CN103848367B - 卷扬钢丝绳防过放方法、装置及卷扬机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卷扬钢丝绳防过放方法、装置及卷扬机，该卷扬钢丝绳防过放装置包括复位装置、杠杆机构和检测装置；复位装置为沿卷筒径向设置的穿透卷筒的绳槽的杆状结构；杠杆机构的第一端与复位装置铰接，第二端伸出于卷筒的端面，支点设置在卷筒内部或卷筒壁上；检测装置设置在安装卷筒的机架上；当复位装置所在的绳槽缠绕有钢丝绳时，杠杆机构的第二端的回转半径较大且与检测装置脱离，当弹簧杆所在的绳槽没有钢丝绳时，杠杆机构的第二端回转半径较小且与检测装置接触。本发明对各类常用卷扬机宜于设计融入，几乎不对其结构进行改动，结构简单，安装方便，而且采样点的布置易于根据卷筒结构灵活取位，而且检测装置位置的布置也很灵活。

Description

卷扬钢丝绳防过放方法、装置及卷扬机

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种卷扬钢丝绳防过放方法、装置及卷扬机。

背景技术

卷扬机在承受吊重时，应防止其固定在卷筒上的钢丝绳末端因受到过大拉拔力脱开，造成重物坠落的严重事故，为此技术上多利用钢丝绳在卷筒上缠绕时与缠绕包角成指数对应关系的欧拉摩擦力来抑制起重拉力对钢丝绳末端固定的拉拔作用。起重机《安全操作规程》普遍规定须控制卷扬滚筒在工作中末段钢丝绳的缠绕圈数不得少于3圈。因此卷扬机在使用过程中有必要在钢丝绳下放的规定临界点进行报警和停止下放控制，但限于目前已知技术的应用不便，结构工艺性差，可靠性难以保证等问题，一般常见的卷扬机多数没有钢丝绳防过放装置，只能要求操作者在使用中遵守规程注意监视，这种状况实际潜藏着较大的失控风险。对于防止卷扬钢丝绳过放的已知技术，介绍如下两种。第一种是将可探测钢丝绳是否抬离卷筒的传感器安装在卷筒钢丝绳末端倒数第三圈的钢丝绳绳槽底部，传感器的连接线经卷筒内部穿过末端支撑的空心轴引出，再通过电滑环将信号传递到非旋转的卷扬机架控制器，该技术的主要不足是安装复杂，不便维护，不适用于双侧驱动卷扬，且其电滑环安装型式不仅影响轴承安装，且容易损坏，更换不便。第二种就是在卷筒机架上安装一个连杆，连杆前摆动端设有滚轮并在工作中通过弹性元件的作用压在与卷扬滚筒钢丝绳固定端间隔三圈的钢丝绳上，同时在连杆的内摆动方向设有监控微动开关，当工作中连杆前端滚轮失去钢丝绳支持向内摆动，即表明钢丝绳将发生过放，连杆的摆动触发微动开关发出信号，使控制器做出终止下放的操作并报警，从而实现对钢丝绳防过放的控制，这种结构的不足是，连杆受卷筒的震动和旋转运动影响易于损坏，钢丝绳的润滑油脂会污染连杆装置，若钢丝绳乱绳会打坏过防探测机构。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种卷扬钢丝绳防过放方法、装置及卷扬机，以简化钢丝绳过放检测的中间环节，减少使用过程的维修和拆装工作量，增加结构可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种卷扬钢丝绳防过放方法，包括以下步骤：

步骤一，通过在卷筒上适当位置设置穿过卷筒壁的弹性复位探杆，将所述卷筒上与控制过放圈数需求相关的特定钢丝绳段是否从卷筒上抬起转换成所述弹性复位探杆相对卷筒回转轴的工作半径的变化；

