CN105523498A - 防失速装置及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防失速装置，用于连接起重机的卷筒，其包括液压缓冲系统和机械连接机构，所述机械连接机构包括传动机构和连接于卷筒的离合块，所述传动机构连接所述液压缓冲系统，所述离合块根据卷筒的转速可分别连接或分离于所述传动机构，从而在卷筒转速达到一定阈值时将卷筒与所述液压缓冲系统连接起来，触发所述液压缓冲系统缓冲吸能。本发明还提供一种包括卷筒和上述防失速装置的起重机。上述防失速装置可在卷筒转速过高时通过离合块连接卷筒和传动机构，从而触发液压缓冲系统，中间不需要检测装置、控制装置等电气装置，不但结构简单，而且响应快，可靠性高。

Description

防失速装置及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种防失速装置及起重机。

背景技术

起重机失速是在吊装工作过程中，因电气、机械故障或操作失误等原因，造成制动失效重物失速下坠的现象。由于起重机起升重量大，起重机高空吊重失速容易引发安全事故，造成群死群伤或重大财产损失的恶性安全事件。防失速装置保护起重机起升作业安全，在吊重高空失速下坠时，在钢丝绳和结构承受范围内，迅速减速并可靠制动，防止重物高速冲击地面。

当前防失速技术主要有两种：

1、在电气系统上设置保护装置，提高电气系统的可靠性，如在电机轴尾部或电机与减速器之间的传动轴上设置转速测量装置，并连接控制器，通过测定超速超行程后，控制电机制动；

2、通过检测运动状态，控制安全装置实施保护，如通过加装编码器测定卷筒或电机失速状态，驱动液压安全钳闭合夹紧摩擦制动。

采用第二种防失速技术时，液压安全钳依靠检测超速后控制液压钳动作，系统响应慢，环节多，且保护装置的电气系统在高速条件下可靠性差，不适用于起重机械失速制动工况，主要表现为：

1、现有防失速装置需根据测速装置反馈速度和指令进行逻辑判断，确定是否为失速状态，这一过程需要时间，且液压安全钳为主动设备，在接受控制指令后，启动泵站驱动油缸动作需要时间，由于油液压缩性等因素，这个响应时间很难减小，这两方面因素造成防失速装置在制动初期反应慢；

2、现有防失速装置均需要经过电气环节，在长期恶劣环境下，电控系统易因电磁干扰、触点烧蚀等原因发生失效，容易造成整个控制系统不可靠；

3、液压安全钳实现可靠制动需满足制动夹持方向和夹持面摩擦系数两个条件，夹持力或摩擦系数不够均会造成失速制动初期失效，而一旦失速速度增加到一定程度，结构振动加剧，夹持器难以实现稳定夹持，过大的夹持力还有可能引发钢丝绳崩断的严重后果。

发明内容

基于此，有必要提供一种响应较快、可靠性较高且结构简单的防失速装置及起重机。

一种防失速装置，用于连接起重机的卷筒，其包括液压缓冲系统和机械连接机构，所述机械连接机构包括传动机构和连接于卷筒的离合块，所述传动机构连接所述液压缓冲系统，所述离合块根据卷筒的转速可分别连接或分离于所述传动机构，从而在卷筒转速达到一定阈值时将卷筒与所述液压缓冲系统连接起来，触发所述液压缓冲系统缓冲吸能。

上述防失速装置可在卷筒转速过高时通过离合块连接卷筒和传动机构，从而触发液压缓冲系统，中间不需要检测装置、控制装置等电气装置，不但结构简单，而且响应快，可靠性高。

在其中一个实施例中，所述传动机构上设有配合结构，所述离合块可沿卷筒径向滑动地连接于卷筒，从而在所述离合块位于较靠近卷筒中心轴的位置时与所述配合结构分离，在所述离合块位于较远离卷筒的中心轴的位置时与所述配合结构连接。

在其中一个实施例中，所述配合结构包括弹性件、推杆和撞块，所述弹性件连接于所述传动机构和所述推杆之间，以给所述推杆提供具有朝卷筒中心轴方向移动的趋势的力，所述撞块可转动地连接于所述传动机构，所述离合块在朝远离卷筒中心轴方向滑动时可推动所述撞块转动，所述推杆在所述弹性件的作用下阻挡所述撞块反向转动，从而对所述离合块限位，防止其朝靠近卷筒中心轴滑动。

