一種海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及海洋船載絞車領(lǐng)域，具體涉及一種海洋船載絞車纜繩張力和運動 速度的綜合測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 海洋絞車主要應(yīng)用于深海資源開發(fā)裝備、ROV系統(tǒng)、水下拖曳系統(tǒng)等的收放。復(fù)雜 的海洋工作環(huán)境，要保證絞車安全平穩(wěn)地起升或下放重物，必須使海洋船載絞車具有升沉 補償功能。纜繩的張力和速度是實現(xiàn)該性能的重要控制和反饋參數(shù)，而放出纜繩與絞車位 置是相對變化的，因此，實現(xiàn)海洋絞車補償功能必須設(shè)置張力和速度檢測裝置及纜繩導(dǎo)向 裝置。
[0003] 專利201310313529. 4公開了絞車拖纜試驗系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)置了纜繩張力測試裝 置，它通過利用稱重傳感器測量導(dǎo)向滑輪兩軸承支座的反力獲得纜繩張力。采用這種張力 測試裝置，纜繩張力增大，傳感器結(jié)構(gòu)必須改變，測試成本較高。該系統(tǒng)對于纜繩速度的測 量也僅是通過編碼器測量絞車轉(zhuǎn)動速度計算獲得。由于絞車儲纜量不斷變化，有效半徑不 斷變化，這種測量方式的精度很低。同時，纜繩穿過滑輪，隨著纜繩與絞車相對位置的變化， 會在滑輪上產(chǎn)生軸向破壞力，損壞繩槽。
[0004] 專利201310726998. 9提出了一種張力輥張力測試裝置及測試方法。該裝置通過 在張力輥支撐軸承座下設(shè)置液壓油缸，利用壓力傳感器獲得油壓數(shù)據(jù)，間接得到張力輥所 受張力，它避免了價格較高的張力計使用，可以重復(fù)使用，維修方便。這種裝置降低了測試 成本，同時也降低了測試精度，張力輥上物體運動速度的測試還必須由另外的測試裝置獲 得。
[0005] 海洋絞車纜繩的張力和速度是實現(xiàn)海洋絞車升沉補償功能的重要控制和反饋參 數(shù)，放出纜繩與絞車位置也是相對變化，為降低纜繩對測試裝置的軸向破壞力，較少的使用 測試裝置，降低測試成本，測試裝置應(yīng)盡可能采用綜合測試裝置實現(xiàn)多參數(shù)測量并能自動 調(diào)節(jié)適應(yīng)纜繩位置變化?，F(xiàn)有的測試裝置主要采用的是單參數(shù)測試，需要兩套測試裝置實 現(xiàn)纜繩張力和速度的測量，測試過程較復(fù)雜，測試成本較高。采用的纜繩導(dǎo)向裝置為線性導(dǎo) 向，仍無法避免纜繩對測試裝置的軸向破壞力作用。 【實用新型內(nèi)容】
[0006] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種能對纜繩張力和速度進 行檢測、測試裝置簡單、成本低、測試方便的海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置，及使用 該裝置進行測試的方法。
[0007] 本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是：一種海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合 測試裝置，包括滑輪架、導(dǎo)輪、測試滑輪、軸、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、測速齒輪、螺紋應(yīng)變計；在測 試滑輪的左上方和右下方分別安裝有一個導(dǎo)輪，使纜繩在所述測試滑輪上產(chǎn)生的包角恒為 90°，所述導(dǎo)輪和測試滑輪均通過軸固定在滑輪架上，所述滑輪架固定安裝在基座上；測試 齒輪、螺紋應(yīng)變計與所述測試滑輪固定安裝在同一軸上，所述測試齒輪上安裝有霍爾轉(zhuǎn)速 傳感器。
[0008] 進一步的，所述測試滑輪和導(dǎo)輪內(nèi)孔裝有高分子滑動軸承，保證測試滑輪和導(dǎo)輪 的自由轉(zhuǎn)動和潤滑。
[0009] 進一步的，所述測試齒輪上設(shè)有防塵罩，可有效降低灰塵和雨水等對測量的影響。
[0010] 本實用新型的技術(shù)效果在于：
[0011] 1.本實用新型采用擺動導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對纜繩進行導(dǎo)向，避免測試滑輪軸產(chǎn)生軸向力， 測試裝置可靠性和使用壽命長；
[0012] 2.本實用新型通過三個滑輪的合理布置，保證了纜繩與測試滑輪間的包角，測量 分析結(jié)果更加準確；
[0013] 3.本實用新型通過一套裝置實現(xiàn)了纜繩張力和速度多參數(shù)的性能測試，使用測試 裝置少，測試成本低.張力測試采用軸上安裝螺紋應(yīng)變計獲得，結(jié)構(gòu)簡單，同時避免了貼應(yīng) 變片無法多次使用的缺點，測量效果可靠、實現(xiàn)成本較其它傳感器低；纜繩繩速通過霍爾轉(zhuǎn) 速傳感器從測試滑輪獲得，較通過編碼器獲得絞車計算的測量結(jié)果更加可靠。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本實用新型測試裝置的主視圖；
[0015] 圖2為圖1的A-A剖視圖；
[0016] 圖3為本實用新型測試裝置的俯視圖。
【具體實施方式】
[0017] 下面通過實施例結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，旨在 幫助進一步理解本實用新型，而非限制性的。所描述的實施例僅為本實用新型的一種優(yōu)選 實施方式，基于本實用新型的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下 所獲得的其他實施例，都屬于本實用新型保護范圍。
