CN110577166B - 冶金起重机异径卷筒及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冶金起重机异径卷筒及其制造方法，该冶金起重机异径卷筒包括前法兰、卷筒体、制动盘、后法兰和卷筒轴，卷筒体由大直径段、过渡段、小直径段三部分构成，其中大直径段为卷筒的钢丝绳缠绕部，小直径段为小卷筒，小卷筒的半径小于钢丝绳缠绕部的半径，大直径段和小直径段通过过渡段过渡连接，制动盘安装在小卷筒上，前法兰连接在小卷筒上，后法兰连接在钢丝绳缠绕部上，卷筒轴设置于后法兰上。利用本发明的冶金起重机异径卷筒及其制造方法，可以有效减小卷筒制动盘的直径，有效保证起升机构钢丝绳正常缠绕，也能保证低速轴正常制动，解决了有限空间内的冶金起重机高度问题，同时降低了厂房建设成本。

Description

冶金起重机异径卷筒及其制造方法

技术领域

本发明涉冶金起重机领域，尤其涉及冶金起重机异径卷筒及其制造方法。

背景技术

随着TSG Q7016-2016《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》颁布，炼钢厂旧厂房的许多已有冶金起重机面临升级改造安全监控系统的问题。主起升机构需要设置安全制动器，因而在老旧厂房中冶金起重机改造需要设置安全制动器时，受厂房高度限制存在冶金起重机改造可行性问题。

目前，冶金起重机卷筒通常制成长度方向不变直径的结构。当需要在卷筒上安装安全制动器时，由于制动力矩不变，安装在卷筒上的制动盘直径比卷筒卷绕直径大很多。此时如果卷筒为冶金起重机的最高点，那么冶金起重机的总高也会相应增大。在冶金起重机所在工业厂房中，冶金起重机的最高点多为卷筒法兰最高点。采用现有技术存在的缺点：冶金起重机总高度大，带来厂房高度增加。如上所述，如果冶金起重机总高增大，厂房也会增加高度并增加建设成本。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种冶金起重机异径卷筒及冶金起重机异径卷筒的制造方法。

一方面，本发明提供了一种冶金起重机异径卷筒，包括前法兰、卷筒体、制动盘、后法兰和卷筒轴，所述卷筒体由大直径段、过渡段、小直径段三部分构成，其中大直径段为卷筒的钢丝绳缠绕部，小直径段为小卷筒，小卷筒的半径小于钢丝绳缠绕部的半径，大直径段和小直径段通过过渡段过渡连接，制动盘安装在小卷筒上，前法兰连接在小卷筒上，后法兰连接在钢丝绳缠绕部上，卷筒轴设置于后法兰上。

作为一种实施方式，在上述冶金起重机异径卷筒机异径卷筒中，安装在小卷筒上的所述制动盘与连接在小卷筒上的所述前法兰的距离大于等于0且小于等于小卷筒的长度。

作为一种实施方式，在上述冶金起重机异径卷筒机异径卷筒中，所述过渡段为截头圆锥体结构，其中，所述截头圆锥体结构的小直径端半径等于小卷筒的半径，所述截头圆锥体结构的大直径端半径等于钢丝绳缠绕部的半径。

另一方面，本发明提供了一种冶金起重机异径卷筒的制造方法，包括如下步骤：

S1：测得卷筒的钢丝绳缠绕部半径r、卷筒轴距离上工作位置的距离H1、卷筒轴距离下工作位置的距离H2；

S2：去除卷筒体钢丝绳缠绕部的左侧部分；

S3：加工出半径为R3的小卷筒，其中R3＜r，且小卷筒的长度X小于卷筒体去除部分的长度；

S4：加工出过渡段，其中过渡段左侧的尺寸匹配于小卷筒，过渡段右侧的尺寸匹配于钢丝绳缠绕部；

S5：选取制动盘，其中制动盘外半径h2满足以下条件：h2＜H1且h2＜H2，以及f×r＝F×h2，其中，f为卷筒上钢丝绳拉力，是冶金起重机卷筒的标称固定值，F为制动盘的制动力，是制动盘的标称固定值；

