CN110510532A - 一种塔机起升钢丝绳防扭转装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种塔机起升钢丝绳防扭转装置及使用方法，防扭转装置包括固定连接在塔机起重臂上的安装座和用于连接钢丝绳的钢丝绳接头，安装座内安装有一可相对安装座转动的螺栓轴，螺栓轴位于安装座外的螺栓轴头部与钢丝绳接头固定连接，安装座内的螺栓轴上固定套设有棘轮，棘轮上设置有与棘轮配合的棘爪，棘爪与一操纵元件相连，操纵元件活动支承在安装座上，操纵元件可移动棘爪，使得棘爪与棘轮逆时针卡配、顺时针卡配和与棘轮脱离。该防扭转装置可减少主卷扬钢丝绳互相缠绕，延长钢丝绳使用寿命，为塔机安全使用提供保障。

Description

一种塔机起升钢丝绳防扭转装置及使用方法

技术领域

本发明涉及塔机起升钢丝绳防扭转设备技术领域，尤其涉及一种塔机起升钢丝绳防扭转装置及使用方法。

背景技术

钢丝绳具有强度高，挠性好，工作稳定可靠的特点，被广泛应用于塔机起升机构中。然而，钢丝绳在张力作用下其内的螺旋要素相互作用产生内力，这些内力可分解为与钢丝绳轴线平行的轴向分力和与钢丝绳轴线垂直的径向分力，而径向分力使钢丝绳产生扭转。钢丝绳在该内力作用下，容易产生扭转变形，且随着塔机高度的增加主卷扬钢丝绳容易出现互相缠绕，造成钢丝绳磨损、断丝、散股等，极大影响了钢丝绳的使用寿命，给塔机的正常使用留下隐患。

现有的塔机钢丝绳防扭转装置的结构通过是将钢丝绳固定在一个钢丝绳接头上，钢丝绳接头通过一根轴转动连接在一个安装座上，通过固定钢丝绳的钢丝绳接头随轴相对安装座转动，从而防止钢丝绳扭转缠绕。

上述现有防扭转装置旨在释放钢丝绳绳劲，却无法消除或缓解主卷扬钢丝绳自身的扭转变形。具体理由如下，用过一段时间的钢丝绳本身就已经发生了扭转变形，在未受外力情况下的自由状态下，钢丝绳自身就会扭转变形，这样，吊钩到变幅小车这一段起升钢丝绳就会相互缠绕。请参见图2，钢丝绳在卷筒端105是固定的，钢丝绳在防扭器端106是可以绕防扭转装置的轴线自由转动的。当变幅小车104运行到防扭器端106时，钢丝绳在变幅小车104的拉力作用下，卷筒端105与防扭器端106之间的钢丝绳被拉直，钢丝绳的扭转可以通过防扭器端106的防扭转装置暂时释放，但是当变幅小车104往卷筒端105运行的，变幅小车104对钢丝绳的拉力消失，由于防扭器端106是自由转动的，钢丝绳又恢复到原来的变形状态。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种塔机起升钢丝绳防扭转装置及使用方法，可减少主卷扬钢丝绳互相缠绕，延长钢丝绳使用寿命，为塔机安全使用提供保障。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种塔机起升钢丝绳防扭转装置，包括固定连接在塔机起重臂上的安装座和用于连接钢丝绳的钢丝绳接头，安装座内安装有一可相对安装座转动的螺栓轴，螺栓轴位于安装座外的螺栓轴头部与钢丝绳接头固定连接，安装座内的螺栓轴上固定套设有棘轮，棘轮上设置有与棘轮配合的棘爪，棘爪与一操纵元件相连，操纵元件活动支承在安装座上，操纵元件可移动棘爪，使得棘爪与棘轮逆时针卡配、顺时针卡配和与棘轮脱离。

进一步的，所述操纵元件包括位于安装座外的手柄以及与手柄固定连接的连接杆，连接杆伸入安装座内与棘爪固定连接，连接杆与安装座活动连接，连接杆位于安装座内的部分套设有弹簧，外拉并转动手柄，使得棘爪与棘轮脱离后可调整棘爪与棘轮的卡配方向，操纵元件通过一定位元件定位其转动的角度以及锁定其位置。

