CN109292664A - 压绳装置、卷扬机及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械技术领域，公开了一种压绳装置、卷扬机及起重机。所述压绳装置包括：压辊(1)，所述压辊(1)可移动地压紧于缠绕在卷筒(2)上的钢丝绳；限位件(3)，所述限位件(3)设置为能够随所述压辊(1)同步移动；弹性件(4)，所述弹性件(4)能够对所述压辊(1)施加朝向所述卷筒(2)的偏置力以使所述压辊(1)随着所述卷筒(2)上钢丝绳层数的减少而朝向所述卷筒(2)移动；传感单元(5)，所述传感单元(5)设置为当所述压辊(1)移动至所述卷筒(2)上钢丝绳层数达到预设层数时能够与所述限位件(3)相感应并发出信号。本发明能够方便检测钢丝绳在卷筒上可释放层数的极限位置，起到防过放保护的作用。

Description

压绳装置、卷扬机及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体地涉及一种压绳装置、卷扬机及起重机。

背景技术

卷扬是起重机重要的工作机构之一，其主要作用是控制缠绕于卷筒表面的钢丝绳的收放，以便起重机在吊重作业中将重物升起或放下。

为防止钢丝绳在吊重作业中过放，通常在卷扬上设置有钢丝绳防过放保护装置，但是在实际应用中，检测钢丝绳在所述卷筒上的缠绕的层数较困难，普遍通过初始位置的标定和识别，对缠绕在滚筒上的钢丝绳的层数进行计数，这种计数方法通常会存在一定的误差，从而影响防过放装置的监控效果。

且现有的防过放装置通常直接与减速机、卷扬支架组合装配，线束在运输中损伤过大，不能满足控制系统、安全可靠性方面的要求。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种能够精准检测钢丝绳在卷筒上可释放层数的极限位置，起到防过放保护的作用的压绳装置。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种压绳装置，包括：

压辊，所述压辊可移动地压紧于缠绕在卷筒上的钢丝绳；

限位件，所述限位件设置为能够随所述压辊同步移动；

弹性件，所述弹性件能够对所述压辊施加朝向所述卷筒的偏置力以使所述压辊随着所述卷筒上钢丝绳层数的减少而朝向所述卷筒移动；

传感单元，所述传感单元设置为当所述压辊移动至所述卷筒上钢丝绳层数达到预设层数时能够与所述限位件相感应并发出信号。

优选地，所述压绳装置包括用于连接所述压辊和所述弹性件的连接件，所述限位件设置在所述连接件上。

优选地，所述弹性件的一端连接于所述连接件，所述弹性件的另一端通过支座固定于卷扬支架。

优选地，所述连接件包括转轴、第一连接臂和第二连接臂，所述转轴转动设置在所述卷扬支架上，所述转轴的轴线固定设置且与所述压辊的轴线平行，所述第一连接臂的一端与所述压辊转动连接，所述第一连接臂的另一端固定于所述转轴，所述第二连接臂的一端连接于所述弹性件，所述第二连接臂的另一端固定于所述转轴。

优选地，所述压绳装置包括防过放开关，所述防过放开关包括设置在所述传感单元上的能够通过与所述限位件之间的接触而触发所述防过放开关的滚轮。

本发明第二方面提供一种卷扬机，包括卷扬支架、转动设置在所述卷扬支架上的卷筒以及上述任意方案所述的压绳装置，所述传感单元设置在所述卷扬支架上。

优选地，所述压辊设置为沿轴向方向位置可调。

优选地，所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元。

优选地，所述卷扬机包括与所述卷筒同轴设置的用于检测所述卷筒转动圈数的转速检测装置，所述控制单元接收所述传感单元和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳。

本发明第三方面提供一种起重机，包括起重机主体和上述方案所述的卷扬机。

优选地，所述卷扬机包括与所述卷筒同轴设置的用于检测所述卷筒转动圈数的转速检测装置，其中：

所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元，所述控制单元接收所述传感单元和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳；和/或，所述起重机主体包括操作手柄和与所述操作手柄电连接的操控单元，所述转速检测装置根据检测的卷扬速度快慢向所述操控单元发送不同频率的脉冲信号，所述操控单元根据脉冲频率不同控制所述操作手柄发生相应频率的振动。

