CN108946491B - 起重机安全装置 - Google Patents

Abstract

一种在吊链或吊索断裂时防止重物掉落的起重机安全装置，包括一较长冗余辅助吊链或吊索，所述辅助吊链或吊索紧靠主吊链或吊索设置，与稍稍较短的主吊链或吊索同步升降，因此主吊链或吊索正常支撑重物的全部重量。如果主吊链或吊索断裂，冗余辅助吊链或吊索由松弛变为绷紧吊住重物，在这个过程中重物会稍微下降。可以设置松弛程度，确保在磨损时可以稍微延长主吊链，但不会使辅助吊链或吊索承受重物重量。

Description

起重机安全装置

相关专利申请的交叉引用

本申请主张于2017年5月25日提交的美国临时专利申请62/510,837的权益，主张于2017年7月26日提交的美国临时专利申请62/537,043的权益，主张于2017年9月11日提交的美国临时专利申请62/556,692的权益。

背景技术

本发明涉及动力起重机，将重物系在可缠绕构件下端的配件上，所述起重机通过卷起吊链或吊索等可缠绕构件来提升重物。吊链围绕链轮部分缠绕，链轮旋转提升重物，在重物吊链上升期间，通过将环链导入一容器进行收集。吊索构件由卷筒旋转就可被卷起，以此提升或降低重物。这种起重机应用广泛，尤其是在经常使用起重机的工厂生产中，尤其是控制并发动所谓的“气动平衡”起重机，抵消重物重量，创造重物无重的效果，以使生产人员能够简单操控。

起重机如此频繁使用，尤其是在没有用适当润滑的情况下，会造成吊链或吊索承载构件的疲劳弱化。由于一遍遍的重复缠绕，重复缠绕链轮的部分吊链也会磨损，因此随时间明显弱化。作为小心维护规则的一部分，在发生明显弱化之前，如果不定期更换吊链，任一因素都会导致吊链突然断裂。由于这种断裂可能导致重物掉落、损伤设备和/或造成人身伤害，因此，如果吊有重物的吊链(或吊索)等承载构件突然断裂，防止重物掉落非常可取。

以前发生过数次这样的断裂事件。认识到这一事实，为在吊链或吊索断裂时免受可能的损坏或损伤，已经尝试制定了各种措施。

起重机用于提升一个平台，在平台的每一端分别由两根吊链或吊索支撑，曾建议为每端吊链提供松弛度传感器，用于确定当其中一根支撑吊链或吊索支撑松弛时另一根支撑吊链或吊索何时断裂。

当发生断裂时，在另一侧未断裂吊索自动应用制动器，以防止平台掉落。这种装置见美国专利6942070。

另一种起重机安全装置为市售产品，包括一重物制动装置，即重物相连的单独吊索或吊链支撑。主吊索/吊链与制动装置的上侧相连，悬吊在起重机上，做上下移动。当重物发生过度加速下降时，该装置会有感应。然后，该装置会激活制动器，固定单独重物制动装置的外壳。

这种方法相对复杂，在重物制动装置制动激活发生之前，重物会有明显距离的掉落。这会产生明显的动量，如果要停止正在掉落的重物掉落，需要施加更大的力，增加的力可能会使单独的吊索发生断裂，并至少会使重物产生强烈的颤动。

本发明的目的是为起重机提供一种简单可靠的安全装置，它可在支撑吊链或吊索构件断裂时防止重物的危险掉落。

本发明的进一步目的是提供可以迅速动作的安全装置，能够在吊链或吊索突然断裂松开重物时固定重物，使被松开的重物不会有大幅的持续自由落体动作，从而最大限度地减少了主支撑吊链或吊索断裂时重物产生的动量。

发明内容

本领域技术人员理解的上述目的和其他目的将通过吊索或吊链等冗余可缠绕构件以及主承载构件来完成，两种构件都连接重物的底端，同时由起重机传动机构缠绕和放开来升降重物。然而，冗余安全支撑吊索或吊链比较短的主吊链或吊索要长得多，所以当主提升构件吊索或吊链升降重物时，冗余吊索或吊链仍保持松弛状态，而不是处于张紧状态，这样主吊链或吊索与链轮或其它传动件啮合时就不会发生疲劳或严重磨损，所以当承担重物重量后，主支撑吊索或吊链构件断裂时，冗余安全支撑吊索或吊链能完全支撑重物。