进一步的，所述定位元件包括定位盖和定位销，定位盖固定设置在手柄与安装座之间，定位盖的中部设置有供连接杆伸入安装座内的中心孔，定位盖上在中心孔的外周设置有多个定位孔，定位销固定在手柄底部并可通过手柄的转动后可插入定位盖上不同的定位孔中；不同的定位孔对应棘爪和棘轮不同的卡配状态。

进一步的，所述定位孔包括第一定位孔、第二定位孔和第三定位孔，第一定位孔和第二定位孔以中心孔为对称中心对称设置在定位盖上，第三定位孔设置在以第一定位孔和第二定位孔为端点并且以中心孔为圆心的半圆弧的中线处；定位销插入第一定位孔时，棘爪与棘轮逆时针卡配，定位销插入第二定位孔时，棘爪与棘轮顺时针卡配，定位销插入第三定位孔时，棘爪与棘轮脱离。

进一步的，所述棘爪底面倾斜设置，棘爪底面低的一侧与棘轮的棘轮齿的齿根处齐平，棘爪底面高的一侧位于棘轮的棘轮齿的齿尖上方。

进一步的，所述安装座在棘轮的上方设置有凸台，凸台内部的腔体贯通凸台的顶面并且与安装座的内腔连通，定位盖固定连接在凸台上。

进一步的，所述安装座水平向的一端中部设置有供螺栓轴穿过的通孔，另一端敞开设置且盖设有压板，安装座水平向与压板侧相邻的两侧面上分别设置有固定连接在起重臂上的安装件；螺栓轴穿过安装座的通孔和压板延伸至压板外并通过螺母固定连接，螺栓轴与螺母通过开口销固定连接。

进一步的，所述安装座内的螺栓轴上在棘轮靠近螺栓轴头部的一侧固定套设有推力球轴承，推力球轴承的座圈卡设在安装座内一与安装座内腔连通且内径小于内腔的延伸腔内，推力球轴承的轴圈抵靠在棘轮侧面上，在棘轮的另一侧固定套设有隔套和深沟球轴承，深沟球轴承的座圈抵靠安装座内壁，深沟球轴承的轴圈抵靠螺栓轴上的轴套，推力球轴承、棘轮、隔套和深沟球轴承依次紧密抵靠。

进一步的，所述钢丝绳接头包括一U形的旋转基座，旋转基座的纵向侧板固定连接在安装座外的螺栓轴上，旋转基座的上下两横向侧板固定有一竖向的销轴，销轴上固定套设有钢丝绳套环，钢丝绳端部绕过钢丝绳套环并通过多个钢丝绳绳夹固定连接。

上述的塔机起升钢丝绳防扭转装置的使用方法，包括以下操作步骤：

安装座固定在起重臂上，钢丝绳通过钢丝绳绳夹固定套设在钢丝绳接头上；

上提手柄使得棘爪与棘轮脱离后，转动手柄使得定位销与第一定位孔对准后将定位销插入第一定位孔中，此时棘爪与棘轮逆时针卡配，棘轮只能沿逆时针方向转动以释放钢丝绳逆时针方向的扭力，并阻止棘轮顺时针转动；

上提手柄使得棘爪与棘轮脱离后，转动手柄使得定位销与第二定位孔对准后将定位销插入第二定位孔中，此时棘爪与棘轮顺时针卡配，棘轮只能沿顺时针方向转动以释放钢丝绳顺时针方向的扭力，并阻止棘轮逆时针转动；

上提手柄使得棘爪与棘轮脱离后，转动手柄使得定位销与第三定位孔对准后将定位销插入第三定位孔中，棘爪与棘轮脱离，棘轮可沿逆时针或者顺时针方向的两个方向转动。

本发明具有如下有益效果：

本发明通过在旋转的螺栓轴上设置棘轮以及与棘轮卡配的棘爪，通过棘轮只能朝一个方向转动而不能朝另外一个方向转动的特性，将带棘轮棘爪的防扭转装置根据钢丝绳的扭转变形的方向安装固定在起重臂上，将棘轮棘爪朝着钢丝绳扭转变形的相反的方向安装，通过棘轮棘爪的卡配外力阻止因为钢丝绳原本自身的扭转变形力发生的扭转，从而造成的钢丝绳之间的相互缠绕。