S6：加工出制动盘的空心部分，其中制动盘空心部分内半径为R2，R2＞R3；

S7：将小卷筒、过渡段、钢丝绳缠绕部连接为一体；

S8：将制动盘安装到小卷筒上，其中制动盘与前法兰的距离为L，0≤L≤X。

作为一种实施方式，上述冶金起重机异径卷筒的制造方法还包括将前法兰连接在小卷筒的左侧端部上、将后法兰连接在钢丝绳缠绕部的右侧端部上、将卷筒轴设置于后法兰上的步骤。

作为一种实施方式，在上述冶金起重机异径卷筒的制造方法的步骤S4中，过渡段加工为截头圆锥体结构，其中，所述截头圆锥体结构的小直径端半径等于小卷筒的半径，所述截头圆锥体结构的大直径端半径等于钢丝绳缠绕部的半径。

作为一种实施方式，在上述冶金起重机异径卷筒的制造方法的步骤S7，小卷筒、过渡段、钢丝绳缠绕部通过焊接连接为一体。

利用本发明的冶金起重机异径卷筒及冶金起重机异径卷筒的制造方法，可以有效减小卷筒制动盘的直径，可以有效保证起升机构钢丝绳正常缠绕，也能保证低速轴正常制动，解决了有限空间内的冶金起重机高度问题，同时降低了厂房建设成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，附图中：

图1是现有技术的冶金起重机卷筒的结构示意图。

图2是本发明的冶金起重机异径卷筒的结构示意图。

附图标记说明：

1-现有技术的冶金起重机卷筒的前法兰、2-现有技术的冶金起重机卷筒的卷筒体、3-现有技术的冶金起重机卷筒的制动盘、4-现有技术的冶金起重机卷筒的后法兰、5-现有技术的冶金起重机卷筒的卷筒轴；

h1-现有技术的冶金起重机卷筒的制动盘工作半径，即制动盘外半径、R1-现有技术的冶金起重机卷筒的制动盘标称半径，即制动盘空心部分内半径，其中h1＝R1+c，c为工艺固定值；

1’-本发明的冶金起重机异径卷筒的前法兰、2’-本发明的冶金起重机异径卷筒的卷筒体、3’-本发明的冶金起重机异径卷筒的制动盘、4’-本发明的冶金起重机异径卷筒的后法兰、5’-本发明的冶金起重机异径卷筒的卷筒轴；

h2-本发明的冶金起重机异径卷筒的制动盘工作半径，即制动盘外半径、R2-本发明的冶金起重机异径卷筒的制动盘标称半径，即制动盘空心部分内半径，其中h2＝R2+c，c为工艺固定值、R3-本发明的冶金起重机异径卷筒的前法兰端的小卷筒半径、X-本发明的冶金起重机异径卷筒的小卷筒长度、L-本发明的冶金起重机异径卷筒的制动盘到前法兰的距离；

r-冶金起重机卷筒的钢丝绳缠绕部半径，T-冶金起重机卷筒的上工作位置、B-冶金起重机卷筒的下工作位置、H1-冶金起重机卷筒的卷筒轴距离上工作位置的距离、H2-冶金起重机卷筒的卷筒轴距离下工作位置的距离。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，现有技术的冶金起重机卷筒包括前法兰1、卷筒体2、制动盘3、后法兰4和卷筒轴5，其中，前法兰1和制动盘3设置在卷筒体2的同一位置上。

在上述现有技术的冶金起重机卷筒中，制动盘标称半径(制动盘空心部分内半径)为R1，制动盘工作半径(制动盘外半径)为h1，其中h1＝R1+c(c为工艺固定值)，卷筒的钢丝绳缠绕部半径为r，卷筒的上工作位置由T示出，卷筒的下工作位置由B示出，卷筒轴距离上工作位置的距离为H1，卷筒轴距离下工作位置的距离为H2。卷筒的上工作位置和下工作位置限定了冶金起重机卷筒工作过程中极限安全位置，即超出该位置，卷筒将会触碰其他设备或者厂房房顶。

现有技术的卷筒制成长度方向不变直径的结构。当需要在卷筒上安装安全制动器时，由于制动力矩不变，安装在卷筒上的制动盘直径比卷筒卷绕直径大很多，即h1远大于r。在此情况下，当卷筒接近上工作位置或者下工作位置工作时，即当r和H1或者H2相比较高度差距较小的时候，制动盘将会触碰其他设备或者厂房房顶，影响冶金起重机卷筒的正常工作，而且冶金起重机总高增大，厂房也需要增加高度，增加了建设成本。

