一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置的制作方法

1.本实用新型涉及升船机运行维护领域，具体涉及一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置。


背景技术：

2.全平衡垂直结构的升船机中多组长螺母－短螺杆式安全机构是升船机的安全保障机构，在船厢上/下运行过程中，旋转螺杆随驱动机构的小齿轮同步升降，螺牙与螺母柱螺纹面不接触，安装时二者之间在上、下两个方向均有一定的间隙。安全机构具有以下特点：
3.1）当船厢发生漏水、沉船、超载或船厢在下闸首停靠期间船厢室进水将船厢淹没等事故时，船厢的全平衡状态被破坏，安全机构螺纹副间隙变小，直至间隙完全消失，船厢的不平衡载荷经螺杆传递到螺母柱上，再由螺母柱通过埋件传递给塔柱砼结构；
4.2）当船厢需排空检修时，安全机构作为船厢的锁定支撑，起到安全保护作用；
5.3）当船厢在升/降运行过程中出现行程偏差等原因会导致安全机构螺纹副间隙变小直至间隙消失安全机构卡住，传动机构在外载作用下发生转动，安全离合器传递的扭矩急剧上升，造成重大设备故障。
6.对安全机构间隙检测是保障升船机安全稳定运行的基础，目前对安全机构间隙检测主要由两种方式：1）船厢停止运行时通过钢尺进行人工测量，由于空间狭小且测量参考基准不能统一，测量效率低下，精度较低，不能实现实时测量；2）船厢上/下运行过程中，安全机构在螺母柱内空转，采用人在现场或通过摄像头进行肉眼观察间隙，只能初略判断间隙大小。


技术实现要素：

7.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，该检测装置能满足安全机构间隙实时检测，检测方法可适应现场作业环境，提高检测精度，确保设备安全稳定运行。
8.为了实现上述的技术特征，本实用新型的目的是这样实现的：一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，包括螺母柱、上导向架、安全螺杆、下导向架、间隙检测组件和滑触组件，所述安全螺杆安装在上导向架与下导向架之间，所述上导向架与下导向架能够沿螺母柱上下滑动，且安全螺杆相对螺母柱做螺旋空转运动，所述间隙检测组件固定在安全螺杆上，所述滑触组件安装在上导向架下端面。
9.所述间隙检测组件与安全螺杆的螺纹升角及螺纹牙形角相同，且间隙检测组件的螺牙厚度大于安全螺杆的螺牙厚度，以保证间隙检测组件先与螺母柱螺牙接触。
10.所述螺母柱安装在混泥土塔柱内，由两个瓦片结构组成，每个瓦片结构上具有a
°
范围的螺纹，两片之间开有槽口，每个槽口有β=180-a
°
的空缺，所述间隙检测组件弧长范围大于β
°
，保证安全螺杆相对螺母柱转动至任意角度时有重叠部位，实现安全机构间隙实时
检测。
11.所述间隙检测组件包括钢珠滚轮、上检测块、固定块、导向装置、下检测块、检测模块、上导向滚轮a、下导向滚轮a、下导向滚轮b、连接座和上导向滚轮b；多组所述钢珠滚轮分别安装在上检测块和下检测块螺纹孔中；多组所述导向装置分别连接上检测块和固定块以及下检测块和固定块，进而保障上检测块、下检测块分别沿固定块上下移动。
12.所述导向装置包括第一螺钉、支撑垫、导杆、弹簧和第二螺钉，所述导杆与固定块中孔径滑动装配，导杆一端与下检测块通过第二螺钉固定连接，导杆另一端安装有支撑垫和第一螺钉，所述弹簧安装在导杆上且位于固定块与下检测块之间的阶梯孔中。
13.所述检测模块至少有四组，其中两组用于检测固定块与上检测块的间隙，另外两组用于检测固定块与下检测块的间隙，所述检测模块包括定位套、上锁定螺母、接近开关、第二弹簧和下锁定螺母，所述接近开关安装在定位套中，且通过上锁定螺母和下锁定螺母进行限位，所述第二弹簧安装在接近开关上，并位于下锁定螺母与定位套阶梯孔之间。
