CN115140671A - 一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷扬机设备技术领域，且公开了一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，包括绞轴、制动盘和制动钳，所述制动盘连接有可径向滑动的滑动块，且滑动块离心力大于设定值时单向滑出，此时为初始滑出量。该紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，由离心力触发制动的进行，由速度是否在预设范围内作为制动条件，可靠性和及时性均较大，其次，通过减速顶辅助制动钳进行制动，降低了对液压和电磁驱动力的要求，提供更大的制动力，同时制动盘的受力也更加均匀，制动的平稳性更好。其次，由最小制动力产生的加速度确定最终的制动力，保证制动时各零部件总在安全范围内运行，提高运行的安全性，还可以总保持相对较大的制动力，保证制动的及时性。

Description

一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘

技术领域

本发明涉及卷扬机设备技术领域，具体为一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘。

背景技术

绞盘是起重设备的关键部件，绞盘分机械驱动和手动两种，一般机械驱动的绞盘会带有制动设备，并且为了保证安全性，在控制把手处于中位时，制动设备处于抱死状态，而当绞车转动时，制动钳松开，绞车自由转动。

绞车失控，触发被动制动是绞车安全运行的一个重要手段，在日常使用时，由于绞盘的使用频率较高，许多零部件会随着使用而异常，一般来说，液压马达内泄、多路阀内泄或断轴等故障均会安全抱死功能失常，绞车下滑，而此时，被动制动很可能失效，提高被动制动的触发及时性和工作的可靠性是现有绞盘需要面对的问题之一。

其次，在安全装置触发，绞车被动制动时，此时，绞车的速度较大，若负载较重时，制动力过大，在惯性作用下会引起严重晃动甚至钢丝绳断裂，而制动力过小，则难以及时控制速度。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘的技术方案，由离心力触发制动，并且由最小制动力产生的加速度大小决定最终的制动力，既能保证制动的及时性和可靠性，又能在负载较大时的制动过程中，保证各个结构的受力在安全之内，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，包括绞轴、制动盘和制动钳，所述制动盘连接有可径向滑动的滑动块，且滑动块离心力大于设定值时单向滑出，此时为初始滑出量，所述滑动块上设有定位件，以控制滑动块最终的滑出长度，所述定位件包括加速度传感器和控制器，所述控制器根据最小制动力产生的减速度控制最终滑出量，所述制动盘的外圈设有支撑环，所述支撑环与支架固定连接，所述支撑环固定连接有减速顶，所述滑动块滑出后可对减速顶进行挤压，所述滑动块的端部设有斜面，所述减速顶连接有节流件，在制动时所述控制器触发制动钳启动制动。

优选的，所述制动盘的侧壁设有移动缸，所述滑动块通过液压杆与移动缸的内壁活动连接，所述移动缸通过控制阀连通控制罐。

优选的，所述控制罐包括罐体，所述罐体活动连接有隔离活塞，所述隔离活塞将罐体的内部腔体分成液腔和气腔，所述气腔通过由电磁控制可计量的气阀连通大气。

优选的，所述控制阀设于罐体和移动缸之间，所述控制阀在控制罐和移动缸达到指定的压力差后才开启，所述罐体与隔离活塞之间设有电磁设备。

优选的，所述节流件包括带有节流口的节流缸，所述节流缸活动连接有接受减速顶传来压力的活塞，所述活塞传动连接有磁力控制件，所述节流缸内填充有磁流变液，所述磁力控制件靠近节流口并且随着活塞的移动使节流口处的磁力逐渐变大，所述节流缸通过节流口连接有中转罐。

优选的，所述活塞和节流缸之间设有压力弹簧和从动弹簧，所述从动弹簧的弹性系数大于压力弹簧，所述磁力控制件设于压力弹簧和从动弹簧之间。

优选的，所述制动钳上设有增加钳夹力的辅助液压缸，所述减速顶流出液体汇集后分别与辅助液压缸和节流件连通，所述辅助液压缸通过旁路连接有液压油，且旁路上设有单向阀。

本发明具备以下有益效果：

1、该紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，由离心力触发制动的进行，由速度是否在预设范围内作为制动条件，可靠性和及时性均较大，其次，通过减速顶辅助制动钳进行制动，一方面，降低了对液压和电磁驱动力的要求，提供更大的制动力，另一方面，制动盘的受力也更加均匀，制动的平稳性更好。