如图2所示，本发明的冶金起重机异径卷筒包括：前法兰1’、卷筒体2’、制动盘3’、后法兰4’和卷筒轴5’，其中，制动盘标称半径(制动盘空心部分内半径)为R2，制动盘工作半径(制动盘外半径)为h2，其中h2＝R2+c(c为工艺固定值，与上述现有技术相同)。

本发明的冶金起重机异径卷筒是针对现有技术的卷筒进行结构改变而实现，卷筒本身的前法兰1’、后法兰4’和卷筒轴5’与现有技术中的前法兰1、后法兰4和卷筒轴5相同，而将现有技术中的卷筒体2和制动盘3结构改变为卷筒体2’和制动盘3’。此外，本发明的冶金起重机异径卷筒与现有技术的卷筒的使用工作环境和条件相同，因此，与上述图1所示相同，本发明的冶金起重机异径卷筒的钢丝绳缠绕部半径也为r，卷筒的上工作位置由T示出，卷筒的下工作位置由B示出，卷筒轴距离上工作位置的距离为H1，卷筒轴距离下工作位置的距离为H2。

本发明的冶金起重机异径卷筒中，卷筒体2’由大直径段、过渡段、小直径段三部分构成，大直径段即卷筒的半径为r的钢丝绳缠绕部，小直径段即卷筒前法兰端的半径为R3、长度为X的小卷筒，过渡段对大直径段和小直径段进行过渡连接。此外，制动盘3’安装在卷筒体2’的小卷筒上，与前法兰1’保持一定距离L。

更详细地，卷筒轴5’一端固定在支座上，一端连接卷筒体2’，前法兰1’安装在卷筒体2’前端，后法兰4’安装在卷筒体2’后端，卷筒体2’与前法兰1’以及后法兰4’配合连接的部分半径不同，分别为R3和r，其中R3＜r，制动盘3’安装在卷筒体2’的半径为R3的小卷筒上并与前法兰1’保持一定距离L。

在本发明的技术方案中，前法兰1’是前端支承卷筒体2’的支点，采用焊接方式与筒体2’连接在一起，同时也是卷筒连接减速器的连接法兰。卷筒体2’用来缠绕钢丝绳和连接制动盘的结构，是承受钢丝绳载荷和制动盘3’制动的结构基础。制动盘3’和卷筒体2’固定在一起，作为制动器与卷筒之间的制动摩擦设备，制动盘3’可以设置在卷筒体2’的小卷筒上的任意位置，即制动盘3’与前法兰1’之间的距离L满足0≤L≤X。卷筒轴5’设置于卷筒后法兰4’上，是支承卷筒体2’的后端支承。这样由前法兰1’、筒体2’、制动盘3’、后法兰4’、卷筒轴5’共同组成卷筒，可以实现钢丝绳在卷筒上的顺利卷绕及制动器正常制动。

为实现本发明的上述冶金起重机异径卷筒，本发明的冶金起重机异径卷筒的制造方法包括如下步骤：

S1：测得卷筒的钢丝绳缠绕部半径r、卷筒轴距离上工作位置的距离H1、卷筒轴距离下工作位置的距离H2；

S2：去除卷筒体钢丝绳缠绕部的左侧部分；

S3：加工出半径为R3的小卷筒，其中R3＜r，且小卷筒的长度X小于卷筒体去除部分的长度；

S4：加工出过渡段，其中过渡段左侧的尺寸匹配于小卷筒，过渡段右侧的尺寸匹配于钢丝绳缠绕部；

S5：选取制动盘，其中制动盘外半径h2须满足以下条件：h2＜H1且h2＜H2，以及f×r＝F×h2，其中，f为卷筒上钢丝绳拉力，是冶金起重机卷筒的标称固定值，F为制动盘的制动力，是制动盘的标称固定值；

S6：加工出制动盘的空心部分，其中制动盘空心部分内半径为R2，R2＞R3且大于前法兰的外半径，以保证制动盘能够装配到小卷筒上；

S7：将小卷筒、过渡段、钢丝绳缠绕部连接为一体，并在小卷筒左侧端部安装前法兰；

S8：将制动盘安装到小卷筒上，其中制动盘与前法兰的距离为L，0≤L≤X。

不言而喻，上述冶金起重机异径卷筒的制造方法还包括将后法兰连接在钢丝绳缠绕部的右侧端部上、将卷筒轴设置于后法兰上的步骤。

在本发明的冶金起重机异径卷筒及其制造方法中，过渡段可以是任何形式，优选截头圆锥体结构，其中，截头圆锥体结构的小直径端半径等于小卷筒的半径R3，截头圆锥体结构的大直径端半径等于钢丝绳缠绕部的半径r。