通过上述技术方案，本发明将用于压紧钢丝绳的压辊和防过放功能相结合，当卷筒上剩余钢丝绳层数达到预设层数时，所述限位件随压辊移动至与传感单元相感应的位置以发出信号控制卷扬机是否停止运行，从而方便检测钢丝绳在卷筒上可释放层数的极限位置，起到防过放保护的作用。且本发明通过逻辑控制程序实施相关危险动作的切换，信号传递灵敏稳定可靠。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的卷扬机的结构示意图；

图2是图1的卷扬机的侧视图；

图3是图1的卷扬机的电路控制原理图。

附图标记说明

1—压辊、2—卷筒、3—限位件、4—弹性件、5—传感单元、6—支座、7—卷扬支架、8—转轴、9—第一连接臂、10—第二连接臂、11—滚轮、12—传感器线束、13—接线插头。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的一个方面提供一种压绳装置，图1和图2中所显示的为本发明的压绳装置应用在卷扬机中的情形。具体地，所述压绳装置包括：

压辊1，所述压辊1可移动地压紧于缠绕在卷筒2上的钢丝绳；

限位件3，所述限位件3设置为能够随所述压辊1同步移动；

弹性件4，所述弹性件4能够对所述压辊1施加朝向所述卷筒2的偏置力以使所述压辊1随着所述卷筒2上钢丝绳层数的减少而朝向所述卷筒2移动；

传感单元5，所述传感单元5设置为当所述压辊1移动至所述卷筒2上钢丝绳层数达到预设层数时能够与所述限位件3相感应并发出信号。

可以理解地，由于所述弹性件4对所述压辊1施加朝向所述卷筒2的偏置力，随着所述卷筒2上钢丝绳层数的减少，所述弹性件4逐渐恢复形变，进而带动所述压辊1朝向所述卷筒2移动以始终压紧所述钢丝绳，相应地，所述压辊1将带动所述限位件3同步移动，当所述钢丝绳层数达到预设层数时，所述限位件3恰好移动至能够与所述传感单元5相感应的位置，从而使得所述传感单元5能够向下文所述的控制单元发送信号以控制卷扬机的工作，比如停止放绳，最终实现防过放保护的作用。

实际应用中，在满足上述防过放要求的基础上，为最大程度实现钢丝绳的利用，所述卷筒2上钢丝绳的预设层数通常设置为一层，即当卷筒2上钢丝绳的剩余层数为一层时，所述限位件3与所述传感单元5相感应。

需要注意的是，所述传感单元5将根据预设层数不同而设置在不同的位置，且使用过程中该位置不再改变，由此，可通过位置上的限定，对卷筒2上钢丝绳能够释放层数的极限进行限定，从而保证钢丝绳达到预设层数时，所述传感单元5能够发出信号。解释来说，若预设层数为两层，使用过程中，所述压辊1移动至压紧第二层钢丝绳的位置，所述限位件3随所述压辊1同步移动至限定位置，则所述传感单元5需固定设置在恰好能够与该限定位置处的限位件3相感应的位置。其中，所述传感单元5与所述限位件3之间的感应可以是接触感应或非接触感应。

通过上述技术方案，本发明的压绳装置将用于压紧钢丝绳的压辊和防过放功能相结合，当卷筒上剩余钢丝绳层数达到预设层数时，所述限位件随压辊移动至与传感单元相感应的位置以发出信号最终控制卷扬机是否停止运行，从而方便检测钢丝绳在卷筒上可释放层数的极限位置，起到防过放保护的作用。且本发明通过逻辑控制程序实施相关危险动作的切换，信号传递灵敏稳定可靠。

为了便于所述弹性件4对所述压辊1提供偏置力，所述压绳装置包括用于连接所述压辊1和所述弹性件4的连接件。由此，随着钢丝绳层数的减少，所述弹性件4恢复形变的过程中，将通过所述连接件带动所述压辊1朝向所述卷筒2移动。