步骤二，通过设置在所述卷筒内部的杠杆机构，将所述弹性复位探杆的工作半径的变化，转换成所述杠杆机构侧向伸出于所述卷筒一侧端板外的杠杆端头的回转半径的变化；

步骤三，在安装所述卷筒的机架上设置检测装置，通过所述杠杆机构杠杆外伸端头的回转半径的变化，触发所述检测装置；

步骤四，通过所述检测装置的状态，使卷扬的控制器做出终止卷扬下放的操作或报警提示，以达成防止卷扬钢丝绳过放的目的。

进一步的，上述的适当位置为考虑下列两点要求所确定的位置，一是卷筒内部结构的限制，受限于卷筒内部结构，在卷筒壁上不是每个位置都适合穿孔；二是为防止钢丝绳末端脱开所必须的最少缠绕圈数，通常情况下，该最少缠绕圈数为三圈，即为了防止卷扬过放，在卷筒上至少要保留缠绕三圈钢丝绳，若低于三圈，就有可能导致钢丝绳末端脱开，因此，设置弹性复位探杆的位置不应该处于最后三圈钢丝绳所覆盖的位置。

进一步的，上述的与控制过放圈数需求相关的特定钢丝绳段是指为了防止钢丝绳过放，需在最少缠绕圈数的基础上设置用于触发弹性复位探杆的钢丝绳缠绕区间，例如，如果最少缠绕圈数为三圈，则可以将倒数第三圈至倒数第四圈的钢丝绳缠绕区间设置为上述的特定钢丝绳段，弹性复位探杆设置在该特定钢丝绳段所覆盖的位置。

另一方面，本发明提供了一种卷扬钢丝绳防过放装置，设置在卷筒上，包括复位装置、杠杆机构和检测装置；所述复位装置为沿所述卷筒径向设置的穿透卷筒的绳槽的杆状结构；所述杠杆机构的第一端与所述复位装置铰接，第二端伸出于所述卷筒的端面，支点设置在卷筒内部或卷筒壁上；所述检测装置设置在安装所述卷筒的机架上；当复位装置所在的绳槽缠绕有钢丝绳时，所述杠杆机构的第二端的回转半径较大且与所述检测装置脱离，当弹簧杆所在的绳槽没有钢丝绳时，所述杠杆机构的第二端回转半径较小且与所述检测装置接触。

进一步的，所述复位装置为弹簧杆，所述弹簧杆为套设有弹簧的杆状结构，其包括安装所述弹簧的大端以及与所述第一端连接的小端，该弹簧杆通过阶梯孔设置在所述卷筒上，所述阶梯孔包括靠近所述卷筒外表面的大孔和靠近所述卷筒内表面的小孔，所述弹簧杆的大端以及弹簧均安装在所述大孔内，所述弹簧杆的小端穿过所述小孔伸进卷筒内部。

进一步的，所述检测装置安装在所述卷筒钢丝绳固定侧的机架侧板上。

进一步的，所述检测装置为电滑环或微动开关。

进一步的，所述阶梯孔设置在所述卷筒的钢丝绳固定侧倒数第三圈至倒数第四圈的绳槽上。

进一步的，所述电滑环包括两个与所述卷筒同轴的环形导体以及设置在这两个环形导体之间的绝缘体，在所述第二端设置有可导电的触点，当所述杠杆机构的第二端与所述电滑环接触时，所述电滑环的两个环形导体由所述触点电连接。

进一步的，所述微动开关的开关方向沿所述卷筒回转方向的切线设置。

进一步的，所述杠杆机构的支点为垂直设置在所述卷筒内壁上的支杆或设置在所述卷筒端面上的套管。

再一方面，本发明还提供了一种设置有上述卷扬钢丝绳防过放装置的卷扬机。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

1)本发明所述的卷扬钢丝绳防过放方法，将卷筒上钢丝绳的状态转换成卷筒端部外侧回转半径的变化，再作用在检测装置上，这种方法不仅简化了检测中间环节，而且减少了震动和旋转运动等因素对检测结果的干扰。

2)本发明所述的卷扬钢丝绳防过放装置对各类常用卷扬机宜于设计融入，几乎不对其结构进行改动，结构简单，安装方便，而且采样点的布置易于根据卷筒结构灵活取位，而且检测装置位置的布置也很灵活。

