[发明专利]FAST馈源支撑塔塔顶导向滑轮与钢丝绳的防脱机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种防脱机构，特别是涉及一种FAST馈源支撑塔塔顶导向滑轮与钢丝绳的防脱机构。

背景技术

500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）是我国十一五期间的重大科学装置，建成后将是全球最大的单口径射电天文望远镜，具有三项自主创新：利用贵州天然的喀斯特洼坑作为台址；洼坑内铺设数千块单元组成500米球冠状主动反射面；采用轻型六索拖动机构拖动馈源舱实现一次索驱动，同时舱内A、B轴机构、Stewart平台再对接收机进行位置精调，实现望远镜接收机的高精度定位。馈源舱的总体尺度约为直径13.5米，高7～8米的类圆柱体，重约30吨；

在观测模式下，FAST可以控制部分反射面主动变形形成一个口径约300m的瞬时旋转抛物面，将来自太空天体的射电波信号进行聚焦，以便处于焦点位置的望远镜观测设备，即馈源舱中的馈源接收机，能够接收并进行处理。由于地球自转运动，射电波的入射角度会随着天体东升西落而发生变化，其会聚的焦点位置也将随之连续改变，从而在反射面球冠上方形成一个同球心的口径达206m的球冠状轨迹焦面。FAST望远镜的工作特点和所观测的射电波频段要求馈源接收机必须要实时跟踪焦点的位置变化，并应具有很高的位置精度和指向精度。反射面外边缘直径600米的圆周上均布着6座百余米高塔（即馈源支撑塔），每座塔支撑一条直径约50mm的钢丝绳与馈源舱连接，6条钢丝绳进行并联运动，拖动馈源舱进行天文跟踪观测运动。钢丝绳由塔底的驱动卷扬机驱动，经地面导向滑轮、塔中心索通道、塔顶导向滑轮机构与馈源舱可靠连接，塔顶导向滑轮与馈源舱之间的钢丝绳为牵引段。塔顶处，每条钢丝绳牵引段的俯仰角（与水平面夹角）在-13.65～-25.17°内变化，馈源舱入港停靠时为-42°，牵引段的张力方向水平投影与塔分布圆的径向所成夹角在±20°范围变化，造成钢丝绳牵引段与滑轮槽侧面接触产生正压力，拨动滑轮转动。馈源舱的运动速度0～400mm/s，正常运行时钢丝绳张力约为179～400KN（包含缆线入舱机构重量），在极端工况下可达500KN。

塔顶导向滑轮机构由塔顶导向滑轮、滑轮支座、回转支撑、回转支撑支座等构成，回转支撑支座与塔顶平台固定连接，回转支撑中心线与塔的中心线、塔内钢丝绳中心线重合，塔顶导向滑轮中心线与回转支撑中心线偏心，偏心距为塔顶导向滑轮的卷绕半径，钢丝绳牵引段拨动塔顶导向滑轮绕回转支撑中心线回转实现钢丝绳张力方向的水平投影与塔分布圆的径向所成夹角在±20°范围变化。钢丝绳拨动塔顶导向滑轮时与导向滑轮槽侧面的压力过大时，钢丝绳有从导向滑轮槽脱出的可能，给馈源舱和绳索驱动设备等造成损害，需要有钢丝绳防脱机构保障钢丝绳与塔顶导向滑轮始终不脱槽。

发明内容

为解决钢丝绳有可能从导向滑轮槽脱出的问题，本发明提供一种FAST馈源支撑塔塔顶导向滑轮与钢丝绳的防脱机构，能够适应钢丝绳牵引段有连续的俯仰角度和水平角度变化，使钢丝绳在导向滑轮槽中不会脱槽。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）馈源支撑塔塔顶导向滑轮与钢丝绳的防脱机构，包括防脱压轮组件、防脱限位轮组件和两个转动支架板；所述两个转动支架板通过滑轮轴固定在滑轮支座上，并分别位于所述塔顶导向滑轮的两侧，可绕滑轮轴自由回转；防脱压轮组件和防脱限位轮组件与所述两个转动支架板固定连接，并位于所述塔顶导向滑轮的外圆柱面的外侧；所述防脱压轮组件位于钢丝绳的上部，所述限位轮组件位于所述钢丝绳的下部。

优选地，上述防脱机构具有以下特点：

所述防脱压轮组件包括防脱轮轴和防脱压轮，所述防脱轮轴的两端分别固定在所述两个转动支架板上；所述防脱压轮套在所述防脱轮轴上，位于所述防脱轮轴的中间段，与所述防脱轮轴间隙配合，可自由绕所述防脱轮轴转动。

优选地，上述防脱机构具有以下特点：

所述防脱压轮组件还包括两个防脱轴套，所述两个防脱轴套套在所述防脱轮轴上，位于所述两个转动支架板之间，并分别位于所述防脱压轮的两侧。

优选地，上述防脱机构具有以下特点：

所述防脱压轮与所述塔顶导向滑轮的外圆柱面有1-2mm间隙。

优选地，上述防脱机构具有以下特点：

所述防脱轮轴的两外侧轴段分别与两转动支架板孔间隙配合，通过垫圈和螺母将所述防脱轮轴与转动支架板固连，并在所述防脱轮轴的两外侧轴段设置有开口销。