由于在起重机运行过程中冗余安全支撑构件通常不承担重物，所以冗余安全支撑吊索或吊链就不会发生严重磨损，因此，如果主提升构件断裂，冗余吊链或吊索提升构件能完全安全地承担重物的重量。

在仅掉落一段非常短的距离，即刚好消除松弛的距离后，安全提升构件会自动承担重物的全部重量，因此，当主提升构件断裂时，安全提升构件会阻止重物掉落明显的距离。

因此，可避免在安全提升构件上强加较大动量力。

因此，不需要复杂的控制，安全提升构件就能承担重物重量，该重量会立即转移到冗余提升构件上。

附图说明

图1示出本发明具有环链平衡装置的环链起重机的侧视图，用虚线描绘起重机承担的重物。

图2是环链的侧视图，该环链平衡了图1旋转90度的起重机，展示了外壳的内部，显示包括在所述起重机中的传动部件。

图3示出包含在图1和图2所示配备两个环链的起重机传动系统的透视图。

图4是图3所示传动部件(拆下环链导板)的特定传动部件放大透视图，显示了此处与环链啮合的传动链轮。

图4A是图4拆下环链后所示链轮的侧视图。

图4B是通过图4A所示链轮的剖视图。

图5是图3所示起重机传动部件的分解透视图。

图5A示出图5中几块导板之一的极度放大剖视图，显示了吊链导板表面的一般形状。

图6示出部件安装在起重机环链底部的部分的放大侧视图。

图7是图6所示某些部件的进一步放大侧视图。

图7A是图7所示部件的分解透视图。

图8示出从下面看图2所示起重机外壳的透视图，显示了连接外壳的导板中的环链。

图9是图8所示吊链导板的俯视图。

图10示出包括在图7A所示部件中的链窝的放大侧视图。

图11是图10所示链窝的局部正视图，图中有主提升吊链的两种长度和安装在这里的冗余提升吊链的三个环链。

具体实施方式

图1和图2示出典型按照本发明制造的起重机10，该起重机适合采用传统样式的12A和12B安装板安装在高架结构(未显示)上。

重物14由可缠绕提升构件(吊链16)承载，吊链16从链窝18中向上延伸，下端固定到链窝18上，详见本文。

链窝18可通过下面进一步描述的一种装置来回旋转地安装到称重组件20上，使得链窝在维持连接从称重组件20中延伸出的手柄22的同时，在其间做相对旋转。因此，重物14以可拆卸的方式固定到吊链16上进行升降。

所示起重机10是一种气动平衡型机器，用户可以熟知的方式手动施加在手柄22上以适度的力量并利用称重组件20产生的信号和外壳26上的伺服控制器24的动作使重物上下移动。

要知道，本发明不仅仅用于平衡型起重机，还可用于任何类型的起重机。

高架支撑的外壳26还包含传动系统28，该传动系统操控吊链16的升降，因此也能上或下移动重物14。

图3和5示出了传动系统28的主要部件，包括连接传动装置32的传动电机30。

安装的传动电机30可为电动、气动或液压式，驱动正确角度驱动传动装置32，通过与传动装置32的输出端连接的传动轴34能旋转链轮36(图2)，所述传动装置32具有两套沿着链轮36周边延伸的38A、38B和42A、42B传动槽。38A与38B和42A与42B的特点是配置接合了并排放置的两个吊链16和16A的替换链。最好由图4示出的半条链将两套传动槽偏置，使紧挨着的间隔吊链16和16A更加紧挨在一起。

传动装置32的输出传动了链轮36的链轮传动轴34。链轮36的传动槽38A与38B接收了主吊链16环链的两个方向的连续环链，随着链轮36向任一方向旋转，使主吊链16进行上或下的移动。链轮36的传动槽42A与42B以同样的方式接收吊链16A的替换链，使得同时上下传动两个吊链16和16A。

以上单个部件特点在传统单链式起重机中都有所了解，但本发明中不包含这些特点。

确切地说，本发明包含图中所示的第二较长安全吊链16A的提供，吊链16A挨着主吊链16进行延伸，从而通过链轮36任一方向的旋转同步升降连接的吊链16A，吊链16A的连续吊链同第一套传动槽38A与38B轴向偏置的第二套传动槽42A与42B啮合。