其中，为保证所述限位件3随所述压辊1移动，可以考虑直接将所述限位件3设置在所述压辊1上，当然，也可以如本实施方式图中所示，将所述限位件3设置在与所述压辊1相连的连接件上。

可以理解地，在所述弹性件4恢复形变过程中，至少需要一个支撑点，以使所述弹性件4能够以逐渐靠近该支撑点的方向发生移动。具体地，所述弹性件4的一端连接于所述连接件，所述弹性件4的另一端通过支座6固定于卷扬支架7。其中，所述弹性件4的与所述支座6相固定的点即形成所述支撑点。

在本发明提供的具体实施方式中，所述连接件在能够实现上述连接所述压辊1和所述弹性件4的前提下，可以根据需要设置为任意结构形式。在本实施方式中，所述连接件包括转轴8、第一连接臂9和第二连接臂10，所述转轴8转动设置在所述卷扬支架7上，所述转轴8的轴线固定设置且与所述压辊1的轴线平行，所述第一连接臂9的一端与所述压辊1转动连接，所述第一连接臂9的另一端固定于所述转轴8，所述第二连接臂10的一端连接于所述弹性件4，所述第二连接臂10的另一端固定于所述转轴8。

由于所述转轴8转动设置在所述卷扬支架7上，且所述转轴8的轴线固定设置，因此所述转轴8转动过程中不会发生位置变化，仅在原地转动。

压绳装置的安装过程中，所述弹性件4为拉伸状态并在远离卷筒2的方向上发生形变，以使所述弹性件4对所述压辊1提供朝向卷筒2的偏置力。由此在卷扬机放绳过程中，随着钢丝绳层数的减少，所述弹性件4将逐渐恢复形变，朝向所述卷筒2发生偏移，由于弹性件4的一端为固定状态，另一端连接至所述第二连接臂10，所述第二连接臂10与所述转轴8固定连接，通过所述弹性件4对所述第二连接臂10的牵引，将带动所述转轴8发生转动，又由于所述转轴8上固定连接有所述第一连接臂9，所述第一连接臂9上转动连接有所述压辊1，进而，所述转轴8的转动将带动所述第一连接臂9和所述压辊1发生朝向卷筒2的偏移，直至所述压辊1抵靠在所述卷筒2的钢丝绳上，从而实现对钢丝绳的压紧。其中，所述压辊1的轴线和所述转轴8的轴线相互平行且二者之间的距离保持不变，所述压辊1与所述第一连接臂9转动连接以保证压辊1压绳过程中，所述压辊1能够依靠摩擦力随钢丝绳的放绳而发生转动，从而保证压绳效果，使得钢丝绳平整排列在所述卷筒2上。

本实施方式中，为了在所述压辊1带动所述限位件3移动至所述钢丝绳层数达到预设层数时，所述传感单元5能够被感应以发出信号，所述压绳装置包括防过放开关。具体地，所述防过放开关包括设置在所述传感单元5上的能够通过与所述限位件3之间的接触而触发所述防过放开关的滚轮11。

此时，所述防过放开关为微动开关或行程开关，通过所述滚轮11与所述限位件3之间的接触而触发开关以连通所述传感单元，以便所述传感单元发出信号至下文记载的控制单元。

当然，在其他一些实施方式中，也可以通过非接触的方式使所述传感单元5发生感应，比如，在所述传感单元上设置能够与所述限位件3相感应的感应件，所述限位件3和所述感应件中的一者为金属片，所述限位件3和所述感应件中的另一者为接近开关，以使二者能够在感应距离内发生非接触式的感应。为达到在钢丝绳达到预设层数时二者恰好相互感应的目的，需要将所述感应件设置在特定固定位置，具体原理同上述接触感应，此处不作过多描述。

本发明第二方面提供一种卷扬机，包括卷扬支架7、转动设置在所述卷扬支架7上的卷筒2以及上述任意方案所述的压绳装置，所述传感单元5设置在所述卷扬支架7上。具体地，该卷扬机具有以上压绳装置所具有的全部优点，通过设置所述压绳装置，从而方便检测钢丝绳在卷筒上可释放层数的极限位置，起到对卷扬机放绳过程中的防过放保护作用。

