CN113071990B - 一种具有断电防反转装置的起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有断电防反转装置的起重机，属于起重机技术领域。它包括机架板，转动装设于机架板上的缠绕轮，一端与缠绕轮相连、另一端与重物相连的钢丝绳，此外还包括断电防反转装置；机架板上沿铅垂方向开设有直线型的平移轴滑槽；断电防反转装置包括同步齿轮、阶梯齿轮、锁紧杆、反向止动块、正向定位块、橡胶冲击柱、弹簧平衡垫、拉压螺旋弹簧、离合齿轮、连杆A、连杆B和离合弹簧。本发明是一种结构简单合理、根据缠绕轮转动方向实现平移轴位置工况转变，可以快速吸收缠绕轮反向转动能量的具有断电防反转装置的起重机。
Description
技术领域
本发明主要涉及起重机技术领域，特指一种具有断电防反转装置的起重机。
背景技术
起重机电机制动系统失灵，起重机在起吊重物发生断电时，将发生缠绕轮反向转动，从而造成工程事故，甚至威胁到人身安全。由于缠绕轮在起吊重物时的转向与断电后被重物驱动转动的方向相反，因而存在较大的突变加速度和冲击力。因此，需要设计一种在断电后既能快速吸收反转能量又能快速制动的起重机具有实用的价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单合理、根据缠绕轮转动方向实现平移轴位置工况转变，可以快速吸收缠绕轮反向转动能量的具有断电防反转装置的起重机。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种具有断电防反转装置的起重机，包括机架板，转动装设于所述机架板上的缠绕轮，一端与所述缠绕轮相连、另一端与重物相连的钢丝绳，此外还包括断电防反转装置。
所述机架板上沿铅垂方向开设有直线型的平移轴滑槽。
所述断电防反转装置包括：与所述缠绕轮同轴装设且同步转动的同步齿轮，转动装设于所述机架板上的阶梯齿轮，固定装设于所述阶梯齿轮上的锁紧杆，固定装设于所述机架板上、且分别位于所述锁紧杆左右两侧的反向止动块和正向定位块，装设于所述反向止动块右端的橡胶冲击柱，装设于所述正向定位块左端的弹簧平衡垫；一端与所述阶梯齿轮相连、另一端固定在所述机架板上的拉压螺旋弹簧，上端转动装设于所述机架板上的连杆A，装设于平移轴滑槽(10)内的平移轴，借助滚动轴承转动装设于所述平移轴上的离合齿轮，一端与所述连杆A的下端铰接、另一端与所述平移轴铰接的连杆B，及一端与所述连杆A的固定铰接点相连且另一端与所述平移轴相连的离合弹簧。
所述阶梯齿轮由一个与所述离合齿轮外啮合传动的啮合齿轮和一个圆柱体组成，所述拉压螺旋弹簧沿所述圆柱体的圆周逆时针方向缠绕；所述连杆A的固定铰接点与所述平移轴滑槽共线；所述平移轴可沿所述平移轴滑槽上下滑动。
所述平移轴位于所述平移轴滑槽的最上端时，所述离合齿轮同时与所述同步齿轮及所述阶梯齿轮的啮合齿轮发生外啮合。
进一步地，所述平移轴的直径等于所述平移轴滑槽的宽度。
进一步地，所述离合弹簧为抗拉金属螺旋弹簧，且始终处于受拉伸状态。
进一步地，所述连杆A与所述连杆B共线时，所述平移轴位于所述平移轴滑槽的最下端。
进一步地，所述平移轴位于所述平移轴滑槽的最上端时，所述离合弹簧的作用力小于所述同步齿轮施加于所述离合齿轮切向作用力的二分之一。
进一步地，所述拉压螺旋弹簧每mm变形所产生的拉力不小于所述重物的重力。
进一步地，所述橡胶冲击柱每mm压缩变形所需要的压力不小于所述重物重力的二倍。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的平移轴可以在同步齿轮断电瞬时针方向转动时，从第三种位置工况转变到第一种位置工况，实现同步齿轮与阶梯齿轮的转动传递，将重物的重力势能和变向加速度冲击能转换为拉压螺旋弹簧的弹性能和橡胶冲击柱的压缩冲击能，从而实现能量吸收；锁紧杆逆时针转动接触到橡胶冲击柱后停止转动，从而锁住同步齿轮的反向逆时针转动；同步齿轮正向顺时针方向转动时，由于平移轴自动从第一种位置工况转变到第三种位置工况，切断转动传递，保证吊起重物时不消耗额外的能量。由此可知，本发明是一种结构简单合理、根据缠绕轮转动方向实现平移轴位置工况转变，可以快速吸收缠绕轮反向转动能量的具有断电防反转装置的起重机。
附图说明
图1是本发明的一种具有断电防反转装置的起重机的结构原理示意图。
