CN101934991A - 一种提升机构及旋挖钻机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升机构，包括由动力装置驱动的卷扬、从所述卷扬伸出的钢丝绳、滑轮架以及用于连接被提升件的提引器，所述钢丝绳的自由端绕过所述滑轮架，还包括具有预设倍率的滑轮装置，所述滑轮装置的动滑轮与所述提引器固定，所述滑轮装置的定滑轮与所述滑轮架固定，所述钢丝绳的自由端至少绕过所述滑轮装置的动滑轮，且所述钢丝绳的自由端的端部固定。该提升机构中的滑轮装置减小了钢丝绳直接承受的拉力，在保证卷扬中钢丝绳提拔力的前提下，降低了对钢丝绳抗拉强度的要求。本发明还公开了一种包括所述提升机构的旋挖钻机。

Description

一种提升机构及旋挖钻机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种提升机构。此外，本发明还涉及一种包括上述提升机构的旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是工程机械技术领域的高新技术产品，是一种适合建筑基础工程中成孔作业的大型基础施工机械设备，广泛用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等地基施工工程。旋挖钻机具有扭矩大、机动灵活、施工效率高、污染少及功能多等特点。

旋挖钻机是机电液一体化的高端产品，主要由伸缩式行走底盘、车架回转平台、变幅机构、桅杆、提升机构、动力头、钻杆、钻头、驾驶室、配重、发动机系统、液压系统、电气控制系统等组成。其中，提升装置一般包括由动力装置驱动的卷扬、从所述卷扬伸出的钢丝绳，卷扬一般通过钢丝绳的收放来提升和下放被提拉的动力头、钻杆、钻头等部件，因此钢丝绳需要一定的抗拉强度。

请参考图1，图1为现有技术中提升机构的结构示意图。

从卷扬的卷筒(图中未示出)中引出的钢丝绳101绕过滑轮架102上的滑轮直接与提引器103连接，通常提引器103的上下部可以相互旋转，利用轴承起到旋转作用，并且防止钢丝绳101断裂，滑轮架102由桅杆104支撑，提引器103与钻杆105的一端相连，钻杆105的另一端连接有动力头以及钻头等部件。

卷扬通常配置有驱动装置(比如马达)和减速机，驱动装置通过减速机带动卷扬进行旋转，实现钢丝绳101的伸长和缩回，钻杆105的下落和起吊就是通过钢丝绳101的伸长和缩回实现的。由于钢丝绳101直接和提引器103相连，钢丝绳101需要承受钻杆105及动力头等部件的总体重量，在起吊过程中，还要产生一定的提拔力，钢丝绳101所承受的整体拉力较大，这就需要钢丝绳101具有足够的强度。尤其针对大机型的旋挖钻机，一般需要很大的提拔力，钢丝绳101要具有相当大的抗拉强度才能满足旋挖钻机的性能要求。

随着技术的进步，旋挖钻机的功率越来越大，提拔力需求增加，为了满足强度要求，卷扬的钢丝绳101将不断加粗，这给钢丝绳101的选型和装卡增加了困难。此外，卷扬也需要配置减速比很大的减速机，增加了成本。

因此，如何在保证卷扬中钢丝绳提拔力的前提下，降低对钢丝绳抗拉强度的要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种提升机构，该提升机构可以在保证卷扬中钢丝绳提拔力的前提下，降低对钢丝绳抗拉强度的要求。本发明的另一目的是提供一种包括所述提升机构的旋挖钻机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种提升机构，包括由动力装置驱动的卷扬、从所述卷扬伸出的钢丝绳、滑轮架以及用于连接被提升件的提引器，所述钢丝绳的自由端绕过所述滑轮架，还包括具有预设倍率的滑轮装置，所述滑轮装置的动滑轮与所述提引器固定，所述滑轮装置的定滑轮与所述滑轮架固定，所述钢丝绳的自由端绕过至少绕过所述滑轮装置的动滑轮，且所述钢丝绳的自由端的端部固定。

优选地，所述滑轮装置包括数量不少于一组的滑轮组，所述滑轮组包括对应设置的定滑轮和动滑轮。

优选地，所述滑轮组中的所述动滑轮和所述定滑轮处于同一个平面。

优选地，相邻的所述滑轮组所处的两个平面之间具有预设夹角。

优选地，所述预设夹角为45°。

优选地，所述滑轮装置为八倍率滑轮装置。

优选地，所述钢丝绳的自由端的端部与所述滑轮架固定。

优选地，所述动力装置与所述卷扬之间设有减速机，所述动力装置的动力输送端与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述卷扬的动力输入端连接。

优选地，所述减速机为轮边减速机。

本发明提供的提升机构，其卷扬伸出的钢丝绳的自由端首先绕过滑轮架再绕过具有预设倍率的滑轮装置，最后固定，滑轮装置的动滑轮与提引器固定，滑轮装置的定滑轮与滑轮架固定。此种提升机构的钢丝绳不直接与提引器相连接，提引器所连接的被提升件的重量以及所需要的提拔力通过预设倍率的滑轮装置传递给钢丝绳后，会按照滑轮装置的预设倍率减小，可以降低单根钢丝绳所需要直接承受的拉力。因此，在保证卷扬中钢丝绳提拔力的前提下，可以降低对单根钢丝绳抗拉强度的要求。

