CN110407121B - 一种卷扬机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷扬机，包括框架、卷绳组件、紧绳组件、起重绳，卷绳组件包括卷筒、第一驱动单元，卷筒可转动连接于框架，第一驱动单元连接于卷筒，用于驱动卷筒绕自身轴线转动；紧绳组件包括支座单元、紧绳轮、压绳轮、第二驱动单元，支座单元沿卷筒的轴向可移动连接于框架，紧绳轮可转动连接于支座单元，压绳轮可转动连接于支座单元、第二驱动单元的输出轴与紧绳轮相连接，用于驱动紧绳轮沿自身轴线转动；第二驱动单元设置于支座单元上，且第二驱动单元的输出轴与紧绳轮相连接。起重绳的一端绕设于卷筒、另一端从压绳轮与紧绳轮之间可滑动穿过，且起重绳抵接于紧绳轮、压绳轮。本发明能有效防止卷扬机收绳放绳时钢丝绳出现松弛。

Description

一种卷扬机

技术领域

本发明涉及起重技术领域，具体涉及一种卷扬机。

背景技术

卷扬机是可单独起吊重物使用，也可作起重、筑路和矿井提升等机械中的组成部件，因操作简单、绕绳量大、移置方便而广泛应用，主要运用于建筑、水利工程、林业、矿山、码头等的物料升降或平拖。但是现有的卷扬机存在缺陷，卷扬机空载收绳、放绳过程中，可能因为吊具质量太轻或钢丝绳摆角较大，钢丝绳张紧力过小，从而影响钢丝绳在卷筒上的缠绕紧密度，出现缠绕松弛的现象，导致咬绳、跳绳、形成多层缠绕，影响钢丝绳的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种卷扬机，解决现有技术中卷扬机收绳、放绳时钢丝绳容易出现缠绕松弛的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种卷扬机，其特征在于，包括：

框架；

卷绳组件，包括卷筒、第一驱动单元，所述卷筒可转动连接于所述框架，所述第一驱动单元连接于所述卷筒，用于驱动所述卷筒绕自身轴线转动；

紧绳组件，包括支座单元、紧绳轮、至少一个压绳轮、第二驱动单元，所述支座单元沿所述卷筒的轴向可移动连接于所述框架，所述紧绳轮可转动连接于所述支座单元，所述压绳轮沿所述紧绳轮的周向设置，且所述压绳轮可转动连接于所述支座单元，所述第二驱动单元设置于所述支座单元上，且所述第二驱动单元的输出轴与所述紧绳轮相连接，用于驱动所述紧绳轮沿自身轴线转动。

起重绳，所述起重绳的一端绕设于所述卷筒、另一端从所述压绳轮与所述紧绳轮之间可滑动穿过，且所述起重绳抵接于所述紧绳轮、压绳轮。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：本发明通过设置卷筒、第一驱动单元、支座单元、紧绳轮、压绳轮、第二驱动单元，通过第一驱动单元带动卷筒绕自身轴线转动，卷筒的转动作为排绳动作的动力源，并利用紧绳轮和压绳轮的相互作用夹紧起重绳，使得紧绳组件和卷筒之间的起重绳始终处于紧绷的状态，避免卷扬机空载收绳、放绳过程中出现缠绕松弛而导致咬绳、跳绳；在卷筒放绳过程中，第二驱动单元工作，并带动紧绳轮旋转，且使紧绳轮的旋转线速度方向与起重绳运动方向一致，同时控制紧绳轮的旋转线速度大于卷筒的旋转线速度，紧绳轮与起重绳有相对滑动，滑动摩擦力使紧绳轮绷紧绳。在卷筒收绳过程中，第二驱动单元的控制状态可以为两种，第一种是第二驱动单元的输出轴不主动转动，紧绳轮静止不动，由于紧绳轮和压绳轮的压紧，起重绳与紧绳轮之间的摩擦力带动紧绳轮、第二驱动单元的输出轴旋转，产生阻止起重绳运动的阻力，从而使起重绳在绕进卷筒之前处于绷紧的状态；第二驱动单元的第二种控制状态为第二驱动单元的输出轴主动转动，并带动紧绳轮旋转，且使紧绳轮的旋转线速度方向与起重绳运动方向一致，同时控制紧绳轮的旋转线速度小于卷筒的旋转线速度，紧绳轮与起重绳有相对滑动，滑动摩擦力使紧绳轮绷紧起重绳，该种方式较第一种方式，能减少起重绳及紧绳轮的磨损。两种方式均能使处于紧绳组件和卷筒之间的起重绳始终被拉直，从而实现卷扬机在收绳时起重绳在卷筒上紧密有序缠绕。

