CN112830371A - 一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器 - Google Patents

Abstract

本发明介绍了一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，设置在提升机主轴上，包括游筒调绳侧轮毂、轴承、挡块、连接螺栓、调绳轮毂、内齿圈、调绳油缸组件、固定盘、弹簧组件和行程检测装置；游筒调绳侧轮毂通过轴承设置在主轴上，内齿圈通过内齿设置在游筒调绳侧轮毂与调绳轮毂形成的外齿轴套上；行程开关设置在滑杆支架上，将滑杆行程信号传递给电控系统。本专利的调绳离合器加工方便，零部件数量较少，装配尺寸链较短，便于安装调整，结构紧凑，占用空间小，重量轻，安全稳定。

Description

一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器

技术领域

本发明涉及矿井提升机技术领域，特别涉及一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器。

背景技术

矿井提升机是矿山重要和关键设备之一，主要用于煤矿、金属矿及非金属矿提升机和下放人员，提升煤炭、矿石及运输材料和设备。它是联系井上和井下的重要交通运输工具。在矿井中占有十分重要的地位，是矿山的重要咽喉设备。

目前，在用的提升机型式主要有多绳摩擦式提升机和单绳缠绕式提升机。调绳离合器仅用于单绳双筒缠绕式提升机，是其中极其关键的一个部件。对于单绳双筒提升机，游动卷筒通过轴瓦和主轴可相对转动，固定卷筒通过螺栓和主轴联接成一体，提升机在正常工作时，需调绳离合器与安装在游动卷筒上的齿圈啮合，由此将扭矩从主轴传递到游动卷筒上，完成提升机的正常提升。在提升机长时间工作后，钢丝绳会有所伸长或者生产要求需更换水平，需调节绳长以保证双容器准确到达停车位置，此时通过离合器与齿圈连接或者脱离，使得游动卷筒与固定卷筒同步转动或作相对运动以调节绳长或更换水平。

目前，我国常用的调绳离合器结构为如附图1所示。主要由齿块、齿圈、油缸、移动毂、联锁阀等组成。

该种调绳离合器的工作原理为：提升机正常工作时齿块和齿圈处于啮合状态，驱动油缸处于回油状态，进入驱动油缸的油路关闭，以保证齿块和齿圈可靠地啮合。调绳时，提升机处于安全制动状态；高压油进入驱动油缸的离开腔，借助移动毂，使齿块与齿圈脱离啮合，游动卷筒与固定卷筒可处于相对运动状态。制动游动卷筒，低速启动提升机，固定卷筒转动，游动卷筒静止，调整钢丝绳的长度或更换到需要的提升水平，从而完成调绳操作。

对于这种调绳离合器，其缺点为:当传递扭矩时，齿块因受到向下的力有向下脱开的趋势，一旦提升过程中发生误操作或故障导致进油，齿块与齿圈脱开，游动卷筒和主轴之间处于相对转动状态，提升钢丝绳及重物在重力作用下加速下落，发生严重的容器坠落事故。

在实际使用过程中，因安装等因素限制，齿块上齿的数量约为齿圈上齿数量的1/10左右，在提升机规格及提升载荷较大时，齿块每个齿所需传递的扭矩急剧增加，尺寸也会相应增大。为了精准传递扭矩，需严格控制齿块齿圈相啮合齿之间的侧隙及间隙差，安装调整困难，所有齿的高精度要求难以同时保证。

为了完成齿块的脱开与啮合，齿块、移动毂、拨动环等零件需安装在轮毂上，为保证安装及运行的稳定性，轮毂的尺寸较大，且需与主轴热装，限制了主轴的结构尺寸及主轴装置的整体装配，增大了整个主轴装置的重量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，保证调绳离合器安装精度及传扭的稳定性，结构紧凑、能更好的满足现有提升机尤其是大规格重载提升机的需要。

本发明所采用的技术方案是：

一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，设置在提升机主轴上，包括游筒调绳侧轮毂、轴承、挡块、连接螺栓、调绳轮毂、内齿圈、调绳油缸组件、固定盘、弹簧组件和行程检测装置；

所述游筒调绳侧轮毂左右两端面均设置为台阶结构，中心设置有中心轴孔，游筒调绳侧轮毂通过左端台阶与游动卷筒用螺栓连接，轴承设置在游筒调绳侧轮毂的中心轴孔内，游筒调绳侧轮毂通过轴承设置在主轴上；游筒调绳侧轮毂右侧台阶外缘沿圆周设置有外齿，游筒调绳侧轮毂右侧环面上均匀设置有挡块安装槽，挡块安装槽内设置有螺栓通孔，连接螺栓穿过螺栓通孔将挡块固定在挡块安装槽内；