图中，1—机架板；10—平移轴滑槽；21—同步齿轮；22—离合齿轮；23—阶梯齿轮；231—锁紧杆；24—拉压螺旋弹簧；31—连杆A；32—连杆B；33—离合弹簧；34—平移轴；35—滚动轴承；36—反向止动块；361—橡胶冲击柱；362—弹簧平衡垫；37—正向定位块；4—钢丝绳；40—重物；5—缠绕轮。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明的一种具有断电防反转装置的起重机，它包括机架板1，转动装设于机架板1上的缠绕轮5，一端与缠绕轮5相连、另一端与重物相连的钢丝绳4，此外还包括断电防反转装置。
参见图1，机架板1上沿铅垂方向开设有直线型的平移轴滑槽10。
参见图1，断电防反转装置包括：与缠绕轮5同轴装设且同步转动的同步齿轮21，转动装设于机架板1上的阶梯齿轮23，固定装设于阶梯齿轮23上的锁紧杆231，固定装设于机架板1上、且分别位于锁紧杆231左右两侧的反向止动块36和正向定位块37，装设于反向止动块36右端的橡胶冲击柱361，装设于正向定位块37上的弹簧平衡垫362；一端与阶梯齿轮23相连、另一端固定在机架板1上的拉压螺旋弹簧24，上端转动装设于机架板1上的连杆A31，装设于平移轴滑槽10内的平移轴34，借助滚动轴承35转动装设于平移轴34上的离合齿轮22，一端与连杆A31的另下端铰接、另一端与平移轴34铰接的连杆B32，及一端与连杆A31的固定铰接点相连且另一端与平移轴34相连的离合弹簧33。
阶梯齿轮23由一个与离合齿轮22外啮合传动的啮合齿轮和一个圆柱体组成，拉压螺旋弹簧24沿圆柱体的圆周逆时针方向缠绕，当阶梯齿轮23逆时针转动时，拉压螺旋弹簧24将被拉伸变长，将转动动能转变为弹性势能。连杆A31的固定铰接点与平移轴滑槽10共线；平移轴34可沿平移轴滑槽10上下滑动。
平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端时，离合齿轮22同时与同步齿轮21及阶梯齿轮23的啮合齿轮发生外啮合。当离合齿轮22受到外部作用力使得平移轴34沿平移轴滑槽10向下滑动时，离合齿轮22将与同步齿轮21脱落啮合，与阶梯齿轮23也脱落啮合。
作为优选地，平移轴34的直径等于平移轴滑槽10的宽度，从而增加同步齿轮21与离合齿轮22的啮合传动稳定性。
作为优选地，离合弹簧33为抗拉金属螺旋弹簧，且始终处于受拉伸状态。平移轴34存在三种位置工况：第一种位置工况是平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端，抗拉金属螺旋弹簧33的拉力最小，此时离合齿轮22与同步齿轮21和阶梯齿轮23处于稳定啮合传动状态；第二种位置工况是平移轴34位于平移轴滑槽10的最下端，抗拉金属螺旋弹簧33的拉力最大，但由于连杆A31和连杆B32共线出现拉力锁死，此时离合齿轮22与同步齿轮21和阶梯齿轮23处于稳定的非啮合传动状态；第三种位置工况是平移轴34位于平移轴滑槽10的中上部，抗拉金属螺旋弹簧33的拉力不大不小，此时离合齿轮22与同步齿轮21和阶梯齿轮23刚好脱落啮合传动状态，属于不稳定位置。
作为优选地，连杆A31与连杆B32共线时，平移轴34位于平移轴滑槽10的最下端。
作为优选地，平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端时，离合弹簧33的作用力小于同步齿轮21施加于离合齿轮22切向作用力的二分之一。当同步齿轮21顺时针转动时，它将给予离合齿轮22一个向下的作用力，此力为啮合力的切向分量，由于离合弹簧33的作用力小于同步齿轮21施加于离合齿轮22切向作用力的二分之一，从而使得平移轴35和离合齿轮22同时向下滑动，将同步齿轮21的顺时针转动与阶梯齿轮23的转动切断，确保阶梯齿轮23不转动。
作为优选地，拉压螺旋弹簧24每mm变形所产生的拉力不小于重物40的重力。当断电后重物40在自身重力的作用下将驱动缠绕轮5和同步齿轮21逆时针转动，同步齿轮21给予离合齿轮22一个向上的作用力，由于此时平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端，因此同步齿轮21将通过离合齿轮22将转动专递给阶梯齿轮23，使得阶梯齿轮23也发生逆时针转动。拉压螺旋弹簧24的刚度数值不小于重物40的重力，因此重力势能将被拉压螺旋弹簧24部分吸收，很快保持相对平衡，即重物停止下落，缠绕轮5停止反转。
作为优选地，橡胶冲击柱361每mm压缩变形所需要的压力不小于重物40重力的二倍。断电的瞬间，重物由向上运动变成向下运动，其加速度数值很大，从而使得缠绕轮5和同步齿轮存在一个较大的顺时针角加速度。由于橡胶冲击柱361的单位mm的刚度值不小于重物40的重力二倍，因此橡胶冲击柱可以发生很小的变形就能吸收掉反向转动加速度的能量。弹簧平衡垫362和正向定位块37配合，为拉压螺旋弹簧24提供预紧力，限制阶梯齿轮23顺时针方向转动。
