CN101580209B - 轨行式起重机防风安全装置 - Google Patents

Abstract

轨行式起重机防风安全装置，包括钢丝绳、钢丝绳收放装置、钢丝绳固定装置和防风控制单元，钢丝绳收放装置包括卷筒、卷筒制动器和定滑轮，卷筒与定滑轮分别固定于起重机行进轨道两端的地面；钢丝绳固定装置固定在起重机支腿上；钢丝绳绕过定滑轮和卷筒，两端分别连接起重机两支腿的钢丝绳固定装置，钢丝绳随起重机的移动在卷筒和定滑轮上滚移。目前传统的防风装置中，存在易产生冲击或动作缓慢、效果不理想、成本较高、操作复杂等问题，不适于起重机工作状态下的实时防风，本发明结构简单，成本低廉、效果显著，在起重机工作状态下、非工作状态均可实现有效防风。

Description

轨行式起重机防风安全装置

技术领域

本发明涉及起重机的防风技术领域，主要用于门式、门座式、岸桥式等有轨运行式起重机，为一种轨行式起重机防风安全装置。 

背景技术

国内外因风灾造成的轨行式起重机重大事故，主要有下述两大原因：其一是在有大风预报情况下遭到强风暴的袭击，港口岸边起重机的防风设施不足以抵抗风力的作用，使港口岸边起重机被暴风吹动产生倾翻。其二是遭受无预报的突发风的袭击。针对风灾造成起重机的重大事故，采取了一些防风安全措施，如加大大车行走制动器的制动力矩、采取两级制动、应用夹轨器、顶轨器、夹轮器、惯性制动器、手动楔块、电力液压防风铁楔制动器等。这些装置都起到了一些防风的作用，但性能差别较大，有的存在缺陷不能可靠有效的防风。 

目前常用的防风装置和措施具体情况有： 

1)、加大大车行走机构制动力矩。该措施可减少配件的种类与数量，用常规的制动器即可，只是加大制动器的规格。可采用电力液压推杆类制动器，部分加装下降阀，既能起到正常的制动作用，又能起到一定的防风效果。使用在防风能力要求不高的地区较为合适，但突遇强风时不能将起重机在一定的时间内楔死。 

2)、两级制动器。在大车行走机构上使用两级制动器，刚开始产生较小的制动力矩，一段时间后产生较大力矩，其制动效果、配件成本类似于加大大车行走机构制动力矩，而该种制动器往往采用电磁铁作为驱动装置，其动作时间较快，易产生冲击。 

3)、夹轨器。夹轨器虽然能使起重机与道轨直接连接，并产生滑动阻力及有一定的防止起重机倾翻的能力，但因其与道轨的接触面太小，受轨道接缝处错位的影响，效果不理想，且结构复杂，必须配套液压站才能使用，成本较高，有逐渐被淘汰的趋势。 

4)、顶轨器。顶轨器能使起重机产生较大的滑动阻力，应用在主机停车时性能较好，但其动作缓慢，在起重机运行和工作中无法起到防风作用。同时因必须有液压站配套才能使用，成本较高，不便推广。 

5)、夹轮器。在起重机的行走从动轮上加装夹轮器，变从动轮的滚动为滑动，加大运行的摩擦阻力，类似于加大大车行走制动器的制动力矩，不能彻底将起重机楔死，且动作缓慢，不能有效地阻止运行中突遇强风时起重机的运动。另外，因必须有液压站配套才能使用，也存在成本较高的因素。

6)、使用惯性制动器。惯性制动器的优点是不耗电不用油，是无能耗的节能产品，近年来正在推广使用。但惯性制动器只能在有限的几个主动轮上加装，仅能增加一些摩擦阻力，与一般的制动器作用一样，不能直接达到根本的防风效果。 

