本申請涉及水利機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種斜拉式啟閉機(jī)。

背景技術(shù)：

手搖式的卷揚(yáng)啟閉機(jī)多用鋼索或鋼索滑輪組作吊具與閘門相連接，通過齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)使卷揚(yáng)筒纏繞或下放鋼索從而帶動(dòng)升降的機(jī)械，但這種啟閉機(jī)用多組齒輪傳動(dòng)，不能自鎖，結(jié)構(gòu)不緊湊，而且鋼索裸露在外，容易生銹。

同時(shí)，采用手搖機(jī)構(gòu)作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，當(dāng)給手搖機(jī)構(gòu)施力不足或不施力時(shí)，閘門會(huì)在自重的作用下落下。以15噸啟閉機(jī)閘門為例，15噸的閘門啟閉機(jī)如果進(jìn)行人工開啟、閉需3人輪番手搖驅(qū)動(dòng)啟閉機(jī)，啟閉機(jī)每轉(zhuǎn)60圈絲桿上升或下降1厘米，啟閉一次閘門需1.5個(gè)小時(shí)，人工驅(qū)動(dòng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，現(xiàn)有技術(shù)也有將手搖啟閉機(jī)與電動(dòng)機(jī)連接，使電動(dòng)機(jī)完全代替手搖驅(qū)動(dòng)，這種方式能大幅度增加閘門上升的速度，也能節(jié)省人力，但是有些地方接電不方便，或者在停電狀態(tài)下就不能使用。

因此，需要一種能自鎖、封閉式的手電兩用的啟閉機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請?zhí)峁┝艘环N斜拉式啟閉機(jī)，以解決手搖卷揚(yáng)啟閉機(jī)不能自鎖，鋼索裸露易生銹的問題。

第一方面，本申請?zhí)峁┮环N斜拉式啟閉機(jī)，包括機(jī)座、蝸殼，設(shè)置在機(jī)座內(nèi)部的卷索滾筒，還包括設(shè)置在蝸殼內(nèi)部的蝸輪和蝸桿，所述蝸輪與蝸桿嚙合連接，所述蝸輪與所述卷索滾筒共用滾筒軸。

結(jié)合第一方面，在第一方面第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蝸桿兩端穿出蝸殼，一端通過離合器與電機(jī)連接，另一端安裝搖把。

結(jié)合第一方面，在第一方面第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，還包括蓋板，所述蓋板為矩形結(jié)構(gòu)，所述蓋板上方為機(jī)座，下方為支架平臺，所述蓋板設(shè)有用于鋼索穿過矩形孔(9)，所述矩形孔的兩個(gè)長邊內(nèi)壁設(shè)有密封條，兩邊密封條的接觸面為齒狀結(jié)構(gòu)或波紋狀結(jié)構(gòu)。

結(jié)合第一方面，在第一方面第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蝸桿與搖把的連接端為半圓柱形或三角柱形結(jié)構(gòu)。

結(jié)合第一方面，在第一方面第四種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述搖把包括套筒、搖臂和手柄，所述套筒一端與蝸桿套接，另一端與搖臂焊接，所述搖臂另一端與手柄焊接。

結(jié)合第一方面，在第一方面第五種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述套筒為中空圓柱形結(jié)構(gòu)，中空部分為與蝸桿相配合的半圓柱形中空或三角柱形中空結(jié)構(gòu)。

結(jié)合第一方面，在第一方面第六種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蝸輪外周面輪齒的截面為梯形狀，所述蝸桿的外側(cè)面上設(shè)有與蝸輪外周面輪齒相配合的螺旋狀齒，所述蝸輪和蝸桿配合使用時(shí)蝸輪的壓力角θ為13-17度，優(yōu)選為15度。

結(jié)合第一方面，在第一方面第七種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述蝸輪的齒數(shù)為30-60，優(yōu)選為36，所述蝸桿的模數(shù)范圍為2-6，優(yōu)選為4。

根據(jù)本發(fā)明提供的斜拉式啟閉機(jī)，具有以下有益效果：

1.利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速，卷索滾筒可在任意位置自鎖；蝸輪蝸桿為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很??；蝸輪蝸桿裝置具有零件數(shù)目少，無需其他傳動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)緊湊。

2.蝸桿兩端連接不同的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，確保啟閉機(jī)在任何情況下均能夠正常工作。

3.利用蓋板和密封條，形成密封結(jié)構(gòu)，鋼索不會(huì)裸露在外，又能清除淤泥或水，防止鋼索生銹。

4.調(diào)整蝸輪壓力角，使傳動(dòng)更平穩(wěn)，解決了產(chǎn)生的抖動(dòng)現(xiàn)象；而且合適的壓力角可以提高傳動(dòng)效率，降低蝸輪的磨損程度。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請斜拉式啟閉機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請蓋板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4、圖5為本申請密封條結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本申請蝸輪壓力角受重力嚙合示意圖。

