用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统的制作方法

本技术涉及水利水电工程闸门启闭技术，具体是一种采用液压马达和电动机双驱动的钢丝绳卷扬系统。

背景技术：

1、在水利水电工程中，钢丝绳卷扬启闭机是常用的闸门启闭机构，广泛使用于门式启闭机、桥式启闭机、固定卷扬机等设备上。常见的钢丝绳卷筒驱动形式有液压马达驱动、电动机驱动等形式。驱动机构联接卷筒，钢丝绳一端与卷筒相连，另一端与定滑轮组及其动滑轮组相连，动滑轮组再与闸门相连，当电动机启动后带动卷筒回转，钢丝绳收放，完成闸门的启闭。

2、液压马达驱动是通过液压泵驱动液压马达，液压马达直接与卷筒相连，带动卷筒回转完成闸门启闭过程；液压马达驱动卷筒不需要减速器，通过液压阀调节流量，可实现平稳的启停和速度控制，同时液压系统对重载情况适应良好，具有优秀的抗冲击性能，防水防尘，适用于潮湿环境。电动机驱动是最常见的驱动形式，将电能直接转化为机械能，通过电动机连接减速器，驱动卷筒回转完成闸门启闭。电动机驱动结构简单，故障率低，设备较为便宜，且可通过编码器完成高精度定位。

3、目前在水利水电工程中使用的钢丝绳卷筒驱动方式通常只有一种，一旦该驱动方式故障失效，卷筒便无法正常运行，若此时发生事故闸门无法正常启闭，会加大事故损失。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种双驱动的钢丝绳卷扬系统，该卷扬系统配备有液压马达和电动机两种驱动装置，通常情况下可选用其中一种方式作为主要驱动形式，当该形式出现故障时，可迅速切换至备选驱动方案，确保钢丝绳卷筒正常工作。

2、为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，所述钢丝绳卷扬系统包括钢丝绳卷筒、液压驱动装置、电动驱动装置、中心传动轴、第一齿轮传动机构、安全制动装置和液压控制系统，所述中心传动轴活动穿过钢丝绳卷筒，并通过第一齿轮传动机构与中心传动轴传动连接，中心传动轴的两端分别伸出钢丝绳卷筒，并形成两个动力输入轴，并在两个动力输入端分别连接有常开离合器和常闭离合器，所述液压驱动装置的动力输出端通过常开离合器与中心传动轴连接，所述电动驱动装置的动力输出端通过常闭离合器连接与中心传动轴连接；所述液压控制系统为液压驱动装置、常开离合器及常闭离合器提供液压油控制；所述安全制动装置包括制动组件和设置在钢丝绳卷筒端部的制动摩擦片，所述制动组件包括两个制动盘，两个制动盘对称设置在制动摩擦片的两侧，所述制动组件的控制端分别与液压驱动装置和电动驱动装置的控制系统连接。

3、本实用新型较优的技术方案：所述第一齿轮传动机构采用第一行星齿轮组，所述钢丝绳卷筒临近电动驱动装置一端呈敞开状，所述第一齿轮传动机构安装在钢丝绳卷筒的敞开端，第一齿轮传动机构的第一行星齿圈固定安装在钢丝绳卷筒的内壁，第一行星架和第一太阳轮均固定在中心传动轴上。

4、本实用新型较优的技术方案：所述电动驱动装置的动力输出端通过第二齿轮传动机构与常闭离合器连接；所述电动驱动装置包括第一电机和第二电机， 所述第二齿轮传动机构包括第二行星齿轮组和传动齿轮，所述第一电机的输出轴与第二行星齿轮组的太阳轮中心轴连接，第二行星齿轮组的行星架与中心传动轴连接，所述第二行星齿轮组的齿圈为内外均设有传动齿，所述传动齿轮安装在第二电机的输出轴，且传动齿轮与第二行星齿轮组的齿圈外侧传动齿相互啮合。

5、本实用新型较优的技术方案：所述常开离合器包括第一油缸、第一摩擦片和第一摩擦盘，所述第一摩擦片安装在第一油缸的活塞端，在第一油缸的有杆腔设有第一弹簧，所述第一弹簧套设在活塞杆外，一端与第一活塞推板连接，另一端与第一油缸的缸体连接；所述液压控制系统通过第一液压油控制管路通向第一油缸的无杆腔，在正常状态下，第一油缸的无杆腔无油，第一摩擦片和第一摩擦盘在第一弹簧的作用下处于常开状态；并在第一油缸的无杆腔进油时，第一活塞推板推动油缸有杆腔的第一弹簧压缩，第一摩擦片和第一摩擦盘接触，常开离合器处于工作状态。