动力系统与缠绕轮5相连，驱动缠绕轮5顺时针方向吊起重物40或逆时针方向转动释放钢丝绳4。动力系统可选用交流电机直接驱动，即将缠绕轮5固定装设在交流电机的输出轴上，也可以采用链条传动缠绕轮。
工作原理：假设平移轴34处于第二种位置工况。当起重机需要吊起重物40时，先用外力拨动连杆A31或连杆B32，使平移轴34处于第一种位置工况，即平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端；启动电机驱动缠绕轮5和同步齿轮21顺时针方向转动缠绕钢丝绳5，重物40缓慢上升；由于同步齿轮21顺时针方向转动，从而使得平移轴34处于第三种位置工况，即离合齿轮22与同步齿轮21和阶梯齿轮23刚好脱落啮合传动状态，因此，阶梯齿轮23静止不转。
当突然断电，重物40将驱动缠绕轮5和同步齿轮21逆时针转动；平移轴34在离合弹簧33的作用下立即进入第一种位置工况，即平移轴34位于平移轴滑槽10的最上端。因此同步齿轮21逆时针转动将带动阶梯齿轮23逆时针方向转动，进而拉动拉压螺旋弹簧24沿阶梯齿轮23中圆柱体的圆周线方向伸长，直至锁紧杆231逆时针方向转动撞击到橡胶冲击柱361后停止转动；阶梯齿轮23停止转动，从而使得缠绕轮5也停止了逆时针转动，即实现了防反转效果。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种具有断电防反转装置的起重机，包括机架板(1)，转动装设于所述机架板(1)上的缠绕轮(5)，一端与所述缠绕轮(5)相连、另一端与重物相连的钢丝绳(4)，此外还包括断电防反转装置，其特征在于：
所述机架板(1)上沿铅垂方向开设有直线型的平移轴滑槽(10)；
所述断电防反转装置包括：与所述缠绕轮(5)同轴装设且同步转动的同步齿轮(21)，转动装设于所述机架板(1)上的阶梯齿轮(23)，固定装设于所述阶梯齿轮(23)上的锁紧杆(231)，固定装设于所述机架板(1)上、且分别位于所述锁紧杆(231)左右两侧的反向止动块(36)和正向定位块(37)，装设于所述反向止动块(36)右端的橡胶冲击柱(361)，装设于所述正向定位块(37)左端的弹簧平衡垫(362)；一端与所述阶梯齿轮(23)相连、另一端固定在所述机架板(1)上的拉压螺旋弹簧(24)，上端转动装设于所述机架板(1)上的连杆A(31)，装设于平移轴滑槽(10)内的平移轴(34)，借助滚动轴承(35)转动装设于所述平移轴(34)上的离合齿轮(22)，一端与所述连杆A(31)的下端铰接、另一端与所述平移轴(34)铰接的连杆B(32)，及一端与所述连杆A(31)的固定铰接点相连且另一端与所述平移轴(34)相连的离合弹簧(33)；
所述阶梯齿轮(23)由一个与所述离合齿轮(22)外啮合传动的啮合齿轮和一个圆柱体组成，所述拉压螺旋弹簧(24)沿所述圆柱体的圆周逆时针方向缠绕；所述连杆A(31)的固定铰接点与所述平移轴滑槽(10)共线；所述平移轴(34)可沿所述平移轴滑槽(10)上下滑动；
所述平移轴(34)位于所述平移轴滑槽(10)的最上端时，所述离合齿轮(22)同时与所述同步齿轮(21)及所述阶梯齿轮(23)的啮合齿轮发生外啮合。
2.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述平移轴(34)的直径等于所述平移轴滑槽(10)的宽度。
3.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述离合弹簧(33)为抗拉金属螺旋弹簧，且始终处于受拉伸状态。
4.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述连杆A(31)与所述连杆B(32)共线时，所述平移轴(34)位于所述平移轴滑槽(10)的最下端。
5.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述平移轴(34)位于所述平移轴滑槽(10)的最上端时，所述离合弹簧(33)的作用力小于所述同步齿轮(21)施加于所述离合齿轮(22)切向作用力的二分之一。
6.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述拉压螺旋弹簧(24)每mm变形所产生的拉力不小于所述重物(40)的重力。
7.根据权利要求1所述的一种具有断电防反转装置的起重机，其特征在于：所述橡胶冲击柱(361)每mm压缩变形所需要的压力不小于所述重物(40)重力的二倍。
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