附圖標(biāo)記：1-機(jī)座、2-蝸殼、3-蝸輪、4-蝸桿、5-卷索滾筒、6-滾筒軸、7-蓋板、8-機(jī)架平臺、9-矩形孔、10-密封條、11-吊環(huán)、12-電機(jī)、13-離合器、14-搖把、15-鋼索、θ-壓力角。

具體實(shí)施方式

下面通過對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將隨著這些說明而變得更為清楚、明確。

在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實(shí)施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實(shí)施例不必解釋為優(yōu)于或好于其它實(shí)施例。盡管在附圖中示出了實(shí)施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置關(guān)系為基于本發(fā)明工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”和“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

以下詳述本發(fā)明。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，齒輪傳動(dòng)，不能自鎖，與齒輪相比，蝸輪蝸桿裝置作為傳動(dòng)部件，蝸桿可以輕易轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪，但蝸輪無法轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿，這是因?yàn)槲佪單仐U的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)是通過摩擦實(shí)現(xiàn)造成的。

蝸輪蝸桿的傳動(dòng)方式屬于蝸桿傳動(dòng)，蝸桿傳動(dòng)又相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，由于這樣的傳動(dòng)方式，當(dāng)蝸輪蝸桿達(dá)到一定的速比，當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，蝸桿傳動(dòng)相當(dāng)于螺旋傳動(dòng)，為多齒嚙合傳動(dòng)，故傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音很小。

本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，蝸輪蝸桿裝置具有零件數(shù)目少，無需其他傳動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)緊湊。

因此，本發(fā)明提供了一種斜拉式啟閉機(jī)，如圖1、圖2所示，包括機(jī)座1、蝸殼2，設(shè)置在機(jī)座1內(nèi)部的卷索滾筒5，還包括設(shè)置在蝸殼2內(nèi)部的蝸輪3和蝸桿4，所述蝸輪3與蝸桿4嚙合連接，所述蝸輪3與所述卷索滾筒5共用滾筒軸6，所述蝸桿4兩端穿過蝸殼2，一端通過離合器13與電機(jī)12連接，另一端安裝搖把14。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，傳動(dòng)組件為蝸輪3和蝸桿4，蝸桿4螺旋傳動(dòng)帶動(dòng)蝸輪3，蝸輪3再同軸帶動(dòng)卷索滾筒5實(shí)現(xiàn)對鋼索的上下控制，只能由蝸桿4帶動(dòng)蝸輪3，而不能由蝸輪3帶動(dòng)蝸桿4，其反向自鎖性可起安全保護(hù)作用，防止受重力作用，卷索滾筒5不受控制的下墜造成事故。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，蝸桿4兩端連接不同的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，即手動(dòng)驅(qū)動(dòng)的搖把14和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的電機(jī)12，確保啟閉機(jī)在任何情況下均能夠正常工作。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖3所示，還包括蓋板7，所述蓋板7為矩形結(jié)構(gòu)，所述蓋板7設(shè)有用于鋼索15穿過，在其內(nèi)可以左右移動(dòng)的矩形孔9，所述矩形孔9的兩個(gè)長邊內(nèi)壁設(shè)有密封條10，兩邊密封條10的接觸面為齒狀結(jié)構(gòu)101或波紋狀結(jié)構(gòu)102。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，很多手搖式卷揚(yáng)機(jī)的機(jī)座1只有軸側(cè)和上方遮蓋，鋼索還是會(huì)裸露在外，鋼索起吊閘門又容易附帶淤泥或水，容易生銹。當(dāng)采用封閉結(jié)構(gòu)，能有效解決上述問題。

