CN100494040C - 一种用于卷绕和退绕起重机钢绳的缆绳卷绕系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于卷绕和退绕起重机(7)钢绳(4)的缆绳卷绕系统(1)。本发明的缆绳卷绕系统(1)具有一缆绳卷筒(6)，其上可绕有多层钢绳(4)，以及一磁性系统(7)设置成在钢绳(4)的一部分产生磁场，通过钢绳(4)的移动，磁场的磁通量被偏转，以此方式对钢绳(4)进行制动。本发明还涉及一种安装有这种用来卷绕和退绕钢绳(4)的缆绳卷绕系统(1)的起重机(7)。

Description

一种用于卷绕和退绕起重机钢绳的缆绳卷绕系统

技术领域

本发明涉及用于卷绕和退绕起重机钢绳的缆绳卷绕系统，以及一种装有这种缆绳卷绕系统的起重机。与这种构造有关联的起重机包括，例如移动式起重机，尤其是伸缩臂式起重机，以及塔式回转起重机，尤其是上部回转起重机和底部回转起重机。

背景技术

众所周知，缆绳卷绕系统，尤其是起重机的缆绳卷绕系统，当钢绳被卷绕到绳索绞盘的缆绳卷筒上时，通常使用不同的技术或构造以将或多或少的恒量的负载施加在钢绳上，因此钢绳得以在缆绳卷筒上均匀的卷绕成若干层。

例如，使用压紧辊轮以避免绕线工作中缆绳松弛的问题。然而，所使用的压紧辊轮一般不总是接触缆绳卷筒的整个宽度，因此当缆绳被卷起时，压紧辊轮经历不同的负载。使用压紧辊轮会导致钢绳的高磨损和撕裂。而且，压紧辊轮趋向滑脱，从而会导致损坏。滑脱可能是由于，例如缆绳卷筒不是完全均匀的卷绕。例如Rotzler公司(德国)就出售有这种设计的产品。

德国专利DE4316120A1所揭露的另一种解决卷绕钢绳问题的方法，具有外缆绳卷筒和内缆绳卷筒。一个连续的缆绳可以卷绕在一个储备卷筒和一个工作卷筒上，其中工作卷筒包围住储备卷筒，并且同心安装在后者的卷筒轴上。工作卷筒的卷筒外壳设有轴向延伸的间隙供缆绳通过，并且工作卷筒在卷筒轴上可自由转动。还设有一个离合器将工作卷筒跟储备卷筒非转动地结合。这种设置中，对于某特定工作模式不需要的绳长储存在储备卷筒上。工作时，工作卷筒上的缆绳差不多全部卷起和退绕。这样当负载施加到已变得松驰的卷绕层上时，可以避免卷起缆绳。因为只是储存在内储备卷筒上，缆绳可以按每次所需的绳长松散的卷绕在内储备卷筒上。但是，这个构造很复杂并且只是将缆绳转移给内卷筒。缆绳上没有增大负载，只是转移了不用的绳子长度。

德国专利DE19903094中，揭示了两个并排设置的缆绳卷筒。在此，一个升降缆绳卷筒和一个储备卷筒互相同轴固定连接并在轴向上彼此偏移，并且通过一个普通的驱动马达驱动。升降线卷筒和储备卷筒两个总是被联合驱动，其中储存在储备卷筒上的升降线部分没有负载。

如美国专利US3,512,757A中所示，一种钢索的长距牵引包括一个或多个在缆绳储备卷筒之前的动力滑轮。每一个滑轮具有一个周向凹槽供缆绳紧密配合在其中，并且不同的磁极横向间隔设置于凹槽以产生一磁通路线，该磁通路线相对其长度方向与凹槽横向交叉并且相对其长度方向横向穿过缆绳。这样设置的主要目的是增加缆绳曲线部分和滑轮凹槽之间的牵引力，而不必主要靠缆绳和滑轮凹槽表面之间的摩擦力将缆绳曲线部分收容在滑轮凹槽内。

从英国专利GB820,051A中，已知一种用于牵引钢索的绞盘设备。其强调准确知道通过该设备的缆绳长度、并且确保在过程中缆绳不被损坏很重要。这在以前有困难，因为有几乎不可避免的可感受到的滑动。GB820，051A示出的设备包括设在缆线配合构件内用来提供磁场的装置，该装置具有一个元件正交于外表面，因此容易保持缆线与表面接触。

