CN111891930B - 一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，设置在回转卷筒的机架上，该装置包括支撑机构、压绳机构，支撑机构包括设置机架上的支撑杆、转动安装在机架上的旋转轴，在旋转轴的一端固定有触发杆，压绳机构包括转动套装在压绳轮轴上的压绳轮，压绳轮轴两侧分别设有连接板，连接板上端与压绳轮轴固定、下端与旋转轴固定，在旋转轴上套装有左旋弹簧和右旋弹簧，两个弹簧的下端头固定在支撑杆上，上端头固定在两个连接板上，压绳轮紧贴在回转卷筒上卷绕的钢丝绳外表面，随着钢丝绳层数的变化，压绳机构随之移动，当产生脱槽或钢丝绳只剩三圈时，带动触发杆与脱槽报警开关或者触发三圈报警开关，触发报警器。

Description

一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置

技术领域

本发明涉及卷扬机报警装置技术领域，更具体地说，它涉及一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置。

背景技术

在工程领域，起重设备应用十分广泛，而卷扬又是起重设备实现升降，提升重物的关键部件。通过卷扬的回转运动，利用钢丝绳与卷筒的缠绕包角，进而带动缠绕在卷筒上的钢丝绳有序的缠人卷筒和离开卷筒，实现提升的目的。

然而由于经常性的回转运动，钢丝绳在拉力的作用下，慢慢出现松弛现象，或钢丝绳脱离绳槽中央，或者由于本身卷扬没有相应的防护结构和结构自身设计的原因，强度不够就会出现脱槽，脱槽后会引起钢丝绳的损坏、报废；此外，钢丝绳末端挂有重物时，会受到拉力的作用，当受拉力的钢丝绳进入滑轮时，会给滑轮侧隙较大的侧向力，使滑轮损坏。若钢丝绳脱槽后未被发现和及时处理，导致钢丝绳断裂，则会造成无法预计的人车损人亡的风险。

当钢丝绳随着卷扬机构的回转放绳时，钢丝绳脱离卷筒，当钢丝绳放到最后一层且少于三圈时，就会造成卷筒受压力过大，在循环交替载荷的作用下，就会造成卷扬的损坏，也会致使钢丝绳从卷扬卷筒上脱落，甚至出现钢丝绳脱离卷筒造成车损人亡的事故。若要求操作者实时监督，一是在时间上和人员上很难做到百分之百保障，二是这样也满足不了现代设备和机械结构安全、职能、高效的要求，同时会带来相应成本的增加。

因此需要设计一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，使其能够实现对蜘蛛吊车卷扬钢丝绳脱槽和少于三圈的安全检测保护。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，能同时解决蜘蛛吊车卷扬钢丝绳脱槽和少于三圈的安全保护，较之于单一的脱槽或三圈保护结构，该装置结构简单尺寸小，具有的功能多，且不改变卷筒自身结构，安装拆卸方便，提高了卷扬系统的强度，增加了系统整体的稳定性。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，设置在卷扬机回转卷筒的机架上，且位于回转卷筒的外侧，机架包括位于回转卷筒两侧的左侧板和右侧板，该装置包括支撑机构、压绳机构以及由压绳机构触发的报警器；

所述支撑机构包括设置在左、右侧板之间的支撑杆、位于支撑杆上方且与支撑杆相平行的旋转轴，旋转轴的两端旋转安装在左右侧板上，在旋转轴的一端固定有触发杆，触发杆位于机架的一侧侧板外部，在该侧板外壁上位于触发杆上方和下方的位置分别设置有脱槽报警开关和三圈报警开关，脱槽报警开关和三圈报警开关分别与报警器对应电连接；

所述压绳机构包括位于旋转轴上方且与旋转轴相平行的压绳轮，所述压绳轮转动套装在压绳轮轴上，在压绳轮轴两侧分别设有连接板，连接板上端与压绳轮轴固定在一起、下端与旋转轴固定在一起；

在旋转轴外部位于两个连接板之间的位置套装有左旋弹簧和右旋弹簧，两个弹簧的下端头固定在所述支撑杆上，上端头分别固定在两个连接板上；

所述压绳轮在两个弹簧的作用下始终紧贴在回转卷筒上卷绕的钢丝绳外表面；随着回转卷筒上卷绕的钢丝绳层数的变化，压绳机构随之移动，从而带动旋转轴转动，使旋转轴带动触发杆向上触发脱槽报警开关或者向下触发三圈报警开关。

本发明进一步设置为：在旋转轴上位于两个连接板之间的位置套装有定位轴套一，在两个连接板外侧的位置分别套装有定位轴套二和定位轴套三；所述左旋弹簧和右旋弹簧套装在定位轴套一的外部；