14.所述检测模块在检测固定块与下检测块的间隙过程中，所述接近开关端面与下检测块保持足够间距n1，处于未触发状态，当下检测块与螺母柱螺牙面开始接触并继续压缩下检测块时，接近开关间距由n1变成n2，且n1＞n2时发讯，安全螺杆停止转动，提示间隙小极限故障，其中n2为接近开关触发间距；当下检测块与螺母柱螺牙面继续接触压缩时，接近开关间距变为0后第二弹簧受压，接近开关缩回到定位套中；当下检测块与固定块完全接触时，接近开关处于最大缩回状态，使接近开关所受挤压力等效第二弹簧压缩力，保证接近开关不被压坏；当安全螺杆与螺母柱间隙恢复正常时，下检测块与固定块同步脱离接触并恢复初始间距，接近开关在第二弹簧作用力下恢复到初始位置。
15.所述钢珠滚轮包括钢珠、第三弹簧和滚轮座，所述钢珠装配在滚轮座的球形槽中，所述第三弹簧位于钢珠底部，滚轮座的球形槽直径大于钢珠直径，当钢珠受外载挤压力时可小行程缩回至球形槽内，此时第三弹簧被压缩。
16.所述上导向滚轮a和下导向滚轮a各两组，分别安装在上检测块和下检测块的倾斜端面上，所述上导向滚轮b和下导向滚轮b各一组，分别安装在上检测块和下检测块的另一端面上，用于检测块刚进入螺母柱时导向，减小摩擦阻力。
17.所述滑触组件包括导电滑轨、支座和滑触头，所述导电滑轨为环形结构，其安装在上导向架的下端面，滑触头安装在支座上，并与导电滑轨构成滑动配合，所述支座固定在安全螺杆上端面，安全螺杆转动时带动滑触头沿导电滑轨滑动，所述滑触头和支座有两组，滑触头底部通过导线与检测模块的接近开关连接。
18.本实用新型有如下有益效果：
19.1、本实用新型提出了一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，该装置与安全螺杆螺牙连贯过渡，不发生角度与位移偏差，装置相对螺母柱转动至任意角度时有重叠部位，实现安全机构间隙实时检测，检测效率高。
20.2、装置两端安装有上导向滚轮a和下导向滚轮a各两组，用于检测块刚进入螺母柱时导向，避免发生直接碰撞，保护装置安全运行。
21.3、上检测块/下检测块螺牙面安装布置有钢珠滚轮，极限工况下检测块与螺母柱之间间隙消失后时在钢珠作用下滚动接触，减小摩擦阻力。
22.4、当上检测块/下检测块与固定块完全接触时，安全螺杆螺牙与螺母柱螺牙同步
接触并承受载荷，可避免间隙检测装置受过大载荷；
23.5、通过调整接近开关与上检测块/下检测块之间的初始距离以及固定块与上检测块/下检测块之间的初始间隙，可实现安全机构在不同最小间隙下的检测及发讯，便于设备安装调试，可适应不同的工况要求下的安全机构间隙检测。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
25.图1是本实用新型装置整体结构图。
26.图2是本实用新型装置主视图。
27.图3是本实用新型装置俯视图。
28.图4是图3中a局部放大图。
29.图5是图3中b局部放大图。
30.图6是装置上间隙消失时状态图。
31.图7是本实用新型装置3d结构图一。
32.图8是本实用新型装置3d结构图二。
33.图9是滑触组件放大图。
34.图10间隙检测组件整体结构图一。
35.图11间隙检测组件整体结构图二。
36.图12间隙检测组件局部剖视图。
37.图13导向装置局部剖视图。
38.图14间隙检测组件剖视图。
39.图15检测模块局部放大图。
40.图16检测模块整体结构图。
41.图17钢珠滚轮主视图。
42.图中：螺母柱1、上导向架2、安全螺杆3、下导向架4、间隙检测组件5、滑触组件6；
43.钢珠滚轮51、上检测块52、固定块53、导向装置54、下检测块55、检测模块56、上导向滚轮a57、下导向滚轮a58、下导向滚轮b59、连接座510、上导向滚轮b511；
44.钢珠5101、第三弹簧5102、滚轮座5103；