本发明的防扭转装置中的定位销处于不同的定位孔中，可实现螺栓轴的双向旋转、单向顺时针旋转和单向逆时针旋转三种不同的旋转方式，减少主卷扬钢丝绳互相缠绕，延长钢丝绳使用寿命，为塔机安全使用提供保障。

塔机刚安装时将定位销置于第三定位孔中，使装置双向自由转动，释放钢丝绳径向应力。在使用过程中，若发现吊钩处钢丝绳顺时针缠绕，则将棘爪定位销置于第二定位孔中，使装置单向顺时针旋转，若发现吊钩处钢丝绳逆时针缠绕，则将定位销置于第一定位孔中，使装置单向逆时针旋转。

附图说明

图1为防扭转装置在塔机上的安装位置示意图；

图2为防扭转装置与变幅小车上以及钢丝绳的连接关系示意图；

图3为本发明的防扭转装置的正视结构示意图；

图4为沿图3中的A-A线的剖视结构示意图，图中示出了棘爪与棘轮逆时针卡配的状态示意图；

图5为棘爪与棘轮顺时针卡配的状态示意图；

图6为棘爪与棘轮脱离的状态示意图；

图7为本发明的安装座的结构示意图；

图8为本发明的定位盖的俯视结构示意图；

图9为本发明的定位盖的正视结构示意图；

图10为本发明的钢丝绳接头的结构示意图；

图11为本发明的钢丝绳与钢丝绳套环的连接关系示意图。

附图标记说明：

10-防扭转装置、100-起重臂、101-臂尖、102-钢丝绳、103-臂根、104-变幅小车、105-卷筒端、106-防扭器端、1-安装座、111-内腔、112-压板、113-安装件、115-延伸腔、12-螺栓轴、121-螺栓轴头部、122-螺母、13-第一轴套、131-推力球轴承、14-棘轮、15-第二轴套、151-隔套、152-深沟球轴承、16-凸台、161-腔体、17-定位盖、171-中心孔、172-第一定位孔、173-第二定位孔、174-第三定位孔、18-操纵元件、181-手柄、182-连接杆、183-定位销、185-弹簧、19-棘爪、2-钢丝绳接头、21-旋转基座、211-纵向侧板、212-横向侧板、22-销轴、221-钢丝绳套环、23-钢丝绳绳夹。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：

参见图1至图11，一种塔机起升钢丝绳防扭转装置10，包括固定连接在塔机起重臂100的臂尖101的安装座1和用于连接钢丝绳102的钢丝绳接头2，所述钢丝绳接头2通过一螺栓轴12转动连接在安装座1上。

所述安装座1水平向的一端中部设置有供螺栓轴12穿过的通孔，另一端敞开设置且盖设有压板112。所述安装座1水平向与压板侧相邻的两侧面上分别设置有水平的轴式的安装件113，所述安装件113可插入塔机100的起重臂100的臂尖101匹配的插孔内从而固定连接在起重臂100上。

所述螺栓轴12横向穿过安装座1的通孔且一端的螺栓轴头部121位于安装座1外，所述螺栓轴12的另一端穿过压板112延伸至压板112外并通过螺母122固定连接。优选的，所述螺栓轴12与螺母122通过开口销123固定连接以防脱。

所述安装座1的内腔111的螺栓轴12上由螺栓轴头部121一端往另一端依次固定套设有第一轴套13、棘轮14和第二轴套15。所述第一轴套13从安装座1的通孔侧延伸直至抵靠棘轮14侧面。所述第一轴套13上套设有推力球轴承131。所述安装座1内在推力球轴承131侧设置有内径小于安装座1内腔111的延伸腔115，所述推力球轴承131的座圈卡设在延伸腔115内，所述推力球轴承131的轴圈抵靠在棘轮14侧面上。