附图说明

图1是本发明的三维示意图；

图2是本发明中框架、卷绳组件以及紧绳组件的三维示意图；

图3是本发明中框架、卷绳组件以及紧绳组件另一视角的三维示意图；

图4是本发明中框架、卷绳组件以及紧绳组件的结构示意图；

图5是本发明中滑动块、支座单元、紧绳轮、压绳轮以及第二驱动单元的三维示意图；

图6是本发明中滑动块、支座单元、紧绳轮、压绳轮以及第二驱动单元的结构示意图；

图7是本发明中可调支撑脚的结构示意图；

图8是图7中A处的局部放大示意图；

图9是图7中B处的局部放大示意图；

图10是图7中C处的局部放大示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种卷扬机，如图1至10所示，包括框架1、卷绳组件2、紧绳组件3、起重绳4、多个可调支撑脚5，框架1包括两个固定板11、多个连接杆12，两个固定板11相互平行且间隔设置；多个连接杆12相互平行设置，连接杆12的两端分别连接于两个固定板11。优选的，连接杆12的数量为六个，三个连接杆12靠近固定板11的上端设置、另外三个连接杆12靠近固定板11的下端设置。

卷绳组件2包括卷筒21、第一驱动单元22，卷筒21可转动连接于框架1，且卷筒21的外周面开设有一螺旋槽，所述螺旋槽沿卷筒21的轴向设置；

优选的，卷筒21设置于两个固定板11之间，卷绳组件2还包括两个第一连接轴23，两个第一连接轴23同轴设置于卷筒21的两端，且第一连接轴23的一端连接于卷筒21、另一端可转动连接于固定板11。

第一驱动单元22连接于卷筒21，用于驱动卷筒21绕自身轴线转动，第一驱动单元22可以为第一电机223加链条或者为第一电机223加皮带的方式驱动卷筒21转动；优选的，第一驱动单元22包括第二连接轴221、减速器222、第一电机223、传动单元224，第二连接轴221沿卷筒21的轴向可转动连接于固定板11，减速器222设置于两个固定板11之间，且减速器222通过扭矩臂、螺栓可拆卸连接于固定板11，且减速器222的输出轴同轴连接于第二连接轴221；第一电机223的输出轴同轴连接于减速器222的输入轴；传动单元224包括第一传动链轮2241、第二传动链轮2242、第一传动链条2243，第一传动链轮2241同轴且固定套设于第一连接轴23，第二传动链轮2242同轴且固定套设于第二连接轴221，第一传动链条2243的两端分别配合套设于第一传动链轮2241、第二传动链轮2242。

进一步优选的，第一连接轴23、第二连接轴221均通过深沟球轴承可转动连接于固定板11。

紧绳组件3包括一导向移动单元31、支座单元32、紧绳轮33、至少一个压绳轮34、第二驱动单元35、一连接单元36，导向移动单元31包括丝杆311、导向杆312、滑动块313，丝杆311、导向杆312沿卷筒21的轴向可转动连接于框架1；滑动块313沿卷筒21的轴向开设有一螺纹孔、一导向孔，滑动块313经所述螺纹孔配合套设于丝杆311，滑动块313经所述导向孔可滑动套设于导向杆312。

优选的，丝杆311、导向杆312的两端分别可转动连接于固定板11，连接处均设置有深沟球轴承，通过深沟球轴承可转动连接于固定板11；滑动块313设置于两个固定板11之间。