英国专利GB1,152,410A示出了一种被线性感应电动机驱动的桥式起重机或升降机，其中叠层移动构件完全包围住固定构件长度的一部分以获得最大的牵引力。

最后，美国专利US4,509,376A示出了一个测力计，用来检测起重机上升降绳的张力、速度和移动方向。测力计包括一个框架，具有三个隔开但通过成对的细柔性弹性部分互相结合的块。两个滑轮安装在块的最外面，并且与一个张力监测负载单元结合的一个偏移轮安装在一个中心块上并抵压住绳子。一个滑轮具有三个沿着其周面嵌设的永久磁铁，其中两个永久磁铁彼此轴向隔开，而第三个则设在与另两个成径向180度的位置。安装在框架上的传感器，定位成感测磁场的通过、以数字形式提供缆绳速度和行进方向的信息。来自负载单元的张力信息和来自传感器的速度及方向信息输入到一个微处理器进行处理。

德国专利DE3149082A1示出了一种卷绕机器的装置，包括在络纱机的门的前面之间的缆绳摩擦制动器。该装置适用于并作为特殊整经机的一部分。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供一种确实更容易将钢绳均匀卷绕在缆绳卷筒上的缆绳卷绕系统。本发明用于卷绕和退绕起重机钢绳的一种缆绳卷绕系统包括一缆绳卷筒，其上卷绕有多层钢绳，以及一磁性系统，其设置成：可以产生具有磁通量的磁场，磁通量随着所述钢绳的移动被偏转，以此来制动钢绳。

本发明基于这种构思，至少所述钢绳的部分暴露在一个尤其处在静止状态的磁场中，这样，当钢绳移动时，也就是，例如在进行缆绳卷绕工作时，在所述钢绳上就直接施加了一个缆绳负载。通过移动穿过磁场的钢绳，产生一个分力给所述缆绳施加一个直接的缆绳负载，从而使缆绳制动，会导致卷起作业得以改进。制动效应通过使磁场内的缆绳偏转产生。尤其是，缆绳卷绕系统的磁性系统和钢绳之间没有机械性的接触。因此，钢绳的机械应力可以更好地保持到一个最小值，并且磨损和撕裂也最小。必须注意，所述磁性系统可以设置在所述缆绳卷筒的附近或一定距离内。在本发明的一个具体实施例中，所述磁性系统设置在所述缆绳卷筒的前面。可选择地，在缆绳卷筒和磁性系统之间可设置较大的距离，并且在缆绳卷筒和磁性系统之间可以设置更多元件，例如一个或多个偏移滑轮使离开磁性系统的缆绳偏转。这样可以有足够的制动力施加在缆绳上确保了缆绳卷筒和磁性系统之间的绳索部分被拉紧。因此，本发明的实施相对容易并可以应用于现有装置中没有任何问题。

在本发明的一个具体实施例中，所述缆绳卷绕系统进一步包括一缆绳导引装置。

在本发明的另一个具体实施例中，提供一种缆绳卷绕系统，其中所述缆绳导引装置包括进一步的导引装置。所述导引装置例如是导引滑轮，例如各自成对相向的设置在所述磁性系统的前面和后面，以导引所述钢绳。

在本发明的另一个实施例中，所述磁性系统具有一涡流制动器。因为所述制动器不接触所述钢绳而去施加一制动力，避免了磨损和撕裂，因此具有低保养成本。所述涡流制动器能够起作用是基于感应原理。涡流制动器由一具有多个磁极铁心的铁轭组成。电性绕组以一种交互产生电北极和电南极的方式激发所述制动器的磁性。当所述缆绳移动穿过所述被激发的涡流制动器时，产生了由涡流引起的磁场，从而产生了所述制动力。因为在所述制动器和所述缆绳之间没有接触，所述缆绳的磨损和撕裂被最小化。

然而，本发明的另一个具体实施例中可以使用其它类型的磁性系统，例如磁滞式制动器，其可以偏移磁场中的所述缆绳从而制动它。

本发明的另一个具体实施例中，所述缆绳的所述磁性系统可与一电源连接。

在本发明的另一个具体实施例中，所述缆绳卷绕系统的所述缆绳导引装置具有一负载检测装置用来检测负载，例如，检测施加给所述钢绳的缆绳负载。

在本发明的另一个具体实施例中，所述缆绳卷绕系统的所述负载检测装置是传感器。所述负载检测装置可包括能以任何想要的方式安装在所述缆绳导引装置上的一负载检测器。所述负载监测器集成在所述磁性系统的所述磁轭中会更好。