7)、手动楔块、地锚、锚链。只能在起重机停止工作或下班后由人工将楔块放在各个行走轮下，与地锚、锚链一起，能完全防止起重机非工作状态下的运动，办法和结构都简单，但不能机械操作，劳动强度大，费时，不安全。 

8)、使用电力液压防风铁楔制动器。安装在大车行走从动轮上，将从动轮微微抬起脱离轨面，变从动轮的滚动为楔块的摩擦块与轨面的滑动，其间摩擦阻力大，能将轮子楔死。辅以推动器上的下降时间调节阀，根据具体工作条件，适当调整推动器的下阀时间，或电气延时，能很好地起到防风的作用，尤其在大车运行突遇强风时，能将大车楔死。制动铁鞋需经常调整，否则会出现切进不易拔出的现象。尤其在实施紧急防风后，调节不当，会使车轮顶鞋而行或不断被弹出，不能有效地起到防风作用。 

发明内容

本发明要解决的问题是：目前的起重机防风装置防风效果不能满足需求，需要一种新的防风装置，既能实现轨行式起重机工作状态下的防风安全，也可以在起重机非工作状态时代替锚定装置实现起重机防风安全。 

本发明的技术方案为：轨行式起重机防风安全装置，包括钢丝绳、钢丝绳收放装置、钢丝绳固定装置和防风控制单元，钢丝绳收放装置包括卷筒、卷筒制动器和定滑轮，卷筒制动器设置在卷筒上，卷筒与定滑轮分别固定于起重机行进轨道两端的地面；起重机同一侧的两个支腿上上分别固定有钢丝绳固定装置；钢丝绳绕过定滑轮和卷筒，两端分别连接起重机两支腿的钢丝绳固定装置，钢丝绳随起重机的移动在卷筒和定滑轮上滚移；防风控制单元包括风速传感器、卷筒制动器的控制回路、紧急开关和起重机行走机构控制回路。 

钢丝绳强度P满足0.5P_z1+P≥1.1P_WII+P_a+P_D-P_f，其中：P_z1为起重机运行机构制动器在车轮踏面上实际产生的制动力，P_WII为起重机工作状态下沿运行方向所能承受最大风力，P_a为起重机轨道坡度引起的滑行力，P_D为起重机运行停车减速惯性力，P_f为起重机运行摩擦力。 

钢丝绳固定装置在每个起重机支腿上至少包括两处，一处为钢丝绳末端固定，一处为钢丝绳导向固定，钢丝绳末端固定包括金属固定件，金属固定件固定在起重机台车上，钢丝绳与金属固定件连接；钢丝绳导向固定包括导向杆，导向杆设置在台车下方，指向地面，钢丝绳沿导向杆由台车延伸至地面，再绕过所述卷筒或定滑轮。 

钢丝绳收放装置还包括托辊，托辊位于钢丝绳与地面之间。 

每台起重机设置多个轨行式起重机防风安全装置，同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个防风控制单元控制，以保证对起重机各支腿制动的一致性；防风控制单元设有两个紧急开关，一个安装在起重机司机室内，另一个安装在钢丝绳收放装置的卷筒上；防风控制单元还设有速度传感器。 

在轨行式起重机运行机构设计时，运行机构制动器在车轮踏面上产生的制动力要满足P_z1≥1.1P_WII+P_a+P_D-P_f，实际工作中，由于起重机维修人员人为调整制动器、制动轮磨损等原因，运行机构制动器实际制动能力减少为P_z1′，这种情况下，遇突发性阵风时，起重机极可能发生超速，因此在遭遇突发性阵风时，需要有辅助装置来弥补运行机构制动器的不足，提高起重机的防风能力。一般当运行机构制动器的实际制动力P_z1′小于0.5P_z1时，此制动器应及时调整制动力或者更换以保证起重机的正常运行。 

起重机正常工作时钢丝绳收放装置使钢丝绳随着起重机一起运动，钢丝绳放置在地面开设的沟槽中以避免影响起重机作业区其他作业活动，沟槽内设置托辊，托辊防止钢丝绳运动中与地面摩擦，保护钢丝绳，使起重机运行时钢丝绳的滚动更平稳。 