6、本实用新型较优的技术方案：所述的常闭离合器包括第二油缸、第二摩擦片和第二摩擦盘，所述第二摩擦片安装在第二油缸的活塞端，在第二油缸的无杆腔设有第二弹簧，第二弹簧一端与第二活塞推板无杆端面连接，另一端与第二油缸的缸体连接；所述液压控制系统通过第二液压油控制管路通向第二油缸的有杆腔，在正常状态下，第二油缸的有杆腔无油，第二摩擦片和第二摩擦盘在第二弹簧的作用下处于常闭状态；并在第二油缸的有杆腔进油时，推动油缸无杆腔的第二弹簧，第二摩擦片和第二摩擦盘分离，常开离合器处于关闭。

7、本实用新型较优的技术方案：所述液压驱动装置包括双向液压马达和液压油控制回路；所述液压油控制回路包括液压油箱、第一油泵、三位四通换向阀、节流阀、第一二位二通换向阀、第二二位二通换向阀、液控阀及液压管路；所述节流阀设置在液压马达的进油端，三位四通换向阀设置在第一油泵出油端，第一二位二通换向阀设置在液压马达的回油管上；所述液压油控制回路为液压马达、常开离合器、常闭离合器和安全制动装置提供液压油。

8、本实用新型较优的技术方案：所述制动组件还包括第二油泵、两套制动油缸和连接第二油泵与两套制动油缸的液压油管，每套制动油缸的无杆腔设有第三弹簧，每个第三弹簧一端固定在对应的油缸缸体内壁，另一端连接在对应的活塞推板上，两套制动油缸对称布设在制动摩擦片的两侧，两个制动盘分别连接在两套制动油缸的活塞端部；所述制动摩擦片沿着钢丝绳卷筒的外壁布设有一圈；所述液压油管通过两根分管分别与两套制动油缸的有杆腔连通，所述液压控制系统通过第三液压控制管路与液压油管连通，并在液压油管上设有液控阀；所述电动驱动装置的电控系统通过电气控制线路与第二油泵的控制端连接，所述油泵的进油端通过油管与液压控制系统连接。

9、本实用新型的双驱动钢丝绳卷扬系统包括卷筒装置、液压驱动装置、电机驱动装置、安全制动装置、齿轮传动装置以及离合器等。在卷筒装置内侧设置齿圈，与二级行星轮接触啮合，二级行星齿轮和中心太阳轮通过机架固定，卷筒装置端部设置有制动盘，可通过盘式制动器夹紧锁定；在卷筒装置的传动轴两端分别设有敞开离合器和常闭离合器，电动驱动装置和液压驱动装置分布在卷筒装置的两端，分别通过常闭离合器和常开离合器与卷筒装置的传动轴连接，选择其中一个驱动装置作为主要的驱动装置，而该驱动装置出现故障后，可以很方便的更换备用的驱动装置，可迅速切换至备选驱动方案，确保钢丝绳卷筒正常工作。