所述棘轮14通过键连接在螺栓轴12上。所述安装座1在所述棘轮14的上方设置有上凸的凸台16，所述凸台16内部的腔体161贯通凸台16的顶面并且与安装座1的内腔111连通。所述凸台16上固定连接有定位盖17，所述定位盖17的中部位置设置有中心孔171，所述定位盖17上在中心孔171的外周设置有多个定位孔。具体的，所述定位盖17上以中心孔171为对称中心对称设置有第一定位孔172和第二定位孔173，以第一定位孔172和第二定位孔173为端点并且以中心孔171为圆心的半圆弧的中线处设置有第三定位孔174，所述第一定位孔172、第二定位孔173和第三定位孔174到中心孔171的距离均相同。

所述定位盖17上转动连接有操纵元件18。所述操纵元件18包括手柄181和连接杆182，所述手柄181位于定位盖17上方且所述手柄181靠近定位盖17的一侧的端部大于中心孔171，所述连接杆182竖向固定连接在手柄181底部且穿过定位盖17上的中心孔171伸入凸台16的腔体161内。所述连接杆182底部固定连接有可与棘轮14卡配的棘爪19，所述棘爪19顶端部大于连接杆182，所述棘爪19底面倾斜设置，所述棘爪19底面低的一侧与棘轮14的棘轮齿141的齿根处142齐平，所述棘爪19底面高的一侧位于棘轮14的棘轮齿141的齿尖143上方。所述连接杆182位于定位盖17和棘爪19之间的部分上套设有弹簧185，优选的，所述弹簧185一端连接在定位盖17底面，另一端连接在棘爪19顶面上。

所述手柄181底部在连接杆182旁边固定连接有竖向的定位销183，所述定位销183到连接杆182之间的距离与定位盖17上定位孔到中心孔171之间的距离相同，所述定位销183可插入定位孔内。上述的定位盖17和定位销183共同构成一可定位手柄181或者是棘爪19转动角度并且能够锁定住手柄181或者是棘爪19的位置不让其再次转动的定位元件。

具体的，当所述的定位销183插设在第一定位孔172时，所述棘爪19与棘轮14逆时针卡配，所述棘爪19的底面沿棘轮14转动逆时针方向的一侧往另一侧倾斜向下。所述螺栓轴12受力转动时，由于棘爪19与棘轮14逆时针卡配，所述棘轮14只能沿图示的逆时针方向转动。转动手柄181将所述的定位销183插设在第二定位孔173时，所述棘爪19与棘轮14顺时针卡配，所述棘爪19的底面沿棘轮14转动顺时针方向的一侧往另一侧倾斜向下。所述螺栓轴12受力转动时，由于棘爪19与棘轮14顺时针卡配，所述棘轮14只能沿顺时针方向转动。转动手柄181将所述的定位销183插设在第三定位孔174时，所述棘爪19位于棘轮14外侧从而与棘轮14脱离，所述棘轮14可双向转动。

所述第二轴套15一端抵靠棘轮14侧面，另一端抵靠压板112侧面。所述第二轴套15上由棘轮侧往另一侧依次套设有隔套151和深沟球轴承152，所述深沟球轴承152的座圈抵靠安装座1内壁，所述深沟球轴承152的轴圈抵靠第二轴套15。所述推力球轴承131、棘轮14、隔套151和深沟球轴承152依次紧密抵靠。

所述钢丝绳接头2包括一U形的旋转基座21，所述旋转基座21的开口朝向塔机的起重臂100的臂根103方向设置。所述旋转基座21的纵向侧板211固定连接在安装座1外的螺栓轴12上。所述旋转基座21的上下两横向侧板212固定有一竖向的销轴22，销轴22上固定套设有钢丝绳套环221，钢丝绳102端部绕过钢丝绳套环221并通过多个钢丝绳绳夹23固定连接。

