CN102465982B - 重负荷自由落体刹车装置 - Google Patents

Abstract

平衡重(又称配重)在塔式抽油机和其它一些承载上下运动的机械设备(如井筒式电梯)中，是用来平衡或调整载荷受力方向的不可缺少的组成部分，但由于设备故障等原因，上下往复运动的平衡重会发生自由坠落的事故，其后果十分严重。为防止此类事故发生，本发明提供一种重负荷自由落体刹车装置，重负荷自由落体刹车装置由承重导杆、滑轮盒、刹车盖、弹簧、滑动螺栓、刹车连杆、配重块、连接螺栓、滑轮、销轴、刹车体、刹车块组成，该装置设计结构简单，制作成本低廉，安装使用方便，完全是机械结构，由于其动作原理是根据对加速度变化而反应的独特设计，因此制动反应十分灵敏，且工作运行可靠，是塔式抽油机等设备中必备的一种安全保护装置。

Description

重负荷自由落体刹车装置

技术领域

本发明涉及机械设备在运行中的一种刹车制动机构，属于机械制动技术研究领域。

背景技术

在塔式抽油机和其它一些承载上下运动的机械设备(如井筒式电梯)中，平衡重(又称配重)是塔式抽油机等设备中，用来平衡或调整载荷受力方向的不可缺少的组成部分，平衡重在塔式抽油机上的连接方式基本雷同，均为将天平式平衡结构一端的平衡重通过柔性材料连接到另一端的负载上，这种连接方式虽然简单，但存在很大的安全隐患，一旦柔性连接件断脱或负载一端载荷严重失衡时，重达数吨的平衡重将以自由落体运动的方式坠落，其后果轻则对机械设备造成严重的破坏，重则可能造成人员生命的伤害。为防止此类重载荷自由落体坠落的问题发生，目前市场上有各种刹车制动装置在使用，但是这些刹车制动装置多以电磁制动器为主，或以光、电、磁等原理组合设计的刹车制动装置，所有这些刹车制动装置对重载荷自由坠落时可以起到制动作用，达到安全保护的目的，但都存在系统设计复杂，控制和执行部件多，对使用环境要求苛刻等不利因素，因而故障率较高，安装使用和维护工作量较大，在实际应用中的使用效果不理想。

发明内容

为解决现有的刹车制动机构存在的结构复杂，组合部件多，使用环境要求苛刻，故障率较高，维护工作量较大等不利因素，本发明提供一种重负荷自由落体刹车装置，该装置设计结构简单，制作成本低廉，安装使用方便，完全是机械结构，由于其动作原理是根据对加速度变化而反应的独特设计，该装置的制动反应十分灵敏，且工作运行可靠。

本发明所采用的技术方案是：重负荷自由落体刹车装置由承重导杆(1)、滑轮盒(2)、刹车盖(3)、弹簧(4)、滑动螺栓(5)、刹车连杆(6)、配重块(7)、连接螺栓(8)、滑轮(9)、销轴(10)、刹车体(11)、刹车块(12)组成，承重导杆(1)是一根圆钢，其上端固定于平衡重运行空间的顶部，滑轮盒(2)焊接在刹车体(11)上面，承重导杆(1)下端穿过起导向作用的两个滑轮(9)之间，当刹车制动时，承重导杆(1)起到承载平衡重主体的作用；刹车盖(3)固定在刹车体(11)上，刹车盖(3)上面有两道倾斜的长孔，刹车体(11)是一块开有楔形槽的方钢，楔形槽上窄下宽，倾斜的角度和刹车盖(3)上两个斜长孔的倾斜角度相同；两块刹车块(12)对称安装在刹车体(11)楔形槽内，两个刹车块(12)为对称的梯形体，其斜面与刹车体(11)的楔形槽斜面配合，其直面开有与承重导杆(1)配合的刹车圆柱凹槽，刹车圆柱凹槽面开有牙口花纹，目的是在刹车时加大摩擦力；刹车连杆(11)的靠中间部位有两道水平的短孔，两端有圆孔；两个滑动螺栓(5)分别穿过刹车连杆(11)上的两个水平短孔和刹车盖(3)上的两个斜长孔与两个刹车块(12)连接；四个连接螺栓(8)是用来连接被刹车制动的平衡重；其特征是：刹车连杆(6)的两端焊接有配重块(7)，两个弹簧(4)的一端固定在刹车体(11)上，另一端连接在刹车连杆(6)上。

