CN115258992A - 一种新型防乱绳卷筒及卷扬机构 - Google Patents

Abstract

本发明属于提升机构领域，具体涉及一种新型防乱绳卷筒及卷扬机构，新型防乱绳卷筒包括卷筒本体以及分别设在卷筒本体两侧端部的第一法兰板和第二法兰板；卷筒本体的圆周面上设有多个相连的双折线绳槽，双折线绳槽包括依次连接的第一直线绳槽、第一螺旋绳槽、第二直线绳槽和第二螺旋绳槽，卷筒本体上靠近第一法兰板处设有出绳口，且出绳口位于第一直线绳槽与第二螺旋绳槽之间；还包括换层台阶和换向凸台，换层台阶包括将钢丝绳由第n层过渡到第n+1层的爬绳台阶以及将钢丝绳稳定缠绕在第n+1层的绳槽台阶，其中，n为正整数。通过本技术方案的实施，卷筒自带换层台阶和换向凸台结构，避免了钢丝绳自由缠绕时易出现换层和换向偏差较大所导致的乱绳问题。

Description

一种新型防乱绳卷筒及卷扬机构

技术领域

本发明属于提升机构领域，具体涉及一种新型防乱绳卷筒及卷扬机构。

背景技术

卷扬机构是工程机械中最为常见的一种提升机构，尤其在起重机设备上应用广泛，可视为其核心零部件，承担着起重机最重要、最基础的起升工作。而卷扬在工作过程中受各种因素的制约易出现乱绳、陷绳、卡绳、过放等问题，其中的制约因素有卷筒缠绕层数过多、卷筒本身的结构形式、卷筒及绳槽、绳直径等尺寸的误差积累、绳槽与绳直径的匹配性、用户使用过程操作不规范等等。目前常用的卷筒结构形式有螺旋绳槽、光筒，螺旋绳槽因其本身结构缺陷，只能保证缠绕层数4层以下不乱绳，而光筒需要吊重盘绳且需要人工辅助盘绳整齐后方可使用。这些情况严重影响了卷扬的使用性能、工作效率。此外，以往的卷扬压绳器只具有单一的压绳作用，功能单一，不能防止过放脱绳带来的隐患，如果需要排除该隐患需要额外增加一套防过放装置，而目前受空间限制，两套机构不能同时存在。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种新型防乱绳卷筒，避免了钢丝绳自由缠绕时易出现换层和换向偏差较大所导致的乱绳问题，同时使其对标准公差范围内的钢丝绳直径具有更宽泛的适用性，可实现卷筒缠绕层数达7层而不乱绳。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种新型防乱绳卷筒，包括卷筒本体以及分别设在卷筒本体两侧端部的第一法兰板和第二法兰板；卷筒本体的圆周面上设有多个相连的双折线绳槽，双折线绳槽包括依次连接的第一直线绳槽、第一螺旋绳槽、第二直线绳槽和第二螺旋绳槽，卷筒本体上靠近第一法兰板处设有出绳口，且出绳口位于第一直线绳槽与第二螺旋绳槽之间；还包括换层台阶和换向凸台，换层台阶包括将钢丝绳由第n层过渡到第n+1层的爬绳台阶以及将钢丝绳稳定缠绕在第n+1层的绳槽台阶，其中，n为正整数；换向凸台设在换层台阶的出绳端，且换向凸台处于第一螺旋绳槽在卷筒本体的圆周方向所对应的圆心角度范围内或第二螺旋绳槽在卷筒本体的圆周方向所对应的圆心角度范围内，换向凸台用于改变钢丝绳沿着卷筒本体轴向的缠绕方向；

所述第一法兰板上设有将钢丝绳从偶数层过渡到奇数层的换层台阶，第一法兰板上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台；

所述第二法兰板上设有将钢丝绳从奇数层过渡到偶数层的换层台阶，第二法兰板上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台。

进一步地，所述第一法兰板上设有将钢丝绳从第2层过渡到第3层的换层台阶；所述第二法兰板上设有将钢丝绳从第1层过渡到第2层的换层台阶以及将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶。

进一步地，所述第一法兰板上还设有环形的导向绳槽Ⅰ，设在第一法兰板上的换层台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅰ相连通；所述第二法兰板上还设有圆弧形的导向绳槽Ⅱ，设在第二法兰板用于将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅱ相连通。

进一步地，所述设在第一法兰板上的换层台阶，其出绳端侧的换向凸台延伸至第一法兰板的圆周边缘；所述设在第二法兰板上用于将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶，其出绳端侧的换向凸台延伸至第二法兰板的圆周边缘。

进一步地，所述第一直线绳槽和所述第二直线绳槽在卷筒本体的圆周方向所对应的圆心角均为135°；所述第一螺旋绳槽和第二螺旋绳槽在卷筒本体的圆周方向所对应的圆心角均为45°。

进一步地，所述双折线绳槽的节距为钢丝绳直径的1.05倍。

本发明还提供了一种卷扬机构，包括上述任意一项所述的新型防乱绳卷筒，新型防乱绳卷筒设在支架上。

进一步地，该卷扬机构还包括压绳器装置；压绳器装置包括压绳器支架，压绳器支架的上部通过套杆固定有耐磨滚轮组，压绳器支架的下部通过连接轴固定在支架上，压绳器支架与连接轴转动连接，且压绳器支架与连接轴间设有扭簧；压绳器支架上设有连接弯板，连接弯板远离压绳器支架的一端设有接近开关；接近开关与设在第一法兰板上的感应端相配合；所述耐磨滚轮组中直径最小的一端靠近第一法兰板设置。