3)本发明所述的卷扬钢丝绳防过放装置在信号检测方面，可以根据各应用场合的特点，既可以选择检测的一过性方式，如采用微动开关作为检测装置，也可以选择检测的连续性方式，如采用电滑环作为检测装置，可以非常方便地对防过放装置的测控系统进行检校。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一所述的卷扬钢丝绳防过放装置的结构示意图；

图2为图1中局部A的放大图；

图3为本发明实施例二所述的卷扬钢丝绳防过放装置的结构示意图

图4为图3中局部B的放大图；

图5为图4中A-A方向杠杆机构与微动开关的位置示意图。

附图标记说明：

1-卷筒，12-钢丝绳，2-机架，3-弹簧杆，31-弹簧，4-支杆，5-杠杆机构，51-第一端，52-第二端，53-触点，61-电滑环，62-微动开关，7-套管，8-螺钉。

具体实施方式

本发明实施例所述的卷扬钢丝绳防过放方法，包括以下步骤：

步骤一，通过在卷筒上适当位置设置穿过卷筒壁的弹性复位探杆，将所述卷筒上与控制过放圈数需求相关的特定钢丝绳段是否从卷筒上抬起转换成所述弹性复位探杆相对卷筒回转轴的工作半径的变化；

步骤二，通过设置在所述卷筒内部的杠杆机构，将所述弹性复位探杆的工作半径的变化，转换成所述杠杆机构侧向伸出于所述卷筒一侧端板外的杠杆端头的回转半径的变化；

步骤三，在安装所述卷筒的机架上设置检测装置，通过所述杠杆机构杠杆外伸端头的回转半径的变化，触发所述检测装置；

步骤四，通过所述检测装置的状态，使卷扬的控制器做出终止卷扬下放的操作或报警提示，以达成防止卷扬钢丝绳过放的目的。

上述的适当位置为考虑下列两点要求所确定的位置，一是卷筒内部结构的限制，受限于卷筒内部结构，在卷筒壁上不是每个位置都适合穿孔；二是为防止钢丝绳末端脱开所必须的最少缠绕圈数，通常情况下，该最少缠绕圈数为三圈，即为了防止卷扬过放，在卷筒上至少要保留缠绕三圈钢丝绳，若低于三圈，就有可能导致钢丝绳末端脱开，因此，设置弹性复位探杆的位置不应该处于最后三圈钢丝绳所覆盖的位置。

上述的与控制过放圈数需求相关的特定钢丝绳段是指为了防止钢丝绳过放，需在最少缠绕圈数的基础上设置用于触发弹性复位探杆的钢丝绳缠绕区间，例如，如果最少缠绕圈数为三圈，则可以将倒数第三圈至倒数第四圈的钢丝绳缠绕区间设置为上述的特定钢丝绳段，弹性复位探杆设置在该特定钢丝绳段所覆盖的位置。

本发明实施例所述的方法，将卷筒上钢丝绳的状态转换成卷筒端部外侧回转半径的变化，再作用在检测装置上，这种方法相对于现有技术，不仅简化了检测中间环节，而且减少了震动和旋转运动等因素对检测结果的干扰。

下面将参考附图并结合两个实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

图1和图2即为本实施例的相关附图，其中图1为本实施例所述的卷扬钢丝绳防过放装置的结构示意图，图2为图1中局部A的放大图，如图中所示，本实施例所述的卷扬钢丝绳防过放装置包括复位装置、杠杆机构5和检测装置。在本实施例中，该复位装置为沿所述卷筒1径向设置的穿透卷筒1的绳槽的弹簧杆3；该检测装置为安装在卷筒1钢丝绳固定侧的机架2侧板上的电滑环61，该电滑环61包括两个与卷筒1同轴的环形导体以及设置在这两个环形导体之间的绝缘体。