其中，所述传感单元5通过传感器线束12连接有接线插头13，使用过程中，将所述接线插头13接通，通过上述记载的接触或非接触式感应，触发所述传感单元5发出信号。

进一步地，为了便于调整所述压辊1相对所述卷筒2的位置，以根据不同需要来压紧卷筒2上不同区域的钢丝绳，所述压辊1设置为沿轴向方向位置可调，保证压辊1的对位精准，防止钢丝绳跑绳，解决了常规压绳装置不能进行位置调节的缺陷，增加了压辊1的使用寿命。由于所述压辊1通过连接件连接至所述转轴8，因此，可进一步调节所述第二连接臂10在所述转轴8上的安装位置，具体可以采用任意适宜的方式来实现上述调节，比如可以考虑在所述第二连接臂10的两侧设置能够对所述第二连接臂10的安装位置进行限位的螺栓结构、或者在所述转轴8上沿轴向设置有多个用于安装所述第二连接臂10的安装孔等。

此外，为了接受所述传感单元5发出的信号以实现对整个卷扬机工作状态的控制，所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元。这样，当所述钢丝绳层数达到设定层数时，所述限位件3移动到相应位置与所述传感单元5相感应，所述传感单元5将信号发送至所述控制单元，即可控制卷扬机停止放绳，也就是控制缠绕有钢丝绳的卷筒2停止转动，具体地，该控制单元可以直接控制驱动卷筒2转动的电机的工作状态来实现上述目的。

为实现双重保护的作用，所述卷扬机包括与所述卷筒2同轴设置的用于检测所述卷筒2转动圈数的转速检测装置，所述控制单元接收所述传感单元5和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒2上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳。

其中，所述转速检测装置可以测量卷筒2转动圈数，而钢丝绳与卷筒2是同步转动，从而可以获得钢丝绳的转动圈数，由于钢丝绳长度是已知固定的，相应地，能够根据放绳圈数，确定卷筒2上剩余钢丝绳圈数，从而可以设定当钢丝绳圈数仅为三圈时向所述控制单元发出信号。可以理解地，上述保护圈数可根据实际应用需要进行任意设定，不局限于上述记载中的三圈。需要说明的是，对钢丝绳上剩余圈数的检测也可以采用现有技术中其他任意适宜的装置或结构来完成，比如编码器等，本发明对此不作限制。

可见，本发明通过将钢丝绳剩余圈数检测与是否达到预设层数检测相结合，在放绳过程中，当钢丝绳达到预设层数时，所述传感单元5发送信号至控制单元，控制单元接收到该信号后可不控制停止放绳，直到钢丝绳剩余圈数达到预设圈数时所述转速检测装置发送信号至控制单元，所述控制单元同时接收到上述两个信号后，才控制卷扬机停止放绳。在本实施方式中，即卷筒2上钢丝绳仅剩最后一层的最后三圈时停止放绳，避免单独使用任意一者检测而造成误差的情况发生，通过对圈数或层数双重限制，有效减少误差，保证防护精准。

本发明第三方面提供一种起重机，包括起重机主体和上述方案所述的卷扬机。该起重机具有上述卷扬机和压绳装置所具有的的全部优点。

进一步地，所述卷扬机包括与所述卷筒2同轴设置的用于检测所述卷筒2转动圈数的转速检测装置，其中：

所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元，所述控制单元接收所述传感单元5和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒2上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳；和/或，

所述起重机主体包括操作手柄和与所述操作手柄电连接的操控单元，所述转速检测装置根据检测的卷扬速度快慢向所述操控单元发送不同频率的脉冲信号，所述操控单元根据脉冲频率不同控制所述操作手柄发生相应频率的振动。

需要说明的是，所述操控单元可以单独用于控制所述操作手柄，也可以所述控制单元集成，通过所述控制单元来控制所述操作手柄，本发明对此不作限制。

通过上述技术方案可知，本发明的所述转速检测装置不仅能够测量钢丝绳圈数，还能够测量卷扬速度快慢，由此通过操作手柄振动频率来判断目前卷扬放绳速率，从而方便操作人员实时监控放绳过程，必要时进行人为控制或干预。