另外，导向杆使钢丝绳与起重机的接触点高度合适，以便钢丝绳平稳可靠地运行在托辊上，起重机正常作业时钢丝绳承受钢丝绳收放装置的运动阻力使钢丝绳沿着设置的沟槽运动。 

本发明防风控制单元的风速传感器测得的风速超过一定的数值时或起重机超速时，通过串接在起重机行走控制回路中的电气元件使起重机行走机构电路断开，大车车轮制动；通过串接在本发明卷筒制动器的控制回路中的电气元件，使卷筒制动器电路断开而对卷筒制动，卷筒拉紧钢丝绳，对起重机施加拉力制动起重机。紧急开关一个安装在起重机司机室内，另一个安装在卷筒边，按下紧急开关，起重机行走机构电路和卷筒制动器的控制回路断开，实现对大车车轮和卷筒的制动，以使起重机停止运动，实现防风。 

本发明可以实现起重机工作状态下遇到突发性阵风时的防风安全，也能在起重机行走机构不运动时实现防风，在起重机非工作状态下可代替锚定装置来进行防风。目前传统的防风装置中，两级制动器往往采用电磁铁作为驱动装置，其动作时间较快，易产生冲击；夹轨器因其与道轨的接触面太小，受轨道接缝处错位的影响，效果不理想，且结构复杂，必须配套液压站才能使用，成本较高；顶轨器应用在主机停车时性能较好，但其动作缓慢，在起重机运行和工作中无法起到防风作用，它也必须有液压站配套才能使用，成本也较高；夹轮器类似于加大大车行走制动器的制动力矩，不能彻底将起重机楔死，且动作缓慢，不能有效地阻止运行中突遇强风时起重机的运动，另外，因必须也要有液压站配套才能使用，也存在着和夹轨器、顶轨器成本较高这一相同的缺点；惯性制动器作为新型制动器有着许多优点，但它只能在有限的几个主动轮上加装，仅能增加一些摩擦阻力，与一般的制动器作用一样，不能直接达到根本的防风效果；电力液压防风铁楔制动器的制动铁鞋需经常调整，否则会出现切进不易拔出的现象，尤其在实施紧急防风后，调节不当，会使车轮顶鞋而行或不断被弹出，不能有效地起到防风作用。由此可见，传统的起重机防风装置一般只能实现以上的一种或者两种状态下防风，不能同时实现三种状态下的防风，并且存在着诸多缺点和不足，不适于起重机工作状态下的实时防风。本发明的轨行式起重机防风安全装置克服了传统防风装置的以上诸多不足，结构简单，成本低廉、效果显著，在起重机工作状态下，当主动车轮与轨道之间黏着力小于1.1P_WII+P_a+P_D-P_f，制动器制动力矩的增加也不能提高防风能力时，通过钢丝绳拉力辅助实时提高起重机防风能力；起重机非工作状态下可以通过将本发明的卷筒锁定，使钢丝绳不能移动，从而固定起重机，进行非工作状态下防风，节省锚定装置的成本。 

附图说明

图1为本发明的结构示意图。 

图2为本发明钢丝绳固定装置在起重机上一侧安装示意图。 

图3为本发明钢丝绳末端固定示意图。 

图4为本发明防风控制单元结构示意图。 

具体实施方式

本发明提供了一种轨行式起重机防风安全装置，如图1，它包括：钢丝绳3、卷筒1、卷筒制动器2、定滑轮4、紧急开关7、钢丝绳固定装置5、风速传感器9，卷筒制动器2设置在卷筒1上，卷筒1与定滑轮4分别固定于起重机行进轨道两端的地面；钢 丝绳固定装置5固定在起重机支腿上，钢丝绳固定装置5包括金属固定件8、导向杆6，如图2；钢丝绳3绕过定滑轮4和卷筒1，两端分别通过钢丝绳固定装置5连接起重机在行进方向上的前后两侧支腿，钢丝绳3随起重机的移动在卷筒1和定滑轮4上滚移；防风控制单元包括风速传感器9、卷筒制动器的控制回路10、紧急开关7、起重机行走机构控制回路11，如图4。 