该弹簧杆3为沿卷筒1径向穿透卷筒1绳槽的套设有弹簧的杆状结构，该弹簧杆3通过一个阶梯孔设置在卷筒1上，该阶梯孔设置在卷筒1的钢丝绳固定侧倒数第三圈绳槽或第四圈绳槽上。弹簧杆3包括安装弹簧31的大端以及与杠杆机构5的第一端51连接的小端，阶梯孔包括靠近卷筒1外表面的大孔和靠近卷筒1内表面的小孔，该弹簧杆3的大端以及弹簧31均安装在大孔内，弹簧杆3的小端穿过小孔伸进卷筒1内部。

在弹簧杆3所在的绳槽没有钢丝绳12时，该弹簧杆3的弹簧31未受压缩，此时，该弹簧杆3的大端的端面高于绳槽的底面，即该弹簧杆3的小端的回转半径较大。当钢丝绳12缠绕在弹簧杆3所在的绳槽上时，该弹簧杆3受压并向卷筒1轴心运动，此时，该弹簧杆3的大端的端面与绳槽的底面齐平，即该弹簧杆3的小端的回转半径较小。

该杠杆机构5中部设有支点且沿卷筒1轴向设置在卷筒1内部，杠杆机构5的第一端51与弹簧杆3的小端铰接，杠杆机构5的第二端52设置有可导电的触点53并伸出于卷筒1的端面。在本实施例中，该杠杆机构3的支点主要由垂直设置在卷筒1内壁上的支杆4构成，该杠杆机构5的中部铰接在支杆4上。该支杆4可以为通过设置在卷筒壁上的孔连接的杆状结构，也可以为直接焊接在卷筒1内壁上的杆状结构。

当弹簧杆3所在的绳槽缠绕有钢丝绳12时，弹簧杆3受压，即弹簧杆3的小端和杠杆机构5的第一端51的回转半径较小，而杠杆机构5的第二端52的回转半径较大，此时第二端52的回转半径大于电滑环61的半径并与电滑环61分离；当弹簧杆3所在的绳槽缠没有钢丝绳12时，弹簧杆3弹起并带动杠杆机构5的第一端51向卷筒1外表面的方向运动，此时弹簧杆3的小端和杠杆机构5的第一端51的回转半径较大，进而使杠杆机构5第二端52的回转半径较小，则该第二端上的触点53与电滑环61接触，使电滑环61的两个环形导体由触点53电连接，使控制器做出终止下放的操作并报警，从而实现对钢丝绳防过放的控制，实现卷扬钢丝绳防过放功能。但此时卷扬仍可以实现收绳动作，此时若卷扬进行提升动作，当钢丝绳12缠绕到弹簧杆3所在点并压住弹簧杆3后，弹簧杆3及杠杆机构5的第一端51的回转半径变小，进而使杠杆机构5的第二端52的回转半径变大，导致第二端52上的触点与电滑环61分离，从而解除防过放保护。

本实施例所述的卷扬钢丝绳防过放装置对各类常用卷扬机宜于设计融入，几乎不对其结构进行改动，结构简单，安装方便，采样点即复位装置的安装点可以根据卷筒结构灵活取位。

实施例二

图3、图4和图5即为本实施例的相关附图，其中图3为本实施例所述的卷扬钢丝绳防过放装置的结构示意图，图4为图3中局部A的放大图，图5为图4中A-A方向杠杆机构与微动开关的位置示意图，如图中所示，与实施例一相比，本实施例所述的卷扬钢丝绳防过放装置所采用的检测装置为安装在卷筒钢丝绳固定侧的机架2侧板上的微动开关62；该卷筒1的安装端面为内凹结构。为保证弹簧杆3和支点之间有一定的间距，在设置在卷筒1端面的伸出孔内设置有一个套管7，并将该杠杆机构5的中部铰接在该套管7上，在套管7外端面用螺钉锁紧，防止其轴向窜动。

该微动开关62的开关方向沿卷筒1回转方向的切线设置，且该微动开关62自由状态时自动回中位。当该杠杆机构5的第二端52的回转半径较小时，即弹簧杆3所在的绳槽缠没有钢丝绳12之时，该第二端52在随卷筒回转时，可以碰触到微动开关62并触发微动开关62，从而实现对卷筒钢丝绳12的收放进行控制。

