[发明专利]牵引绞盘

说明书

技术领域

本发明涉及一种牵引绞盘，尤其涉及一种双筒牵引绞盘，其中，筒的缆索支撑槽轮中的至少一些是可旋转的。

背景技术

当前一些用于控制在系缆上的张力的绞盘系统使用一对平行的牵引筒以及一个储存筒，其中，来自负荷处的绳索围绕这对牵引筒穿过多次，然后，引入储存筒中。牵引筒通过摩擦保持绳索，并且用作拉入装置或制动装置的主动力，以用于放线，然而线的低张力端缠绕在储存筒上，该储存筒用于提供在绳索与牵引筒之间所需要的张力以保持摩擦力。因此，最大保持容量受限于在绳索的接触表面与在筒上的槽轮/带轮之间建立的摩擦以及在绞盘的低负荷侧上提供的张力。绳索张力分布在绞盘的轴向接触区域之上，直到获得力平衡。

然而，在拉入或放出绳索时，具有必须考虑的用于保持绞盘的最佳容量的其他参数。

在绳索在高张力下并且因此以很大程度的拉伸的状态下进入绞盘内时，在穿过前两个或三个槽轮时，绳索张力应理想地大幅减小，从而降低拉伸程度。结果，每个时间单位进入和离开槽轮的绳索的量不相同，在绳索与槽轮之间造成微滑动，即，滑动不造成绳索性相对于下面的槽轮进行净(net)平移移动。因此，给定这个初始的微滑动槽轮的特定槽轮直径并 且绳索具有的特定杨氏模量，绞盘的后续槽轮存在一理想的槽轮直径，从而保持最佳绞盘容量。

例如，如果后续槽轮的槽轮直径大于理想的槽轮直径，那么这个槽轮需要更多的绳索来避免滑动。因此，绳索张力的减少小于促使张力进一步朝着绞盘的低负荷侧传播的最大减小。从低负荷侧计算，能够找出每个槽轮的最大可用反张力，该反张力取决于所施加的低侧张力以及在槽轮与绳索之间的接触表面摩擦。如果这个最大可用反张力不足以平衡绞盘的高负荷侧的张力，那么结果是绳索连续滑动。

另一方面，如果后续槽轮的槽轮直径小于理想的槽轮直径，那么这个槽轮需要更少的绳索来避免滑动。由于在初始槽轮之上的张力的减小不能小于槽轮的最大力传输能力，所以这明显不可能。因此，后续槽轮接收过量的绳索，造成张力突然减小。结果，没有足够的反张力，来平衡在初始槽轮的高负荷侧上的负荷，在初始槽轮之上造成连续滑动。如果直径继续不匹配，那么结果将是绳索朝着绞盘的低负荷侧连续地释放张力。

在牵引绞盘以非常低的负荷操作时，产生另一个重要的挑战。在这种情况下，不确定在高负荷侧上的第一槽轮上发生任何滑动。结果，绳索堆积在绞盘上，这也促使绳索悬挂在筒之下一圈或多圈。除了其本身具有问题以外，负荷的快速变化可以造成在延伸的长度上以高速滑动，从而增加损坏的风险。

通常，由于滑动造成磨损，所以必须避免在绞盘上的绳索/缆索长的滑动。这在具有高负荷时尤其重要。

因此，在现代的牵引绞盘中，通常通过找出一种折中方案来确保具有特定负荷的特定绳索/缆索以优化的方式运行，常规地解决了这些众所周知的挑战。

由于在穿过绞盘时，随着绳索张力分别减小和增大而绳索弹性收缩和伸长造成的补偿程度特别高，所以弹性系索(例如，合成绳索)在高张力之下时，上述挑战特别明显。

在过去几十年，提出了几种解决方案来满足这些挑战。在FR 1'105'165中找出了解决补偿绳索的收缩/伸长的挑战的出版物的一个实例，该文献公开了的解决方案涉及槽轮直径从筒的高压侧至低压侧地减小。而且，US 7'175'163公开了一种绞盘，其中，槽轮或槽轮的与缆索/绳索接触的至少一部分由一种产品制成，该产品具有足够的弹性以沿循由高负荷造成的缆索长度的任何变化，同时，在接触表面之间保持高摩擦。

然而，这个现有技术出版物的缺点是，在操作期间具有显著不同的收缩和伸长性能的缆索快速和简单调整的能力较差。一个实例是使用高屈服纤维绳索(例如，高屈服聚乙烯纤维(共同的杨氏模量：35-45GPa))代替具有较高弹性(共同的杨氏模量1-1.4GPa)的传统纤维绳索，从而在相同的负荷大幅减少纵向拉伸。此外，这种高屈服纤维绳索具有更低的与钢的摩擦系数，这增大了在下面的槽轮/带轮上滑动的可能性。

US 3'966'170和GB 1'387'493公开了一种涉及筒的不同旋转速度的解决方案，产生一种相当复杂并且昂贵的系统。

包含现有技术的出版物没有公开这样的一种解决方案，在该解决方案中，绞盘可以重新配置为用于优化具有分别在低和高范围内的杨氏模量的绳索/缆索(例如，传统的纤维绳索以及高屈服纤维绳索)的适用性。

本发明的目标：

本发明的目标是找出一种解决方案，该解决方案可以通过容易并且便宜的方式处理具有大范围弹性性能的绳索/缆索，同时保持高张力能力。