本发明的钢丝绳3通过对起重机施加拉力而使起重机减速并停止，钢丝绳3有序缠绕在卷筒1上，两端固定于起重机。钢丝绳强度P满足0.5P_z1+P≥1.1P_WII+P_a+P_D-P_f，其中：P_z1为起重机运行机构制动器在车轮踏面上实际产生的制动力，P_WII为起重机工作状态下沿运行方向所能承受最大风力，P_a为起重机轨道坡度引起的滑行力，P_D为起重机运行停车减速惯性力，P_f为起重机运行摩擦力。这样在起重机制动器突遇大风，其制动力不能实现有效制动时，本发明装置可以实时帮助增加制动力，实现有效防风。 

本发明钢丝绳收放装置包括卷筒1、卷筒制动器2、定滑轮4、托辊12，用于收放钢丝绳3，卷筒制动器2在发生突发性阵风时制动卷筒1，以使钢丝绳3张紧受力后对起重机施加拉力，实时辅助进行防风。钢丝绳收放装置5使钢丝绳3随着起重机的运动而滚移并保持张紧，钢丝绳3放置在低于地面的沟槽中，设置多个托辊12托起钢丝绳，减少钢丝绳运动中的摩擦，保护钢丝绳不受到地面摩擦损伤，且不影响起重机正常工作和作业区其他作业活动。 

钢丝绳固定装置5包括加装在起重机支腿台车上的金属固定件8和导向杆6。钢丝绳末端通过绳卡、编接等方式与金属固定件8固定，如图3，导向杆6使钢丝绳在最低处与起重机接触，不会因为与起重机的台车的连接产生部分悬空状态，保证钢丝绳顺利可靠地运行在托辊上不发生偏移，起重机正常作业时，钢丝绳在钢丝绳收放装置的作用下，随起重机的运动沿沟槽运动。 

防风控制单元是本发明的控制部分，包括风速传感器9、卷筒制动器的控制回路10、紧急开关7、起重机行走机构控制回路11。风速传感器9测得的风速超过一定的数值时，通过串接在起重机行走机构控制回路11中的电气元件使起重机行走机构电路断开而对大车车轮制动，通过串接在卷筒制动器的控制回路10中的电气元件，使卷筒制动器2电路断开而对卷筒1制动。紧急开关7一个安装在起重机司机室内，另一个安装在所述轨行式起重机防风安全装置的卷筒边。按下任何一个紧急开关7，起重机行走机构电路和制动器电路断开，实现对大车车轮和卷筒1的制动，从而实现防风。起重机大车行走 机构停止运动时，本发明的卷筒制动器2失电制动使得卷筒1不能转动，此时的卷筒1成为一个临时锚定装置，防止此时有突发性阵风将起重机吹动而产生事故。通过延时继电器，卷筒制动器2和起重机行走机构中的制动器在制动时间上有延时，使得起重机不至于在未完全停止前，卷筒制动器2先行制动，从而造成钢丝绳3拉紧影响起重机正常工作。起重机行走机构准备运动时，卷筒制动器2先于起重机行走机构中的制动器得电，这种延时也是通过延时继电器来实现的。本发明的防风控制单元中还可以加装速度传感器测定起重机运行速度，从而在风速不一定超过规定值而起重机超速的情况下及时启动防风安全装置实现防风。 

起重机设置多个轨行式起重机防风安全装置，并且设置在同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个控制单元控制以保证对起重机制动的一致性。 