上述塔机起升钢丝绳防扭转装置的使用方法如下：

安装座1的安装件113插入塔机100起重臂100上的插孔内从而固定在起重臂100上，钢丝绳102通过钢丝绳绳夹23固定套设在旋转基座21的销轴22上；

上拉提起手柄181后转动手柄181将定位销183插入第一定位孔172中，参见图4，所述棘爪19的底面沿棘轮14转动逆时针方向的一侧往另一侧倾斜向下，所述棘轮14受到钢丝绳沿逆时针的扭力时，所述螺栓轴12时受力逆时针转动，并带动棘轮14逆时针转动，所述棘爪19下方一侧的棘轮齿141沿棘爪19倾斜的底面高的一侧转入棘爪19的底面下方并上顶棘爪19，所述弹簧185受力上缩，所述棘爪19连同连接杆182和手柄181均上移让位，该棘轮齿141转动至棘爪19下方另一侧。由于棘爪19底面低的一侧的阻挡，所述棘轮14只能沿逆时针转动以释放钢丝绳102逆时针方向的扭力，并且防止棘轮14顺时针转动以恢复原有的扭转变形；此种情况适用于起升钢丝绳原本已经发生了顺时针扭转变形的情况；

上拉提起手柄181后转动手柄181至180度后，将定位销183插入第二定位孔173中，参见图5，所述棘爪19的底面沿棘轮14转动顺时针方向的一侧往另一侧倾斜向下，同理，所述棘轮14只能顺时针转动以释放钢丝绳102顺时针方向的扭力，并且防止棘轮14逆时针转动以恢复原有的扭转变形；此种情况适用于起升钢丝绳原本已经发生了逆时针扭转变形的情况；

上拉提起手柄181后转动手柄181将定位销183插入第三定位孔174中，参见图6，此时，棘爪19与棘轮14脱离不与棘轮14卡配，螺栓轴12可双向转动。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种塔机起升钢丝绳防扭转装置，包括固定连接在塔机起重臂（100）上的安装座（1）和用于连接钢丝绳（102）的钢丝绳接头（2），安装座（1）内安装有一可相对安装座（1）转动的螺栓轴（12），螺栓轴（12）位于安装座（1）外的螺栓轴头部（121）与钢丝绳接头（2）固定连接，其特征在于：安装座（1）内的螺栓轴（12）上固定套设有棘轮（14），棘轮（14）上设置有与棘轮（14）配合的棘爪（19），棘爪（19）与一操纵元件（18）相连，操纵元件（18）活动支承在安装座（1）上，操纵元件（18）可移动棘爪（19），使得棘爪（19）与棘轮（14）逆时针卡配、顺时针卡配和与棘轮（14）脱离。

2.根据权利要求1所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述操纵元件（18）包括位于安装座（1）外的手柄（181）以及与手柄（181）固定连接的连接杆（182），连接杆（182）伸入安装座（1）内与棘爪（19）固定连接，连接杆（182）与安装座（1）活动连接，连接杆（182）位于安装座（1）内的部分套设有弹簧（185），外拉并转动手柄（181），使得棘爪（19）与棘轮（14）脱离后可调整棘爪（19）与棘轮（14）的卡配方向；操纵元件（18）通过一定位元件定位其转动的角度以及锁定其位置。

3.根据权利要求2所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述定位元件包括定位盖（17）和定位销（183），定位盖（17）固定设置在手柄（181）与安装座（1）之间，定位盖（17）的中部设置有供连接杆（182）伸入安装座（1）内的中心孔（171），定位盖（17）上在中心孔（171）的外周设置有多个定位孔，定位销（183）固定在手柄（181）底部并可通过手柄（181）的转动后可插入定位盖（17）上不同的定位孔中，不同的定位孔对应棘爪（19）和棘轮（14）不同的卡配状态。

4.根据权利要求3所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述定位孔包括第一定位孔（172）、第二定位孔（173）和第三定位孔（174），第一定位孔（172）和第二定位孔（173）以中心孔（171）为对称中心对称设置在定位盖（17）上，第三定位孔（174）设置在以第一定位孔（172）和第二定位孔（173）为端点并且以中心孔（171）为圆心的半圆弧的中线处；定位销（183）插入第一定位孔（172）时，棘爪（19）与棘轮（14）逆时针卡配，定位销（183）插入第二定位孔（173）时，棘爪（19）与棘轮（14）顺时针卡配，定位销（183）插入第三定位孔（174）时，棘爪（19）与棘轮（14）脱离。

