负责主持---船用水文小绞车设计(张松林)

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1、船用水文小绞车设计2003年8月20日8船用水文小绞车设计前言船用水文小绞车是为提高水文站的中小水测验精度而设计，主要解决低水条件下小机动水文测船测验中的流速仪定位问题。该绞车设计有三个特点：1、绞车构造简单，安装和拆卸方便,并采取可折叠形式，使用时可按照结构、组件进行展开，通过销钉定位，组成绞车流速测量系统，不使用时又可以很方便的折叠并通过转轴转位而存放于测船一侧，便于有效的利用测船空间，可以做到一船多用；2、绞车设计合理，重量轻，整台绞车重量约29kg，维修和保养方便，使用简单；3、适用面广，可适用于任何使用机动划子进行水文测量的船只

2、。目前，我局所属测区有三座大型吊船过河缆道，其测验设施主要用于大洪水的测量。由于近几年来黄河河水流量偏小，低水测验显得异常困难，提高低水测验精度也就显得非常重要。为了解决低水测验设施在流速测量方面定位不足，提高低水测验精度，我们从工作实际出发，根据水文站测验工作的需要，对目前测验条件进行充分分析，设计开发制造了船用水文小绞车，为我局的船用水文小绞车的标准化建设奠定了基础。1、技术路线8水文测船是水文站的主要测验设备之一。水文站常用的水文测船有大型测船和机动划子（小测船），大型测船一般都配备有大型动力设备如发电机、电动水文测验调速绞车等，是

3、大中型洪水测量的主要设备；为解决中小水、低水及泥沙快速取样问题，在配备大型测船的同时，一般都配备小型测船，主要用于泥沙取样及低水流速测量。小型测船一般设备配置都比较简单，除泥沙测验设备外，主要有比较简易的流速仪测杆固定架、流速仪测杆及流速测量仪器，在这样配置中，测杆的升降及定位、固定主要靠人工操作，工作起来很不方便，劳动强度较大，效率低，且测验时受到的人为影响因素较多，测验精度就受到不同程度影响。船用水文小绞车在设计时考虑到了目前测验方面的诸多问题，从测验实际出发，采用人性化设计，使操作和使用更符合测验习惯和仪器操作规程。小绞车安装固定在

4、小机船舯部的右舷舷侧（根据工作需要也可以安装固定在船左舷舷侧）甲板上，小绞车可以通过转轴、销轴、定位销实现转位、折叠、定位等动作，通过操作卷筒（棘爪、棘轮配合动作而制动定位）以带动钢丝绳、测杆、流速测量仪器的提升和下放，使流速测量仪器能够准确的固定在需要的测量位置上，全面满足测验实际需要。2、设计主要技术参数及技术要求整台绞车采用结构优化设计，各部件组装和拆卸灵活，便于维修和加工，其主要部件可分为卷筒组件、转动架、测杆组件三个部分。2.1卷筒组件卷筒组件主要部件及部件装配参见“卷筒组件总装图”8。卷筒组件主要分为卷筒部件、润滑转动部件、定

5、位部件等，各部件设计要求如下：2.1.1卷筒及卷筒底座设计卷筒采用传统的卷筒设计方法，在设计时主要考虑卷筒的尺寸大小，以能够满足测杆的测深和定位要求，能够带动测杆上、下运动为设计目的，在此基础上要求卷筒的纵横比趋于合理，外部美观，尺寸要求尽量小，考虑以上要求，设计参数选定为：卷筒直径φ卷筒＝76mm卷筒长度L＝108mm卷筒翼板φ翼板＝120mm设计选用钢丝绳直径φ钢丝绳＝4.4mm钢丝绳、卷筒与测杆两端的联接方式：钢丝绳在卷筒上缠绕3～5圈后，其两头两端分别与测杆上、下端固定，并在固定时施加一定的预紧力，使钢丝绳拉紧，并紧紧地缠绕在卷筒

6、上，利用钢丝绳与卷筒之间的摩擦使卷筒带动钢丝绳循环运动，从而使测杆做上、下运动。卷筒采用δ＝4mmQ235A标准钢板焊接加工。卷筒底座与转动架采用螺栓连接，底座采用δ＝5mmQ235A标准钢板加工。2.1.2卷筒转动部件的设计卷筒转动部件，主要考虑卷筒轴与轴8承座之间的转动摩擦，根据卷筒的安装与拆卸方式，采用滚动轴承会使卷筒组件组装与拆卸不方便，但不用轴承会增加卷筒轴的磨损，转动时费力，考虑上述原因，设计时采用轴瓦式滑动轴承，并考虑加工润滑储油槽，保证轴瓦式滑动轴承的工作效果和便于组装及维修保养。2.1.3、定位部件设计卷筒定位采用传统的

7、棘爪、棘轮定位。棘轮选用Z=12、m=6、ψ＝1.5、b＝9标准件设计，棘爪与棘轮配套加工。根据卷筒直径φ＝76mm，棘轮齿数Z＝12计算，棘轮的每一个齿控制测杆上升或下降距离为：，此定位精度可满足测验要求。棘轮及轴承的设计加工要求见“棘轮、棘爪、轴承”图。2.1.4、起吊重量绞车在测验过程中的起吊重量主要是测杆组件自重、流速仪重量及部分水草的重量，一般情况下起吊重量按10～15Kg考虑。小绞车的起吊能力完全能够满足起吊重量的要求。2.2转动架设计转动架主要承担卷筒组件及测杆组件部分的重量，转动架与船舷甲板之间采用转轴连接，设计时采用可旋

8、转的结构，便于转动架的安装和拆卸，同时考虑绞车在不使用时所占的空间最小，不使用时可以通过旋转使整台绞车安放在测船一侧，保证测船有效空间的利用。为了转动架上有足够的空间安装其他部件及保证设计强度