CN102502402B - 用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置和方法，该制动装置包括高强钢块（1）、耗能软钢（16）、用于使高强钢块（1）与耗能软刚（16）接触的触发装置和安装在高强钢块（1）的顶部的用于高强钢块（1）与耗能软刚（16）接触不接触的回位装置。本发明提供的方法包括如下步骤：第一步，起重机正常运行过程中，需要紧急制动时，启动起重机制动器，电磁铁（10）通电，弹簧（9）拉出止挡块（12），高强钢块（1）在压缩弹簧（4）作用下迅速下落；第二步，高强钢块（1）落下后沿地槽（17）运动，碰到第一块耗能软钢（16）。本发明装置和方法简单，方法可靠，易于实现。

Description

用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置和方法

技术领域

本发明为一种轨行式起重机的动态防风安全制动装置，主要用于门式、门座式、岸桥式等有轨起重机。

背景技术

轨行式起重机在突发阵风的情况下经常发生风灾事故。这些防风抗滑安全问题，按照事故发生时起重机的工作情况分为两类，分别是非工作状态下和工作状态下的防风抗滑问题。在非工作状态下，起重机处于静止状态，防风抗滑的技术研究相对比较成熟，相关的产品也比较多，如顶轨器、夹轨器、铁鞋、锚定装置等等。而在工作状态下，起重机正在运行时的防风抗滑安全问题，目前一直没有很好的解决方案和安全装置。现有的一些防风制动装置在起重机动态时的防风效果都不太理想，而且机构和结构复杂，成本均较高。传统的夹轨器因与轨道接触面太小，受轨道接缝处错位的影响，制动效果不理想，不能彻底将起重机楔死，不能有效阻止工作中突遇强风时起重机的运动，且结构复杂，必须配备液压站才能使用，成本较高；顶轨器在主机停车时防风效果好，但其动作缓慢，起重机在工作中无法起到防风作用，它也必须配备液压站才能使用，成本较高；其余的象惯性制动器、电动铁鞋等也各有缺点，不能很好地起到动态防风作用。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有轨行式起重机防风装置不能实现起重机工作状态下的平稳有效防风的情况，提供一种使起重机在突发阵风时能平稳安全制动，且价格低廉、易于实现的用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提出一种用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，该制动装置包括高强钢块、耗能软钢、用于使高强钢块与耗能软刚接触的触发装置和安装在高强钢块的顶部的用于高强钢块与耗能软刚接触不接触的回位装置；

其中，耗能软钢布置在地面上运行轨道两边的地槽里；

高强钢块和触发装置安装在起重机底部靠近地面的位置； 

回位装置安装在高强钢块的顶部并与高强钢块连接。

优选的，所述触发装置包括装置套筒、滚珠、压缩弹簧、位移限制板、弹簧、电磁铁、凹卡口、止挡块、平台；

高强钢块穿过装置套筒；

压缩弹簧上端与位移限制板固定联接，下端与高强钢块固定联接；位移限制板固定在装置套筒的内部，装置套筒内壁布置有滚珠；

高强钢块的下端开设有凹卡口，止挡块卡在凹卡口中；弹簧的两端联接在止挡块和电磁铁上，止挡块在弹簧的作用下沿平台滑动。

优选的，所述回位装置包括牵引绳索、定滑轮和提升滑轮；

牵引绳索的一端固定在高强钢块的顶部，穿过位移限制板中心的开孔，牵引绳索的另一端通过定滑轮缠绕在提升滑轮上。

优选的，所述高强钢块由高强度和高硬度的钢材制造而成。

优选的，所述耗能软钢由塑性和韧性好的钢材制造而成。

本发明还提供了一种用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动方法，该方法包括如下步骤：

第一步，起重机正常运行过程中，需要紧急制动时，启动起重机制动器，电磁铁通电，弹簧拉出止挡块，高强钢块在压缩弹簧作用下迅速下落；

第二步，高强钢块落下后沿地槽运动，碰到第一块耗能软钢，耗能软钢在高强钢块拉动下变形直至断裂，吸收部分起重机动能，降低起重机滑行速度；

第三步，起重机继续运行，高强钢块碰到第二块耗能软钢，耗能软钢断裂再吸收部分起重机动能，依此持续，直至起重机完全停止；

第四步，起重机完全停止后，电磁铁断电，转动提升滑轮使牵引绳索卷紧，进而将高强钢块提起，当高强钢块的凹卡口提升至与止挡块平齐时，止挡块在弹簧的作用下卡入卡口中，恢复初始状态。

有益效果：本发明的有益效果是：缓冲多级制动，安全可靠，装置简单，易于实现。可根据不同季节、当地阵风级别选择耗能软钢的强度级别，并且可以选择软钢在地槽内的布置密度，软钢断裂后可轻易取出更换，装置可重复使用，价格低廉。

