CN102583184A - 一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，特征包括卷扬绞车、离合器、增速机、磁力电机和制动电阻器，所述卷扬绞车包括绞车电机、绞车减速机和钢丝绳卷筒，绞车电机的输出轴或绞车减速机的输入轴通过离合器与增速机相连，所述增速机通过联轴器连接磁力电机，磁力电机通过电缆连接制动电阻器。本发明采用电气能耗式解决后备应急释放产生的电能通过电缆引向设计中的的电阻器发热平衡消耗，不会在卷扬绞车中产生有害热能，可以长时间如一个小时甚至一天的时间把负载或吊臂下放到指定位置，能极大地提高产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种断电情况下起重机后备应急载荷释放装置，具体来说涉及一种起重机在起吊货物后，如果发生断电等失去电源或电控系统发生故障，以及电动机发生故障不能工作，起重机停止工作时，为应付紧急情况而把悬挂在空中的货物安全释放到地面上，所采用的技术是电气能耗式载荷制动释放方式。
背景技术
起重机重载升降及吊臂俯仰升降，一般都是采用卷扬绞车卷筒收放钢丝绳拉住货物及吊臂上的滑轮组来实现的。现有的后备应急释放装置，一般是在卷扬绞车上后备采用机械摩擦式限速应急释放、辅助机构应急释放或液压阻尼热耗应急释放三种方法。其中的第一种方式，即机械摩擦式限速应急释放的方式是利用摩擦原理，在卷扬绞车的卷筒侧壁或输入输出轴上由人工手动控制给予摩擦力来抵消货物下降的势能并转化成热能，其优点是简单适用，其缺点是摩擦片在高温下摩擦系数会急速变小，致使制动力矩下降甚至失控极有可能酿成更大的事故；所以这种方式不能在使摩擦片发热量过大，如长时间连续、卷筒高速旋转等状态下使用。其中的第二种方式，即辅助机构应急释放的原理是采用另外一套辅助机构替代原机构如电动机的输入轴动力驱动，其缺点是无法提供安全保护，在无动力如电源损坏的情况下就无法实现应急释放。其中的第三种方式，即液压阻尼热耗应急释放，是指液压马达驱动的卷扬绞车，在液压马达的液压系统中，平衡阀和节流阀的多次开闭限制液压油的流速形成的阻尼，并最终在液压油产生热能来消耗起重机载荷下降时的势能，由于液压油的许用工作温度在80℃以下，而且很难进行热交换散热，这种方法不适合负载大、下降距离大的起重机上使用。
以上三种起重机应急释放的各自缺点都难以适应海上风云变化大、维修困难的大型船用起重机及海洋工程用的大起重量及大起升高度的起重机的需要。
发明内容
本发明针对上述三种后备应急释放方式不能解决重载大能量消耗问题的缺点，提供一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置。该后备应急载荷释放装置采用一种全新的能量消耗方式即电气能耗式，能把消耗货物势能的制动能转换成电能；这种方式不仅可以解决重载大能量消耗的后备应急释放，在有电源的情况下，通过调整后备应急机构的具体型号，还可以替代已损坏的电动机，临时应急操作起重机，完成最后的工作。
其技术解决方案是：
一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，包括卷扬绞车、离合器、增速机、磁力电机和制动电阻器，上述卷扬绞车包括绞车电机、绞车减速机和钢丝绳卷筒，绞车电机输出轴或绞车减速机输入轴通过离合器与增速机相连，增速机通过联轴器连接磁力电机，磁力电机通过电缆连接制动电阻器。
合上离合器时，卷扬绞车可通过增速机带动磁力电机旋转，磁力电机因受磁力作用发电，并产生阻力扭矩，同时通过联轴器、增速机传递到绞车电机输出轴或绞车减速机输入轴上，用以替代绞车电机扭矩旋转来阻止重载快速下降；上述磁力电机所发的电通过电缆传递到制动电阻器，在制动电阻器上发热消耗掉电能。
上述制动电阻器的电阻值大小是根据磁力电机的功率和电压来确定的，并决定磁力电机的转速。
上述制动电阻器的电阻值可以是固定的，也可以是分级调整的，还可以是无级调整的。
上述制动电阻器包括若干个串联和/或并联的制动电阻，还设置有能选择控制使部分或全部制动电阻进入工作的转换开关。
上述磁力电机，可以是永磁电机，也可以是带自激励磁的电机，还可以是带蓄电池励磁的电机。
上述增速机的速比为1∶1～1∶10。
本发明与现有技术相比具有以下明显的优点：
1.本发明采用电气能耗式解决后备应急释放产生的电能通过电缆引向设计中的电阻器平衡消耗，不会在卷扬绞车中产生有害热能，可以长时间如一个小时甚至一天的时间把负载或吊臂下放到指定位置，能极大地提高产品的可靠性。
2.本发明可通过调整制动电阻器的电阻值来平稳调整应急下降速度，可以避免出现机械摩擦式限速应急释放方式在调整速度时不可控制的超速事故风险。也可以避免出现液压马达驱动的卷扬绞车的液压阻尼热耗应急释放方式在速度调整时，液压阀手动调整不准及液压马达泄漏造成液压马达或液压阀的损坏，产生不可控制的超速事故风险。
3.本发明可以在无电状态下实现后备应急释放。
附图说明
下面结合附图与具体实施方式对本发明作更进一步说明：
图为本发明一种实施方式的结构原理示意框图。
具体实施方式