5.根据权利要求1所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述棘爪（19）底面倾斜设置，棘爪（19）底面低的一侧与棘轮（14）的棘轮齿（141）的齿根处（142）齐平，棘爪（19）底面高的一侧位于棘轮（14）的棘轮齿（141）的齿尖（143）上方。

6.根据权利要求3所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述安装座（1）在棘轮（14）的上方设置有凸台（16），凸台（16）内部的腔体（161）贯通凸台（16）的顶面并且与安装座（1）的内腔（111）连通，定位盖（17）固定连接在凸台（16）上。

7.根据权利要求1所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述安装座（1）水平向的一端中部设置有供螺栓轴（12）穿过的通孔，另一端敞开设置且盖设有压板（112），安装座（1）水平向与压板（112）侧相邻的两侧面上分别设置有固定连接在起重臂（100）上的安装件（113）；螺栓轴（12）穿过安装座（1）的通孔和压板（112）延伸至压板（112）外并通过螺母（122）固定连接，螺栓轴（12）与螺母（122）通过开口销（123）固定连接。

8.根据权利要求1所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述安装座（1）内的螺栓轴（12）上在棘轮（14）靠近螺栓轴头部（121）的一侧固定套设有推力球轴承（131），推力球轴承（131）的座圈卡设在安装座（1）内一与安装座（1）内腔（111）连通且内径小于内腔（111）的延伸腔（115）内，推力球轴承（131）的轴圈抵靠在棘轮（14）侧面上，在棘轮（14）的另一侧固定套设有隔套（151）和深沟球轴承（152），深沟球轴承（152）的座圈抵靠安装座（1）内壁，深沟球轴承（152）的轴圈抵靠螺栓轴（12）上的轴套，推力球轴承（131）、棘轮（14）、隔套（151）和深沟球轴承（152）依次紧密抵靠。

9.根据权利要求1所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置，其特征在于：所述钢丝绳接头（2）包括一U形的旋转基座（21），旋转基座（21）的纵向侧板（211）固定连接在安装座（1）外的螺栓轴（12）上，旋转基座（21）的上下两横向侧板（212）固定有一竖向的销轴（22），销轴（22）上固定套设有钢丝绳套环（221），钢丝绳（102）端部绕过钢丝绳套环（221）并通过多个钢丝绳绳夹（23）固定连接。

10.根据权利要求4所述的塔机起升钢丝绳防扭转装置的使用方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

安装座（1）固定在起重臂（100）上，钢丝绳（102）通过钢丝绳绳夹（23）固定套设在钢丝绳接头（2）上；

上提手柄（181）使得棘爪（19）与棘轮（14）脱离后，转动手柄（181）使得定位销（183）与第一定位孔（172）对准后将定位销（183）插入第一定位孔（172）中，此时棘爪（19）与棘轮（14）逆时针卡配，棘轮（14）沿逆时针方向转动以释放钢丝绳（102）逆时针方向的扭力，并阻止棘轮（14）顺时针转动；

上提手柄（181）使得棘爪（19）与棘轮（14）脱离后，转动手柄（181）使得定位销（183）与第二定位孔（173）对准后将定位销（183）插入第二定位孔（173）中，此时棘爪（19）与棘轮（14）顺时针卡配，棘轮（14）沿顺时针方向转动以释放钢丝绳（102）顺时针方向的扭力，并阻止棘轮（14）逆时针转动；

上提手柄（181）使得棘爪（19）与棘轮（14）脱离后，转动手柄（181）使得定位销（183）与第三定位孔（174）对准后将定位销（183）插入第三定位孔（174）中，棘爪（19）与棘轮（14）脱离，棘轮（14）可沿逆时针或者顺时针方向的两个方向转动。