附图说明

图1为本发明的高强钢块安装示意图；

图2为本发明沿轨道方向的剖面图；

图3为本发明的地槽和地槽卡口示意图。

图中有：高强钢块1、装置套筒2、滚珠3、压缩弹簧4、位移限制板5、牵引绳索6、定滑轮7、提升滑轮8、弹簧9、电磁铁0、凹卡口11、止挡块12、平台13、起重机行走车轮14，运行轨道15、耗能软钢16、地槽17、地槽上预留卡口18。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明进行说明。

参见图1－3，本发明提供的轨行式起重机动态防风安全装置，主要由高强钢块1、耗能软钢16、触发装置和回位装置组成，本安全装置安装在起重机底部靠近地面的位置。针对轨行式起重机工作状态中突遇阵风时的安全制动，制动时，电磁铁通电，触发装置启动，将卡住高强钢块1的止挡块吸出，高强钢块1在压缩弹簧4的作用下迅速下落，下落到设置在地面上运行轨道15两侧的沟槽内，高强钢块1跟随起重机在风力的作用下继续滑动，碰到设置在地面沟槽内的耗能软钢16，拉动耗能软钢16使其产生大变形，直至断裂，从而消耗起重机动能。地面沟槽内布置有多块耗能软钢，高强钢块逐个将其拉断，直至起重机停止运行。本发明装置简单，方法可靠，易于实现。可根据不同季节及当地阵风级别选择耗能软钢的钢度及强度，无须液压装置，价格低廉。

本发明利用软钢的塑性大变形吸收起重机的动能，起到防风制动的效果。高强钢块1上端联接有压缩弹簧4，压缩弹簧4在整个装置未触发时初始处于压缩状态，它的上端固定在位移限制板5上；位移限制板5固定在装置套筒2的内部的适当位置处，它的中间设有槽孔，回位装置的牵引绳索6从槽孔中穿过，与定滑轮7相连；高强钢块1下端设有凹卡口11，当止挡块12卡在凹卡口11中时，高强钢块1不能落下。耗能软钢16布置于地面轨道两侧，在轨道两侧地面开设有地槽，在地槽上每隔一定距离设置一卡口，耗能软钢16放置于地槽卡口中。

本发明的防风制动功能是这样实现的：起重机突遇阵风需要制动时，电磁铁通电，弹簧将止挡块拉出，高强钢块在压缩弹簧作用下迅速下落，落入地面的地槽内，并随起重机滑动，碰到设在地槽内的耗能软钢，软钢在高强钢块拉动下变形直至断裂，消耗掉部分起重机动能，起重机减速；然后起重机继续滑动，高强钢块遇到下一块软钢再消耗部分起重机动能，如此重复多次，直至起重机停止运行。

参见图1－3，用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，该制动装置包括高强钢块1、耗能软钢16、用于使高强钢块1与耗能软刚16接触的触发装置和安装在高强钢块1的顶部的用于高强钢块1与耗能软刚16接触不接触的回位装置；

其中，耗能软钢16布置在地面上运行轨道15两边的地槽里；

高强钢块1和触发装置安装在起重机底部靠近地面的位置； 

回位装置安装在高强钢块1的顶部并与高强钢块1连接。

所述触发装置包括装置套筒2、滚珠3、压缩弹簧4、位移限制板5、弹簧9、电磁铁0、凹卡口11、止挡块12、平台13。

高强钢块1穿过装置套筒2。

压缩弹簧4上端与位移限制板5固定联接，下端与高强钢块1固定联接；位移限制板5固定在装置套筒2的内部，装置套筒2内壁布置有滚珠3。

高强钢块1的下端开设有凹卡口11，止挡块12卡在凹卡口11中；弹簧9的两端联接在止挡块12和电磁铁10上，止挡块12在弹簧9的作用下沿平台13滑动。

所述回位装置包括牵引绳索6、定滑轮7和提升滑轮8。

牵引绳索6的一端固定在高强钢块1的顶部，穿过位移限制板5中心的开孔，牵引绳索6的另一端通过定滑轮7缠绕在提升滑轮8上。

所述高强钢块1由高强度和高硬度的钢材制造而成，当触发机构启动时，可沿套筒内壁的滚珠3迅速垂直落下。

所述耗能软钢是由塑性和韧性好，在外力作用下易产生较大的变形的钢材制造而成。

在图1中，高强钢块1上端固定联接有压缩弹簧4和牵引绳索6。压缩弹簧4在未触发时始终处于压缩状态，它的上端固定在位移限制板5上；位移限制板5固定在装置套筒2的内部的适当位置处，它的中间设有槽孔，牵引绳索6从槽孔中穿过，与定滑轮7相连；高强钢块1下端设有凹卡口11，当止挡块12卡在凹卡口11中时，高强钢块1不能落下；当需要制动时，电磁铁10通电，弹簧9将止挡块12拉出，高强钢块1在压缩弹簧4的作用下沿套筒壁的滚珠3迅速垂直下落，拉动耗能软钢16，共同作用实现制动；当制动结束后需将高强钢块1回位时，通过转动提升滑轮8使牵引绳索6卷紧，进而将高强钢块1提起，当高强钢块1的凹卡口11提升至与止挡块12平齐时，止挡块12在弹簧9的作用下卡入卡口11中，即可恢复初始状态。

