一种升船机船厢垂直锁定装置的制作方法

1.本实用新型涉及升船机，尤其是一种升船机船厢垂直锁定装置。


背景技术：

2.当升船机船厢设备维护或检修时，需要将升船机船厢停在某一高度，集中停航检修时更需要长时间处于停止状态，船厢在这段时间内不能发生垂直方向上的位移，此时船厢缺乏安全可靠的停位保障装置，特别是在升船机船厢水深发生变化等异常状况时，船厢在垂直方向上出现位移的安全风险较大，所以需要在升船机船厢垂直方向上增加检修锁定装置，保证升船机船厢能安全可靠的长时间停位检修，同时锁定装置在处于非工作状态时，不能影响升船机船厢的正常升降运行。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种升船机船厢垂直锁定装置，可快速实现升船机船厢在任意位置的锁定，提高升船机船厢维护检修的安全性及可靠性。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种升船机船厢垂直锁定装置，包括上导向架系统、上锁定块、下锁定块、第一传动轴、下导向架系统、旋转适应机构、旋转中心杆及铰接支撑轴；
6.所述上导向架系统安装在上锁定块上并与螺母柱侧面接触；
7.所述上锁定块装配在旋转中心杆的上侧壁上并与旋转中心杆形成封闭油腔；
8.所述下锁定块装配在旋转中心杆的下侧壁上并与旋转中心杆形成封闭油腔；
9.所述上锁定块、下锁定块均可相对旋转中心杆上下移动并限制相对旋转中心杆周向移动；
10.所述第一传动轴固定在旋转中心杆下端，第一传动轴外侧壁安装有下导向架系统，下导向架系统与螺母柱侧面接触并通过船厢传动系统带动转动；第一传动轴底端与铰接支撑轴可转动连接；铰接支撑轴另一端与船厢结构连接；
11.所述旋转适应机构安装在旋转中心杆顶端，旋转适应机构与旋转中心杆上的阀门，上锁定块、旋转中心杆之间的封闭油腔，下锁定块、旋转中心杆之间的封闭油腔形成油路系统；在升船机上、下升降运行，油路系统使上锁定块、下锁定块接触闭合并形成与螺母柱内螺纹匹配的外螺纹；在升船机停于某一高度时，油路系统使上锁定块、下锁定块与螺母柱接触锁紧。
12.所述上导向架系统包括上导向架，上导向架通过滑环轴承与上锁定块装配连接，上导向架上四周安装有第一导轮组，第一导轮组与螺母柱侧面垂直接触；上导向架表面安装有第一到位检测开关。
13.所述上锁定块包括上锁定螺杆，上锁定螺杆通过平键与旋转中心杆连接并可上下移动；上锁定螺杆上端安装有第一位置发讯装置；上锁定螺杆上部内侧与旋转中心杆形成封闭油腔，上锁定螺杆外侧周向设有多个通孔，通孔内安装有第一弹簧组；所述下锁定块包
括下锁定螺杆，下锁定螺杆通过平键与旋转中心杆连接并可上下移动；下锁定螺杆上端安装有第二位置发讯装置；下锁定螺杆下部内侧与旋转中心杆形成封闭油腔，下锁定螺杆外侧周向设有多个通孔，通孔内安装有第二弹簧组；双头螺杆自由穿过上锁定螺杆、下锁定螺杆的通孔并将第一弹簧组、第二弹簧组预压缩在上锁定螺杆或下锁定螺杆的通孔内。
14.所述第一传动轴包括中心杆、铰接螺母和定位环，其中，铰接螺母与旋转中心杆固定连接，定位环与铰接支撑轴通过轴承可转动连接。
15.所述下导向架系统包括下导向架，下导向架安装在第一传动轴上并通过滑环轴承与第一齿轮连接，第一齿轮与第二传动轴上的第二齿轮啮合，第二传动轴与船厢传动系统连接。
16.所述下导向架系统外侧四周安装有第二导轮组，第二导轮组与螺母柱侧面垂直接触。
17.所述旋转适应机构包括旋转块、第一高压接头、第二高压接头和线缆转接盒，旋转块与旋转中心杆连接，第一高压接头和第二高压接头固定安装在旋转块上并通过液压胶管与液压系统连接；线缆转接盒安装在旋转块顶部并通过线缆与液压系统控制站连接。