支座单元32沿卷筒21的轴向可移动连接于框架1，且支座单元32连接于滑动块313；优选的，支座单元32包括两个支座板321，两个支座板321相互平行且间隔设置，支座板321可拆卸连接于滑动块313，且支座板321均开设有多个条形孔，所述条形孔沿紧绳轮33的轴向贯穿两个支座板321；且多个所述条形孔沿紧绳轮33的周向等距分布，每一所述条形孔沿紧绳轮33的径向设置；压绳轮34与条形孔一一对应设置。

紧绳轮33可转动连接于支座单元32，压绳轮34沿紧绳轮33的周向设置，且压绳轮34可转动连接于支座单元32；第二驱动单元35设置于支座单元32上，且第二驱动单元35的输出轴与紧绳轮33相连接，用于驱动紧绳轮33沿自身轴线转动。

优选的，支座板321沿卷筒21的轴向开设有一固定孔，所述固定孔贯穿两个支座板321；紧绳轮33包括一第一转轴331、两个第一轴承332、轮体333，第一转轴331的两端经所述固定孔可转动穿过两个支座板321；第一轴承332与支座板321一一对应设置，且第一轴承332的内圈固定套设于第一转轴331、外圈固定连接于所述固定孔的内壁；轮体333固定套设置于第一转轴331，且轮体333设置于两个支座板321之间。

优选的，每一压绳轮34包括第二转轴341、一第二轴承342，第二转轴341经所述条形孔穿过两个支座板321，且第二转轴341可沿所述条形孔的长度方向滑动；第二轴承342的内圈固定套设于第二转轴341，且第二轴承342设置于两个支座板321之间。

进一步优选的，第二转轴341的两端同轴开设有外螺纹，每一压绳轮34还包括两个固定螺母343，固定螺母343分别螺纹连接于第二转轴341的两端，且固定螺母343抵接于支座板321远离另一支座板321的一端。

通过设置条形孔，使得压绳轮34在有需要时能沿条形孔的长度方向发生滑动，使得紧绳轮33与压绳轮34之间的间距可以调节，能压紧不同直径的起重绳4。

连接单元36包括第一连接链轮361、第二连接链轮362、第一连接链条363，第一连接链轮361同轴连接于卷筒21；第二连接链轮362同轴连接于丝杆311；第一连接链条363的两端分别配合套设于第一连接链轮361、第二连接链轮362。

优选的，第一连接链轮361同轴且固定套设于第一连接轴23，第二连接链轮362同轴且固定套设于丝杆311。

第二驱动单元35可拆卸连接于支座板321，且第二驱动单元35的输出轴同轴连接于第一转轴331，第二驱动单元35可以为伺服电机、步进电机、减速电机等各种电机，优选的，第二驱动单元35为减速电机。

压绳轮34的数量为四个，四个压绳轮34设置于紧绳轮33靠近卷筒21的一侧，且压绳轮34、紧绳轮33、滑动块313靠近卷筒21的下端设置；滑动块313开设有一通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿滑动块313，且所述通孔设置于丝杆311与导向杆312之间。

起重绳4的一端绕设于卷筒21、另一端从压绳轮34与紧绳轮33之间可滑动穿过，且起重绳4抵接于紧绳轮33、压绳轮34；优选的，起重绳4从轮体333与第二轴承342之间穿过四个压绳轮34、紧绳轮33，起重绳4抵接于第二轴承342、轮体333，且起重绳4的另一端从压绳轮34与紧绳轮33之间穿过后从所述通孔穿过滑动块313，起重绳4为钢丝绳。

可调支撑脚5的长度可以调节，且可调支撑脚5连接于框架1；优选的，可调支撑脚5的数量为四个，两个可调支撑脚5的一端连接于一固定板11、另外两个可调支撑脚5的一端连接于另一固定板11，四个可调支撑脚5的另一端向相互远离的方向倾斜设置，每一可调支撑脚5包括第一套筒51、第一固定轴52、调节块53、第二固定轴54、连接块55、支撑块56、球体57，第一套筒51的一端通过螺栓连接于固定板11，第一套筒51的另一端的外壁沿轴向开设有第一外螺纹。