在本发明的冶金起重机异径卷筒及其制造方法中，过渡段与小卷筒、钢丝绳缠绕部之间的连接方式一般为焊接、螺栓连接。

本发明的冶金起重机异径卷筒及其制造方法与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：可以有效减小卷筒制动盘的直径，可以有效保证起升机构钢丝绳正常缠绕，也能保证低速轴正常制动，解决了有限空间内的冶金起重机高度问题，同时降低了厂房建设成本；由于小卷筒，减小了卷筒整体尺寸并相应减小了连接卷筒和减速器的连接法兰(即前法兰)的尺寸，由此释放更多空间，可用于布置其它设备或设备检修，并且由此减小了旋转件的转动惯量，卷筒动平衡性更好，旋转更平稳。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“顶”、“底”等均以附图中表示的放置状态为参照。

还需要说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的范围。

Claims (7)

1.一种冶金起重机异径卷筒，包括前法兰、卷筒体、制动盘、后法兰和卷筒轴，所述卷筒体由大直径段、过渡段、小直径段三部分构成，其中大直径段为卷筒的钢丝绳缠绕部，小直径段为小卷筒，小卷筒的半径小于钢丝绳缠绕部的半径，大直径段和小直径段通过过渡段过渡连接，其特征在于，制动盘安装在小卷筒上，前法兰连接在小卷筒上，后法兰连接在钢丝绳缠绕部上，卷筒轴设置于后法兰上。

2.如权利要求1所述的冶金起重机异径卷筒，其特征在于，安装在小卷筒上的所述制动盘与连接在小卷筒上的所述前法兰的距离大于等于0且小于等于小卷筒的长度。

3.如权利要求1所述的冶金起重机异径卷筒，其特征在于，所述过渡段为截头圆锥体结构，其中，所述截头圆锥体结构的小直径端半径等于小卷筒的半径，所述截头圆锥体结构的大直径端半径等于钢丝绳缠绕部的半径。

4.一种冶金起重机异径卷筒的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：测得卷筒的钢丝绳缠绕部半径r、卷筒轴距离上工作位置的距离H1、卷筒轴距离下工作位置的距离H2；

S2：去除卷筒体钢丝绳缠绕部的左侧部分；

S3：加工出半径为R3的小卷筒，其中R3＜r，且小卷筒的长度X小于卷筒体去除部分的长度；

S4：加工出过渡段，其中过渡段左侧的尺寸匹配于小卷筒，过渡段右侧的尺寸匹配于钢丝绳缠绕部；

S5：选取制动盘，其中制动盘外半径h2满足以下条件：h2＜H1且h2＜H2，以及f×r＝F×h2，其中，f为卷筒上钢丝绳拉力，是冶金起重机卷筒的标称固定值，F为制动盘的制动力，是制动盘的标称固定值；

S6：加工出制动盘的空心部分，其中制动盘空心部分内半径为R2，R2＞R3；

S7：将小卷筒、过渡段、钢丝绳缠绕部连接为一体；

S8：将制动盘安装到小卷筒上，其中制动盘与前法兰的距离为L，0≤L≤X。

5.如权利要求4所述的冶金起重机异径卷筒的制造方法，其特征在于，还包括将前法兰连接在小卷筒的左侧端部上、将后法兰连接在钢丝绳缠绕部的右侧端部上、将卷筒轴设置于后法兰上的步骤。

6.如权利要求4所述的冶金起重机异径卷筒的制造方法，其特征在于，在所述步骤S4中，过渡段加工为截头圆锥体结构，其中，所述截头圆锥体结构的小直径端半径等于小卷筒的半径，所述截头圆锥体结构的大直径端半径等于钢丝绳缠绕部的半径。

7.如权利要求4所述的冶金起重机异径卷筒的制造方法，其特征在于，在所述步骤S7中，小卷筒、过渡段、钢丝绳缠绕部通过焊接连接为一体。

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