结合图3，通常来说，卷扬机包括主卷扬和副卷扬，可以理解地，所述主卷扬和副卷扬均可对应设置上述记载的压绳装置，操作过程中，通过控制单元接收卷扬的防过放开关和转速检测装置的信号，从而判断钢丝绳的层数和圈数是否达到预设极限，实现整体放绳的防过放保护。需要说明的是，本实施方式中，所述控制单元为PLC控制器。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种压绳装置，其特征在于，包括：

压辊(1)，所述压辊(1)可移动地压紧于缠绕在卷筒(2)上的钢丝绳；

限位件(3)，所述限位件(3)设置为能够随所述压辊(1)同步移动；

弹性件(4)，所述弹性件(4)能够对所述压辊(1)施加朝向所述卷筒(2)的偏置力以使所述压辊(1)随着所述卷筒(2)上钢丝绳层数的减少而朝向所述卷筒(2)移动；

传感单元(5)，所述传感单元(5)设置为当所述压辊(1)移动至所述卷筒(2)上钢丝绳层数达到预设层数时能够与所述限位件(3)相感应并发出信号。

2.根据权利要求1所述的压绳装置，其特征在于，所述压绳装置包括用于连接所述压辊(1)和所述弹性件(4)的连接件，所述限位件(3)设置在所述连接件上。

3.根据权利要求2所述的压绳装置，其特征在于，所述弹性件(4)的一端连接于所述连接件，所述弹性件(4)的另一端通过支座(6)固定于卷扬支架(7)。

4.根据权利要求2所述的压绳装置，其特征在于，所述连接件包括转轴(8)、第一连接臂(9)和第二连接臂(10)，所述转轴(8)转动设置在所述卷扬支架(7)上，所述转轴(8)的轴线固定设置且与所述压辊(1)的轴线平行，所述第一连接臂(9)的一端与所述压辊(1)转动连接，所述第一连接臂(9)的另一端固定于所述转轴(8)，所述第二连接臂(10)的一端连接于所述弹性件(4)，所述第二连接臂(10)的另一端固定于所述转轴(8)。

5.根据权利要求1所述的压绳装置，其特征在于，所述压绳装置包括防过放开关，所述防过放开关包括设置在所述传感单元(5)上的能够通过与所述限位件(3)之间的接触而触发所述防过放开关的滚轮(11)。

6.一种卷扬机，其特征在于，包括卷扬支架(7)、转动设置在所述卷扬支架(7)上的卷筒(2)以及权利要求1-5中任意一项所述的压绳装置，所述传感单元(5)设置在所述卷扬支架(7)上。

7.根据权利要求6所述的卷扬机，其特征在于，所述压辊(1)设置为沿轴向方向位置可调。

8.根据权利要求6所述的卷扬机，其特征在于，所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元。

9.根据权利要求8所述的卷扬机，其特征在于，所述卷扬机包括与所述卷筒(2)同轴设置的用于检测所述卷筒(2)转动圈数的转速检测装置，所述控制单元接收所述传感单元(5)和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒(2)上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳。

10.一种起重机，其特征在于，包括起重机主体和权利要求6或7所述的卷扬机。

11.根据权利要求10所述的起重机，其特征在于，所述卷扬机包括与所述卷筒(2)同轴设置的用于检测所述卷筒(2)转动圈数的转速检测装置，其中：

所述卷扬机包括用于控制所述卷扬机停止放绳的控制单元，所述控制单元接收所述传感单元(5)和所述转速检测装置的信号以在所述卷筒(2)上剩余钢丝绳同时达到预设层数和预设圈数的情况下控制所述卷扬机停止放绳；和/或，

所述起重机主体包括操作手柄和与所述操作手柄电连接的操控单元，所述转速检测装置根据检测的卷扬速度快慢向所述操控单元发送不同频率的脉冲信号，所述操控单元根据脉冲频率不同控制所述操作手柄发生相应频率的振动。