45.第一螺钉5401、支撑垫5402、导杆5403、弹簧5404、第二螺钉5405；
46.定位套5601、上锁定螺母5602、接近开关5603、第二弹簧5604、下锁定螺母5605；
47.导电滑轨601、支座602、滑触头603。
具体实施方式
48.下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。
49.实施例1：
50.请参见图1-17，一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，包括螺母柱1、上导向架2、安全螺杆3、下导向架4、间隙检测组件5和滑触组件6，所述安全螺杆3安装在上导向架2与下导向架4之间，所述上导向架2与下导向架4能够沿螺母柱1上下滑动，且安全螺杆3相对螺母柱1做螺旋空转运动，所述间隙检测组件5固定在安全螺杆3上，所述滑触组件6
安装在上导向架2下端面；所述间隙检测组件5与安全螺杆3的螺纹升角及螺纹牙形角相同，且间隙检测组件5的螺牙厚度大于安全螺杆3的螺牙厚度，以保证间隙检测组件5先与螺母柱1螺牙接触。通过上述检测装置能满足安全机构间隙实时检测，检测方法可适应现场作业环境，提高检测精度，确保设备安全稳定运行。具体运行过程中，通过间隙检测组件5实时监测安全螺杆3与螺母柱1之间的间隙，进而达到安全运行的目的。
51.进一步的，所述螺母柱1安装在混泥土塔柱内，由两个瓦片结构组成，每个瓦片结构上具有a
°
范围的螺纹，两片之间开有槽口，每个槽口有β=180-a
°
的空缺，所述间隙检测组件5弧长范围大于β
°
，进而保证了安全螺杆3相对螺母柱1转动至任意角度时有重叠部位，实现安全机构间隙实时检测。
52.进一步的，所述间隙检测组件5包括钢珠滚轮51、上检测块52、固定块53、导向装置54、下检测块55、检测模块56、上导向滚轮a57、下导向滚轮a58、下导向滚轮b59、连接座510和上导向滚轮b511；多组所述钢珠滚轮51分别安装在上检测块52和下检测块55螺纹孔中；多组所述导向装置54分别连接上检测块52和固定块53以及下检测块55和固定块53，进而保障上检测块52、下检测块55分别沿固定块53上下移动。
53.进一步的，所述导向装置54包括第一螺钉5401、支撑垫5402、导杆5403、弹簧5404和第二螺钉5405，所述导杆5403与固定块53中孔径滑动装配，导杆5403一端与下检测块55通过第二螺钉5405固定连接，导杆5403另一端安装有支撑垫5402和第一螺钉5401，所述弹簧5404安装在导杆5403上且位于固定块53与下检测块55之间的阶梯孔中。通过上述的导向装置54保证了上检测块52和下检测块55能够在一定高度范围内实现升降动作，进而适应安全螺杆3与螺母柱1之间间隙的变化。工作过程中，当上检测块52和下检测块55与螺母柱1的螺纹牙接触时，相应的上检测块52和下检测块55将压缩弹簧5404并在导杆5403的导向作用下沿着固定块53内部的阶梯孔进行升降滑动，当间隙发生变化时，弹簧5404复位之后将重新推动上检测块52和下检测块55复位。
54.进一步的，所述检测模块56至少有四组，其中两组用于检测固定块53与上检测块52的间隙，另外两组用于检测固定块53与下检测块55的间隙，所述检测模块56包括定位套5601、上锁定螺母5602、接近开关5603、第二弹簧5604和下锁定螺母5605，所述接近开关5603安装在定位套5601中，且通过上锁定螺母5602和下锁定螺母5605进行限位，所述第二弹簧5604安装在接近开关5603上，并位于下锁定螺母5605与定位套5601阶梯孔之间。通过上述的检测模块56能够实现上检测块52和下检测块55与安全螺杆3之间的间隙。具体检测过程中，当上检测块52或下检测块55与螺母柱1螺牙面继续接触压缩一段距离后接近开关5603发讯，安全螺杆3停止运行，系统停机；当船厢停止时，安全螺杆3相对螺母柱1上下移动导致间隙发生变化，安全螺杆3与螺母柱1之间间隙检测通过接近开关5603发讯。