参看附图，一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，包括卷扬绞车1、离合器2、增速机3、磁力电机4和制动电阻器5。上述卷扬绞车1包括绞车电机101、绞车减速机102和钢丝绳卷筒103。上述增速机的速比优选为1∶1～1∶10；当然其速比也可以超过10。上述磁力电机，可以是永磁电机，也可以是带自激励磁的电机，还可以是带蓄电池励磁的电机；本示例选为永磁电机。上述制动电阻器包括若干个串联和/或并联的制动电阻R1、R2和R3，还设置有能选择控制使部分或全部制动电阻进入工作的转换开关501。上述制动电阻器的电阻值大小是根据磁力电机的功率和电压来确定的，并决定磁力电机的转速。上述制动电阻器的电阻值可以是固定的，也可以是分级调整的，还可以是无级调整的。卷扬绞车的绞车电机输出轴或绞车减速机输入轴通过离合器与增速机相连，增速机通过联轴器连接磁力电机，磁力电机通过电缆(导线)连接制动电阻器。合上上述离合器时，卷扬绞车可通过增速机带动磁力电机旋转，磁力电机因受磁力作用发电，并产生阻力扭矩，同时通过联轴器、增速机传递到绞车电机输出轴或绞车减速机输入轴上，用以替代绞车电机扭矩旋转来阻止重载快速下降；上述磁力电机所发的电通过电缆传递到制动电阻器，在制动电阻器上发热消耗掉电能。上述磁力电机所发的电的功率大小是由其发电电压和转速决定的，在发电电压设计固定后，磁力电机的转速越高，功率越大，发电的电流就越大，电机产生的阻力扭矩就越大，从而降低起重机的重载的下降速度，达到一个动态平衡。
当起重机由于输入电源故障或绞车电机发生故障不能产生扭矩带动卷扬绞车工作时，合上本离合器，松开卷扬绞车上的各种制动器。卷扬绞车在起重机的重载拖动下旋转，带动绞车减速机与绞车电机等一起旋转，通过离合器带动增速机运转，及通过增速机带动永磁电机旋转。永磁电机因受磁力作用发电，产生阻力扭矩，通过联轴器、增速机、离合器传递到绞车减速机的输入轴上，替代绞车电机的扭矩旋转从而阻止重载快速下降。由于永磁电机所发的电通过电缆传递到制动电阻器，通过制动电阻器产生热量消耗掉。由转换开关做出控制转换，使部分或全部制动电阻进入工作，进而调整制动电阻器的电阻值的大小，从而调整永磁电机发电功率的大小，进而调整永磁电机的转速和载荷的下降速度。当转换开关接到点K1位置时，制动电阻R1、制动电阻R2被短路，只有制动电阻R3工作，电阻值最小，功率最大，转速最慢；当转换开关接到点K2位置时，制动电阻R2被短路，制动电阻R1和制动电阻R3串联在一起工作，电阻值较大，功率较大，转速较慢；当转换开关接到点K3位置时，制动电阻R1、制动电阻R2和制动电阻R3串联在一起消耗电能，电阻最大，功率最小，转速最快。通过转换开关所处的不同位置来控制调整制动电阻器的欧姆值大小就可以调整电流的大小，从而在相同的负载下可以调整永磁电机的转速，进而调整负载的下降速度。
上述方式中，制动电阻器中制动电阻之间还有其他多种组配连接方式。
上述方式中未述及的技术内容采取或借鉴已有技术即可实现。
需要说明的是，在本说明书的教导下本领域技术人员还可以作出这样或那样的容易变化方式，诸如等同方式，或明显变形方式。上述的变化方式均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于包括卷扬绞车、离合器、增速机、磁力电机和制动电阻器，所述卷扬绞车包括绞车电机、绞车减速机和钢丝绳卷筒，绞车电机的输出轴或绞车减速机的输入轴通过离合器与增速机相连，所述增速机通过联轴器连接磁力电机，磁力电机通过电缆连接制动电阻器。
2.根据权利要求1所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：合上所述离合器时，卷扬绞车可通过增速机带动磁力电机旋转，磁力电机因受磁力作用发电，并产生阻力扭矩，同时通过联轴器、增速机传递到绞车电机输出轴或绞车减速机输入轴上，用以替代绞车电机扭矩旋转来阻止重载快速下降；所述磁力电机所发的电通过电缆传递到制动电阻器，在制动电阻器上发热消耗掉电能。
3.根据权利要求1所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：所述制动电阻器的电阻值大小是根据磁力电机的功率和电压来确定的，并决定磁力电机的转速。
4.根据权利要求3所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：所述制动电阻器的电阻值可以是固定的，也可以是分级调整的，还可以是无级调整的。
5.根据权利要求1所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：所述制动电阻器包括若干个串联和/或并联的制动电阻，还设置有能选择控制使部分或全部制动电阻进入工作的转换开关。
6.根据权利要求1所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：所述磁力电机为永磁电机、带自激励磁的电机或带蓄电池励磁的电机。
7.根据权利要求1所述的一种断电情况下起重机电气耗能式后备应急载荷释放装置，其特征在于：所述增速机的速比为1∶1～1∶10。
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