在本实施例中，该弹簧杆可以根据卷筒的结构特点设置在卷筒的钢丝绳固定侧倒数第三圈至倒数第四圈绳槽上任意位置，假设是倒数三圈加A角度的位置，此时，若要实现钢丝绳在放到倒数第三圈时实现防过放功能，只需将微动开关设置在机架侧板上向卷筒转动方向偏离最初变位点A角度的位置，该最初变位点钢丝绳放到倒数第三圈时，杠杆第二端与机架侧板对应的位置，这样即可实现杠杆第二端在钢丝绳下放到倒数第三圈时触发微动开关的目的，进而实现防过放的功能。基于这种特性，本实施例所述扬钢丝绳防过放装置可以根据卷筒的结构特点灵活设置采样点和检查点，适用性强，应用范围广。

除上述区别外，本实施例的其他结构和功能与实施例一的一致，故不再赘述。

除了上述的卷扬钢丝绳防过放装置，本发明还提供一种设置有上述卷扬钢丝绳防过放装置的卷扬机，该卷扬机的其它各部分的结构参考现有技术，本文不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种卷扬钢丝绳防过放装置，设置在卷筒(1)上，其特征在于，包括复位装置、杠杆机构(5)和检测装置；所述复位装置为沿所述卷筒(1)径向设置的穿透卷筒(1)的绳槽的杆状结构；所述杠杆机构(5)的第一端(51)与所述复位装置铰接，第二端(52)伸出于所述卷筒(1)的端面，支点设置在卷筒(1)内部或卷筒壁上；所述检测装置设置在安装所述卷筒(1)的机架(2)上；当复位装置所在的绳槽缠绕有钢丝绳(12)时，所述杠杆机构(5)的第二端(52)的回转半径较大且与所述检测装置脱离，当弹簧杆(3)所在的绳槽没有钢丝绳(12)时，所述杠杆机构(5)的第二端(52)回转半径较小且与所述检测装置接触或在回转路径上可与所述检测装置碰触；

所述复位装置为弹簧杆(3)，所述弹簧杆(3)为套设有弹簧的杆状结构，其包括安装所述弹簧(31)的大端以及与所述第一端(51)连接的小端，该弹簧杆(3)通过阶梯孔设置在所述卷筒(1)上，所述阶梯孔包括靠近所述卷筒(1)外表面的大孔和靠近所述卷筒(1)内表面的小孔，所述弹簧杆(3)的大端以及弹簧(31)均安装在所述大孔内，所述弹簧杆(3)的小端穿过所述小孔伸进卷筒(1)内部。

2.根据权利要求1所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述检测装置安装在所述卷筒(1)钢丝绳固定侧的机架(2)侧板上。

3.根据权利要求1或2所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述检测装置为电滑环(61)或微动开关(62)。

4.根据权利要求3所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述阶梯孔设置在所述卷筒(1)的钢丝绳固定侧倒数第三圈至倒数第四圈的绳槽上。

5.根据权利要求4所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述电滑环(61)包括两个与所述卷筒(1)同轴的环形导体以及设置在这两个环形导体之间的绝缘体，在所述第二端(52)设置有可导电的触点(53)，当所述杠杆机构(5)的第二端(52)与所述电滑环(61)接触时，所述电滑环(61)的两个环形导体由所述触点(53)电连接。

6.根据权利要求4所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述微动开关(62)的开关方向沿所述卷筒(1)回转方向的切线设置。

7.根据权利要求4所述的卷扬钢丝绳防过放装置，其特征在于，所述杠杆机构(5)的支点为垂直设置在所述卷筒(1)内壁上的支杆(4)或设置在所述卷筒(1)端面的套管(7)。

8.一种卷扬机，其特征在于，所述卷扬机设置有如权利要求1至7中任意一项所述的卷扬钢丝绳防过放装置。