55.进一步的，所述检测模块56在检测固定块53与下检测块55的间隙过程中，所述接近开关5603端面与下检测块55保持足够间距n1，处于未触发状态，当下检测块55与螺母柱1螺牙面开始接触并继续压缩下检测块55时，接近开关5603间距由n1变成n2，且n1＞n2时发讯，安全螺杆3停止转动，提示间隙小极限故障，其中n2为接近开关5603触发间距；当下检测块55与螺母柱1螺牙面继续接触压缩时，接近开关5603间距变为0后第二弹簧5604受压，接近开关缩回到定位套5601中；当下检测块55与固定块53完全接触时，接近开关5603处于最大缩回状态，使接近开关5603所受挤压力等效第二弹簧5604压缩力，保证接近开关5603不
被压坏；当安全螺杆3与螺母柱1间隙恢复正常时，下检测块55与固定块53同步脱离接触并恢复初始间距，接近开关5603在第二弹簧5604作用力下恢复到初始位置。同样，在进行检测固定块53与上检测块52的间隙过程中，其具体检测原理与检测固定块53与下检测块55的间隙检测过程相同。
56.进一步的，所述钢珠滚轮51包括钢珠5101、第三弹簧5102和滚轮座5103，所述钢珠5101装配在滚轮座5103的球形槽中，所述第三弹簧5102位于钢珠5101底部，滚轮座5103的球形槽直径大于钢珠5101直径，当钢珠5101受外载挤压力时可小行程缩回至球形槽内，此时第三弹簧5102被压缩。通过上述的钢珠滚轮51起到减低摩擦的效果，进而保证上检测块52或下检测块55与螺母柱1的螺牙之间构成滑动配合。
57.进一步的，所述上导向滚轮a57和下导向滚轮a58各两组，分别安装在上检测块52和下检测块55的倾斜端面上，所述上导向滚轮b511和下导向滚轮b59各一组，分别安装在上检测块52和下检测块55的另一端面上，用于检测块刚进入螺母柱1时导向，减小摩擦阻力。
58.进一步的，所述滑触组件6包括导电滑轨601、支座602和滑触头603，所述导电滑轨601为环形结构，其安装在上导向架2的下端面，滑触头603安装在支座602上，并与导电滑轨601构成滑动配合，所述支座602固定在安全螺杆3上端面，安全螺杆3转动时带动滑触头603沿导电滑轨601滑动，所述滑触头603和支座602有两组，滑触头603底部通过导线与检测模块56的接近开关5603连接。通过上述的滑触组件6能够用于给检测模块56提供电能，进而保证了检测模块56在旋转的同时通过滑触组件6为期提供电难，解决了导线布置不便的问题。
59.实施例2：
60.采用一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置进行间隙检测的方法，包括以下步骤：
61.步骤1，装置安装：
62.将固定块53通过连接座510与安全螺杆3上端面固定连接，保证间隙检测组件5与安全螺杆3螺牙连贯过渡，不发生角度与位移偏差；
63.初始状态下，上检测块52和下检测块55与固定块53安装后在导向装置54作用下保持固定间隙，上检测块52和下检测块55与螺母柱1螺牙面间隙均为h1；接近开关5603端面与上检测块52和下检测块55间距为n1；
64.步骤2，间隙检测：
65.升船机在上/下行过程中安全螺杆3同步在螺母柱1内空转，当安全螺杆3与螺母柱1间隙发生变化导致间隙检测组件5中上检测块52或下检测块55与螺母柱1螺牙开始接触，当上检测块52或下检测块55与螺母柱1螺牙面继续接触压缩一段距离后接近开关5603发讯，安全螺杆3停止运行，系统停机；当船厢停止时，安全螺杆3相对螺母柱1上下移动导致间隙发生变化，安全螺杆3与螺母柱1之间间隙检测通过接近开关5603发讯；
66.步骤3，安全保护：