在图2中，14为起重机行走车轮，15为运行轨道，耗能软钢16布设于轨道两侧的地槽17中。当高强钢块1落下后，跟随起重机继续运行就会碰到耗能软钢16，软钢16在高强钢块1的拉动下变形直至断裂，吸收掉部分起重机动能，起重机滑行速度下降；然后高强钢块1遇到下一块软钢再消耗掉部分起重机动能，如此反复多次，直至起重机停止运行。

在图3中，地槽17开设于轨道15两侧，地槽上预留卡口18，耗能软钢16放置于预留卡口18中，预留卡口和软钢的布置密度可根据需要进行调整。

本发明的装置整个工作过程分四步：

第一步，起重机正常运行过程中，突遇阵风需要紧急制动时，启动起重机制动器，电磁铁10通电，弹簧9拉出止挡块12，高强钢块1在压缩弹簧4作用下迅速下落。

第二步，高强钢块1落下后沿地槽17运动，碰到耗能软钢16，耗能软钢16在高强钢块拉动下变形直至断裂，吸收部分起重机动能，降低起重机滑行速度。

第三步，起重机继续运行，高强钢块1碰到第二块耗能软钢，耗能软钢断裂再吸收部分起重机动能，依此持续，直至起重机完全停止。

第四步，起重机完全停止后，电磁铁10断电，转动提升滑轮8使牵引绳索6卷紧，进而将高强钢块1提起，当高强钢块1的凹卡口11提升至与止挡块12平齐时，止挡块12在弹簧9的作用下卡入卡口11中，恢复初始状态。同时更换已经断裂的耗能软钢。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (5)

1.一种用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，其特征在于：该制动装置包括高强钢块（1）、耗能软钢（16）、用于使高强钢块（1）与耗能软钢（16）接触的触发装置、安装在高强钢块（1）的顶部的用于控制高强钢块（1）与耗能软钢（16）接触或分离的回位装置；

其中，耗能软钢（16）布置在地面上运行轨道（15）两边的地槽里；

高强钢块（1）和触发装置安装在起重机底部靠近地面的位置；

回位装置安装在高强钢块（1）的顶部并与高强钢块（1）连接，

所述触发装置包括装置套筒（2）、滚珠（3）、压缩弹簧（4）、位移限制板（5）、弹簧（9）、电磁铁（10）、凹卡口（11）、止挡块（12）、平台（13）；

高强钢块（1）位于装置套筒（2）内，其一端穿出装置套筒（2）的下部；

压缩弹簧（4）上端与位移限制板（5）固定联接，下端与高强钢块（1）固定联接；位移限制板（5）固定在装置套筒（2）的内的上部，高强钢块（1）与装置套筒（2）之间布置有滚珠（3）；

高强钢块（1）的下端开设有凹卡口（11），止挡块（12）卡在凹卡口（11）中；弹簧（9）的两端分别连接在止挡块（12）和电磁铁（10）之间且位于平台（13）上，止挡块（12）在弹簧（9）的作用下沿平台（13）滑动。

2.根据权利要求1所述的用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，其特征在于：所述回位装置包括牵引绳索（6）、定滑轮（7）和提升滑轮（8）；

牵引绳索（6）的一端穿过位移限制板（5）中心的开孔固定在高强钢块（1）的顶部，牵引绳索（6）的另一端通过定滑轮（7）缠绕在提升滑轮（8）上。

3.根据权利要求1所述的用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，其特征在于：所述高强钢块（1）由高强度和高硬度的钢材制造而成。

4.根据权利要求1所述的用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动装置，其特征在于：所述耗能软钢（16）由塑性和韧性好的钢材制造而成。

5.一种用于轨行式起重机动态防风的耗能缓冲制动方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步，起重机正常运行过程中，需要紧急制动时，启动起重机制动器，电磁铁（10）通电，弹簧（9）拉出止挡块（12），高强钢块（1）在压缩弹簧（4）作用下迅速下落；

第二步，高强钢块（1）落下后沿地槽（17）运动，碰到第一块耗能软钢（16），耗能软钢（16）在高强钢块拉动下变形直至断裂，吸收部分起重机动能，降低起重机滑行速度；

第三步，起重机继续运行，高强钢块（1）碰到第二块耗能软钢（16），耗能软钢（16）断裂再吸收部分起重机动能，依此持续，直至起重机完全停止；

第四步，起重机完全停止后，电磁铁（10）断电，转动提升滑轮（8）使牵引绳索（6）卷紧，进而将高强钢块（1）提起，当高强钢块（1）的凹卡口（11）提升至与止挡块（12）平齐时，止挡块（12）在弹簧（9）的作用下卡入卡口（11）中，恢复初始状态。

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