所述调绳轮毂为台阶法兰环结构，调绳轮毂通过内环面热装在游筒调绳侧轮毂右侧的主轴上，调绳轮毂法兰环两端环面设置为台阶结构，左端台阶外径与游筒调绳侧轮毂右端台阶外径相同，调绳轮毂左端台阶外缘沿圆周设置有与游筒调绳侧轮毂外齿相同的外齿；游筒调绳侧轮毂与调绳轮毂的外齿组合形成调绳离合器的外齿轴套；调绳轮毂法兰环右端环面上均匀设置有台阶孔和安装孔，台阶孔和安装孔均匀间隔设置；

所述内齿圈为环形结构，内环面上设置有内齿，内齿圈通过内齿设置在游筒调绳侧轮毂与调绳轮毂形成的外齿轴套上；内齿圈右端环面上设置有分别与调绳轮毂上的台阶孔和安装孔相对应的螺纹连接孔；

所述调绳油缸组件包括三个调绳油缸和油缸管路，三个调绳油缸分别通过调绳轮毂法兰环右端环面上的安装孔安装在调绳轮毂上，三个调绳油缸通过油缸管路连通，油缸管路通入主轴中心的油孔，三个调绳油缸的活塞杆均分别穿过调绳轮毂法兰环右端环面上的安装孔与内齿圈上的螺纹连接孔连接；

所述固定盘为环形结构，固定盘设置在调绳轮毂右侧，固定盘环面上设置有与调绳轮毂上台阶孔相对应的固定孔；

所述弹簧组件包括拉杆、弹簧、压块、固定板和连杆；拉杆从右向左穿过固定盘上的固定孔和调绳轮毂上的台阶孔，末端与内齿圈右端环面上的螺纹连接孔连接；弹簧设置在调绳轮毂与固定盘之间的拉杆外缘上，压块设置在弹簧左端的拉杆外缘上，压块与弹簧左端连接，压块位于调绳轮毂上的台阶孔内；固定板设置在弹簧右端的拉杆外缘上，弹簧右端固定在固定板上；连杆分别设置在弹簧两侧，连杆左端固定在调绳轮毂上，右端穿过固定板用螺母备紧；

所述行程检测装置包括支架、固定块、滑杆、套块、压簧、滚轮、和行程开关；支架设置在固定盘右侧的机体上，固定块对应设置在支架上，固定块上对应设置有的滑孔，滑杆设置在两固定块的滑孔内，套块固定设置在两固定块之间的滑杆外缘上；滚轮设置在滑杆左端，滚轮位于固定盘右侧相对应设置；压簧套设在滑杆外缘上，压簧左端与套块连接，压簧右端与右侧固定块连接；行程开关与滑杆对应设置在支架上，将滑杆行程信号传递给电控系统。

具体的，所述的挡块为四块，四块挡块均匀分布设置在游筒调绳侧轮毂右侧台阶环面上。

具体的，所述的调绳轮毂上均匀设置有减重孔。

具体的，所述的固定块上的通孔内设置有耐磨铜合金衬套。

具体的，所述的套块通过螺栓固定在滑杆外缘上。

提升机正常工作时，需游动卷筒与主轴同步，液压油将由通向三个均布的调绳油缸的油缸管路经过主轴中心的油孔回流到油箱，随着液压油的流出，被压缩的弹簧逐渐恢复伸长状态，在其弹簧力的推动下，内齿圈连同三个油缸的活塞以调绳轮毂的外齿为滑道，向游筒调绳侧轮毂的外齿移动，拉杆、固定盘、滚轮也随着内齿圈向游筒方向运动，行程检测装置的压簧逐渐恢复伸长状态；在内齿圈达到预定的位置后，行程开关检测到滑杆的移动行程即内齿圈和活塞的行程信号传递给电控系统；在游筒调绳侧轮毂圆周方向通过螺栓布置四个挡块，防止内齿圈因行程检测装置失效超过预定的行程，对内齿圈起到定位的作用；在内齿圈到达最终位置时，弹簧组件的弹簧及行程检测装置的压簧仍处于部分被压缩的状态，仍有部分弹簧力。

内齿圈走完行程，与两轮毂外齿完全啮合，借此游动卷筒与主轴达到同步状态。电机驱动主轴，扭矩从主轴传递到调绳轮毂上，再通过内齿圈与两轮毂的内外齿的啮合，传递到游动卷筒上，从而两卷筒在驱动力矩下同步运动，完成提升机的正常作业。