在其中一个实施例中，所述撞块为L形，在所述配合结构与所述离合块分离的状态下，所述撞块的L形开口背向所述推杆，并朝向所述离合块，在所述配合结构与所述离合块连接的状态下，所述撞块的L形开口朝向所述推杆。

在其中一个实施例中，所述配合结构还包括固定于所述传动机构的筒体，所述弹性件设于所述筒体内，所述推杆一端位于所述筒体，另一端伸出所述筒体并与所述撞块配合。

在其中一个实施例中，所述传动机构包括第一传动件，所述配合结构设置于所述第一传动件，所述第一传动件用于与所述离合块连接。

在其中一个实施例中，所述传动机构还包括第二传动件，所述液压缓冲系统连接于所述第二传动件，所述第二传动件的转速大于所述第一传动件的转速。

在其中一个实施例中，所述液压缓冲系统液压泵、缓冲油路和油箱，所述液压泵连接于所述传动机构，所述缓冲油路用于缓冲吸能，所述缓冲油路包括并联的所述控制油路和所述通流油路，所述控制油路和所述通流油路的进口均连接于所述液压泵的出油口，出口均连接于所述油箱，所述液压泵的出口压力控制所述控制油路的通断，所述控制油路的通断控制所述通流油路的通断，以控制所述液压缓冲系统工作的启停。

在其中一个实施例中，所述通流油路上设有插装阀，所述控制油路上设有溢流阀，所述液压泵的进油口连接于所述油箱，所述插装阀和所述溢流阀并联于所述液压泵的出油口和所述油箱之间的油路上，所述插装阀的进油口连接于所述液压泵的出油口，所述插装阀的出油口连接于所述油箱，所述插装阀的控制口连接于所述溢流阀的进油口，所述溢流阀的进油口连接于所述液压泵的出油口，所述溢流阀的出油口连接于所述油箱，所述溢流阀的控制油口连接于所述溢流阀的进油口。

本发明还提供一种起重机，其包括卷筒和上述的防失速装置。

起重机的防失速装置的可在卷筒转速过高时通过离合块连接卷筒和传动机构，从而触发液压缓冲系统防止起重机失速，中间不需要检测装置、控制装置等电气装置，不但结构简单，而且响应快，可靠性高。

附图说明

图1为一实施例的防失速装置的结构示意图；

图2为图1所示的防失速装置的A向侧视图；

图3为图1所示的防失速装置的液压原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1和图2所示，本较佳实施例的一种防失速装置，用于连接起重机的卷筒90，包括液压缓冲系统10和机械连接机构20，机械连接机构20包括传动机构22和连接于卷筒90的离合块24，传动机构22连接液压缓冲系统10，离合块24根据卷筒90的转速可分别连接或分离于传动机构22，从而在卷筒90转速达到一定阈值时将卷筒90与液压缓冲系统10连接起来，触发液压缓冲系统10缓冲吸能。

需要说明的是，本实施例中所说的防失速装置连接起重机的卷筒90，可以是防失速装置直接连接于卷筒90，也可间接连接于卷筒90，即防失速装置可连接于与卷筒90同步转动的其他转动机构。

本防失速装置中，通过离合块24根据卷筒90的转速可分别连接或分离于传动机构22，从而在起重机正常工作时，离合块24与传动机构22分离，液压缓冲系统10不工作，在起重机失速时，卷筒90的转速过高，当其转速达到一定阈值时，离合块24与传动机构22连接，卷筒90带动传动机构22转动，从而触发与传动机构22连接的液压缓冲系统10工作，缓冲吸能。本防失速装置可在卷筒90转速过高时通过离合块24连接卷筒90和传动机构22，从而触发液压缓冲系统10，中间不需要检测装置、控制装置等电气装置，不但结构简单，而且响应快，可靠性高。

在本实施例中，传动机构22上设有配合结构（图未标），离合块24可沿卷筒90径向滑动地连接于卷筒90，从而在离合块24位于较靠近卷筒90中心轴的位置时与配合结构分离，在离合块24位于较远离卷筒90的中心轴的位置时与配合结构连接。由于离合块24可滑动地连接于卷筒90，当起重机正常工作时，卷筒90的转速较低，离合块24的离心力较小，离合块24位于较靠近卷筒90中心轴的位置，并与配合结构分离，当起重机失速时，卷筒90转速过高，离合块24的离心力较大，离合块24在离心力的作用下朝卷筒90远离中心轴的方向滑动，直至与配合结构连接。本防失速装置利用了离合块24在卷筒90高速转动时受到的离心力使离合块24径向移动，从而移动到能与配合结构连接的位置，这中间不需要任何的电气元件和其他转换机构，不但结构简单，而且可靠性高，并使离合块24能快速响应起重机的失速。