所述定位轴套一的两端分别与两侧的连接板的内侧抵接；定位轴套二的一端与左侧板内壁抵接、另一端与相邻的连接板外侧抵接；定位轴套三的一端与右侧板的内壁抵接、另一端与相邻的连接板的外侧抵接。

通过设置定位轴套，可以对连接杆与旋转轴的连接位置进行定位，避免连接杆在带动旋转轴转动的过程中出现左右偏移，保证压绳机构位置的准确性和结构的稳定性。

本发明进一步设置为：在所述压绳轮的两端分别通过轴承一、轴承二与压绳轮轴转动连接，在压绳轮轴上位于轴承一和轴承二之间的位置套装有定位轴套一。

本发明进一步设置为：在压绳轮轴的一端设有直径大于压绳轮轴的限位端头，在所述限位端头外侧套装有直侧轮，所述直侧轮的内侧与该处的连接板相邻，直侧轮通过轴承三与压绳轮轴转动连接，轴承三的外侧与限位端头的内端面相接触，在轴承三的内侧设有孔用弹性挡圈。

本发明进一步设置为：在压绳轮轴的另一端套装有三压侧轮，所述三压侧轮的内侧与该处的连接板相邻，三压侧轮通过轴承四与压绳轮轴转动连接；在压绳轮轴的此端端头处设有螺母，在压绳轮轴上位于轴承四与螺母之间的位置套装有限位轴套二。

通过设置轴承一和轴承二，可以使压绳轮相对于压绳轮轴转动，通过设置轴承三和轴承四，可以使直侧轮和三压侧轮沿压绳轮轴转动；通过设置限位轴套一，可以对轴承一和轴承二进行限位，通过设置限位端头，可以对轴承三进行限位，通过设置限位轴套二，可以对轴承四进行限位，避免各个轴承在转动过程中发生左右移动，保证压绳机构的稳定。

上述技术方案能够对蜘蛛吊车卷扬钢丝绳脱槽和少于三圈的情况进行报警，当钢丝绳收放的过程中出现脱槽或少于三圈的情况时，压绳装置的压板就会同时进行顺时针或逆时针的旋转运动，触动相应的报警开关，传递报警信号，使卷扬机停止工作。

本发明进一步设置为：在压绳轮和旋转轴之间还设置有加强杆，所述加强杆的两端分别固定在两个连接板上。通过设置加强杆，可以对两个连接板进行加强固定，增加压绳机构的整体强度。

本发明进一步设置为：所述支撑杆的两端通过内六角螺栓分别与左侧板和右侧板固定连接, 在旋转轴上位于触发杆两侧的位置分别设有外螺纹，所述触发杆通过设置在其两侧的六角法兰面锁紧螺母固定在旋转轴上。

本发明进一步设置为：压绳轮的端面与同侧回转卷筒侧边之间的距离大于或等于钢丝绳直径的3倍，使得当钢丝绳放绳到最后一层且少于三圈时，压绳轮直接与回转卷筒筒壁接触，在连接板的带动下，旋转轴转动，带动触发杆与三圈报警开关接触，触发报警器，使卷扬机停止工作。

压绳轮和触发杆的安装角度和转动范围根据钢丝绳的卷绕厚度、钢丝绳直径等参数设置，使得当压绳轮压在回转卷筒上时，触发杆能够与三圈报警开关接触，以触发报警器。在实际应用时，可以根据需要设置剩余圈数是多少时触发报警，并不限于三圈报警，本领域技术人员可以理解该圈数的设定与压绳轮宽度和位置之间的关系，并选择合适的方式对压绳轮和触发杆进行安装和布置。

当卷扬机正常卷绕收绳、放绳时，钢丝绳会按照一层一层的顺序增加或减少，钢丝绳绕进或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的角度通常不大于3.5°；对于光面卷筒和多层绕卷筒，钢丝绳与垂直于卷筒轴的平面的偏角一般不大于2°，以避免乱绳；在布置卷绕系统时，钢丝绳绕进或绕出滑轮槽的最大偏角一般不大于5°，以避免槽口损坏和钢丝绳托槽。因此，在设置压绳轮和触发杆角度时，要使得当钢丝绳脱槽后偏角大于一定角度时，触发杆能够与托槽报警开关接触，以触发报警器。具体的角度可以根据钢丝绳实际的偏角范围来确定，本领域技术人员可以理解该角度的计算方式并设置合理的角度来实现压绳轮和触发杆功能。