当提升水平发生变化或由于钢丝绳的弹性伸长量过大使得提升容器不能准确停车，需要进行调绳时，需游动卷筒与主轴分离，液压油将经由主轴中心孔同时进入三个调绳油缸，在油压的作用下，活塞带动内齿圈向游动卷筒的反方向移动，同时三个弹簧被进一步压缩，固定盘推动滚轮带动滑杆进一步压缩压簧；当内齿圈走完设定的行程，行程检测开关向电控系统发射信号，此时内齿圈与游筒调绳侧轮毂分离，游动卷筒即与主轴脱开，实现游动卷筒与主轴的同步转动和相对转动的切换，为后续的调绳操作做好准备。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

本专利的内齿圈受到来自弹簧的水平压力及挡块的阻力，与两轮毂形成的外齿轴套的整圈外齿啮合，不会产生向外脱开的趋势，增强了提升系统的安全性；内齿圈与外齿轴套全齿结合，相对于径向齿块式调绳离合器的少数齿参与的啮合传扭，内外齿的模数小很多，每个齿受力变小，内外齿的尺寸及轮毂、内齿圈的尺寸也相应减小；因所有齿参与运动，每个齿按照常规精度加工即可，啮合齿之间的侧隙及间隙差可适当放大，即使部分齿啮合状况不理想，也不会影响整体运行的平稳性；调绳轮毂上只装配有三个较小的油缸与弹簧，再没有其他更多的零件，轮毂的外形尺寸较小，重量较轻，减小整个主轴装置的重量；本专利的调绳离合器加工方便，零部件数量较少，装配尺寸链较短，便于安装调整，结构紧凑，占用空间小，重量轻，安全稳定。

附图说明

图1是现有技术中调绳离合器结构示意图。

图2是本专利的安装位置示意图。

图3是本专利的结构剖视示意图。

图4是本专利的主轴一侧的调绳油缸组件的结构剖视示意图。

图5是本专利的挡块的设置位置示意图。

图6 是本专利的弹簧组件的结构剖视示意图。

图7是本专利的行程检测装置的示意图。

图8是本专利的行程检测装置的另一方向的示意图。

图9是本专利的固定盘的结构示意图。

图10是图9的A-A剖视示意图。

图11是本专利另一方向上的示意图。

图中：1-齿圈，2-热装轮毂，3-移动毂，4拨动环，5-油缸，6-联锁阀，7-齿块，8-游筒调绳侧轮毂，9-挡块安装槽，10-轴承，11-挡块，12-连接螺栓，13-调绳轮毂，14-台阶孔，15-安装孔，16-减重孔，17-内齿圈，18-螺纹连接孔，19-调绳油缸组件，20-调绳油缸，21-油缸管路，22-固定盘，23-固定孔，24-弹簧组件，25-拉杆，26-弹簧，27-压块，28-固定板，29-连杆，30-行程检测装置，31-支架，32-固定块，33-滑杆，34-套块，35-压簧，36-滚轮，37-行程开关，38-主轴，39-油孔，40-游动卷筒。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步解释说明，不能以此限定本发明的保护范围，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。

结合附图1-11的一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，设置在提升机主轴38上，包括游筒调绳侧轮毂8、轴承10、挡块11、连接螺栓12、调绳轮毂13、内齿圈17、调绳油缸组件19、固定盘22、弹簧组件24和行程检测装置30。

游筒调绳侧轮毂8左右两端面均设置为台阶结构，中心设置有中心轴孔，游筒调绳侧轮毂8通过左端台阶与游动卷筒40用螺栓连接，轴承10设置在游筒调绳侧轮毂8的中心轴孔内，游筒调绳侧轮毂8通过轴承10设置在主轴38上；游筒调绳侧轮毂8右侧台阶外缘沿圆周设置有外齿，游筒调绳侧轮毂8右侧环面上均匀设置有四个挡块安装槽9，挡块安装槽9内设置有螺栓通孔，连接螺栓12分别穿过螺栓通孔将四块挡块11分别固定在挡块安装槽9内；以限定内齿圈的最终啮合位置，在行程检测装置失效的情况下，防止内齿圈超过原设定行程，造成轮齿悬空降低传递效率。

调绳轮毂13为台阶法兰环结构，调绳轮毂13通过内环面热装在游筒调绳侧轮毂8右侧的主轴38上，调绳轮毂13法兰环两端环面设置为台阶结构，左端台阶外径与游筒调绳侧轮毂8右端台阶外径相同，调绳轮毂13左端台阶外缘沿圆周设置有与游筒调绳侧轮毂8外齿相同的外齿；游筒调绳侧轮毂8与调绳轮毂13的外齿组合形成调绳离合器的外齿轴套；调绳轮毂13法兰环右端环面上均匀设置有台阶孔14和安装孔15，台阶孔14和安装孔15均匀间隔设置；调绳轮毂13上均匀设置有减重孔16。