1.一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述钢丝绳卷扬系统包括钢丝绳卷筒（1）、液压驱动装置（2）、电动驱动装置（3）、中心传动轴（4）、第一齿轮传动机构（8）、安全制动装置和液压控制系统，所述中心传动轴（4）活动穿过钢丝绳卷筒（1），并通过第一齿轮传动机构（8）与中心传动轴（4）传动连接，中心传动轴（4）的两端分别伸出钢丝绳卷筒（1）形成两个动力输入轴，并在两个动力输入端分别连接有常开离合器（5）和常闭离合器（6），所述液压驱动装置（2）的动力输出端通过常开离合器（5）与中心传动轴（4）连接，所述电动驱动装置（3）的动力输出端通过常闭离合器（6）连接与中心传动轴（4）连接；所述液压控制系统为液压驱动装置（2）、常开离合器（5）及常闭离合器（6）提供液压油控制；所述安全制动装置包括制动组件（7）和设置在钢丝绳卷筒（1）端部的制动摩擦片（10），所述制动组件（7）包括两个制动盘（700），两个制动盘（700）对称设置在制动摩擦片（10）的两侧，所述制动组件（7）的控制端分别与液压驱动装置（2）和电动驱动装置（3）的控制系统连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述第一齿轮传动机构（8）采用第一行星齿轮组，所述钢丝绳卷筒（1）临近电动驱动装置（3）一端呈敞开状，所述第一齿轮传动机构（8）安装在钢丝绳卷筒（1）的敞开端，第一齿轮传动机构（8）的第一行星齿圈（800）固定安装在钢丝绳卷筒（1）的内壁，第一行星架（801）和第一太阳轮（802）均固定在中心传动轴（4）上。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述电动驱动装置（3）的动力输出端通过第二齿轮传动机构与常闭离合器（6）连接；所述电动驱动装置（3）包括第一电机（300）和第二电机（301）， 所述第二齿轮传动机构包括第二行星齿轮组（9）和传动齿轮（11），所述第一电机（300）的输出轴与第二行星齿轮组（9）的太阳轮中心轴连接，第二行星齿轮组（9）的行星架与中心传动轴（4）连接，所述第二行星齿轮组（9）的齿圈为内外均设有传动齿，所述传动齿轮（11）安装在第二电机（301）的输出轴，且传动齿轮（11）与第二行星齿轮组（9）的齿圈外侧传动齿相互啮合。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述常开离合器（5）包括第一油缸（500）、第一摩擦片（501）和第一摩擦盘（502），所述第一摩擦片（501）安装在第一油缸（500）的活塞端，在第一油缸（500）的有杆腔设有第一弹簧（503），所述第一弹簧（503）套设在活塞杆外，一端与第一活塞推板（504）连接，另一端与第一油缸（500）的缸体连接；所述液压控制系统通过第一液压油控制管路（12）通向第一油缸（500）的无杆腔，在正常状态下，第一油缸（500）的无杆腔无油，第一摩擦片（501）和第一摩擦盘（502）在第一弹簧（503）的作用下处于常开状态；并在第一油缸（500）的无杆腔进油时，第一活塞推板（504）推动油缸有杆腔的第一弹簧（503）压缩，第一摩擦片（501）和第一摩擦盘（502）接触，常开离合器（5）处于工作状态。

5.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述的常闭离合器（6）包括第二油缸（600）、第二摩擦片（601）和第二摩擦盘（602），所述第二摩擦片（601）安装在第二油缸（600）的活塞端，在第二油缸（600）的无杆腔设有第二弹簧（603），第二弹簧（603）一端与第二活塞推板（604）无杆端面连接，另一端与第二油缸（600）的缸体连接；所述液压控制系统通过第二液压油控制管路（13）通向第二油缸（600）的有杆腔，在正常状态下，第二油缸（600）的有杆腔无油，第二摩擦片（601）和第二摩擦盘（602）在第二弹簧（603）的作用下处于常闭状态；并在第二油缸（600）的有杆腔进油时，推动油缸无杆腔的第二弹簧（603），第二摩擦片（601）和第二摩擦盘（602）分离，常开离合器（5）处于关闭。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述液压驱动装置（2）包括双向液压马达（200）和液压油控制回路；所述液压油控制回路包括液压油箱、第一油泵（201）、三位四通换向阀（202）、节流阀（203）、第一二位二通换向阀（204）、第二二位二通换向阀（205）、第二液控阀（206）及液压管路；所述节流阀（203）设置在液压马达（200）的进油端，三位四通换向阀（202）设置在第一油泵（201）出油端，第一二位二通换向阀（204）设置在液压马达（200）的回油管上；所述液压油控制回路为液压马达（200）、常开离合器（5）、常闭离合器（6）和安全制动装置提供液压油。

7.根据权利要求1或2所述的一种用于水利工程中的双驱动钢丝绳卷扬系统，其特征在于：所述制动组件（7）还包括第二油泵（701）、两套制动油缸（702）和连接第二油泵（701）与两套制动油缸（702）的液压油管（704），每套制动油缸（702）的无杆腔设有第三弹簧（703），每个第三弹簧（703）一端固定在对应的油缸缸体内壁，另一端连接在对应的活塞推板上，两套制动油缸（702）对称布设在制动摩擦片（10）的两侧，两个制动盘（700）分别连接在两套制动油缸（702）的活塞端部；所述制动摩擦片（10）沿着钢丝绳卷筒（1）的外壁布设有一圈；所述液压油管（704）通过两根分管分别与两套制动油缸（702）的有杆腔连通，所述液压控制系统通过第三液压油控制管路（14）与液压油管（704）连通，并在液压油管（704）上设有第一液控阀（705）；所述电动驱动装置（3）的电控系统通过电气控制线路（15）与第二油泵（701）的控制端连接，所述第二油泵（701）的进油端通过油管与液压控制系统连接。