安全吊链16A比主吊链16稍长，从链窝18中延伸出来，一端固定到链轮36上。

即使如图1-3和图4提升重物14，安全吊链16A也会产生松弛，所以安全吊链16A不会因重物14的重量变得紧绷，也不会遭受疲劳或明显磨损，如果重物14位于紧绷位置，就会出现这种情况。

松弛程度应具有一定的度，比如主吊链16磨损，因此要使吊链变得更长，以确保松弛程度，安全吊链16A还会变得更长，主吊链16变得更短，所以在吊链的整个使用寿命中，重物不会使安全吊链变得紧绷。

为达到这个目的，松弛程度会依据吊链16和16A每行进四英尺的吊链顺序，虽然这要按照特殊条件(如主吊链16的磨损率，额定使用寿命的长度，等等)而变化。

在图3中，吊链容器46和46A是为吊链16和16A提供的，托架48用于安装外壳26中并排的吊链容器。此外，该一般装置以前与单链式起重机一起使用，在这里将该装置对折，以此调节冗余安全吊链16A。

当重物14完全降落时，挡块49会阻止吊链16和16A滑出链轮36。

链轮36具有自由端50，由承载组件52旋转支撑，承载组件52由尾端件54固定，尾端件54螺栓连接到三块堆叠金属片56A、56B和56C，三块堆叠金属片56A、56B和56C与两块高金属板12A和12B结合。

在安全吊链16A之上，第一对金属板56A和56B(图3)夹入导面58(在金属板56A中未显示)中，导面58与链节44A和44B啮合，用上面描述的单链式起重机以熟知的方式围绕链轮36引导相同的运动。

在主吊链16之上，第二对金属板12A和56C以同样的方式夹入导面(金属板12A的导面58未显示)。为使图5看着清晰，所有金属板未在图中显示它们最终安装的位置。

众所周知，这种在吊链之上，用导面夹着的导板使用在单链式起重机上，但在双链式起重机的每个吊链中都采用相同的装置，在本发明中提供了两套这种装置。

提供一对检测板57，以确保从链轮36的传动槽中的每条吊链顺利出来。

外壳端板53和支承构件51将传动组件连接到外壳26上。在两对导板之间提供垫片55。

防止吊链16和16A缠绕在一起是非常重要的。因此链窝18能在称重组件20上旋转，这样重物26的任何旋转都不会使吊链16和16A缠绕在一起。这种旋转式链窝安装以前就有提供，只不过是在单链式起重机中才有。

在图6和图7中，通过用螺栓将含有内孔滚珠轴承62的称重组件20与轴承座60固定在一起，将链窝18安装到称重组件外壳20上。

吊链悬挂适配器销64具有链窝18的孔中接收的芯柱68，通过狭槽72延伸的插销70(图7A)固定适配器销64。螺钉74能进一步固定适配器销64。

这使得与外壳20、手柄32和重物14相关的链窝18做相对旋转，以延迟可能涉及到与链轮36啮合(图9)的吊链16和16A缠绕在一起的趋势。

通过法兰82与外壳26连接的上部导向件76有在通过链轮36之前，分别接收吊链16和16A(图8)的孔80，这阻止了吊链16和16A缠绕在一起的趋势。

吊链16和16A都在链窝18中得到接收，并保存在其中，两条吊链都通过进入链窝的一侧空洞84(图10)，在吊链16和16A的两个方向都配置了接收吊链的空洞。

主吊链16在靠着空洞84的后壁上有两根底链，最底下的链条X与空洞部件86中的指示器是平的。上部十字螺钉88通过一个孔延伸，横跨带有螺母89的链条X的外侧。

安全吊链16A的最底下的链条Y以一侧为方向，安装在适合于此形状的空洞槽部件90(图10)内。较低螺钉90通过一个孔交叉延伸至位于空洞部件92(图10)容纳链条Y的位置，确保与插入十字孔96的螺母94和螺母98在螺钉96通过吊链16A链条边缘在同一个点上，将链条纳入链窝18。

小O型圈102防止链窝18中吊链16A松弛。

彩色盖104可简单用于区分吊链16和16A。

Claims (9)

