CN104118806A - 回转机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种回转机构，尤其是一种应运用于塔式起重机领域的回转机构。本发明提供一种可以无级调速，启动和制动过程平稳，可以降低对起重臂和塔身冲击，并且结构简单，成本低的回转机构。包括交流电动机和回转减速器，还包括电磁涡流离合器、电磁涡流制动器、中间电枢、电气控制系统和操作台。在启动时通过电磁涡流离合器和电磁涡流制动器的综合作用实现了中间电枢的平滑启动，避免了启动过程中的惯性冲击；在回转结构制动时，利用电磁涡流离合器和电磁涡制动器，延长回转机构的制动时间，实现回转机构由运动状态到运动状态的平稳过渡，减少制动时对对起重臂和塔身冲击。

Description

回转机构

技术领域

本发明涉及一种回转机构，尤其是一种应运用于塔式起重机领域的回转机构。

背景技术

塔式起重机回转机构具有下述特点：回转机构是塔机惯性冲击影响最直接的传动机构，臂架越长，端部吊载越大，转动惯量越大，惯性冲击就越大。由于塔式起重机回转机构是拖动塔吊上部的整体，工作时一般要求要在7秒钟左右要达到全速运转，也要在7秒左右稳定的停止，回转起动和停车惯性大，特别是在运行中停车时，虽然回转电机失去电源停止运行，但塔机前臂、后臂仍然在巨大的回转惯性作用下继续减速回转运行，短时间造成吊物滑越目的地，而无法准确落下，这就要求塔机操作人员要根据经验提前一段距离连续点动停车，甚至于打反车就位。

现有技术中回转机构的启动采用有级调速控制机构和液力耦合器控制，导致整机扭摆冲击大，电机断电后臂架溜车时间长，就位很困难，回转减速机容易损坏。并且塔式起重机的回转机构存在如下技术问题：经常发生减速箱输出轴扭断故障，严重影响此设备的正常运行，增加了维修成本和维修次数；启动严重不平稳，对起重臂和塔身冲击较大，严重威胁着钢结构的运行安全，降低设备本身的使用寿命；在停车时塔身扭动严重，并且伴有抖动现象，使塔吊司机明显感觉运行不平稳，不安全可靠；虽然而变频控制可以解决以上问题，但成本很高，控制复杂，技术水平要求高。因此现有技术中还没有一种启动和制动过程平稳，可以降低对起重臂和塔身冲击，并且结构简单，成本低的回转机构。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可以无级调速，启动和制动过程平稳，可以降低对起重臂和塔身冲击，并且结构简单，成本低的回转机构。

为解决上述技术问题，本发明采用的回转机构，包括交流电动机和回转减速器，所述交流电动机与回转减速器传动连接，还包括电磁涡流离合器、电磁涡流制动器、中间电枢、电气控制系统和操作台；中间电枢一端与回转减速器连接，另一端通过电磁涡流离合器与交流电动机的输出轴连接，所述电磁涡流制动器与中间电枢连接；所述操作台与电气控制系统电连接，所述电磁涡流离合器与电气控制系统的控制电流输出端电连接，所述电磁涡流制动器与电气控制系统的控制电流输出端电连接。

进一步的是，所述中间电枢由开口方向相反的两个圆筒组成，其中一个圆筒的开口方向朝向交流电动机，另一个圆筒的开口方向朝向回转减速器；所述电磁涡流离合器安装在开口朝向交流电动机的圆筒内，所述电磁涡流制动器设置在开口朝向回转减速器的圆筒内。