2、该紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，由最小制动力产生的加速度确定最终的制动力，一方面，保证制动时各零部件总在安全范围内运行，提高运行的安全性，另一方面，总保持相对较大的制动力，保证制动的及时性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中制动盘的剖视图；

图3为本发明中控制罐的结构示意图；

图4为本发明中节流件的结构示意图；

图5为本发明的管路连接示意图。

图中：1、绞轴；2、制动盘；3、制动钳；4、滑动块；5、支撑环；6、减速顶；7、节流件；71、节流缸；72、活塞；73、磁力控制件；74、压力弹簧；75、从动弹簧；76、中转罐；8、移动缸；9、控制罐；91、罐体；92、隔离活塞；93、气阀；94、控制阀；10、辅助液压缸；11、单向阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

请参阅图1，一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，包括绞轴1、制动盘2和制动钳3，绞轴1通过减速机与动力设备连接，制动盘2和绞轴1固定连接，制动盘2连接有可径向滑动的滑动块4，且滑动块4离心力大于设定值时单向滑出，即滑动块4只能向外滑动，向内复位时会被限制，滑动块4上设有定位件，以控制滑动块4最终的滑出长度，滑动块4的滑出长度包括决定最小制动力的初始滑出量和由定位件确定的最终滑出量，定位件包括加速度传感器和控制器，控制器根据最小制动力产生的减速度控制最终滑出量，由于载荷越大，减速度越小，当减速度大于阈值一时，载荷较小，较为安全，滑动块4滑行到最大位置，当减速度小于阈值一，大于阈值二时，载荷较大，可能不安全，此时，滑动块4的滑行位置由减速度大小决定，减速度越小，滑出量越小，当减速度小于阈值二时，载荷较大，滑动块4保持最小滑出量，以最小的减速度降速，降低发生事故时的速度，减少事故造成的损害，制动盘2的外圈设有支撑环5，支撑环5与支架固定连接，支撑环5固定连接有减速顶6，滑动块4滑出后可对减速顶6进行挤压，滑动块4的端部设有斜面，随着滑动块4滑出的越多，对减速顶6的挤压越多，减速顶6连接有节流件7，在被挤压时消耗动能，控制器触发制动钳3启动制动，制动钳3与支架固定连接，制动钳3提供的制动力满足制动盘2在满载时可以保持静止，支撑环5朝外的一侧设有端盖与支架连接，提高连接的稳定性，端盖的一角设有缺口，制动钳3的位置对应于缺口。

请参阅图2，其中，制动盘2的侧壁设有移动缸8，滑动块4通过液压杆与移动缸8的内壁活动连接，移动缸8通过控制阀94连通控制罐9，控制阀94阻断液体的回流，避免滑动块4在减速顶6的压力下回缩。

请参阅图3，其中，控制罐9包括罐体91，罐体91活动连接有隔离活塞92，隔离活塞92将罐体91的内部腔体分成液腔和气腔，气腔通过由电磁控制可计量的气阀93连通大气，当离心力增大到开始抽吸液腔中液体时，即随着液体的注入移动缸8中，隔离活塞92移动，气腔内负压增大，终止液体进入移动缸8，当测定初始加速度后，控制器根据减速度等级控制从气阀93进入的气体量，控制滑动块4的最终滑出量。

其中，控制阀94设于罐体91和移动缸8之间，液体流过控制阀94后，再分流与移动缸8连通，控制阀94在控制罐9和移动缸8达到指定的压力差后才开启，罐体91与隔离活塞92之间设有电磁设备，电磁设备根据绞盘的设定转速自动调整磁力大小，继而调整控制罐9与移动缸8的压力差，控制驱动滑动块4滑出的最低转动速度，隔离活塞92安装有永磁体，95为电磁铁，二者产生吸力。

其中，请参阅图4，节流件7包括带有节流口的节流缸71，节流缸71活动连接有接受减速顶6传来压力的活塞72，活塞72挤压节流缸71，将节流缸71内液体挤出节流口，消耗动能，活塞72传动连接有磁力控制件73，节流缸71内填充有磁流变液，磁力控制件73靠近节流口并且随着活塞72的移动使节流口处的磁力逐渐变大，随着磁力控制件73的靠近，磁力增大，节流作用越强，能量消耗越大，即转速越快，制动力越大，节流缸71通过节流口连接有中转罐76，中转罐76通过另外的回路回流到节流缸71中，减少磁力干扰，保证回流速度。

