滑轮机构可以说是整个倒伏机构的核心部分,它由绞线器、钢丝绳、滑轮和翻转座等部分组成。首先由桅杆夹箍、导向杆和桅杆固定座形成一个固定框架,两个滑轮A安装在固定框架的桅杆夹箍一侧,两个滑轮B安装在桅杆固定座一侧,绞线器是固定在翻转座上的,当逆时针摇动绞线器使卷筒旋转时,卷筒便缠绕A段钢丝绳拉动滑轮A带动固定框架向右移动,同时卷筒释放B断钢丝绳配合框架右移;当顺时针摇动绞线器时,同理会使固定框架向左移动。这里有两点需要说明:第一,翻转架的翻转部分翻转到任何角度都不影响滑轮机构工作;第二,绞线器具有自锁性,当翻转架翻转到竖直状态时,安装在其上的升降桅杆不会因自重而使固定框架自由下降。这就使操作者对升降桅杆何时移动、何时翻转提供了操作自由。
3.2.2.舱顶轨道和固定架
舱顶轨道和固定架可以说是翻转架的辅助结构。舱顶轨道是由前端的固定销、中间的轨道和后端的挡板组成。固定销是升降桅杆运输时的限位销,轨道是升降桅杆在舱顶前后移动时行走轮的滑道,挡板是升降桅杆平放时向后移动时的限位挡板。
固定架固定于舱后壁,结构组成如图4所示。其上固定座和下固定座与舱体固定连接。倒伏机构的翻转架与上固定座铰接,导向支座用于升降桅杆竖直上下移动时对导向杆提供滑动支承,下端的支座在解开锁销后可翻转90°,用于支承翻转架及桅杆,其上的限位销用于限制桅杆底部侧向移动。
使用方法与安装要点
4.1.使用方法
此升降桅杆倒伏机构的使用方法十分简单,操作者首先在方舱下将后壁固定架下部的支座翻转90°,为升降桅杆下降做准备,然后登上舱顶摇动绞线器手摇柄,使升降桅杆后退至舱顶轨道后端的挡板,再将升降桅杆连同翻转架向后翻转90°竖立,最后继续摇动绞线器手摇柄使桅杆下降到支座上,确保支座上的限位销已插入到桅杆固定座的底孔中,便可使用桅杆了。
相反,欲将升降桅杆恢复到舱顶平放的运输状态,首先在舱顶摇动绞线器手摇柄使桅杆上升,当桅杆固定座升至接触到固定架的导向杆支座时,便可将桅杆翻转到舱顶水平状态,继续摇动摇柄,直至翻转架到达舱顶轨道前端极限位置停止。
4.2.安装要点
4.2.1.在翻转架上的钢丝绳安装好后,需调节其前端的钢丝绳张紧轮,使钢丝绳处于相对绷紧状态,以避免钢丝绳缠绕卷筒上时出现乱绳现象。
4.2.2.在安装舱顶轨道后端的挡板前,在舱顶先将升降桅杆向后摇至重心刚好在翻转轴上,然后再反方向将升降桅杆向前摇动100mm,此位置作为桅杆的翻转位置,此时将挡板固定在舱顶轨道上,这样操作者在翻转桅杆时既省力,又确保桅杆不会自动翻下去。
4.2.3.按照(2)安装完挡板后,将桅杆翻转成竖立状态,然后在固定架上确定导向杆支座的位置,以此位置作为桅杆向舱顶翻转前的上升极限位置。
主要设计计算
根据升降桅杆闭合高度3米、重G1=200kg,可确定翻转架移动部分重为G2=50 kg,移动全程为L=1800mm。当桅杆竖直上下移动时,钢丝绳所受拉力最大。采用动滑轮结构省一半力 ,效率为η1=0.9,
则钢丝绳拉力F=0.5×(G1+G2)×g/0.9=1389N,因此可选直径为4mm,最小破坏拉力为8kN的钢丝绳。
绞线器速比为i=1:10,卷筒半径为R=45mm,效率η2=0.8,因此手摇力矩T=F×R×i/η2=7.8N.m,符合轻便省力。
桅杆移动全程时,卷筒转动圈数N1=2×L/(2πR)=13圈,因此得手摇圈数N= N1×i=130圈,按照一分钟能摇40圈计算,可得需要手摇时间t=130/40=3.25min,加上其他的操作时间,可以满足操作时间不大于5分钟的设计目标。
经过设计、生产和试验验证,此产品各项指标均满足了既定的设计目标,又易于改型设计,满足通用性要求,而且无需使用电力,环境适应性强,成本低廉,操作方便,安全可靠,可广泛投入到军用或民用市场中使用。