CN111776972B - 双卷筒同步提升系统 - Google Patents

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Abstract

一种双卷筒同步提升系统，涉及建筑、工程机械、桩工机械等技术领域，包括双卷筒同步机构，双卷筒同步机构包括卷筒支架，在卷筒支架上设有水平设置的中心轴，在中心轴两端套装有左、右两个卷筒，在中心轴上对应套装有传动套，在两个传动套之间装有差速机构；差速机构包括分别固定安装在两个传动套上的左、右大锥齿轮，在左、右大锥齿轮之间设有安装在中心轴上的行星轮架，在行星轮架上装有两个同时与左、右大锥齿轮啮合的行星轮，两个行星轮通过转轴安装在行星轮架上，行星轮的转轴与中心轴垂直设置；中心轴的两端与驱动中心轴转动的动力输出机构相接；还包括三角梁。本发明能够实现双绳提升绳速实时动态平衡、同步提升或下放重物。

Description

双卷筒同步提升系统
技术领域
本发明涉及建筑、工程机械、桩工机械等技术领域，尤其是一种双卷筒同步提升系统。
背景技术
在建筑、工程机械、桩工机械等领域，常采用双绳卷扬提升系统(或双卷扬提升系统)实现对重物的提升或下放，相较于单绳提升系统，在提升或下放同样的负载时，双绳提升系统可以使用直径更小的钢丝绳。这种双绳提升系统的动力源以液压动力最为常见。液压双绳提升系统一般采用两路独立的液压回路控制两台卷扬机，为使两根提升绳尽可能保持同步，常采用变量液压马达加压力传感器等部件来分别控制两个卷筒的转速，尽可能地实现双绳的同步提升或下放，但很难达到理想的同步效果。因此，需要提供一种能够实现双绳的同步提升和下放，以满足施工需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种双提升绳绳速实时动态平衡、同步提升或下放重物的双卷筒同步提升系统。
本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的，本发明是一种双卷筒同步提升系统，其特点是，包括双卷筒同步机构，所述双卷筒同步机构包括卷筒支架，在卷筒支架上设有水平设置的中心轴，在中心轴两端套装有左、右两个卷筒，在中心轴上对应套装有分别与两个卷筒固定相接的传动套，两个传动套相向设置且与中心轴转动连接，在两个传动套之间装有差速机构；
所述差速机构包括固定安装在卷筒支架上的差速箱体，在差速箱体内设有分别固定安装在两个传动套上的左、右大锥齿轮，在左、右大锥齿轮之间设有安装在中心轴上的行星轮架，在行星轮架上装有两个同时与左、右大锥齿轮啮合的行星轮，两个行星轮通过转轴安装在行星轮架上，行星轮的转轴与中心轴垂直设置；中心轴的两端与驱动中心轴转动的动力输出机构相接；
还包括与双卷筒同步机构配合用于提升的三角梁。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：所述三角梁包括三角梁本体，在三角梁本体上部设有两个用于与卷筒上的钢丝绳连接的起吊孔，在三角梁本体的下部位于两个起吊孔中间设有一个用于与钻具相接的提升孔，两个起吊孔和提升孔形成以提升孔为顶点的等腰三角形排布。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：所述动力输出机构采用马达减速器，所述马达减速器通过马达连接套与中心轴相接，马达减速器设置在卷筒内部，马达减速器通过端盖安装在卷筒支架上，端盖与卷筒通过轴承转动连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：所述传动套和差速箱体之间、传动套与中心轴之间通过轴承转动连接。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：还包括测速装置，所述测速装置包括分别安装在两个传动套上的左、右大链轮，在卷筒支架上安装有与左、右大链轮配合的左、右小链轮，在左大链轮和左小链轮之间、右大链轮和右小链轮之间安装有转动链条，在左、右小链轮的安装轴上装有用于测速的编码器。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：左、右两个卷筒上卷绕有钢丝绳，由卷筒上引出的两根钢丝绳分别通过桅杆及设置在桅杆上的滑轮组件后与三角梁的两个起吊孔对应相接，三角梁的两个起吊孔与桅杆上的滑轮之间的两根钢丝绳平行设置。
本发明所要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现，以上所述的双卷筒同步提升系统中：在卷筒支架上装有压绳装置，所述压绳装置包括压绳辊；所述压绳辊的轴线与卷筒的轴线平行设置，所述压绳辊铰接有摆臂，所述摆臂与卷筒支架铰接，所述摆臂和卷筒支架之间设有使压绳辊压紧卷筒的弹簧，所述弹簧的两端分别和摆臂、卷筒支架相接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过在两个卷筒内设置差速机构，由中心轴带动行星轮公转，行星轮带动两侧同时与之啮合的左、右大锥齿轮，从而带动两个卷筒同步转动，当两个卷筒上缠绕的钢丝绳受力均衡时，行星轮和左、右大锥齿轮不发生相对转动，当两个卷筒上缠绕的钢丝绳受力不均衡时，行星轮和左、右大锥齿轮发生相对转动，钢丝绳受力小的一侧的大锥齿轮转速加快，钢丝绳受力大的一侧的大锥齿轮会向相反的方向转动，由行星轮纠偏，使左、右两个卷筒上的钢丝绳受力相等，回到平衡状态；通过设置差速机构，使两个卷筒能实现动态平衡，自动调整至两个卷筒上的钢丝绳受力均衡，从而实现对重物的同步提升和下降。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为双卷筒同步机构结构示意图；