活塞72和节流缸71之间设有压力弹簧74和从动弹簧75，从动弹簧75的弹性系数大于压力弹簧74，磁力控制件73设于压力弹簧74和从动弹簧75之间，随着活塞72移动，压力弹簧74弹力增大，从动弹簧75收缩，磁力控制件73更靠近节流口，磁力增大。

其中，请参阅图5，制动钳3上设有增加钳夹力的辅助液压缸10，减速顶6流出液体汇集后分别与辅助液压缸10和节流件7连通，液压驱动活塞72移动，同时，液压也增加辅助液压缸10的压力，辅助增加制动压力，辅助液压缸10通过旁路连接有液压油，且旁路上设有单向阀12，辅助液压缸10随着主液压缸移动，通过旁路吸收液压油充满缸体，避免辅助液压缸10吸收减速顶6内过多的液压油，导致减速顶6的前半部分行程无效，旁路预存储的液压油恰好充满辅助液压缸10。

本发明的工作原理及工作流程：

当绞盘失控时速度大于设定值，滑动块4在离心力作用下伸出，在转动时与减速顶6发生挤压，减速顶6通过节流件7消耗动能，与制动钳3共同作用产生最小制动力，同时加速度传感器检测制动力产生的减速度，控制器根据减速度控制最终滑出量，由于载荷越大，减速度越小，当减速度大于阈值一时，载荷较小，较为安全，滑动块4滑行到最大位置，当减速度小于阈值一，大于阈值二时，载荷较大，可能不安全，此时，滑动块4的滑行位置由减速度大小决定，减速度越小，滑出量越小，当减速度小于阈值二时，载荷较大，滑动块4保持最小滑出量，以最小的减速度降速同时节流件7的压力变化触发制动钳3启动制动，使绞盘在适当的制动力自动停止。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，包括绞轴（1）、制动盘（2）和制动钳（3），其特征在于：所述制动盘（2）连接有可径向滑动的滑动块（4），且滑动块（4）离心力大于设定值时单向滑出，此时为初始滑出量，所述滑动块（4）上设有定位件，以控制滑动块（4）进一步滑动为最终的滑出长度，所述定位件包括加速度传感器和控制器，所述控制器根据初始滑出量产生制动力得到的减速度控制最终滑出量，所述制动盘（2）的外圈设有支撑环（5），所述支撑环（5）与支架固定连接，所述支撑环（5）固定连接有减速顶（6），所述滑动块（4）滑出后可对减速顶（6）进行挤压，所述滑动块（4）的端部设有斜面，所述减速顶（6）连接有节流件（7），在制动时所述控制器触发制动钳（3）启动制动。

2.根据权利要求1所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述制动盘（2）的侧壁设有移动缸（8），所述滑动块（4）通过液压杆与移动缸（8）的内壁活动连接，所述移动缸（8）通过控制阀（94）连通控制罐（9）。

3.根据权利要求2所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述控制罐（9）包括罐体（91），所述罐体（91）活动连接有隔离活塞（92），所述隔离活塞（92）将罐体（91）的内部腔体分成液腔和气腔，所述气腔通过由电磁控制可计量的气阀（93）连通大气。

4.根据权利要求3所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述控制阀（94）设于罐体（91）和移动缸（8）之间，所述控制阀（94）在控制罐（9）和移动缸（8）达到指定的压力差后才开启，所述罐体（91）与隔离活塞（92）之间设有电磁设备。

5.根据权利要求1所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述节流件（7）包括带有节流口的节流缸（71），所述节流缸（71）活动连接有接受减速顶（6）传来压力的活塞（72），所述活塞（72）传动连接有磁力控制件（73），所述节流缸（71）内填充有磁流变液，所述磁力控制件（73）靠近节流口并且随着活塞（72）的移动使节流口处的磁力逐渐变大，所述节流缸（71）通过节流口连接有中转罐（76）。

6.根据权利要求5所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述活塞（72）和节流缸（71）之间设有压力弹簧（74）和从动弹簧（75），所述从动弹簧（75）的弹性系数大于压力弹簧（74），所述磁力控制件（73）设于压力弹簧（74）和从动弹簧（75）之间。

7.根据权利要求6所述的一种紧急情况下自行触发安全制动的绞盘，其特征在于：所述制动钳（3）上设有增加钳夹力的辅助液压缸（10），所述减速顶（6）流出液体汇集后分别与辅助液压缸（10）和节流件（7）连通，所述辅助液压缸（10）通过旁路连接有液压油，且旁路上设有单向阀（12）。

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