(cè)板(6)的外部。

3.如權(quán)利要求1所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述油缸動(dòng)力單元(1)為制動(dòng)器的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)輸出單元，油缸動(dòng)力單元(1)的結(jié)構(gòu)為：包括油缸本體(101)、碟簧筒(102)、碟簧(103)、油缸拉桿(104)和油缸鉸接軸(105)，油缸本體(101)的輸出端連接油缸拉桿(104)，油缸拉桿(104)的外部安裝有碟簧(103)，碟簧(103)的外部安裝有碟簧筒(102)，油缸拉桿(104)在油缸本體(101)和碟簧(103)共同作用下沿碟簧筒(102)作伸縮運(yùn)動(dòng)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述油缸鉸接軸(105)與傳動(dòng)軸系(2)連接。

5.如權(quán)利要求1所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述傳動(dòng)軸系(2)的結(jié)構(gòu)為：包括剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂(201)、凸輪擺桿(202)、凸輪升程滾輪(203)、油缸座(204)、油缸拉桿轉(zhuǎn)臂(205)、實(shí)心軸(206)、空心軸(207)和鍵；空心軸(207)貫穿并安裝于絞車側(cè)板(6)，空心軸(207)兩端分別連接油缸座(204)和凸輪擺桿(202)，構(gòu)成空心軸傳動(dòng)單元；實(shí)心軸(206)與空心軸(207)的中心通孔適配，實(shí)心軸(206)兩端分別連接油缸拉桿轉(zhuǎn)臂(205)和剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂(201)，構(gòu)成實(shí)心軸傳動(dòng)單元。

6.如權(quán)利要求5所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述鏈?zhǔn)絼x車帶(4)的結(jié)構(gòu)為：包括滾子鏈(401)、尼龍阻尼塊(402)、活動(dòng)端拉桿(403)、固定端拉桿(405)和彈簧(404)，一系列尼龍阻尼塊(402)嵌在滾子鏈(401)的各個(gè)鏈節(jié)槽里，尼龍阻尼塊(402)環(huán)抱卷筒(5)，活動(dòng)端拉桿(403)兩端分別連接滾子鏈(401)和剎車?yán)瓧U轉(zhuǎn)臂(201)，通過(guò)滾子鏈(401)施加預(yù)緊力至尼龍塊，從而制動(dòng)卷筒(5)。

7.如權(quán)利要求6所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述卷筒(5)的外側(cè)面設(shè)置有環(huán)形凸緣(501)，尼龍阻尼塊(402)環(huán)抱環(huán)形凸緣(501)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述凸輪機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為：包括凸輪擺桿(202)、凸輪升程滾輪(203)、凸輪擺臂(301)和凸輪板(302)，凸輪擺臂(301)固定在壓繩器(3)上并跟隨壓繩器(3)擺動(dòng)，凸輪板(302)與凸輪升程滾輪(203)接觸。

9.如權(quán)利要求8所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述凸輪板(302)由螺栓緊固在凸輪擺臂(301)上，制動(dòng)放纜工況，當(dāng)壓繩器(3)和凸輪擺臂(301)隨纜繩層數(shù)變化而擺動(dòng)時(shí)，凸輪板(302)通過(guò)凸輪升程滾輪(203)驅(qū)動(dòng)凸輪擺桿(202)轉(zhuǎn)動(dòng)，并陸續(xù)通過(guò)空心軸傳動(dòng)單元、油缸動(dòng)力單元(1)和實(shí)心軸傳動(dòng)單元將運(yùn)動(dòng)傳遞至鏈?zhǔn)絼x車帶(4)，調(diào)整制動(dòng)器的制動(dòng)力矩，使得鋼纜制動(dòng)張力維持不變。

10.如權(quán)利要求9所述的一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，其特征在于：所述凸輪板(302)采用一體式結(jié)構(gòu)，凸輪板(302)的工作輪廓分成非工作段(3021)、初始位置段(3022)和頂升段(3023)，初始位置段(3022)對(duì)應(yīng)纜繩最內(nèi)層，從初始位置段(3022)至頂升段(3023)對(duì)應(yīng)卷筒(5)上纜繩層數(shù)陸續(xù)增加。

技術(shù)總結(jié)
一種用于水下絞車的恒張力制動(dòng)器，包括油缸動(dòng)力單元、傳動(dòng)軸系、壓繩器、鏈?zhǔn)絼x車帶和凸輪機(jī)構(gòu)，所述凸輪機(jī)構(gòu)的各零部件布置于傳動(dòng)軸系和壓繩器上，傳動(dòng)軸系用于傳遞油缸動(dòng)力單元和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)軸系包括兩套獨(dú)立的傳動(dòng)單元；還包括兩個(gè)間隔分布的絞車側(cè)板，絞車側(cè)板之間安裝有卷筒，傳動(dòng)軸系貫穿絞車側(cè)板，油缸動(dòng)力單元和鏈?zhǔn)絼x車帶通過(guò)傳動(dòng)軸系連接并分布在絞車側(cè)板兩側(cè)，鏈?zhǔn)絼x車帶環(huán)抱卷筒。保證制動(dòng)力矩與鏈條張力線性相關(guān)，制動(dòng)力矩精確可控；使其具有制動(dòng)力矩精確可調(diào)、制動(dòng)打滑纜繩張力精確可控且自適應(yīng)排纜層數(shù)變化等特點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：古浪,張小獻(xiàn),孫鴻博,王旋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)船舶科學(xué)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15