[0018] 如圖1所示，導(dǎo)輪21和導(dǎo)輪22分別安裝在測試滑輪4的左上方和右下方，導(dǎo)輪21 安裝在軸31上，軸31左端連接有擋條61，通過螺栓51固定在滑輪架1上；導(dǎo)輪22安裝在 軸32上，軸32左端連接有擋條62,通過螺栓52固定在滑輪架1上。導(dǎo)輪21、導(dǎo)輪22和測 試滑輪4使繞測試滑輪4的纜繩17在測試滑輪4上產(chǎn)生的包角恒為90°。同時，導(dǎo)輪21 和導(dǎo)輪22內(nèi)孔都設(shè)有高分子滑動軸承，高分子滑動軸承的左右兩端都連接有隔環(huán)，實現(xiàn)導(dǎo) 輪21和導(dǎo)輪22的軸向定位，保證導(dǎo)輪21和導(dǎo)輪22的自由轉(zhuǎn)動和潤滑。
[0019] 如圖2所示，測試滑輪4設(shè)置在軸33上，軸33左端連接有擋條63,通過螺栓53固 定在滑輪架1上。測試滑輪4內(nèi)孔設(shè)有高分子滑動軸承83,高分子滑動軸承83左端與開槽 隔環(huán)7連接，右端與隔環(huán)13連接，實現(xiàn)測試滑輪4的軸向定位，保證測試滑輪4的自由轉(zhuǎn)動 和潤滑。測試滑輪4右側(cè)連接有齒輪墊板11，齒輪墊板11與測試齒輪14通過內(nèi)六角螺釘 12與測試滑輪4連接，實現(xiàn)測試齒輪14與測試滑輪4的同步轉(zhuǎn)動。測試齒輪14上設(shè)有防 塵罩10,防塵罩10通過螺紋連接霍爾轉(zhuǎn)速傳感器9,防塵罩10降低了灰塵和雨水等對測量 的影響。
[0020] 如圖3所示，開槽隔環(huán)7的槽內(nèi)設(shè)置有螺紋應(yīng)變計15,螺紋應(yīng)變計15通過開槽螺 釘16連接在軸33上。
[0021] 使用時，用銷軸將滑輪架1與基座連接，保證滑輪架1能繞銷軸自由轉(zhuǎn)動。將纜繩 17依次穿過導(dǎo)輪22的上部，測試滑輪4的下部和導(dǎo)輪21的左側(cè)，使纜繩17繞測試滑輪4 的包角保證為90°。在測試滑輪4安裝軸33上，旋轉(zhuǎn)開槽隔環(huán)7,將螺紋應(yīng)變計15在槽內(nèi) 用開槽螺釘16與軸33固定。在測試齒輪14的防塵罩10上安裝霍爾轉(zhuǎn)速傳感器9,并調(diào)節(jié) 好霍爾轉(zhuǎn)速傳感器9與測試齒輪14頂部的距離，將距離控制在l-2mm。
[0022] 測試的具體操作過程如下：
[0023] (1)用銷軸將滑輪架與基座連接，使纜繩一次經(jīng)過下方導(dǎo)輪、測試滑輪和上方導(dǎo) 輪，在測試滑輪安裝軸上的一側(cè)安裝螺紋應(yīng)變計，在另一側(cè)將測試齒輪與滑輪連接，并在測 試齒輪的防塵罩上設(shè)置霍爾傳感器，并調(diào)節(jié)好距離至信號正常。
[0024] (2)測試過程中，纜繩的速度由下述過程獲得。測速齒輪與測試滑輪同步轉(zhuǎn)動。通 過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖信號，結(jié)合測試齒輪的齒數(shù)計算出測試滑 輪轉(zhuǎn)速，進一步獲得纜繩速度，處理公式如下：
[0025]
【主權(quán)項】
1. 一種海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置，其特征在于，包括滑輪架、導(dǎo)輪、測試滑 輪、軸、霍爾轉(zhuǎn)速傳感器、測速齒輪、螺紋應(yīng)變計；在測試滑輪的左上方和右下方分別安裝有 一個導(dǎo)輪，使纜繩在所述測試滑輪上產(chǎn)生的包角恒為90°，所述導(dǎo)輪和測試滑輪均通過軸 固定在滑輪架上，所述滑輪架固定安裝在基座上；測試齒輪、螺紋應(yīng)變計與所述測試滑輪固 定安裝在同一軸上，所述測試齒輪上安裝有霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。
2. 如權(quán)利要求1所述的海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置，其特征在于，所述測試 滑輪和導(dǎo)輪內(nèi)孔裝有高分子滑動軸承。
3. 如權(quán)利要求1所述的海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置，其特征在于，所述測試 齒輪上設(shè)有防塵罩。
【專利摘要】本實用新型公開了一種海洋絞車纜繩擺角導(dǎo)向綜合測試裝置，所述測試裝置中測試滑輪的左上方和右下方分別安裝有一個導(dǎo)輪，使纜繩在所述測試滑輪上產(chǎn)生的包角恒為90°，所述導(dǎo)輪和測試滑輪均通過軸固定在滑輪架上，所述滑輪架固定安裝在基座上；測試齒輪、螺紋應(yīng)變計與所述測試滑輪固定安裝在同一軸上，所述測試齒輪上安裝有霍爾轉(zhuǎn)速傳感器。測試步驟如下：（1）調(diào)節(jié)霍爾轉(zhuǎn)速傳感器至信號正常；（2）通過霍爾轉(zhuǎn)速傳感器輸出的脈沖信號算出測試滑輪轉(zhuǎn)速和纜繩速度；（3）通過螺紋應(yīng)變計獲得的應(yīng)變算出纜繩張力。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、測試成本低、測量效果可靠。
【IPC分類】G01D21-02
【公開號】CN204346500
【申請?zhí)枴緾N201520034084
【發(fā)明人】郭勇, 黃良沛, 劉德順, 胡燕平, 吳佳, 劉厚才
【申請人】湖南科技大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月19日