18.所述旋转中心杆包括传动中心轴，传动中心轴内部有两个油道，传动中心轴上端安装有第一缸旁阀块，第一缸旁阀块上安装有第二缸旁平衡阀、第三缸旁平衡阀、第一缸旁溢流阀和第二缸旁溢流阀，两个油道通过对应的阀门与封闭油腔、旋转适应机构、液压系统形成油路系统；所述传动中心轴上设有轴肩，轴肩在上锁定块和下锁定块接触闭合状态时与螺母柱的螺牙面间距均为定长d。
19.所述铰接支撑轴包括支撑轴，支撑轴上部通过上轴承、下轴承与第一传动轴可转动连接；所述上轴承上端安装有第三弹簧组，第三弹簧组使支撑轴与第一传动轴之间保持间隙。
20.本实用新型一种升船机船厢垂直锁定装置，具有以下技术效果：
21.1）、通过设置螺牙面结构形式的上锁定块、下锁定块和螺母柱，及检修用锁定装置的驱动方式，使升船机船厢检修用锁定装置在船厢垂直升降允许高度范围内的任意高度都可以进行锁定和解锁动作，实现升船机垂直方向上的无级连续锁定，保证升船机船厢可在任意高层安全地开展检修。
22.2）、通过设置下导向架系统和传动轴，旋转中心杆与船厢同速升降、同步启停，解锁状态下的锁定装置可以在螺母柱内空载旋转，并且跟随升船机船厢上、下升降，解锁状态下的锁定装置不影响升船机船厢的正常运行。
23.3）、通过设置的铰接支撑轴，检修锁定装置通过旋转中心杆、传动轴的装配连接，既保证上锁定块、下锁定块、旋转中心杆、传动轴实现同步旋转升降，又可以实现检修锁定装置与船厢的相对固定连接，可以使检修锁定装置准确感知和反映船厢位置的变化和传递船厢的不平衡负荷，同时船厢检修用锁定装置即使出现保压异常、船厢不平衡负载过大等状况，也能保证上锁定块、下锁定块保持与螺母柱的机械接触，保证船厢允许的位移控制在数值d范围内，实现异常状况下的二次锁定，具有二级安全锁定保护功能。
24.4）、通过设置的旋转适应机构，可以实现固定的液压系统管路和控制线缆与旋转状态的旋转中心杆间的连接，实现了液压系统驱动锁定装置的便携方式，结构精巧、体积较小、安装方便。
25.5）、该装置整体结构精巧，配置合理，实现的功能丰富、实用性强，适合在升船机船厢使用。
26.6）、该装置设置了到位检测开关和位置发讯装置，检修锁定装置中上锁定块、下锁定块的锁定和解锁动作可以实现自动停止，检修锁定装置的动作能实现远程控制，自动化程度高。
附图说明
27.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
28.图1为本实用新型的主视图。
29.图2为本实用新型中上导向架系统的俯视图。
30.图3为本实用新型中上锁定块、下锁定块的示意图。
31.图4为本实用新型中传动轴的示意图。
32.图5为本实用新型中下导向架系统的俯视图。
33.图6为本实用新型中下导向架系统的主剖视图。
34.图7为本实用新型中旋转适应机构的主视图。
35.图8为本实用新型中旋转中心杆的装配示意图。
36.图9为本实用新型中旋转中心杆的示意图。
37.图10为本实用新型中铰接支撑轴的示意图。
38.图中：上导向架系统1、上锁定块2、下锁定块3、第一传动轴4、下导向架系统5、旋转适应机构6、旋转中心杆7、铰接支撑轴8、螺母柱9、船厢结构10、船厢传动系统11，上导向架101、双头螺杆12，第一导轮组102、到位检测开关103，上锁定螺杆201、第一位置发讯装置202、第一弹簧组203，下锁定螺杆301、第二位置发讯装置302、第二弹簧组303，中心杆401、铰接螺母402，定位环403，下导向架501、第二导轮组502、第一齿轮503、第二齿轮504、第二传动轴505，旋转块601，第一高压接头602，第二高压接头603，线缆转接盒604，传动中心轴701、第一缸旁阀块702、第二缸旁平衡阀703、第三缸旁平衡阀704、第一缸旁溢流阀705，第二缸旁溢流阀706，支撑轴801、上轴承802、第三弹簧组803、下轴承804、轴套805、铰接座806。