内齿圈17为环形结构，内环面上设置有内齿，内齿圈17通过内齿设置在游筒调绳侧轮毂8与调绳轮毂13形成的外齿轴套上；内齿圈17右端环面上设置有分别与调绳轮毂13上的台阶孔14和安装孔15相对应的螺纹连接孔18。

调绳油缸组件19包括三个调绳油缸20和油缸管路21，三个调绳油缸20分别通过调绳轮毂13法兰环右端环面上的安装孔15安装在调绳轮毂13上，三个调绳油缸20通过油缸管路21连通，油缸管路21通入主轴38中心的油孔39，三个调绳油缸20的活塞杆均分别穿过调绳轮毂13法兰环右端环面上的安装孔15与内齿圈17上的螺纹连接孔18连接。

固定盘22为环形结构，固定盘22设置在调绳轮毂13右侧，固定盘22环面上设置有与调绳轮毂13上台阶孔14相对应的固定孔23。

弹簧组件24包括拉杆25、弹簧26、压块27、固定板28和连杆29；拉杆25从右向左穿过固定盘22上的固定孔23和调绳轮毂13上的台阶孔14，末端与内齿圈17右端环面上的螺纹连接孔18连接；弹簧26设置在调绳轮毂13与固定盘22之间的拉杆25外缘上，压块27设置在弹簧26左端的拉杆25外缘上，压块27与弹簧26左端连接，压块27位于调绳轮毂13上的台阶孔14内；固定板28设置在弹簧26右端的拉杆25外缘上，弹簧26右端固定在固定板28上；连杆29分别设置在弹簧26两侧，连杆29左端固定在调绳轮毂13上，右端穿过固定板28用螺母备紧。

行程检测装置30包括支架31、固定块32、滑杆33、套块34、压簧35、滚轮36、和行程开关37；支架31设置在固定盘22右侧的机体上；固定块32通过螺栓对应设置在支架31上，固定块32上对应设置有装有耐磨铜合金衬套的滑孔，滑杆33设置在两固定块32的滑孔内，滑杆33在滑孔内沿滑孔做直线运动；套块34通过螺栓固定设置两固定块32之间的滑杆33外缘上；滚轮36设置在滑杆33左端，滚轮36位于固定盘22右侧要求的相对位置；压簧35套设在滑杆33外缘上，压簧35左端与套块34连接，压簧35右端与右侧固定块32连接，随着滑杆33的前后移动，压簧35被套块34压缩或放松；行程开关37与滑杆33对应设置在支架31上，将滑杆33行程信号传递给电控系统；根据所要求的滚轮36与固定盘22的距离，整个行程检测装置30安装在机体合适的位置。在运动过程中，滚轮36与固定盘22处于接触状态，随着其行程得改变，行程开关37按设定的行程数据把信号传递给电控系统。

提升机正常工作时，需游动卷筒40与主轴38同步，液压油将由通向三个均布的调绳油缸20的油缸管路21经过主轴38中心的油孔39回流到油箱，随着液压油的流出，被压缩的弹簧26逐渐恢复伸长状态，在其弹簧26力的推动下，内齿圈17连同三个调绳油缸20的活塞以调绳轮毂13的外齿为滑道，向游筒调绳侧轮毂8的外齿移动，拉杆25、固定盘22、滚轮36也随着内齿圈17向游筒40方向运动，行程检测装置30的压簧35逐渐恢复伸长状态，推动滑杆33沿滑孔移动，在内齿圈17达到预定的位置后，行程开关37检测到滑杆33的移动行程即内齿圈17和活塞的行程信号传递给电控系统；在游筒调绳侧轮毂8圆周方向通过螺栓布置四个挡块11，防止内齿圈17因行程检测装置失效超过预定的行程，对内齿圈17起到定位的作用。

内齿圈17走完行程，与两轮毂外齿完全啮合，游动卷筒40与主轴38达到同步状态，电机驱动主轴38，扭矩从主轴38传递到调绳轮毂13上，再通过内齿圈17与两轮毂的内外齿的啮合，传递到游动卷筒40上，从而两卷筒在驱动力矩下同步运动，完成提升机的正常作业。