进一步的是，还包括回转限位器，所述回转限位器与回转减速器同步运动，并且回转限位器与电气控制系统电连接。

进一步的是，还包括风标制动器，所述风标制动器安装在中间电枢的外壁上，并且回转限位器与电气控制系统电连接。

本发明的有益效果是：在回转结构启动时，一方面利用电磁涡流离合器将负载逐渐加到交流电动机上，另一方面先利用电磁涡流制动器限制中间电枢的初始角加速度，然后再逐步解开限制，通过以上电磁涡流离合器和电磁涡流制动器的综合作用延长回转机构启动的时间，使回转结构由静止状态平稳加速到设定的正常工作速度，实现了中间电枢的平滑启动，避免了启动过程中的惯性冲击；在回转结构制动时，一方面先利用电磁涡流离合器将交流电动机与负载连接，利用交流电机反馈制动的功能对回转机构进行制动，另一方面逐步加大电磁涡制动器的制动力矩，延长回转机构的制动时间，实现回转机构由运动状态到运动状态的平稳过渡，减少制动时对对起重臂和塔身冲击。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图中零部件、部位及编号：交流电动机1、回转减速器2、电磁涡流离合器3、电磁涡流制动器4、中间电枢5、电气控制系统6、风标制动器7、回转限位器8、操作台9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明的回转机构，包括交流电动机1和回转减速器2，所述交流电动机1与回转减速器2传动连接，还包括电磁涡流离合器3、电磁涡流制动器4、中间电枢5、电气控制系统6和操作台9；中间电枢5一端与回转减速器2连接，另一端通过电磁涡流离合器3与交流电动机1的输出轴连接，所述电磁涡流制动器4与中间电枢5连接；所述操作台9与电气控制系统6电连接，所述电磁涡流离合器3与电气控制系统6的控制电流输出端电连接，所述电磁涡流制动器4与电气控制系统6的控制电流输出端电连接。由于当电磁涡流离合器3上的电流越大时中间电枢5作用在交流电动机1上的力矩越大，当电磁涡流制动器4上的电流越大时电磁涡流制动器4作用在中间电枢5上的制动力矩也就越大。因此在回转机构启动时，先接上电磁涡流离合器3的励磁电源并逐渐增加其电流，直至起动结束时为最大，与此同时，逐渐减小电磁涡流制动器4的电流，直至起动结束时为零。电磁涡流离合器3的电流逐步加大的过程中，由中间电枢5传递给交流电动机1的负载是由小至大逐步增加的，而不是在极短的时间内由零跳变到满载的状态，因此对设备的惯性冲击小。在回转机构启动的初始阶段电磁涡流制动器4的电流为最大，可以限制中间电枢5的速度，防止中间电枢5在电机的带动下高速转动，造成对惯性负载的冲击，然后再逐步降低其电流，减小对其对中间电枢5的制动作用，使中间电枢5的转速逐步增大而非在短时间内急剧增加，因此在电磁涡流离合器3和电磁涡流制动器4的综合作用下，作用在中间电枢5上的总的启动力矩逐步增大，使中间电枢5能很平滑地起动，由静止状态平稳过渡到稳态运行速度；在启动过程中，中间电枢5的角速度逐渐增大，这样通过控制中间电枢5的总启动力矩来实现回转机构启动时的无级调速。电气控制系统6用来控制电磁涡流离合器3和电磁涡流制动器4的电流大小。具体实施时电流的大小可以根据负载情况以及角速度变化的快慢来制定。在回转机构制动时先让交流电动机1断电，然后接通电磁涡流制动器4的电源，并由小至大逐步增加电磁涡流制动器4的电流，与此同时，逐渐减小电磁涡流离合器3的电流至零。由小至大逐步增加电磁涡流制动器4的电流可以使电磁涡流制动器4加在中间电枢5上的制动力矩逐步增大，这样与负载相连的中间电枢5的角加速度的方向与角速度的方向相反，其绝对值也逐步增加，使得中间电枢5的角速度逐步减小；在制动的初始阶段电磁涡流离合器3的电流最大，此时交流电机的输出轴完全与中间电枢5相连，由于交流电机的反馈制动作用，将会对中间电枢5产生制动力矩，随着电流的减小作用在中间电枢5上的制动力矩也逐渐减小。在初始阶段电磁涡流制动器4电流为零的时候依靠交流电机的反馈制动力矩制动，交流电机的反馈制动是一个平稳的过程，机械冲击小，但制动力矩不大，为了在合理时间内完成回转机构的制动，因此通过逐步增大电磁涡流制动器4的电流来逐步增加制动力矩，在电磁涡流离合器3和电磁涡流制动器4的综合作用下，最终作用在回转机构的总制动力矩逐步增大。因此在整个制动过程中，回转机构的角速度逐步减小，通过控制总制动力矩来制动过程的无级调速，其角速度没有产生急剧变化，使得回转机构的制动过程稳定、平滑，大大降低对起重臂和塔身冲击，以保证了塔式起重机钢结构的运行安全，从而保证了其使用寿命。