第一固定轴52的外壁沿轴向开设有第二外螺纹，第一固定轴52的一端可滑动插设于第一套筒51，第一固定轴52的另一端沿轴向开设有一第一螺纹孔。

调节块53沿第一固定轴52的轴向开设有一第二螺纹孔、第三螺纹孔，所述第二螺纹孔的一端与外界相连通，所述第三螺纹孔的一端与所述第二螺纹孔相连通另一端与外界相连通；调节块53经所述第二螺纹孔螺纹连接于第一套筒51的另一端，调节块53经所述第三螺纹孔螺纹连接于第一固定轴52。

第二固定轴54沿第一固定轴52的轴向设置，第二固定轴54的一端沿第一固定轴52的轴向开设有一第四螺纹孔，第二固定轴54的另一端沿轴向开设有一第五螺纹孔。

连接块55设置于第一固定轴52、第二固定轴54之间且分别抵接于第一固定轴52、第二固定轴54，连接块55的两端分别向外凸出形成有两个第一螺纹杆58、一第一螺纹杆58经所述第一螺纹孔螺纹连接于第一固定轴52、另一第一螺纹杆58经所述第四螺纹孔螺纹连接于第二固定轴54；两个第一螺纹杆58的螺纹旋向相反。

进一步优选的，连接块55与两个第一螺纹杆58一体成型。

支撑块56的上端向内凹陷形成有一半球形的凹槽，球体57可转动且部分嵌设于所述凹槽，球体57向外凸出形成有一第二螺纹杆59，第二螺纹杆59经所述第五螺纹孔同轴且螺纹连接于第二固定轴54的另一端。进一步优选的，球体57与第二螺纹杆59一体成型。

通过设置第一套筒51、第一固定轴52、调节块53、第二固定轴54、连接块55、支撑块56、球体57，使得框架1、卷筒21的高度能方便的进行调节，且卷扬机能稳固的支撑在一些复杂的支撑面上。

本发明的具体工作流程：当需要进行收绳或放绳时，启动第一电机223，第一电机223带动减速器222的输入轴转动，减速器222的输出轴通过第二连接轴221带动第一传动链轮2241转动，第一传动链轮2241通过第一传动链条2243带动第二传动链轮2242转动，第二传动链轮2242带动第一连接轴23、卷筒21转动，由于起重绳4的一端绕设于卷筒21，通过第一电机223的正反转，使得卷筒21正反转，实现了收绳或放绳；且由于卷筒21上设置有所述螺旋槽，起重绳4绕设于卷筒21上时，能绕设于相对应的螺旋槽，使得起重绳4能更均匀更有序的绕设于卷筒21。

排绳动作：第一连接轴带动第一连接链轮361转动，第一连接链轮361通过第一连接链条363带动第二连接链轮362转动，第二连接链轮362带动丝杆311转动，当丝杆311转动时，通过丝杆311和滑动块313的螺纹孔之间的螺纹副运动，在丝杆311转动的同时使滑动块313在丝杆311和导向杆312之上沿轴向移动，通过控制第一电机223的正反转，使得丝杆311正反转，实现了滑动块313在丝杆311上的往复移动；通过配置第一连接链轮361与第二连接链轮362的传动比，可以实现当卷筒21转动时，起重绳4沿卷筒21轴向的绕绳速度与滑动块313的移动速度一致，从而使紧绳轮33与压绳轮34之间的运动通道始终与卷筒21的出绳位置在竖向保持对齐，避免起重绳4的偏摆使起重绳4在卷筒21的入绳角过大而导致绕绳时的咬绳、跳绳现象，使起重绳4在卷筒21上有序缠绕。

紧绳轮33与各压绳轮34之间留有缝隙，形成起重绳4的运动通道，设计及安装时保证紧绳轮33与各压绳轮34的缝隙小于起重绳4的直径，同时保证起重绳4能顺利穿过缝隙，且被紧绳轮33与压绳轮34压紧。减速电机的输出轴与紧绳轮33相连接，可驱动紧绳轮33旋转。工作时，起重绳4从卷筒21上绕出后穿过紧绳轮33与压绳轮34之间的运动通道，最后从滑动块313的通孔穿出，穿出后的起重绳4连接吊具。