67.处于初始自然状态下间隙检测组件5中上检测块52与下检测块55组成的螺牙总厚度为h2，螺母柱1螺牙之间间隙为h3，h3=h2+2*h1，安全螺杆3螺牙厚度为h4，其中h2大于h4；
68.当上检测块52/下检测块55与固定块53完全接触时，安全螺杆3螺牙与螺母柱1螺牙同步接触并承受载荷，可保护间隙检测组件5；当安全螺杆3螺牙间隙发生变化使接近开关5603发讯，接近开关5603在定位套5601中可伸缩，保护接近开关5603不被压坏。

技术特征：
1.一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于，包括螺母柱（1）、上导向架（2）、安全螺杆（3）、下导向架（4）、间隙检测组件（5）和滑触组件（6），所述安全螺杆（3）安装在上导向架（2）与下导向架（4）之间，所述上导向架（2）与下导向架（4）能够沿螺母柱（1）上下滑动，且安全螺杆（3）相对螺母柱（1）做螺旋空转运动，所述间隙检测组件（5）固定在安全螺杆（3）上，所述滑触组件（6）安装在上导向架（2）下端面。2.根据权利要求1所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述间隙检测组件（5）与安全螺杆（3）的螺纹升角及螺纹牙形角相同，且间隙检测组件（5）的螺牙厚度大于安全螺杆（3）的螺牙厚度，以保证间隙检测组件（5）先与螺母柱（1）螺牙接触。3.根据权利要求1所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述螺母柱（1）安装在混泥土塔柱内，由两个瓦片结构组成，每个瓦片结构上具有a
°
范围的螺纹，两片之间开有槽口，每个槽口有β=180-a
°
的空缺，所述间隙检测组件（5）弧长范围大于β
°
，保证安全螺杆（3）相对螺母柱（1）转动至任意角度时有重叠部位，实现安全机构间隙实时检测。4.根据权利要求1所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述间隙检测组件（5）包括钢珠滚轮（51）、上检测块（52）、固定块（53）、导向装置（54）、下检测块（55）、检测模块（56）、上导向滚轮a（57）、下导向滚轮a（58）、下导向滚轮b（59）、连接座（510）和上导向滚轮b（511）；多组所述钢珠滚轮（51）分别安装在上检测块（52）和下检测块（55）螺纹孔中；多组所述导向装置（54）分别连接上检测块（52）和固定块（53）以及下检测块（55）和固定块（53），进而保障上检测块（52）、下检测块（55）分别沿固定块（53）上下移动。5.根据权利要求4所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述导向装置（54）包括第一螺钉（5401）、支撑垫（5402）、导杆（5403）、弹簧（5404）和第二螺钉（5405），所述导杆（5403）与固定块（53）中孔径滑动装配，导杆（5403）一端与下检测块（55）通过第二螺钉（5405）固定连接，导杆（5403）另一端安装有支撑垫（5402）和第一螺钉（5401），所述弹簧（5404）安装在导杆（5403）上且位于固定块（53）与下检测块（55）之间的阶梯孔中。6.根据权利要求4所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述检测模块（56）至少有四组，其中两组用于检测固定块（53）与上检测块（52）的间隙，另外两组用于检测固定块（53）与下检测块（55）的间隙，所述检测模块（56）包括定位套（5601）、上锁定螺母（5602）、接近开关（5603）、第二弹簧（5604）和下锁定螺母（5605），所述接近开关（5603）安装在定位套（5601）中，且通过上锁定螺母（5602）和下锁定螺母（5605）进行限位，所述第二弹簧（5604）安装在接近开关（5603）上，并位于下锁定螺母（5605）与定位套（5601）阶梯孔之间。