在另一种优选的实施方式中，相邻的滑轮组所处的两个平面之间具有预设夹角。钢丝绳需要依次绕过滑轮装置中的定滑轮和动滑轮，会有多次环绕，相邻滑轮组所处的两个平面之间具有预设夹角可以避免钢丝绳在多次环绕时出现缠绕混乱的现象。

在又一种优选的实施方式中，在动力装置与卷扬之间设有轮边减速机。由于滑轮装置，减速机所需的传动比减小，从而可以使用传动比较小的轮边减速机，轮边减速机的价格低廉，因此降低了成本。

为达到本发明的另一目的，本发明还提供一种旋挖钻机，包括钻杆和提升机构，所述提升机构为上述任一项所述提升机构，所述提引器与所述钻杆连接，由于上述的提升机构具有上述的技术效果，具有该提升机构的旋挖钻机也应具有相应的效果。

附图说明

图1为现有技术中提升机构的结构示意图；

图2为本发明提供的提升机构一种具体实施方式的结构示意图；

图3为图2中A部位的局部放大图；

图4为图2中B部位的局部放大图；

图5为本发明提供提升机构的另一种具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种提升机构，该提升机构可以在保证卷扬中钢丝绳提拔力的前提下，降低对单根钢丝绳抗拉强度的要求。本发明的另一核心是提供一种包括上述提升机构的旋挖钻机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2至图4，图2为本发明提供的提升机构的一种具体实施方式的结构示意图；图3为图2中A部位的局部放大图；图4为图2中B部位的局部放大图。

该实施方式提供的提升机构包括由动力装置驱动的卷扬(图中未示出)、从卷扬伸出的钢丝绳1、滑轮架2、连接被连接件的提引器3以及具有预设倍率的滑轮装置4，被连接件具体可以是图2中所示的钻杆5，钻杆5的下端还连接有动力头、钻头等，滑轮架2通常由桅杆6支撑；滑轮装置4的动滑轮与提引器3的上端固定，提引器3的下端连接被连接件，提引器3连接钻杆5，优选的方案中，动滑轮与提引器3的上端刚性连接，这样能保证动滑轮与钻杆5相对旋转；滑轮装置4的定滑轮与滑轮架2固定，具体的方案中，定滑轮可以通过销轴与滑轮架2固定连接；钢丝绳1的自由端绕过滑轮架2、滑轮装置4，且钢丝绳1的自由端的端部固定。

此种提升机构的钢丝绳1不直接与提引器3相连接，提引器3所连接的被提升件的重量以及所需要的提拔力通过预设倍率的滑轮装置4传递给钢丝绳1后，会按照滑轮装置4的预设倍率减小，可以降低单根钢丝绳所需要直接承受的拉力。因此，在保证卷扬中钢丝绳1提拔力的前提下，可以降低对单根钢丝绳1抗拉强度的要求。

具体地，可以采用八倍率的滑轮装置4，如图2所示，滑轮装置4包括第一滑轮组、第二滑轮组、第三滑轮组以及第四滑轮组，对滑轮装置4进行分组便于钢丝绳1的有序缠绕。第一滑轮组包括第一定滑轮41和第一动滑轮45，第二滑轮组包括第二定滑轮42和第二动滑轮46，第三滑轮组包括第三定滑轮43和第三动滑轮47，第四滑轮组包括第四定滑轮44和第四动滑轮48。

钢丝绳1的自由端首先绕过滑轮架2，然后依次绕过第一定滑轮41、第一动滑轮45、第二定滑轮42、第二动滑轮46、第三定滑轮43、第三动滑轮47、第四定滑轮44、第四动滑轮48，最后钢丝绳1的自由端的端部被固定。

提引器3所连接的被提升件的重量以及所需要的提拔力通过八倍率的滑轮装置4传递给钢丝绳1后，相对未安装滑轮装置4的情况，钢丝绳1所受拉力可以减小至1/8，从而降低了钢丝绳1所需要直接承受的拉力。可以用具体的数据来说明，对于直径为36毫米的卷扬钢丝绳1，采用本方案，可有效的将单根钢丝绳1直径降至为12毫米，避免因为钢丝绳1加粗而给钢丝绳1的选型和装卡所增加的困难。

优选的方案中，每个滑轮组中的动滑轮和定滑轮优选处于同一平面，从而可使钢丝绳1与同一滑轮组中的动滑轮和定滑轮连接时不会发生扭转。

相邻的滑轮组所处的两个平面之间可以具有预设夹角。钢丝绳1需要依次绕过滑轮装置4中的定滑轮和动滑轮，会有多次环绕，尤其在滑轮装置4预设倍率较大的情况下，钢丝绳1缠绕越加复杂，在作业过程中，如果环绕的钢丝绳1相互平行且距离很近，则很可能出现钢丝绳1相互缠绕的现象，影响滑轮装置4的功能。为了解决上述技术问题，可将相邻的滑轮组所处的两个平面之间设有预设夹角，环绕的钢丝绳1会间隔一定距离，从而避免了钢丝绳1缠绕混乱，维护滑轮装置4的功能，也方便了钢丝绳1的安装和拆解。