图3为图2的俯视图；
图4为差速机构剖视图；
图5为三角梁平衡受力图；
图6为三角梁非平衡受力图；
图7为压绳装置结构示意图。
图中：1.双卷筒同步机构，2.三角梁，3.卷筒支架，4.中心轴，5.卷筒，6.传动套，7.大锥齿轮，8.行星轮架，9.行星轮，10.转轴，11.马达减速器，12.端盖，13.大链轮，14.链条，15.编码器，16.钢丝绳，17.桅杆，18.滑轮组件，19.马达连接套，20.差速箱体，21.压绳装置，22.压绳辊，23.摆臂，24.弹簧。
具体实施方式
以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。
【实施例1】
参照图1，结合图2、图3，一种双卷筒同步提升系统，包括双卷筒同步机构1，所述双卷筒同步机构1包括卷筒支架3，在卷筒支架3上设有水平设置的中心轴4，在中心轴4两端套装有左、右两个卷筒5，在中心轴4上对应套装有分别与两个卷筒5固定相接的传动套6，两个传动套6相向设置且与中心轴4转动连接，在两个传动套6之间装有差速机构；
参照图4，所述差速机构包括固定安装在卷筒支架3上的差速箱体20，在差速箱体20内设有分别固定安装在两个传动套6上的左、右大锥齿轮7，在左、右大锥齿轮7之间设有安装在中心轴4上的行星轮架8，在行星轮架8上装有两个同时与左、右大锥齿轮7啮合的行星轮9，两个行星轮9通过转轴10安装在行星轮架8上，行星轮9的转轴10与中心轴4垂直设置；中心轴4的两端与驱动中心轴4转动的动力输出机构相接；
还包括与双卷筒同步机构1配合用于提升的三角梁2。
所述三角梁2包括三角梁2本体，在三角梁2本体上部设有两个用于与卷筒5上的钢丝绳16连接的起吊孔，在三角梁2本体的下部位于两个起吊孔中间设有一个用于与钻具相接的提升孔，两个起吊孔和提升孔形成以提升孔为顶点的等腰三角形排布。三角梁2可以用于实时观测两个卷筒5上卷绕的钢丝绳16的受力情况，参照图5和图6，图中P为所提重物的重力，F1为左卷筒5上钢丝绳16的牵引力，F2为右卷筒5上钢丝绳16的牵引力，L1和L2分别为左、右两根钢丝绳16受力点至重物重心轴线的力臂。图4为双卷筒5提升或下降处于正常状态时，三角梁2的两个起吊孔水平且受力均衡，此时L1＝L2，左右卷筒5上钢丝绳16的牵引力F1＝F2＝P/2。图5为双卷筒5提升或下降处于非正常状态时，三角梁2倾斜，两个起吊孔受力不均衡，此时L1与L2不相等，由静力学分析可知，左右卷筒5上钢丝绳16的牵引力F2＞F1。
所述动力输出机构采用马达减速器11，所述马达减速器11通过马达连接套19与中心轴4相接，马达减速器11设置在卷筒5内部，马达减速器11通过端盖12安装在卷筒支架3上，端盖12与卷筒5通过轴承转动连接。
所述传动套6和差速箱体20之间、传动套6与中心轴4之间通过轴承转动连接。
还包括测速装置，所述测速装置包括分别安装在两个传动套6上的左、右大链轮13，在卷筒支架3上安装有与左、右大链轮13配合的左、右小链轮，在左大链轮13和左小链轮之间、右大链轮13和右小链轮之间安装有转动链条14，在左、右小链轮的安装轴上装有用于测速的编码器15。通过编码器15可以实时监测两个卷筒5的转速，进一步确保两个卷筒5的同步提升和下放。
左、右两个卷筒5上卷绕有钢丝绳16，由卷筒5上引出的两根钢丝绳16分别通过桅杆17及设置在桅杆17上的滑轮组件18后与三角梁2的两个起吊孔对应相接，三角梁2的两个起吊孔与桅杆17上的滑轮之间的两根钢丝绳16平行设置。
在卷筒支架3上装有压绳装置21，参照图7，所述压绳装置21包括压绳辊22；所述压绳辊22的轴线与卷筒5的轴线平行设置，所述压绳辊铰接有摆臂23，所述摆臂23与卷筒支架3铰接，所述摆臂23和卷筒支架3之间设有使压绳辊22压紧卷筒5的弹簧24，所述弹簧24的两端分别和摆臂23、卷筒支架3相接。
工作原理：
马达减速器11将动力输出至中心轴4上，带动中心轴4转动，安装在中心轴4上的行星轮架8带动两个行星轮9围绕中心轴4公转，与行星轮9啮合的左、右大锥齿轮7为从动轮，左、右大锥齿轮7在行星轮9的带动下围绕中心轴4同步转动，用于安装左、右大锥齿轮7的传动套6还与左、右卷筒5固定连接，左、右大锥齿轮7经传动套6带动左、右卷筒5同步转动，使卷绕在卷筒5上的钢丝绳16同时收放。
通过三角梁2可以实时观测到两个卷筒5上两根钢丝绳16受力情况，当三角梁2呈图4状态，由静力学分析可知，在绕绳半径相同的情况下，两个卷筒5上的两根钢丝绳16的受力相等，此时两个卷筒5不发生相对转动，即两个卷筒5同步提升或下放重物，左、右大锥齿轮7和两个行星轮9也不发生相对转动；当三角梁2呈图5状态时，由静力学分析可知，在绕绳半径相同的情况下，两个卷筒5上的两根钢丝绳16受力不相等，两根钢丝绳16对两个卷筒5所产生的力矩也不相等，两个卷筒5就会产生相对转动，即左、右大锥齿轮7发生相对转动，钢丝绳16受力小的一侧的大锥齿轮7转速加快，钢丝绳16受力大的一侧的大锥齿轮7会向相反的方向转动，由行星轮9纠偏，使左、右两个卷筒5上的钢丝绳16受力相等，回到平衡状态。无论外界因素如何变化，两个卷筒5的转矩都能实现动态平衡，实现同步提升和下放。
本发明可以广泛应用于建筑工程机械和钻探机械上，实现双绳同步提升和下放重物。