紧绳动作：起重绳4在运动通道中被紧绳轮33和四个压绳轮34压紧。在卷筒21放绳过程中，减速电机工作，并带动紧绳轮33旋转，且使紧绳轮33的旋转线速度方向与起重绳4运动方向一致，同时控制紧绳轮33的旋转线速度大于卷筒21的旋转线速度，紧绳轮33与起重绳4有相对滑动，滑动摩擦力使紧绳轮33绷紧起重绳4。在卷筒21收绳过程中，紧绳减速电机的控制状态可以为两种，第一种是不通电，紧绳轮33静止不动，起重绳4在紧绳组件3的运动通道中向卷筒21运动时，由于紧绳轮33和压绳轮34的压紧，起重绳4与紧绳轮33之间的摩擦力带动紧绳轮33、减速电机的输出轴旋转，产生阻止起重绳4运动的阻力，从而使起重绳4在绕进卷筒21之前处于绷紧的状态；减速电机的第二种控制状态为通电旋转，并带动紧绳轮33旋转，且使紧绳轮33的旋转线速度方向与起重绳4运动方向一致，同时控制紧绳轮33的旋转线速度小于卷筒21的旋转线速度，紧绳轮33与起重绳4有相对滑动，滑动摩擦力使紧绳轮33绷紧起重绳4，该种方式较第一种方式，能减少起重绳4及紧绳轮33的磨损；两种方式均能使处于紧绳组件3和卷筒21之间的起重绳4始终被拉直，从而实现卷扬机在收绳时起重绳4在卷筒21上紧密有序缠绕；上述过程中减速电机、第一电机223的正反转以及转速的调节均为现有技术，本发明不再过多进行阐述。本发明的紧绳动作能避免卷扬机空载收绳、放绳过程中出现缠绕松弛而导致绕绳时的咬绳、跳绳现象。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种卷扬机，其特征在于，包括：

框架；

卷绳组件，包括卷筒、第一驱动单元，所述卷筒可转动连接于所述框架，所述第一驱动单元连接于所述卷筒，用于驱动所述卷筒绕自身轴线转动；

紧绳组件，包括支座单元、紧绳轮、至少一个压绳轮、第二驱动单元、一导向移动单元、一连接单元，所述支座单元沿所述卷筒的轴向可移动连接于所述框架，所述紧绳轮可转动连接于所述支座单元，所述压绳轮沿所述紧绳轮的周向设置，且所述压绳轮可转动连接于所述支座单元，所述第二驱动单元设置于所述支座单元上，且所述第二驱动单元的输出轴与所述紧绳轮相连接，用于驱动所述紧绳轮沿自身轴线转动；所述导向移动单元包括丝杆、导向杆、滑动块，所述丝杆、导向杆沿所述卷筒的轴向可转动连接于所述框架；所述滑动块沿所述卷筒的轴向开设有一螺纹孔、一导向孔，所述滑动块经所述螺纹孔配合套设于所述丝杆，所述滑动块经所述导向孔可滑动套设于所述导向杆，且所述滑动块连接于所述支座单元，所述连接单元包括第一连接链轮、第二连接链轮、第一连接链条，所述第一连接链轮同轴连接于所述卷筒；所述第二连接链轮同轴连接于所述丝杆；所述第一连接链条的两端分别配合套设于所述第一连接链轮、第二连接链轮；

起重绳，所述起重绳的一端绕设于所述卷筒、另一端从所述压绳轮与所述紧绳轮之间可滑动穿过，且所述起重绳抵接于所述紧绳轮、压绳轮；

多个可调支撑脚，所述可调支撑脚的长度可以调节，每一所述可调支撑脚包括第一套筒、第一固定轴、调节块、第二固定轴、连接块、支撑块、球体，所述第一套筒的一端通过螺栓连接于所述框架，所述第一套筒的另一端的外壁沿轴向开设有第一外螺纹；