本发明的另一个具体实施例中，所述传感器安装在所述磁性系统上。所述磁性系统可以是，例如，一种用来调整施加于所述钢绳的制动力，从而调整所述钢绳的所述缆绳负载的装置，所以不管有没有反馈，都可以对后者进行持续的检测和控制，使不论何时所述钢绳被卷绕在所述缆绳卷筒上时，都可能施加一个最优的缆绳负载。

在本发明的另一个具体实施中，所述缆绳卷绕系统包括一升降线卷筒作为缆绳卷筒。根据本发明的另一个方面，所述缆绳卷筒可被电驱动。但是，也可以是液压式或机械式驱动。

本发明的另一个方面，也提出一种安装上述类型缆绳卷绕系统的起重机。所述起重机可以是，例如，塔式回转起重机、桁架塔式起重机、移动式起重机或其它类型的起重机。

应该明白，上述缆绳卷绕系统当然也可以用在可能发生上述问题的其它装置中，例如在船舶上。

为了解释和更好的理解，以下将会参照附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

附图说明

图1是将钢绳卷绕在缆绳卷筒上的装置的侧视图；

图2是本发明的缆绳卷绕系统的侧视图；

图3是图2所示的本发明缆绳卷绕系统的俯视图；

图4示出了图2、图3所示的本发明缆绳卷绕系统的工作状态；

图5是安装有本发明缆绳卷绕系统的起重机侧视图；

图6是安装有本发明缆绳卷绕系统的起重机的局部立体图；

图7是本发明缆绳卷绕系统中使用的磁性系统的一种具体实施例的示意图；

图8是本发明缆绳卷绕系统中使用的磁性系统的另一种具体实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了将一钢绳卷绕在一缆绳卷筒6上的传统设备，其中使用一压紧辊轮26用来产生缆绳负载。压紧辊轮26经由一杠杆28与一液压缸27连接。压紧辊轮26用来放置所述钢绳，并且会避免缆绳起升时出现松驰的问题。

图2示出了本发明缆绳卷绕系统1的侧视图。为在钢绳4上产生缆绳负载，采用一涡流制动器形式的磁性系统3。当缆绳卷筒6卷起钢绳4时，涡流制动器通电，利用钢绳4穿越磁场的移动使磁场偏转来制动钢绳4。在涡流制动器的前面，相向设置了一对将钢绳4导入涡流制动器磁场的导引滑轮2。钢绳4穿过涡流制动器之后，穿过另一对相向设置的导引滑轮2，将钢绳4导引到卷绕缆绳4的缆绳卷筒6上。

在磁性系统3上可以提供一传感器形式的负载检测装置(图中未示)，该传感器检测施加给钢绳4的缆绳负载。并且，也可以在磁性系统3上提供一用来控制施加给钢绳4的缆绳负载(图中未示出)的装置，这样可以以既定的恒定缆绳负载将钢绳4卷绕在缆绳卷筒6上。

图3示出了图2的缆绳卷绕系统1的俯视图。可以看见钢绳在水平方向是以直线方式向缆绳卷筒6延伸，也就是，被导引滑轮2引导。以同样的方式，钢绳4也以直线方式被引导穿过涡流制动器。当缆绳卷绕在缆绳卷筒6上时，缆绳的移动方向与施加到钢绳4上的绳索负载相反。

图4说明了本发明缆绳卷绕系统的工作形态。当钢绳不动时，即静止状态时(图4的左半部分)，磁性系统3产生的电磁场分力F与钢绳4成直角。但是，如果钢绳4开始移动，例如当它卷绕在缆绳卷筒6上时，磁性系统3的所述磁场的磁通量被偏转(图4的右半部分)。分力F不再与钢绳4成直角，而是被偏转。因此，一个力作用在钢绳4上从而制动钢绳。

图5示出了安装了本发明缆绳卷绕系统的起重机7的侧视图。这种起重机是上部回转塔式起重机，具有由单个塔部件9构成的塔8。由于塔部件9在塔脚处(图中未示)插入，所述塔可以按照熟知的方式随着建筑物高度的增高而增高。悬臂10和反向悬臂11通过回转轴承(图中未示)支承在塔8上。