本发明进一步设置为：所述连接板为朝向回转卷筒一侧弯曲的弧形形状。

本发明进一步设置为：所述脱槽报警开关和三圈报警开关为行程开关，型号为D4V-8111Z。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

本发明通过在设有卷扬机回转卷筒的机架上设置压绳机构、支撑架，并在支撑架与压绳机构之间设置左旋弹簧和右旋弹簧，在两个弹簧的反作用力下，压绳机构中的压绳轮始终紧压在卷扬机上的钢丝绳；通过设置三圈报警开关以及脱槽报警开关，在卷扬机在放绳过程中，随着钢丝绳的减少，在弹簧组件的回弹作用力下，压绳轮带动连接板以及旋转轴以旋转轴为轴心做逆时针旋转，当钢丝绳放到最后一层且少于三圈时，触发杆刚好与三圈报警开关的触点压合，报警线路连通，报警器发出钢丝绳三圈报警信号，同时卷扬机回转系统不再继续旋转，处于保护状态。

若钢丝绳出现脱槽，钢丝绳绕进或绕出的偏角就会增大，大于设定范围时，会带动压绳轮远离回转卷筒，进而带动触发杆与上部的脱槽报警开关触点压合，报警线路连通，报警器发出钢丝绳脱槽报警信号，同时卷扬机的回转系统不再继续旋转，处于保护状态，将钢丝绳归位后，触发杆与脱槽报警开关的触点分离，卷扬机的回转卷筒方可继续回转，实现对钢丝绳脱槽的实时监测和报警。

通过设置三压侧轮与直侧轮，能够使压绳轮稳定的旋转于压绳轮轴上，在压绳轮对钢丝绳的抵压过程中，当钢丝绳打到三压侧轮与直侧轮上时，两个侧轮进行转动，能够有效避免钢丝绳对连接板的磨损；通过在压绳轮与旋转轴之间设置加强杆，可以加强压绳机构的结构强度。

本发明蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，设置在卷扬回转机构的外侧，不对卷扬机结构本身进行改动，对卷扬机的强度和稳定性都非常有利，同时该装置监测精度高，安全性高，拆装方便，对起重设备卷扬系统均具有良好的适用性。

附图说明

图1为本发明蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置的结构示意图；

图2为本发明蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置另一角度的结构示意图；

图3为本发明蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置的侧视图；

图4为压绳机构的结构示意图；

图5为旋转轴部分的剖视图；

图6为压绳轮部分的剖视图；

图7为连接板和触发杆部分的结构示意图。

附图标记：1、右侧板；2、左侧板；3、回转卷筒；4、左旋弹簧；5、右旋弹簧；6、压绳机构；7、脱槽报警开关；8、加强杆；9、左旋弹簧；10、右旋弹簧；11、触发杆；12、连接板；13、旋转轴；14、锁紧螺母；15、定位轴套二；16、螺母；17、定位轴套三；18、压绳轮轴；19、三圈报警开关；20、直侧轮；21、轴承一；22、轴承二；23、压绳轮；24、定位轴套一；25、限位轴套二；26、限位轴套一；27、孔用弹性挡圈；28、三压侧轮；29、钢丝绳；30、轴承三；31、轴承四。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细描述。

实施例：一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其能够同时解决蜘蛛吊车卷扬钢丝绳脱槽和少于三圈的安全保护问题。如图1、图2所示，设置在卷扬机回转卷筒3的机架上，且位于回转卷筒3的外侧，机架包括位于回转卷筒3两侧的左侧板2和右侧板1，该装置包括支撑机构、压绳机构6以及由压绳机构6触发的报警器。

参考图3、图4和图5，支撑机构包括设置在左、右侧板1之间的支撑杆、位于支撑杆上方且与支撑杆相平行的旋转轴13，旋转轴13的两端旋转安装在左右侧板1上，在旋转轴13的一端固定有触发杆11，触发杆11位于机架的一侧侧板外部，在该侧板外壁上位于触发杆11上方和下方的位置分别设置有脱槽报警开关7和三圈报警开关19，脱槽报警开关7和三圈报警开关19分别与报警器对应电连接；

结合图6，压绳机构6包括位于旋转轴13上方且与旋转轴13相平行的压绳轮23，压绳轮23转动套装在压绳轮轴18上，在压绳轮轴18两侧分别设有连接板12，连接板12上端与压绳轮轴18固定在一起、下端与旋转轴13固定在一起；

参考图1，在旋转轴13外部位于两个连接板12之间的位置套装有左旋弹簧4和右旋弹簧5，两个弹簧的下端头固定在支撑杆上，上端头分别固定在两个连接板12上；

压绳轮23在两个弹簧的作用下始终紧贴在回转卷筒3上卷绕的钢丝绳29外表面；随着回转卷筒3上卷绕的钢丝绳29层数的变化，压绳机构6随之移动，从而带动旋转轴13转动，使旋转轴13带动触发杆11向上触发脱槽报警开关7或者向下触发三圈报警开关19。