Claims (7)

1.一种双卷筒同步提升系统，其特征在于：包括双卷筒同步机构，所述双卷筒同步机构包括卷筒支架，在卷筒支架上设有水平设置的中心轴，在中心轴两端套装有左、右两个卷筒，在中心轴上对应套装有分别与两个卷筒固定相接的传动套，两个传动套相向设置且与中心轴转动连接，在两个传动套之间装有差速机构；
所述差速机构包括固定安装在卷筒支架上的差速箱体，在差速箱体内设有分别固定安装在两个传动套上的左、右大锥齿轮，在左、右大锥齿轮之间设有安装在中心轴上的行星轮架，在行星轮架上装有两个同时与左、右大锥齿轮啮合的行星轮，两个行星轮通过转轴安装在行星轮架上，行星轮的转轴与中心轴垂直设置；中心轴的两端与驱动中心轴转动的动力输出机构相接；
还包括与双卷筒同步机构配合用于提升的三角梁。
2.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：所述三角梁包括三角梁本体，在三角梁本体上部设有两个用于与卷筒上的钢丝绳连接的起吊孔，在三角梁本体的下部位于两个起吊孔中间设有一个用于与钻具相接的提升孔，两个起吊孔和提升孔形成以提升孔为顶点的等腰三角形排布。
3.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：所述动力输出机构采用马达减速器，所述马达减速器通过马达连接套与中心轴相接，马达减速器设置在卷筒内部，马达减速器通过端盖安装在卷筒支架上，端盖与卷筒通过轴承转动连接。
4.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：所述传动套和差速箱体之间、传动套与中心轴之间通过轴承转动连接。
5.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：还包括测速装置，所述测速装置包括分别安装在两个传动套上的左、右大链轮，在卷筒支架上安装有与左、右大链轮配合的左、右小链轮，在左大链轮和左小链轮之间、右大链轮和右小链轮之间安装有转动链条，在左、右小链轮的安装轴上装有用于测速的编码器。
6.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：左、右两个卷筒上卷绕有钢丝绳，由卷筒上引出的两根钢丝绳分别通过桅杆及设置在桅杆上的滑轮组件后与三角梁的两个起吊孔对应相接，三角梁的两个起吊孔与桅杆上的滑轮之间的两根钢丝绳平行设置。
7.根据权利要求1所述的双卷筒同步提升系统，其特征在于：在卷筒支架上装有压绳装置，所述压绳装置包括压绳辊；所述压绳辊的轴线与卷筒的轴线平行设置，所述压绳辊铰接有摆臂，所述摆臂与卷筒支架铰接，所述摆臂和卷筒支架之间设有使压绳辊压紧卷筒的弹簧，所述弹簧的两端分别和摆臂、卷筒支架相接。
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