当提升水平发生变化或由于钢丝绳的弹性伸长量过大使得提升容器不能准确停车，需要进行调绳时，需游动卷筒40与主轴38分离，液压油将同时进入三个调绳油缸20，在油压的作用下，活塞带动内齿圈17向游动卷筒40的反方向移动，同时三个弹簧26被进一步压缩，固定盘22推动滚轮36带动滑杆33进一步压缩压簧35；当内齿圈17走完设定的行程，行程检测开关向电控系统发射信号，此时内齿圈17与游筒调绳侧轮毂8分离，游动卷筒40即与主轴38脱开，实现游动卷筒40与主轴38的同步转动和相对转动的切换，为后续的调绳操作做好准备。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (5)

1.一种单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，设置在提升机主轴上，其特征在于，包括游筒调绳侧轮毂、轴承、挡块、连接螺栓、调绳轮毂、内齿圈、调绳油缸组件、固定盘、弹簧组件和行程检测装置；

所述游筒调绳侧轮毂左右两端面均设置为台阶结构，中心设置有中心轴孔，游筒调绳侧轮毂通过左端台阶与游动卷筒用螺栓连接，轴承设置在游筒调绳侧轮毂的中心轴孔内，游筒调绳侧轮毂通过轴承设置在主轴上；游筒调绳侧轮毂右侧台阶外缘沿圆周设置有外齿，游筒调绳侧轮毂右侧环面上均匀设置有挡块安装槽，挡块安装槽内设置有螺栓通孔，连接螺栓穿过螺栓通孔将挡块固定在挡块安装槽内；

所述调绳轮毂为台阶法兰环结构，调绳轮毂通过内环面热装在游筒调绳侧轮毂右侧的主轴上，调绳轮毂法兰环两端环面设置为台阶结构，左端台阶外径与游筒调绳侧轮毂右端台阶外径相同，调绳轮毂左端台阶外缘沿圆周设置有与游筒调绳侧轮毂外齿相同的外齿；游筒调绳侧轮毂与调绳轮毂的外齿组合形成调绳离合器的外齿轴套；调绳轮毂法兰环右端环面上均匀设置有台阶孔和安装孔，台阶孔和安装孔均匀间隔设置；

所述内齿圈为环形结构，内环面上设置有内齿，内齿圈通过内齿设置在游筒调绳侧轮毂和调绳轮毂形成的外齿轴套上；内齿圈右端环面上设置有分别与调绳轮毂上的台阶孔和安装孔相对应的螺纹连接孔；

所述调绳油缸组件包括三个调绳油缸和油缸管路，三个调绳油缸分别通过调绳轮毂法兰环右端环面上的安装孔安装在调绳轮毂上，三个调绳油缸通过油缸管路连通，油缸管路通入主轴中心的油孔，三个调绳油缸的活塞杆均分别穿过调绳轮毂法兰环右端环面上的安装孔与内齿圈上的螺纹连接孔连接；

所述固定盘为环形结构，固定盘设置在调绳轮毂右侧，固定盘环面上设置有与调绳轮毂上台阶孔相对应的固定孔；

所述弹簧组件包括拉杆、弹簧、压块、固定板和连杆；拉杆从右向左穿过固定盘上的固定孔和调绳轮毂上的台阶孔，末端与内齿圈右端环面上的螺纹连接孔连接；弹簧设置在调绳轮毂与固定盘之间的拉杆外缘上，压块设置在弹簧左端的拉杆外缘上，压块与弹簧左端连接，压块位于调绳轮毂上的台阶孔内；固定板设置在弹簧右端的拉杆外缘上，弹簧右端固定在固定板上；连杆分别设置在弹簧两侧，连杆左端固定在调绳轮毂上，右端穿过固定板用螺母备紧；

所述行程检测装置包括支架、固定块、滑杆、套块、压簧、滚轮、和行程开关；支架设置在固定盘右侧的机体上，固定块对应设置在支架上；固定块上对应设置有的滑孔，滑杆设置在两固定块的滑孔内；套块固定设置在两固定块之间的滑杆外缘上；滚轮设置在滑杆左端，滚轮位于固定盘右侧相对应设置；压簧套设在滑杆外缘上，压簧左端与套块连接，压簧右端与右侧固定块连接；行程开关与滑杆对应设置在支架上，将滑杆行程信号传递给电控系统。

2.根据权利要求1所述的单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，其特征在于：所述的挡块为四块，四块挡块均匀分布设置在游筒调绳侧轮毂右侧台阶环面上。

3.根据权利要求1所述的单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，其特征在于：所述的调绳轮毂上均匀设置有减重孔。

4.根据权利要求1所述的单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，其特征在于：所述的固定块上的通孔内设置有耐磨铜合金衬套。

5.根据权利要求1所述的单绳缠绕式提升机用多油缸调绳离合器，其特征在于：所述的套块通过螺栓固定在滑杆外缘上。

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