更优的方案中，可将预设夹角设为45°，钢丝绳之间的距离更加合理，实际操作更加方便。

为了方便滑轮装置4中动滑轮与提引器3连接，同时考虑到提引器3的体积，可以在提引器3的上端自上而下依次开设四个凹槽，将第一动滑轮45、第二动滑轮46、第三动滑轮47以及第四动滑轮48置于相应的凹槽之中。为了达到上述设置预设夹角的目的，上述四个凹槽可呈螺旋状分布，如图4所示。

钢丝绳1的自由端的端部与滑轮架2固定，方便操作，容易实现。具体地，由于定滑轮42固定安装在滑轮架2上，钢丝绳1的自由端的端部可以固定在与定滑轮42固定的楔套7上。当然钢丝绳1的自由端的端部也可以固定在其他位置，只要能实现滑轮装置4的省力作用即可。

卷扬通常由动力装置来驱动，比如马达。由于动力装置的输出速度较大，所以在动力装置与卷扬之间设置减速机。动力装置的动力输送端与减速机的动力输入端连接，减速机的动力输出端与卷扬的动力输入端连接，减速机将动力装置的输出速度降低后传给卷扬。

由于滑轮装置4，减速机所需的传动比将按照滑轮装置4的预设倍率减小，在实施例中，减速机的传动比相对于未安装八倍率滑轮装置4的情况，可以降低至1/8，因此，对于设置了滑轮装置4的提升机构的卷扬，可采用轮边减速的方法，只需在卷扬的卷筒上添加与动力装置的输出齿轮相配合的行星齿轮，即采用成本较低的轮边减速机，进而大大降低成本。

本发明提供的提升装置中，滑轮装置4的倍率并不限于八倍率，滑轮装置4的倍率可根据需要任意设置，倍率越高，单根钢丝绳1所需要直接承受的拉力就越小，以下实施例以具有二倍率的滑轮装置4为例对本发明提供的提升装置进行介绍。

请参考如图5，图5为本发明提供的提升机构的另一种具体实施方式的结构示意图，与第一种实施方式的不同在于，滑轮装置4为二倍率滑轮装置。

如图5所示，滑轮装置4中的钢丝绳1的自由端从主卷扬卷筒伸出绕过滑轮架2后，绕过定滑轮401，再绕过动滑轮402，最后钢丝绳1的自由端的端部被固定。与第一实施方式中八倍率的滑轮装置4的工作原理相同，二倍率的滑轮装置4可以将钢丝绳1所需要直接承受的拉力减小至1/2。其余具体实施过程与上述实施例类似，在此不赘述。

除了上述提升机构，本发明还提供一种旋挖钻机，包括钻杆和提升机构，所述提升机构为上述任一项所述提升机构，所述提引器与所述钻杆连接，由于上述的提升机构具有上述的技术效果，具有该提升机构的旋挖钻机也应具有相应的技术效果，其余具体的实施方式与上述实施例类似，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的提升机构以及包括所述提升机构旋挖钻机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种提升机构，包括由动力装置驱动的卷扬、从所述卷扬伸出的钢丝绳(1)、滑轮架(2)以及用于连接被提升件的提引器(3)，所述钢丝绳(1)的自由端绕过所述滑轮架(2)，其特征在于，还包括具有预设倍率的滑轮装置(4)，所述滑轮装置(4)的动滑轮与所述提引器(3)固定，所述滑轮装置(4)的定滑轮与所述滑轮架(2)固定，所述钢丝绳(1)的自由端至少绕过所述滑轮装置(4)的动滑轮，且所述钢丝绳(1)的自由端的端部固定。

2.根据权利要求1所述提升机构，其特征在于，所述滑轮装置(4)包括数量不少于一组的滑轮组，所述滑轮组包括对应设置的定滑轮和动滑轮。

3.根据权利要求2所述提升机构，其特征在于，所述滑轮组中的所述动滑轮和所述定滑轮处于同一个平面。

4.根据权利要求3所述提升机构，其特征在于，相邻的所述滑轮组所处的两个平面之间具有预设夹角。

5.根据权利要求4所述卷扬提升机构，其特征在于，所述预设夹角为45°。

6.根据权利要求2-5任一项所述提升机构，其特征在于，所述滑轮装置(4)为八倍率滑轮装置。

7.根据权利要求1所述提升机构，其特征在于，所述钢丝绳(1)的自由端的端部与所述滑轮架(2)固定。

8.根据权利要求1所述提升机构，其特征在于，所述动力装置与所述卷扬之间设有减速机，所述动力装置的动力输送端与所述减速机的动力输入端连接，所述减速机的动力输出端与所述卷扬的动力输入端连接。

9.根据权利要求8所述的提升机构，其特征在于，所述减速机为轮边减速机。

10.一种旋挖钻机，包括钻杆(5)和提升机构，其特征在于，所述提升机构为权利要求1-9任一项所述提升机构，所述提引器(3)与所述钻杆(5)连接。

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