具体实施方式
39.如图1所示，一种升船机船厢垂直锁定装置，包括上导向架系统1、上锁定块2、下锁定块3、第一传动轴4、下导向架系统5、旋转适应机构6、旋转中心杆7、铰接支撑轴8、螺母柱9、船厢结构10、船厢传动系统11。具体地，第一传动轴4位于铰接支撑轴8的上端，第一传动轴4可相对铰接支撑轴8转动。下导向架系统5与第一传动轴4下部安装配合，下导向架系统5通过船厢传动系统11驱动转动进而带动第一传动轴4转动。旋转中心杆7固定连接在第一传动轴4的上端，在第一传动轴4转动的过程中旋转中心杆7也发生转动。上锁定块2和下锁定块3分别与旋转中心杆7的上表面和下表面安装配合，在旋转中心杆7转动时，上锁定块2和下锁定块3与螺母柱9的内螺纹配合并上下移动。旋转适应机构6与旋转中心杆7上端连接，所述上导向架系统1安装在上锁定块2的上端并随上导向架系统1运动。
40.如图2所示，所述上导向架系统1包括上导向架101、第一导轮组102、第一到位检测
开关103。其中，上导向架101通过滑环轴承等结构与上锁定块2连接；上导向架101表面安装第一到位检测开关103，用于检修装置锁定和解锁动作时的到位检测和液压系统停机命令；上导向架101外侧安装有第一导轮组102，第一导轮组102中的导向轮为四个，四个导向轮安装在上导向架101四周，四个导向轮与升船机螺母柱9侧面垂直接触。
41.如图3所示，所述上锁定块2包括上锁定螺杆201、第一位置发讯装置202、第一弹簧组203。所述下锁定块3包括下锁定螺杆301、第二位置发讯装置302、第二弹簧组303。
42.其中，上锁定螺杆201上端安装有第一位置发讯装置202，上锁定螺杆201圆周分布有多个通孔，第一弹簧组203位于通孔内。
43.下锁定螺杆301外侧与第二位置发讯装置302连接，下锁定螺杆301圆周分布有多个通孔，第二弹簧组303位于通孔内。
44.在装配时，双头螺杆12自由穿过上锁定螺杆201、下锁定螺杆301的孔并与限位板配合将第一弹簧组203、第二弹簧组303预压缩在上锁定螺杆201或下锁定螺杆301圆周分布的通孔内。
45.在工作时，锁定装置进行锁定动作时，上锁定螺杆201压缩第一弹簧组203向上运动至第一位置发讯装置202触发；下锁定螺杆301压缩第二弹簧组303向下运动至第二位置发讯装置304触发。锁定装置进行解锁动作时，通过第一弹簧组203释放，使得上锁定螺杆201向下运动至初始闭合状态；通过第二弹簧组303释放，使得下锁定螺杆301向上运动至初始闭合状态。
46.第一位置发讯装置202包含支撑杆和触发块，支撑杆通过螺纹连接方式固定在上锁定螺杆201的上表面螺纹内孔，触发块通过螺钉在支撑杆上定位和固定，当上锁定螺杆201在垂直方向运动至锁定装置锁定状态或解锁状态时，触发块跟随运动至与第一到位检测开关103中的上锁定块状态检测开关产生感应，并触发得电，产生到位状态信号并通过线缆转接盒604反馈至液压系统。
47.第一位置发讯装置302包含支撑杆和触发块，支撑杆通过螺纹连接方式固定在下锁定螺杆301的上表面螺纹内孔，触发块通过螺钉在支撑杆上定位和固定，当下锁定螺杆301在垂直方向运动至锁定装置锁定状态或解锁状态时，触发块跟随运动至与第一到位检测开关103中的下锁定块状态检测开关产生感应，并触发得电，产生到位状态信号并通过线缆转接盒604反馈至液压系统。
48.如图4所示，所述第一传动轴4为直轴结构，包括中心杆401、铰接螺母402和定位环403。第一传动轴4上端通过铰接螺母402与旋转中心杆7固定连接，第一传动轴4下端通过定位环403与铰接支撑轴8可转动连接。第一传动轴4起到传递升船机船厢传动系统11和下导向架系统5旋转转动的作用，使得旋转中心杆7以一定的稳定速度旋转。