所述第一固定轴的外壁沿轴向开设有第二外螺纹，所述第一固定轴的一端可滑动插设于所述第一套筒，所述第一固定轴的另一端沿轴向开设有一第一螺纹孔，所述调节块沿所述第一固定轴的轴向开设有一第二螺纹孔、第三螺纹孔，所述第二螺纹孔的一端与外界相连通，所述第三螺纹孔的一端与所述第二螺纹孔相连通另一端与外界相连通；所述调节块经所述第二螺纹孔螺纹连接于所述第一套筒的另一端，所述调节块经所述第三螺纹孔螺纹连接于所述第一固定轴；

所述第二固定轴沿所述第一固定轴的轴向设置，所述第二固定轴的一端沿所述第一固定轴的轴向开设有一第四螺纹孔，所述第二固定轴的另一端沿轴向开设有一第五螺纹孔；

所述连接块设置于所述第一固定轴、第二固定轴之间且分别抵接于所述第一固定轴、第二固定轴，所述连接块的两端分别向外凸出形成有两个所述第一螺纹杆，一所述第一螺纹杆经所述第一螺纹孔螺纹连接于所述第一固定轴、另一所述第一螺纹杆经所述第四螺纹孔螺纹连接于所述第二固定轴；两个所述第一螺纹杆的螺纹旋向相反；

所述支撑块的上端向内凹陷形成有一半球形的凹槽，所述球体可转动且部分嵌设于所述凹槽，所述球体向外凸出形成有一所述第二螺纹杆，所述第二螺纹杆经所述第五螺纹孔同轴且螺纹连接于所述第二固定轴的另一端；

放绳过程中，所述紧绳轮的旋转线速度方向与所述起重绳的运动方向一致，所述第二驱动单元驱动所述紧绳轮的旋转线速度大于所述卷筒，收绳过程所述第二驱动单元可以有两种状态，第一种状态为所述输出轴不主动转动，第二种状态为，所述紧绳轮的旋转线速度方向与所述起重绳运动方向一致，所述第二驱动单元驱动紧绳轮的旋转线速度小于所述卷筒。

2.根据权利要求1所述的卷扬机，其特征在于，所述卷筒的外周面开设有一螺旋槽，所述螺旋槽沿所述卷筒的轴向设置。

3.根据权利要求1所述的卷扬机，其特征在于，所述支座单元包括两个支座板，两个所述支座板相互平行且间隔设置，所述支座板可拆卸连接于所述滑动块，且所述支座板均开设有多个条形孔，所述条形孔沿所述紧绳轮的轴向贯穿两个所述支座板；且多个所述条形孔沿所述紧绳轮的周向等距分布，每一所述条形孔沿所述紧绳轮的径向设置；所述压绳轮与条形孔一一对应设置。

4.根据权利要求3所述的卷扬机，其特征在于，所述支座板沿所述卷筒的轴向开设有一固定孔，所述固定孔贯穿两个所述支座板；所述紧绳轮包括一第一转轴、两个第一轴承、轮体，所述第一转轴的两端经所述固定孔可转动穿过两个所述支座板；所述第一轴承与所述支座板一一对应设置，且所述第一轴承的内圈固定套设于所述第一转轴、外圈连接于设于所述固定孔的内壁；所述轮体固定套设置于所述第一转轴，且所述轮体设置于两个所述支座板之间。

5.根据权利要求3所述的卷扬机，其特征在于，每一所述压绳轮包括第二转轴、一第二轴承，所述第二转轴经所述条形孔穿过两个所述支座板，且所述第二转轴可沿所述条形孔的长度方向滑动；所述第二轴承的内圈固定套设于所述第二转轴，且所述第二轴承设置于两个所述支座板之间。

6.根据权利要求4所述的卷扬机，其特征在于，所述第二驱动单元可拆卸连接于所述支座板，且所述第二驱动单元的输出轴同轴连接于所述第一转轴。

7.根据权利要求1所述的卷扬机，其特征在于，所述压绳轮的数量为四个，四个所述压绳轮设置于所述紧绳轮靠近所述卷筒的一侧；所述滑动块开设有一通孔，所述通孔沿竖直方向贯穿所述滑动块，且所述通孔设置于所述丝杆与所述导向杆之间；所述起重绳的另一端从所述压绳轮与所述紧绳轮之间穿过后从所述通孔穿过所述滑动块。

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