7.根据权利要求6所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述检测模块（56）在检测固定块（53）与下检测块（55）的间隙过程中，所述接近开关（5603）端面与下检测块（55）保持足够间距n1，处于未触发状态，当下检测块（55）与螺母柱（1）螺牙面开始接触并继续压缩下检测块（55）时，接近开关（5603）间距由n1变成n2，且n1＞n2时发讯，安全螺杆（3）停止转动，提示间隙小极限故障，其中n2为接近开关（5603）触发间距；当下检测块（55）与螺母柱（1）螺牙面继续接触压缩时，接近开关（5603）间距变为0后第二弹簧
（5604）受压，接近开关缩回到定位套（5601）中；当下检测块（55）与固定块（53）完全接触时，接近开关（5603）处于最大缩回状态，使接近开关（5603）所受挤压力等效第二弹簧（5604）压缩力，保证接近开关（5603）不被压坏；当安全螺杆（3）与螺母柱（1）间隙恢复正常时，下检测块（55）与固定块（53）同步脱离接触并恢复初始间距，接近开关（5603）在第二弹簧（5604）作用力下恢复到初始位置。8.根据权利要求4所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述钢珠滚轮（51）包括钢珠（5101）、第三弹簧（5102）和滚轮座（5103），所述钢珠（5101）装配在滚轮座（5103）的球形槽中，所述第三弹簧（5102）位于钢珠（5101）底部，滚轮座（5103）的球形槽直径大于钢珠（5101）直径，当钢珠（5101）受外载挤压力时可小行程缩回至球形槽内，此时第三弹簧（5102）被压缩。9.根据权利要求4所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述上导向滚轮a（57）和下导向滚轮a（58）各两组，分别安装在上检测块（52）和下检测块（55）的倾斜端面上，所述上导向滚轮b（511）和下导向滚轮b（59）各一组，分别安装在上检测块（52）和下检测块（55）的另一端面上，用于检测块刚进入螺母柱（1）时导向，减小摩擦阻力。10.根据权利要求1所述一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，其特征在于：所述滑触组件（6）包括导电滑轨（601）、支座（602）和滑触头（603），所述导电滑轨（601）为环形结构，其安装在上导向架（2）的下端面，滑触头（603）安装在支座（602）上，并与导电滑轨（601）构成滑动配合，所述支座（602）固定在安全螺杆（3）上端面，安全螺杆（3）转动时带动滑触头（603）沿导电滑轨（601）滑动，所述滑触头（603）和支座（602）有两组，滑触头（603）底部通过导线与检测模块（56）的接近开关（5603）连接。

技术总结
本实用新型提供了一种升船机事故安全机构与螺母柱间隙检测装置，包括螺母柱、上导向架、安全螺杆、下导向架、间隙检测组件和滑触组件，所述安全螺杆安装在上导向架与下导向架之间，所述上导向架与下导向架能够沿螺母柱上下滑动，且安全螺杆相对螺母柱做螺旋空转运动，所述间隙检测组件固定在安全螺杆上，所述滑触组件安装在上导向架下端面。该检测装置能满足安全机构间隙实时检测，检测方法可适应现场作业环境，提高检测精度，确保设备安全稳定运行。确保设备安全稳定运行。确保设备安全稳定运行。


技术研发人员：向化雄 汤伟毕 梁清雲 邓南云 袁松 邹斌斌 黄晓欢 徐刚 肖前 刘江浩 郑琴霞 鄢玲祉
受保护的技术使用者：长江三峡通航管理局
技术研发日：2023.02.14
技术公布日：2023/7/14