卷扬机在放绳的过程中，钢丝绳29的层数也随着卷扬机的回转而逐层减少。随着钢丝绳29的减少，在两个弹簧的回弹作用力下，压绳轮23带动连接板12以及旋转轴13以旋转轴13为轴心做逆时针旋转，当钢丝绳29放到最后一层且圈数少于三圈时，触发杆11刚好与三圈报警开关19的触点压合，报警线路连通，使报警器发出钢丝绳29三圈报警信号，同时卷扬机回转系统不再继续旋转，处于保护状态，实现对钢丝绳29少于三圈的实时监测和报警；在实际应用中，监测的圈数并不限于三圈，也可以根据需要设置不同圈数的报警监测。

若钢丝绳29产生脱槽，会使钢丝绳29绕进或绕出的偏角增大，大于设定角度时，钢丝绳29会带动压绳轮23远离回转卷筒3，使压绳轮23带动触发杆11以旋转轴13为轴心顺时针方向转动，使触发杆11与脱槽报警开关7的触点压合，报警线路连通，报警器发出钢丝绳29脱槽报警信号，同时卷扬机的回转系统不再继续旋转，处于保护状态，将钢丝绳29归位后，触发杆11与脱槽报警开关7的触点分离，卷扬机的回转卷筒3方可继续回转，实现对钢丝绳29脱槽的实时监测和报警。

结合图4、图5，在旋转轴13上位于两个连接板12之间的位置套装有定位轴套一24，在两个连接板12外侧的位置分别套装有定位轴套二15和定位轴套三17；左旋弹簧4和右旋弹簧5套装在定位轴套一24的外部；定位轴套一24的两端分别与两侧的连接板12的内侧抵接；定位轴套二15的一端与左侧板2内壁抵接、另一端与相邻的连接板12外侧抵接；定位轴套三17的一端与右侧板1的内壁抵接、另一端与相邻的连接板12的外侧抵接，所设的三个轴套具有定位作用。

结合图6，在压绳轮23的两端分别通过轴承一21、轴承二22与压绳轮轴18转动连接，在压绳轮轴18上位于轴承一21和轴承二22之间的位置套装有限位轴套一26。在压绳轮轴18的一端设有直径大于压绳轮轴18的限位端头，在限位端头外侧套装有直侧轮20，直侧轮20的内侧与该处的连接板12相邻，直侧轮20通过轴承三30与压绳轮轴18转动连接，轴承三30的外侧与限位端头的内端面相接触，在轴承三30的内侧设有孔用弹性挡圈27。在压绳轮轴18的另一端套装有三压侧轮28，三压侧轮28的内侧与该处的连接板12相邻，三压侧轮28通过轴承四31与压绳轮轴18转动连接；在压绳轮轴18的此端端头处设有螺母16，在压绳轮轴18上位于轴承四31与螺母16之间的位置套装有限位轴套二25。三压侧轮28与直侧轮20的设置能够使压绳轮23稳定的旋转于压绳轮轴18上，在压绳轮23对钢丝绳29的抵压过程中，当钢丝绳29打到三压侧轮28与直侧轮20上时，两个侧轮进行转动，能够有效避免钢丝绳29对连接板12的磨损。

参考图2、图7，连接板12为朝向回转卷筒3一侧弯曲的弧形形状，为了加强压绳机构6的结构强度，在压绳轮23和旋转轴13之间还设置有加强杆8，且加强杆8设置在连接板12的弧形拐角处，加强杆8的两端分别固定在两个连接板12上，此结构能够提高压绳轮23以及触发杆11的定位准确性。为保证支撑杆的稳固，支撑杆的两端通过内六角螺栓分别与左侧板2和右侧板1固定连接。

结合图3、图4，在旋转轴13上位于触发杆11两侧的位置分别设有外螺纹，触发杆11通过设置在其两侧的六角法兰面锁紧螺母14固定在旋转轴13上，由于长时间的工作，当触发杆11松动，此结构便于拆卸重新定位连接固定。