機(jī)座1為半封閉結(jié)構(gòu)，與閘門的機(jī)架平臺8接觸面不封閉，利于卷索滾筒5的拆卸；蝸殼2設(shè)置在機(jī)座1側(cè)面，全封閉式結(jié)構(gòu)，這樣蝸輪3和蝸桿4不會(huì)裸露，防止雨水或污水進(jìn)入腐蝕；在機(jī)座1的不封閉面設(shè)置蓋板7，蓋板7放置于閘門的混凝土支架平臺8上，機(jī)座1放置或固定于蓋板7上，蓋板7設(shè)有矩形孔9，矩形孔9的兩個(gè)長邊內(nèi)壁設(shè)有密封條10，如圖4、5所示，兩邊密封條10的接觸面為齒狀結(jié)構(gòu)101或波紋狀結(jié)構(gòu)1012，鋼索15穿過矩形孔9，在其內(nèi)左右移動(dòng)，密封條10采取能吻合的結(jié)構(gòu)，鋼索15移動(dòng)后能自我貼合，而且密封條10可以選擇有一定硬度的橡膠密封條，當(dāng)鋼索15上下移動(dòng)時(shí)，密封條10還能起到刮板的作用，清除鋼索15附帶的水或污泥，減少生銹幾率。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，搖把14包括套筒141、搖臂142和手柄143，所述套筒141一端與蝸桿4套接，另一端與搖臂142焊接，所述搖臂142另一端與手柄143焊接；所述蝸桿4與搖把14的連接端為半圓柱形或三角柱形結(jié)構(gòu)，所述套筒141為中空圓柱形結(jié)構(gòu)，中空部分為與蝸桿4相配合的半圓柱形中空或三角柱形中空結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，手搖式啟閉機(jī)采用的搖把多為中空套筒結(jié)構(gòu)，一個(gè)搖把可以用在不同的啟閉機(jī)上，搖把結(jié)構(gòu)單一，不能專用起防盜的作用。本發(fā)明采用專用搖把，防止別人隨意開啟，更加合理的利用水利資源。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述蝸輪3外周面輪齒31的截面為梯形狀，所述蝸桿4的外側(cè)面上設(shè)有與蝸輪3外周面輪齒相配合的螺旋狀齒41，所述蝸輪3和蝸桿4配合使用時(shí)蝸輪3的壓力角θ為13-17度，優(yōu)選為15度。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，蝸輪3與蝸桿4相嚙合的齒為傾斜設(shè)置，蝸輪3和蝸桿4在傳遞動(dòng)力的過程中，會(huì)有一定的軸向受力，而使蝸桿4具有一定的軸向竄動(dòng)，如果蝸桿4軸向固定地聯(lián)接在在蝸殼2內(nèi)，則會(huì)影響到蝸輪蝸桿之間傳遞動(dòng)力的順暢性。蝸輪3和蝸桿4的壓力角θ如果為20度，受重力后，蝸輪的輪齒31會(huì)發(fā)生塑性變形蝸輪齒的面折曲變形，蝸輪的齒輪3的頂部與蝸桿的齒根部位發(fā)生干涉，從而出現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡，導(dǎo)致抖動(dòng)現(xiàn)象。在本實(shí)施例中，將配合使用的蝸輪和蝸桿的壓力角θ優(yōu)選為15度，在受重力影響時(shí)，則剛好可以將其折曲變形區(qū)域利用為接觸區(qū)域；不受力時(shí)為線接觸，受理后變?yōu)槊娼佑|，傳動(dòng)更平穩(wěn)，解決了產(chǎn)生的抖動(dòng)現(xiàn)象。

而且由于壓力角θ的存在，使蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)所輸出的力分為兩個(gè)分力，一個(gè)是與蝸輪節(jié)圓相切的軸向力，這是蝸桿傳動(dòng)的有效分力；另一個(gè)是指向蝸輪軸線的徑向分力，這個(gè)力對蝸輪的轉(zhuǎn)動(dòng)是無效的力。壓力角大，傳動(dòng)效率較低，磨損較嚴(yán)重；壓力角小，軸向分力大，傳動(dòng)效率高。

在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式中所述蝸輪3的齒數(shù)為30-60，優(yōu)選為36，所述蝸桿4的頭數(shù)范圍為2-6，優(yōu)選為4。

蝸桿頭數(shù)為1、2、4、6，當(dāng)取小值時(shí)，其傳動(dòng)比大，且具有自鎖性；當(dāng)取大值時(shí)，傳動(dòng)效率高。與圓柱齒輪傳動(dòng)不同，蝸桿蝸輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比不等于蝸桿直徑與蝸輪直徑的比值。

起吊閘門時(shí)，鋼索15通過掛鉤勾吊住閘門的吊環(huán)11，搖把14或電機(jī)12驅(qū)動(dòng)蝸桿4帶動(dòng)蝸輪3，同軸帶動(dòng)卷索滾筒5上卷鋼索15，實(shí)現(xiàn)閘門或拍門的開啟，由于蝸桿4和蝸輪3具有自鎖，且能增力，所以啟閉時(shí)較省力并能在任意位置自鎖。多數(shù)啟閉機(jī)為一對一配置，而本發(fā)明為鋼索上吊閘門，不需要與閘門對應(yīng)固定，所以可以對附近相鄰閘門進(jìn)行起吊，實(shí)現(xiàn)斜拉的功能。

以上結(jié)合具體實(shí)施方式和范例性實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，不過這些說明并不能理解為對本發(fā)明的限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，在不偏離本發(fā)明精神和范圍的情況下，可以對本發(fā)明技術(shù)方案及其實(shí)施方式進(jìn)行多種等價(jià)替換、修飾或改進(jìn)，這些均落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。