在悬臂10和反向悬臂11的顶部，塔尖12向上延伸，一起重机悬臂行车13是以使之可用通常的方式在轮子14上被平移的方式进行导引。一具有缆绳卷筒6的升降线绞盘15设置在反向悬臂11上。钢绳4经由一设置在例如塔尖12上的一偏移滑轮16被引导到悬臂底部17，从此处经由一偏移滑轮18延伸至起重机悬臂行车13。然后钢绳在吊钩块和由起重机悬臂行车13上的滑轮20、滑轮21、以及吊钩块上同等数量的滑轮形成的滑轮组上进行多次穿绕。

钢绳4从起重机悬臂行车13上的滑轮21进一步延伸到悬臂的尖部24，钢绳的一端在此固定。在偏转滑轮16和缆绳卷筒6之间，设置了磁性系统3，其制动钢绳4以使缆绳能适当的进行卷绕。在磁性系统3的前面和后面，具有成对反向设置的导向轮2，其将钢绳4从偏转滑轮16引导进入磁性系统3，并且进一步从磁性系统3引导到缆绳卷筒6。

图6示出了衍架式起重机的局部，其中卷绕在缆绳卷筒(图中未示)的钢绳4在安装于衍架式起重机局部内的偏转滑轮30上偏转。一磁性系统3设置在所述偏转滑轮30的前面。在此，缆绳4通过磁性系统3，其中一制动力施加在钢绳4上。与图2、图3的结构类似，所述磁性系统包括设在磁性系统3的前面和后面的成对导引滑轮2。虽然磁性系统3设置的离缆绳卷筒相对远，但卷绕过程得以改进。

图7示出了本发明缆绳卷绕系统中使用的磁性系统3的具体实施例的示意图。这里，磁性系统包括一涡流制动器，其具有的电磁铁31设在钢绳4一侧。

图8示意性的示出了本发明缆绳卷绕系统的另一个实施例，包括一涡流制动器，其中电磁铁31绕钢绳4的周向设置并均匀分布。

附图标记列表

1 缆绳卷绕系统

2 导引滑轮

3 磁性系统

4 钢绳

5 缆绳导引装置

6 缆绳卷筒

7 起重机

8 塔

9 塔部件

10 悬臂

11 反向悬臂

12 塔尖

13 起重机悬臂行车

14 轮子

15 升降线绞盘

16 偏移滑轮

17 悬臂底部

18 偏移滑轮

19 吊钩滑轮和滑车组

20 滑轮

21 滑轮

24 悬臂末端

25 钢绳端部

26 压紧辊轮

27 液压缸

28 杠杆

29 偏移滑轮

30 电磁铁

Claims (17)

1.一种用于卷绕和退绕起重机(7)钢绳(4)的缆绳卷绕系统(1)，包括一缆绳卷筒(6)，其上绕有几层所述钢绳(4)；其特征在于：还包括一磁性系统(3)，其设置成：在所述钢绳(4)的一部分周围产生具有磁通量的磁场，磁通量随着所述钢绳(4)的移动被偏转，以此来制动钢绳(4)。

2.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，进一步包括一缆绳导引装置(5)。

3.如权利要求2所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述缆绳导引装置(5)包括成对相向设置在所述磁性系统(3)的前面和/或后面用以引导所述钢绳(4)的导引滑轮。

4.如上述任意一项权利要求所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述磁性系统(3)是涡流制动器。

5.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述磁性系统(3)可与电源连接。

6.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述缆绳导引装置(5)具有一负载检测装置用以检测钢绳上的负载。

7.如权利要求6所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述负载检测装置包括一负载检测器。

8.如权利要求7所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述负载检测器集成在所述磁性系统(3)的磁轭中。

9.如权利要求6所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述负载检测装置为传感器。

10.如权利要求9所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述传感器安装在所述磁性系统(3)上。

11.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述磁性系统(3)具有一调整所述钢绳(4)上的制动力从而调整所述钢绳(4)的缆绳负载的装置。

12.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述缆绳卷筒(6)是一升降线卷筒。

13.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中所述缆绳卷筒(6)可电驱动。

14.如权利要求1所述的缆绳卷绕系统(1)，其中缆绳卷筒(6)可液压驱动。

15.一种起重机，安装有如权利要求1到14中任意一项或多项权利要求中的缆绳卷绕系统(1)。

16.如权利要求15所述的起重机，其中所述起重机为移动式起重机。

17.如权利要求15所述的起重机，其中所述起重机为塔式回转起重机。

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