压绳轮23的端面与同侧回转卷筒侧边之间的距离大于或等于钢丝绳直径的3倍，使得当钢丝绳放绳到最后一层且少于三圈时，压绳轮23直接与回转卷筒筒壁接触，在连接板12的带动下，旋转轴3转动，带动触发杆11与三圈报警开关19接触，触发报警器，使卷扬机停止工作。脱槽报警开关7和三圈报警开关19为行程开关，型号为D4V-8111Z。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，设置在卷扬机回转卷筒（3）的机架上，且位于回转卷筒（3）的外侧，机架包括位于回转卷筒（3）两侧的左侧板（2）和右侧板（1），其特征在于，该装置包括支撑机构、压绳机构（6）以及由压绳机构触发的报警器；

所述支撑机构包括设置在左、右侧板之间的支撑杆（9）、位于支撑杆（9）上方且与支撑杆（9）相平行的旋转轴（13），旋转轴（13）的两端旋转安装在左右侧板上，在旋转轴（13）的一端固定有触发杆（11），触发杆（11）位于机架的一侧侧板外部，在该侧板外壁上位于触发杆（11）上方和下方的位置分别设置有脱槽报警开关（7）和三圈报警开关（19），脱槽报警开关（7）和三圈报警开关（19）分别与报警器对应电连接；

所述压绳机构（6）包括位于旋转轴（13）上方且与旋转轴（13）相平行的压绳轮（23），所述压绳轮（23）转动套装在压绳轮轴（18）上，在压绳轮轴（18）两侧分别设有连接板（12），连接板（12）上端与压绳轮轴（18）固定在一起、下端与旋转轴（13）固定在一起；

在旋转轴（13）外部位于两个连接板之间的位置套装有左旋弹簧（4）和右旋弹簧（5），两个弹簧的下端头固定在所述支撑杆（9）上，上端头分别固定在两个连接板（12）上；

所述压绳轮（23）在两个弹簧的作用下始终紧贴在回转卷筒（3）上卷绕的钢丝绳外表面；随着回转卷筒（3）上卷绕的钢丝绳（29）层数的变化，压绳机构随之移动，从而带动旋转轴（13）转动，使旋转轴（13）带动触发杆（11）向上触发脱槽报警开关（7）或者向下触发三圈报警开关（19）；

在旋转轴（3）上位于两个连接板之间的位置套装有定位轴套一（24），在两个连接板外侧的位置分别套装有定位轴套二（15）和定位轴套三（17）；所述左旋弹簧（4）和右旋弹簧（5）套装在定位轴套一（24）的外部；

所述定位轴套一（24）的两端分别与两侧的连接板（12）的内侧抵接；定位轴套二（15）的一端与左侧板（2）内壁抵接、另一端与相邻的连接板（12）外侧抵接；定位轴套三（17）的一端与右侧板（1）的内壁抵接、另一端与相邻的连接板（12）的外侧抵接。

2.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，在所述压绳轮（23）的两端分别通过轴承一、轴承二与压绳轮轴（18）转动连接，在压绳轮轴（18）上位于轴承一（21）和轴承二（22）之间的位置套装有限位轴套一（26）。

3.根据权利要求2所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，在压绳轮轴（18）的一端设有直径大于压绳轮轴（18）的限位端头，在所述限位端头外侧套装有直侧轮（20），所述直侧轮（20）的内侧与该处的连接板（12）相邻，直侧轮（20）通过轴承三（30）与压绳轮轴（18）转动连接，轴承三（30）的外侧与限位端头的内端面相接触，在轴承三（30）的内侧设有孔用弹性挡圈（27）。

4.根据权利要求3所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，在压绳轮轴（18）的另一端套装有三压侧轮（28），所述三压侧轮（28）的内侧与该处的连接板（12）相邻，三压侧轮（28）通过轴承四（31）与压绳轮轴（18）转动连接；在压绳轮轴（18）的此端端头处设有螺母（16），在压绳轮轴（18）上位于轴承四（31）与螺母（16）之间的位置套装有限位轴套二（25）。

5.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，在压绳轮（23）和旋转轴（13）之间还设置有加强杆（8），所述加强杆（8）的两端分别固定在两个连接板上。

6.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，所述支撑杆（9）的两端通过内六角螺栓（10）分别与左侧板（2）和右侧板（1）固定连接，在旋转轴（13）上位于触发杆（11）两侧的位置分别设有外螺纹，所述触发杆（11）通过设置在其两侧的六角法兰面锁紧螺母（14）固定在旋转轴（13）上。

7.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，所述压绳轮（23）的端面与同侧回转卷筒侧边之间的距离大于或等于钢丝绳直径的3倍。

8.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，所述连接板（12）为朝向回转卷筒（3）一侧弯曲的弧形形状。

9.根据权利要求1所述的蜘蛛吊车卷扬钢丝绳综合保护报警装置，其特征在于，所述脱槽报警开关（7）和三圈报警开关（19）为行程开关，型号为D4V-8111Z。

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