在本实施例中，配合结构包括弹性件25、推杆26和撞块27，弹性件25连接于传动机构22和推杆26之间，以给推杆26提供具有朝卷筒90中心轴方向移动的趋势的力，撞块27可转动地连接于传动机构22，离合块24在朝远离卷筒90中心轴方向滑动时可推动撞块27转动，推杆26在弹性件25的作用下阻挡撞块27反向转动，从而对离合块24限位，防止其朝靠近卷筒90中心轴滑动。具体地，弹性件25为弹簧。

具体地，撞块27大体为L形，在配合结构与离合块24分离的状态下，撞块27的L形开口背向推杆26，并朝向离合块24，在配合结构与离合块24连接的状态下，撞块27的L形开口朝向推杆26。具体地，本实施例中，撞块27的转动角度为90°。当卷筒90因起重机失速而转速增高时，离合块24在离心力作用下朝卷筒90外缘滑动，离合块24逐渐接触和挤压撞块27，直到克服弹性件25的作用力，离合块24推动撞块27转动，离合块24和推杆26均进入撞块27的L形开口，这时，推杆26在弹性件25的作用下推抵撞块27并抵靠撞块27的边缘，从而限制撞块27自动反转，从而防止离合块24自动往卷筒90的中心回缩，从而使传动机构22和卷筒90连接而不脱离。

在本实施例中，配合结构还包括固定于传动机构22的筒体28，弹性件25设于筒体28内，推杆26一端位于筒体28，另一端伸出筒体28并与撞块27配合。

在本实施例中，卷筒90的一端的端面上开设有沿径向延伸的容纳槽，离合块24可滑动地容纳于容纳槽内。更具体地，容纳槽为T形槽。

在本实施例中，离合块24的底部设有滚珠，滚珠位于离合块24和卷筒90的容纳槽之间，从而减小离合块24和卷筒90之间的摩擦力。

在本实施例中，传动机构22上开设有空腔，配合结构位于空腔内。

在本实施例中，机械连接机构20包括多个离合块24，多个离合块24分别与传动机构22。具体地，配合结构也为多个，多个离合块24分别与多个配合结构配合。更具体地，多个离合块24均布于卷筒90的周向。

在本实施例中，传动机构22包括第一传动件221，配合结构设置于第一传动件221，第一传动件221用于与离合块24连接。具体地，第一传动件221为齿轮。

具体地，第一传动件221和卷筒90同轴设置。在本实施例中，卷筒90绕卷筒轴92转动，第一传动件221可转动地连接于卷筒轴92。

在本实施例中，传动机构22还包括第二传动件223，液压缓冲系统10连接于第二传动件223，第二传动件223的转速大于第一传动件221的转速，即传动机构22为增速机构。具体地，第二传动件221为齿轮，且第一传动件221的齿数大于第二传动件223的齿数。可以理解，第一传动件221和第二传动件223也可为齿轮以外的其他传动机构，只要能实现减速即可。

在本实施例中，液压缓冲系统10包括液压泵12、缓冲油路和油箱17，液压泵12连接于传动机构22，缓冲油路用于缓冲吸能，对起重机进行制动。

在本实施例中，请参阅图3，缓冲油路包括并联的控制油路和通流油路，控制油路和通流油路的进口均连接于液压泵12的出油口，出口均连接于油箱17，液压泵12的出口压力控制控制油路的通断，控制油路的通断控制通流油路的通断，以控制液压缓冲系统10工作的启停。

在本实施例中，通流油路上设有插装阀18，控制油路上设有溢流阀19，液压泵12的进油口连接于油箱17，插装阀18和溢流阀19并联于液压泵12的出油口和油箱17之间的油路上。具体地，插装阀18的进油口连接于液压泵12的出油口，插装阀18的出油口连接于油箱17，插装阀18的控制口连接于溢流阀19的进油口，溢流阀19的进油口连接于液压泵12的出油口，溢流阀19的出油口连接于油箱17，溢流阀19的控制油口连接于溢流阀19的进油口。更具体地，控制油路上还设有位于液压泵12的出油口和溢流阀19的进油口之间的节流阀。插装阀18和溢流阀19之间也可设置节流阀。具体地，插装阀18和溢流阀19均设于缓冲阀块16（见图2）内。