重负荷自由落体刹车装置不工作时，弹簧(4)在刹车连杆(6)和配重块(7)的作用下处于伸长状态；当与刹车装置连接的平衡重突然自由坠落时，重负荷自由落体刹车装置处于失重状态，在重力加速度的作用下，弹簧(4)收缩，刹车连杆(6)相对向上运动，带动与滑动螺栓(5)连接的两个刹车块(12)沿着刹车体(11)的楔形槽面上行，两个刹车块(12)的刹车圆柱凹槽向内挤压卡住承重导杆(1)，这时刹车块(12)与承重导杆(1)间产生了摩擦力，使平衡重减速；当平衡重减速至一定速度后，刹车装置不再处于完全失重状态，弹簧(4)又会被拉伸进而使刹车块(12)脱离承重导杆(1)，平衡重又要开始自由落体运动，这一瞬间刹车装置又处于失重状态，弹簧(4)随即收缩带动刹车块(12)进行刹车，如此瞬间的循环作用，结果是平衡重缓慢下滑直至落到抽油机底部。

本发明的有益效果是根据对加速度变化的反应来进行制动的设计原理，采用全机械结构，结构紧凑简单，制作成本低廉，安装使用方便，反应灵敏，制动效果好。

附图说明

图1是重负荷自由落体刹车装置正视图，表示了本发明的整体结构以及各部件之间的连接方式。

图2是重负荷自由落体刹车装置俯视图。

图3是重负荷自由落体刹车装置A-A剖面位置示意图。

图4是重负荷自由落体刹车装置A-A面剖视图，表示了本发明的内部结构，同时从一个侧面表示了各部件的装配关系。

图5是刹车块(12)的立体图。刹车块的圆柱槽面上开有牙口花纹，以增大摩擦系数。

图6是刹车体(11)的立体图。

图7是重负荷自由落体刹车装置立体图，更加直观地表示了本发明的整体结构。

在图中，1.承重导杆，2.滑轮盒，3.刹车盖，4.弹簧，5.滑动螺栓，6.刹车连杆，7.配重块，8.连接螺栓，9.滑轮，10.销轴，11.刹车体，12.刹车块。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本发明的结构与工作原理。

在图1中，承重导杆(1)是一根圆钢，其上端固定于平衡重运行空间的顶部，滑轮盒(2)焊接在刹车体(11)上面，刹车盖(3)用螺栓固定在刹车体(11)上，两个弹簧(4)上端固定在刹车体(11)上，另一端连接在刹车连杆(6)两端的孔上，连接螺栓(8)是用来连接被刹车制动的平衡重；滑轮盒(2)内安装有两个滑轮(9)，如图2所示；在图4中，滑轮(9)通过销轴(10)安装在滑轮盒(2)上，起导向作用；承重导杆(1)从两个滑轮(9)之间穿过，滑动螺栓(5)穿过刹车连杆(6)的短孔和刹车盖(3)的斜长孔后与刹车块(12)连接；刹车体(11)是一块开有楔形槽的方钢，楔形槽上窄下宽，倾斜的角度和刹车盖(3)上斜长孔的倾斜角度相同，如图6所示；图5所示的刹车块(12)上有和刹车体(11)楔形槽面贴合的斜面和与承重导杆(1)刹车配合用的圆柱凹槽面，圆柱凹槽面上开有牙口花纹，以增大刹车接触面的摩擦系数。

重负荷自由落体刹车装置不工作时，弹簧(4)在刹车连杆(6)和配重块(7)的重力作用下处于伸长状态；当与刹车装置连接的平衡重突然自由坠落时，重负荷自由落体刹车装置处于失重状态，在重力加速度的作用下，弹簧(4)收缩，刹车连杆(6)相对向上运动，带动与滑动螺栓(5)连接的两个刹车块(12)沿着刹车体(11)的楔形槽面上行，两个刹车块(12)的刹车圆柱凹槽向内挤压卡住承重导杆(1)，这时刹车块(12)与承重导杆(1)间产生了摩擦力，使平衡重减速；当平衡重减速至一定速度后，刹车装置不再处于完全失重状态，弹簧(4)又会被拉伸进而使刹车块(12)脱离承重导杆(1)，平衡重又要开始自由落体运动，这一瞬间刹车装置又处于失重状态，弹簧(4)随即收缩带动刹车块(12)进行刹车，如此瞬间的循环作用，结果是平衡重缓慢下滑直至落到抽油机底部。

Claims (1)

1.一种由承重导杆、滑轮盒、刹车盖、弹簧、滑动螺栓、刹车连杆、配重块、连接螺栓、滑轮、销轴、刹车体、刹车块组成的重负荷自由落体刹车装置，承重导杆上端固定，下端穿过两个滑轮之间；刹车盖固定在刹车体上，刹车盖上面有两道倾斜的长孔，刹车体是一块开有楔形槽的方钢，楔形槽上窄下宽，倾斜的角度和刹车盖上长孔的倾斜角度相同；刹车块上有和刹车体楔形槽面贴合的斜面和卡承重导杆用的圆柱凹槽面，圆柱凹槽面开有牙口花纹；刹车连杆的靠中间部位有两道水平的短孔，两端有圆孔；滑动螺栓穿过刹车连杆和刹车盖后与刹车块连接；其特征是：刹车连杆的两端焊接有配重块，两个弹簧的一端固定在刹车体上，另一端连接在刹车连杆上。

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