1.一种用于起重机的起重机安全装置，其具有通过传动构件的旋转实现升降的缠绕主提升构件，所述主提升构件至少部分缠绕在传动构件上，以提升连接在所述主提升构件上的重物，从而仅通过所述主提升构件完全支撑所述重物，所述起重机安全装置包括缠绕安全提升构件，所述缠绕安全提升构件也至少部分缠绕在所述传动构件上，沿着所述主提升构件并排延伸且随之升高或降低并与所述重物连接，但具有比在所述传动构件和所述重物之间延伸的所述主提升构件更长的长度，以只要所述主提升构件保持完整就能够保持松弛，这样所述重物的任何部分就不会使该安全提升构件变得紧绷，但如果所述主提升构件断裂，则所述安全提升构件此后承担所述重物的全部重量。

2.根据权利要求1所述的起重机安全装置，其中，所述主提升构件和安全提升构件包含主吊链和独立的安全吊链，其中所述主吊链和所述安全吊链都由一系列传动槽中的一个相应啮合，所述传动槽位于链轮传动构件上并呈周边对齐状延伸，所述传动槽由电机驱动以任一方向旋转，从而通过所述链轮传动构件的旋转引起所述主吊链和所述安全吊链同时升降，但是只要所述主吊链是完整的，仅通过所述主吊链的运动将重物提升或降低，但是一旦所述主吊链断裂，则所述安全吊链独立支撑所述重物。

3.根据权利要求1所述的起重机安全装置，其中，所述安全提升构件比所述主提升构件更长，即使所述主提升构件在所述主提升构件的使用寿命内通过传动构件反复缠绕受到磨损而变长后，所述安全提升构件也保持比所述主提升构件更长。

4.根据权利要求2所述的起重机安全装置，其中，外壳上分别固定地安装成对的导板，将所述主吊链和所述安全吊链的长度夹在之间，所述主吊链和所述安全吊链卷入所述链轮传动构件时，所述成对的导板分别具有与每根吊链啮合的导面。

5.根据权利要求2所述的起重机安全装置，其中，所述主吊链和所述安全吊链的下端通过链窝与重物连接，使用者旋转所述重物时，安装的所述链窝相对于所述重物进行旋转，通过所述重物的旋转，将所述主吊链和所述安全吊链缠绕在一起的趋势降到最低。

6.一种用于起重机的起重机安全装置，其具有主吊链，所述主吊链由起重机传动装置升起而仅通过主吊链提升与所述主吊链连接的重物，所述安全装置包括安全吊链，所述安全吊链沿着所述主吊链并排延伸，由所述起重机传动装置同步移动，安全吊链连接所述重物，所述重物和所述起重机传动装置之间的长度比所述主吊链更长，以产生松弛，所述主吊链保持完整时在所述安全吊链中不支撑所述重物，而是在所述主吊链断裂时支撑所述重物的全部重量。

7.根据权利要求6所述的起重机安全装置，其中，所述主吊链和所述安全吊链的上部分都与旋转链轮上的一系列传动槽相应啮合，所述旋转链轮包括在所述起重机传动装置，使所述主吊链和所述安全吊链同时缠绕或放开，这样仅通过所述主吊链的移动就能使重物升降，所述主吊链保持完整时所述主吊链是唯一支撑所述重物的吊链，仅在所述主吊链断裂时所述安全吊链被所述重物的总重量紧绷，所述重物的总重量由所述安全吊链承担。

8.根据权利要求7所述的起重机安全装置，其中，所述主吊链和所述安全吊链都有单独收集容器，以收集和分配每条吊链。

9.一种主提升构件断裂时防止与支撑起重机中的重物的缠绕主提升构件相连的重物掉落的方法，所述主提升构件的下端连接到所述重物，从而成为所述重物的唯一支撑，所述方法包括：在所述主提升构件并排延伸安装一个缠绕安全提升构件，所述安全提升构件的下端紧邻所述主提升构件的下端，该安全提升构件比所述主提升构件的长度更长，以避免所述安全提升构件被所述重物的任何部分的重量紧绷，且连接到所述重物，只要所述主提升构件完整，由于所述安全提升构件的长度导致的松弛而不会支撑所述重物的任何部分的重量，所述主提升构件比所述安全提升构件短，以支撑所述重物的全部重量，这样所述安全提升构件就会具有松弛度，只要所述主提升构件保持完整就能够保持松弛，如果所述主提升构件断裂，所述安全提升构件会立即开始支撑所述重物，方法是承担所述重物的全部重量，然后继续承载所述重物的全部重量。

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