起重机正常工作时，液压缓冲系统10的插装阀18和溢流阀19均关闭，油路不通。当起重机失速时，卷筒90的转速增大，并带动传动机构22转动，进而带动液压泵12高速转动，当液压泵12的出口压力增大，当溢流阀19的进油口压力高于溢流阀19的设定压力时，溢流阀19开启，插装阀18的进油口与出油口之间的压差增大，插装阀18开启，液压缓冲系统10缓冲吸能，对起重机进行制动液压泵6减速至停下；重物制动停止后，重物位于半空，起重机的起升机构需要再次启动，将重物缓慢放下，这时需要手动或电控调整溢流阀19的设定压力，减小防失速装置对起升机构运动的阻力，使重物缓慢下降并落地。

本发明还提供一种起重机，其包括卷筒90和上述防失速装置，防失速装置的传动机构22可选择地分离或连接于卷筒90。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种防失速装置，用于连接起重机的卷筒，其特征在于：包括液压缓冲系统和机械连接机构，所述机械连接机构包括传动机构和连接于卷筒的离合块，所述传动机构连接所述液压缓冲系统，所述离合块根据卷筒的转速可分别连接或分离于所述传动机构，从而在卷筒转速达到一定阈值时将卷筒与所述液压缓冲系统连接起来，触发所述液压缓冲系统缓冲吸能。

2.根据权利要求1所述的防失速装置，其特征在于，所述传动机构上设有配合结构，所述离合块可沿卷筒径向滑动地连接于卷筒，从而在所述离合块位于较靠近卷筒中心轴的位置时与所述配合结构分离，在所述离合块位于较远离卷筒的中心轴的位置时与所述配合结构连接。

3.根据权利要求2所述的防失速装置，其特征在于，所述配合结构包括弹性件、推杆和撞块，所述弹性件连接于所述传动机构和所述推杆之间，以给所述推杆提供具有朝卷筒中心轴方向移动的趋势的力，所述撞块可转动地连接于所述传动机构，所述离合块在朝远离卷筒中心轴方向滑动时可推动所述撞块转动，所述推杆在所述弹性件的作用下阻挡所述撞块反向转动，从而对所述离合块限位，防止其朝靠近卷筒中心轴滑动。

4.根据权利要求3所述的防失速装置，其特征在于，所述撞块为L形，在所述配合结构与所述离合块分离的状态下，所述撞块的L形开口背向所述推杆，并朝向所述离合块，在所述配合结构与所述离合块连接的状态下，所述撞块的L形开口朝向所述推杆。

5.根据权利要求3所述的防失速装置，其特征在于，所述配合结构还包括固定于所述传动机构的筒体，所述弹性件设于所述筒体内，所述推杆一端位于所述筒体，另一端伸出所述筒体并与所述撞块配合。

6.根据权利要求1-5任一项所述的防失速装置，其特征在于，所述传动机构包括第一传动件，所述配合结构设置于所述第一传动件，所述第一传动件用于与所述离合块连接。

7.根据权利要求6所述的防失速装置，其特征在于，所述传动机构还包括第二传动件，所述液压缓冲系统连接于所述第二传动件，所述第二传动件的转速大于所述第一传动件的转速。

8.根据权利要求1所述的防失速装置，其特征在于，所述液压缓冲系统液压泵、缓冲油路和油箱，所述液压泵连接于所述传动机构，所述缓冲油路用于缓冲吸能，所述缓冲油路包括并联的所述控制油路和所述通流油路，所述控制油路和所述通流油路的进口均连接于所述液压泵的出油口，出口均连接于所述油箱，所述液压泵的出口压力控制所述控制油路的通断，所述控制油路的通断控制所述通流油路的通断，以控制所述液压缓冲系统工作的启停。

9.根据权利要求8所述的防失速装置，其特征在于，所述通流油路上设有插装阀，所述控制油路上设有溢流阀，所述液压泵的进油口连接于所述油箱，所述插装阀和所述溢流阀并联于所述液压泵的出油口和所述油箱之间的油路上，所述插装阀的进油口连接于所述液压泵的出油口，所述插装阀的出油口连接于所述油箱，所述插装阀的控制口连接于所述溢流阀的进油口，所述溢流阀的进油口连接于所述液压泵的出油口，所述溢流阀的出油口连接于所述油箱，所述溢流阀的控制油口连接于所述溢流阀的进油口。

10.一种起重机，其特征在于，所述起重机包括卷筒和如权利要求1-9任一项所述的防失速装置。