如图1所示，所述中间电枢5由开口方向相反的两个圆筒组成，其中一个圆筒的开口方向朝向交流电动机1，另一个圆筒的开口方向朝向回转减速器2；所述电磁涡流离合器3安装在开口朝向交流电动机1的圆筒内，所述电磁涡流制动器4设置在开口朝向回转减速器2的圆筒内。中间电枢5设计为双筒状，这样可以将电磁涡流离合器3与电磁涡流制动器4分别装在电枢的两个圆筒中。电磁涡流离合器3装在开口方向朝向交流电动机1的圆筒中，这样交流电动机1的输出轴可以从开口处进入圆筒内，与圆筒内的电磁涡流离合器3连接；在中间电枢5的另外一头，电磁涡流制动器4设置在开口朝向回转减速器2的圆筒内，通电后在电磁涡流制动器4电磁线圈磁场力的作用下可以产生阻碍中间电枢5运动的制动力矩。

如图1所示，还包括回转限位器8，所述回转限位器8与回转减速器2同步运动，并且回转限位器8与电气控制系统6电连接。具体实施时回转限位器8可以根据需要安装在齿轮、回转支承等任何可以与回转减速器2同步转动的零部件上，以监控回转减速器2转动的角位移，防止回转机构转角超出许可范围。

如图1所示，还包括风标制动器7，所述风标制动器7安装在中间电枢5的外壁上，并且风标制动器7与电气控制系统6电连接。风标制动器7再通电状态下是打开的处于释放状态，失电状态下是断开的其制动作用，在回转机构启动的前应使风标制动器7通电释放，以使回转机构可以顺利启动；当起重机停止工作时风标制动器7处于制动状态，回转机构不能任意动作，保证了设备的安全。在有风的情况下风标制动器7处于释放状态，从而使塔臂能随风转动调节至顺风方向，使塔臂的迎风阻力最小。

Claims (4)

1.回转机构，包括交流电动机(1)和回转减速器(2)，所述交流电动机(1)与回转减速器(2)传动连接，其特征在于：还包括电磁涡流离合器(3)、电磁涡流制动器(4)、中间电枢(5)、电气控制系统(6)和操作台(9)；中间电枢(5)一端与回转减速器(2)连接，另一端通过电磁涡流离合器(3)与交流电动机(1)的输出轴连接，所述电磁涡流制动器(4)与中间电枢(5)连接；所述操作台(9)与电气控制系统(6)电连接，所述电磁涡流离合器(3)与电气控制系统(6)的控制电流输出端电连接，所述电磁涡流制动器(4)与电气控制系统(6)的控制电流输出端电连接。

2.如权利要求1所述的回转机构，其特征在于：所述中间电枢(5)由开口方向相反的两个圆筒组成，其中一个圆筒的开口方向朝向交流电动机(1)，另一个圆筒的开口方向朝向回转减速器(2)；所述电磁涡流离合器(3)安装在开口朝向交流电动机(1)的圆筒内，所述电磁涡流制动器(4)设置在开口朝向回转减速器(2)的圆筒内。

3.如权利要求1所述的回转机构，其特征在于：还包括回转限位器(8)，所述回转限位器(8)与回转减速器(2)同步运动，并且回转限位器(8)与电气控制系统(6)电连接。

4.如权利要求2所述的回转机构，其特征在于：还包括风标制动器(7)，所述风标制动器(7)安装在中间电枢(5)的外壁上，并且风标制动器(7)与电气控制系统(6)电连接。