49.如图5-6所示，所述下导向架系统5包含下导向架501、第二导轮组502、第一齿轮503、第二齿轮504、第二传动轴505。
50.所述下导向架501安装在第一传动轴4上并通过滑环轴承与第一齿轮503连接，第一齿轮503与第二齿轮504在下导向架501内部啮合，第二齿轮504与第二传动轴505通过平键连接，第二传动轴505上、下端安装有轴承和端盖，第二传动轴505下端与船厢传动系统11连接。当船厢传动系统11带动第二传动轴505转动时，通过齿轮传动机构可使得第一传动轴4也以一定的稳定速度旋转。
51.所述下导向架501外侧安装有第二导轮组502，第二导轮组502中的导向轮为四个，四个导向轮安装在下导向架501四周。四个导向轮均与升船机螺母柱侧面垂直接触，在升船机上下升降运行过程中起到导向和限位的作用。
52.如图7所示，所述旋转适应机构6包括旋转块601、第一高压接头602、第二高压接头603和线缆转接盒604。旋转块601与旋转中心杆7连接后，旋转适应机构6可以相对旋转中心杆7转动。第一高压接头602和第二高压接头603固定安装在旋转块601上，通过液压胶管与液压系统连接，线缆转接盒604安装在旋转块601顶部，通过线缆与液压系统控制站连接，液压系统高压液压油介质通过旋转块601流入，锁定装置执行相应锁定和解锁动作。
53.如图8所示，所述旋转中心杆7包括传动中心轴701、第一缸旁阀块702、第二缸旁平衡阀703、第三缸旁平衡阀704、第一缸旁溢流阀705和第二缸旁溢流阀706。
54.所述传动中心轴701通过平键与上锁定块2、下锁定块3连接，在圆周方向上保持相对固定，避免上锁定块2、下锁定块3相对传动中心轴701周向旋转。同时传动中心轴701的轴肩尺寸保证锁定装置解锁时，上锁定块2和下锁定块3与升船机螺母柱9的间距为d，使检修锁定装置进行锁定时，上锁定块2向上方向和下锁定块3向下方向的锁定行程相同，同时升船机船厢结构出现向上、向下位移时，两个方向上的二次锁定行程也相同。
55.所述传动中心轴701上端安装有第一缸旁阀块702，第一缸旁阀块702上安装有第二缸旁平衡阀703、第三缸旁平衡阀704、第一缸旁溢流阀705和第二缸旁溢流阀706。
56.当检修锁定装置处于锁定状态时，上锁定块2的高压油腔被第三缸旁平衡阀704和第二缸旁溢流阀706锁住，下锁定块3的高压油腔被第二缸旁平衡阀703和第一缸旁溢流阀705锁住，整个检修锁定装置处于保压锁定状态。同时通过设置第一缸旁溢流阀705和第二缸旁溢流阀706的调整值，限定了检修锁定装置处于锁定状态时的额定承载力，当出现船厢不平衡载荷过载等工况时，第一缸旁溢流阀705和第二缸旁溢流阀706能产生溢流保护动作，避免检修锁定装置出现过载性结构破坏。
57.如图9所示，铰接支撑轴8下端与升船机船厢通过螺栓固定连接，铰接支撑轴8包含带球形头的支撑轴801、上轴承802、第三弹簧组803、下轴承804、轴套805、铰接座806。
58.所述支撑轴801上端安装有上轴承802，上轴承802上端安装有第三弹簧组803，第三弹簧组803保证支撑轴801与第一传动轴4有稳定的间隙，第一传动轴4可以相对于支撑轴801自由旋转。
59.支撑轴801上安装有下轴承804，下轴承804下端安装有轴套805，支撑轴801下端与铰接座806连接，铰接座806下端与升船机的船厢结构10固定连接，保证检修锁定装置与升船机船厢结构的位置相对不变，锁定装置处于锁定状态时，升船机船厢的不平衡负载可以通过锁定装置传递至升船机螺母柱。