本发明整个工作过程分为四步： 

第一步，起重机运行前，本发明防风安全装置的制动器打开，起重机运行机构制动器打开，起重机运行拖动钢丝绳并带动卷筒转动，转动的卷筒缠绕另一端钢丝绳使得另一端钢丝绳有序缠绕在卷筒上，不至于在起重机运行前方钢丝绳有冗余； 

第二步，起重机停止运动时，起重机运行机构制动器制动，本发明制动器延时制动； 

第三步，起重机运行过程中，遇突发性阵风时，司机可操作紧急开关，使钢丝绳收放装置的制动器断电及起重机运行机构制动器同时制动。钢丝绳受力拉紧，使起重机减速后停止。当风速传感器测出风速超过规定速度时，本发明以自动的方式实现防风。 

第四步，起重机非工作情况下，本发明作为锚定装置起锚定作用。 

Claims (9)

1.轨行式起重机防风安全装置，其特征是包括钢丝绳、钢丝绳收放装置、钢丝绳固定装置和防风控制单元，钢丝绳收放装置包括卷筒、卷筒制动器和定滑轮，卷筒制动器设置在卷筒上，卷筒与定滑轮分别固定于起重机行进轨道两端的地面；起重机同一侧的两个支腿上分别固定有钢丝绳固定装置；钢丝绳绕过定滑轮和卷筒，两端分别连接起重机两支腿的钢丝绳固定装置，钢丝绳随起重机的移动在卷筒和定滑轮上滚移；防风控制单元包括风速传感器、卷筒制动器的控制回路、紧急开关和起重机行走机构控制回路。

2.根据权利要求1所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是钢丝绳强度P满足0.5P_z1+P≥1.1P_WII+P_a+P_D-P_f，其中：P_z1为起重机运行机构制动器的制动力，P_WII为起重机工作状态下沿运行方向所能承受最大风力，P_a为起重机轨道坡度引起的滑行力，P_D为起重机运行停车减速惯性力，P_f为起重机运行摩擦力。

3.根据权利要求1或2所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是钢丝绳固定装置在每个起重机支腿上至少包括两处，一处为钢丝绳末端固定，一处为钢丝绳导向固定，钢丝绳末端固定包括金属固定件，金属固定件固定在起重机台车上，钢丝绳与金属固定件连接；钢丝绳导向固定包括导向杆，导向杆设置在台车下方，指向地面，钢丝绳沿导向杆由台车延伸至地面，再绕过所述卷筒或定滑轮。

4.根据权利要求1或2所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是钢丝绳收放装置还包括托辊，托辊位于钢丝绳与地面之间。

5.根据权利要求3所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是钢丝绳收放装置还包括托辊，托辊位于钢丝绳与地面之间。

6.根据权利要求1或2所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是每台起重机设置两个轨行式起重机防风安全装置，同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个防风控制单元控制；防风控制单元设有两个紧急开关，一个安装在起重机司机室内，另一个安装在钢丝绳收放装置的卷筒边；防风控制单元还设有速度传感器。

7.根据权利要求3所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是每台起重机设置两个轨行式起重机防风安全装置，同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个防风控制单元控制；防风控制单元设有两个紧急开关，一个安装在起重机司机室内，另一个安装在钢丝绳收放装置的卷筒边；防风控制单元还设有速度传感器。

8.根据权利要求4所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是每台起重机设置两个轨行式起重机防风安全装置，同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个 防风控制单元控制；防风控制单元设有两个紧急开关，一个安装在起重机司机室内，另一个安装在钢丝绳收放装置的卷筒边；防风控制单元还设有速度传感器。

9.根据权利要求5所述的轨行式起重机防风安全装置，其特征是每台起重机设置两个轨行式起重机防风安全装置，同一起重机上的轨行式起重机防风安全装置由同一个防风控制单元控制；防风控制单元设有两个紧急开关，一个安装在起重机司机室内，另一个安装在钢丝绳收放装置的卷筒边；防风控制单元还设有速度传感器。 

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