60.本实用新型一种升船机船厢垂直锁定装置的使用方法，包括以下步骤：
61.步骤一：升船机上、下升降运行前，液压系统的高压油通过液压胶管传递至旋转适应机构6中的第一高压接头602，高压油继续传递至旋转中心杆7中的第一缸旁阀块702，第二缸旁平衡阀703和第三缸旁平衡阀704通道被打开，上锁定块2中的上锁定螺杆201因第一弹簧组203释放向下运动，下锁定块3中的下锁定螺杆301因第二弹簧组303释放向上运动，直至上锁定螺杆201与下锁定螺杆301接触闭合，上导向架系统1中的第一到位检测开关103触发，通过旋转适应机构6中的线缆转接盒604反馈信号，液压系统停机，此时上锁定螺杆
201与下锁定螺杆301的上下表面与螺母柱9的间距各为d，检修用锁定装置处于解锁状态，升船机具备上、下升降运行条件，保证解锁状态下的船厢检修用锁定装置不影响升船机的正常运行；
62.步骤二：升船机上、下升降运行时，船厢传动系统11使下导向架系统5中的第二传动轴505跟随转动，第二传动轴505带动第二齿轮504转动，第二齿轮504通过啮合带动第一齿轮503转动，第一齿轮503带动第一传动轴4转动，进而带动旋转中心杆7在螺母柱9内转动，铰接支撑轴8保证了旋转中心杆7与船厢结构10的位置相对不变，保证升船机上、下升降运行时，解锁状态下的船厢检修用锁定装置在螺母柱9空载旋转，同时能跟随船厢结构10同步升降；
63.步骤三：升船机因为设备检修或维护等原因需要使升船机停于某一高度时，液压系统的高压油通过液压胶管传递至旋转适应机构6中的第二高压接头603，高压油继续传递至旋转中心杆7中的第一缸旁阀块702，第二缸旁平衡阀703和第三缸旁平衡阀704单向油口被打开，高压油通过传动中心轴701内的油道进入上锁定块2中的上锁定螺杆201和下锁定块3中的下锁定螺杆301的封闭油腔，推动上锁定块2中的上锁定螺杆201压缩第一弹簧组203向上运动，下锁定块3中的下锁定螺杆301压缩第二弹簧组303向下运动，直至上锁定螺杆201、下锁定螺杆301均与螺母柱9接触闭合，上导向架系统1中的第一到位检测开关103触发，通过旋转适应机构6中的线缆转接盒604反馈信号，液压系统停机，此时上锁定螺杆201与下锁定螺杆301的上下表面与螺母柱9的间距为0mm，船厢检修用锁定装置处于锁定状态，由旋转中心杆7中的第二缸旁平衡阀703和第一缸旁溢流阀705对上锁定块2封锁保压，第三缸旁平衡阀704和第二缸旁溢流阀706对下锁定块3封锁保压，保证上锁定螺杆201、下锁定螺杆301均与螺母柱9保持接触闭合，升船机在竖直方向上被锁定支撑。
64.步骤四：锁定装置处于锁定状态时，当升船机船厢水深减少超过一定范围时，该锁定装置的承载载荷超过了其额定承载能力，承载载荷依次通过铰接支撑轴8、第一传动轴4、旋转中心杆7传递至上锁定块2，此时，旋转中心杆7中的第一缸旁溢流阀705触发溢流，上锁定块2进行缩回动作，升船机船厢会出现向上位移，此过程中上锁定块2始终能与螺母柱9保持接触，直至上锁定块2完全缩回时，升船机船厢停止向上位移，此时，锁定装置依靠上锁定块2与螺母柱9的螺牙面的机械摩擦力，对升船机船厢进行二次被动锁定。
65.步骤五：锁定装置处于锁定状态时，当升船机船厢水深增加超过一定范围时，该锁定装置的承载载荷超过了其额定承载能力，承载载荷依次通过铰接支撑轴8、第一传动轴4、旋转中心杆7传递至下锁定块3，此时，旋转中心杆7中的第二缸旁溢流阀706触发溢流，下锁定块3进行缩回动作，升船机船厢会出现向下位移，此过程中下锁定块3始终能与螺母柱9保持接触，直至下锁定块3完全缩回时，升船机船厢停止向下位移，此时，锁定装置依靠下锁定块3与螺母柱9的螺牙面的机械摩擦力，对升船机船厢进行二次被动锁定。