进一步地，所述耐磨滚轮组包括阶梯耐磨滚轮和圆柱耐磨滚轮，阶梯耐磨滚轮包括小直径端和大直径端，阶梯耐磨滚轮的大直径端与圆柱耐磨滚轮的直径相同。

进一步地，所述压绳器支架包括第一连接板和第二连接板，第一连接板和第二连接板间通过连杆连接；所述连接轴与第一连接板间、第二连接板间分别设置有扭簧。

本发明的有益效果是：通过本技术方案的实施，卷筒自带换层台阶和换向凸台结构，避免了钢丝绳自由缠绕时易出现换层和换向偏差较大所导致的乱绳问题，同时从双折线绳槽与钢丝绳直径匹配性方面分析，对绳槽的半径、绳槽的节距进行了合理设置，提高了卷筒的绳槽对标准公差范围内绳直径的更为宽泛的适用性，可实现卷筒缠绕层数达7层而不乱绳。多功能压绳器既具有压实钢丝绳，防止空钩、轻载起升钢丝绳松弛反弹的乱绳问题，同时设置有安装接近开关的结构可在绳子剩余3圈时发出信号卸荷，防止钢丝绳过放导致的脱绳问题，避免了安全隐患。

附图说明

图1为本发明新型防乱绳卷筒的展开示意图；

图2为本发明第一法兰板的结构示意图；

图3为本发明第二法兰板的结构示意图；

图4为本发明新型防乱绳卷筒的剖视图；

图5为本发明卷扬机构的结构示意图；

图6为本发明压绳器装置的结构示意图；

图中，1、卷筒本体，10、双折线绳槽，101、第一直线绳槽，102、第一螺旋绳槽，103、第二直线绳槽，104、第二螺旋绳槽，11、第二层换层台阶，12、第二层换向凸台，13、第三层换层台阶，14、第三层换向凸台，15、第四层换层台阶，16、第四层换向凸台，17、第一法兰板，18、第二法兰板，19、导向绳槽Ⅰ，110、导向绳槽Ⅱ，2、支架，3、压绳器装置，31、压绳器支架，311、第一连接板，312、第二连接板，313、连杆，32、耐磨滚轮组，321、阶梯耐磨滚轮，322、圆柱耐磨滚轮，33、连接轴，34、扭簧，35、连接弯板，36、接近开关，37、弹簧套。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图4所示，一种新型防乱绳卷筒，包括卷筒本体1，卷筒本体1的一端部设置有第一法兰板17，卷筒本体1的另一端部设有第二法兰板18。卷筒本体1的圆周面上设有多个相连的双折线绳槽10。如图1所示，顺着绕绳方向看，双折线绳槽10包括依次连接的第一直线绳槽101、第一螺旋绳槽102、第二直线绳槽103和第二螺旋绳槽104。作为本实施例的优选，所述第一直线绳槽101和所述第二直线绳槽103在卷筒本体1的圆周方向所对应的圆心角均为135°；所述第一螺旋绳槽102和第二螺旋绳槽104在卷筒本体1的圆周方向所对应的圆心角均为45°。

卷筒本体1上靠近第一法兰板17处设有出绳口，且出绳口位于第一直线绳槽101与第二螺旋绳槽104之间。如图1所示，出绳口处于HD所在的投影上，该出绳口用于将钢丝绳从卷筒本体1内引出至卷筒本体1的圆周面上。

如图1至图4所示，本发明还包括换层台阶和换向凸台，换层台阶包括将钢丝绳由第n层过渡到第n+1层的爬绳台阶以及将钢丝绳稳定缠绕在第n+1层的绳槽台阶，其中，n为正整数；换向凸台设在换层台阶的出绳端，且换向凸台处于第一螺旋绳槽102在卷筒本体1的圆周方向所对应的圆心角度范围内或第二螺旋绳槽104在卷筒本体1的圆周方向所对应的圆心角度范围内，换向凸台用于改变钢丝绳沿着卷筒本体1轴向的缠绕方向。

所述第一法兰板17和所述第二法兰板18上均布置有一定数量的换层台阶和换向凸台。所述第一法兰板17上设有将钢丝绳从偶数层过渡到奇数层的换层台阶，第一法兰板17上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台；所述第二法兰板18上设有将钢丝绳从奇数层过渡到偶数层的换层台阶，第二法兰板18上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台。

为了使得钢丝绳在新型防乱绳卷筒上缠绕层数达7层而不乱绳，具体地，所述第一法兰板17上设有将钢丝绳从第2层过渡到第3层的换层台阶；所述第二法兰板18上设有将钢丝绳从第1层过渡到第2层的换层台阶以及将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶。

为了便于描述，对所述第一法兰板17上布置的换层台阶和换向凸台以及所述第二法兰板18上布置的换层台阶和换向凸台进行定义。具体地，第一法兰板17上将钢丝绳从第2层过渡到第3层的换层台阶为第三层换层台阶13，第三层换层台阶13的出绳端匹配有第三层换向凸台14。第二法兰板18上将钢丝绳从第1层过渡到第2层的换层台阶为第二层换层台阶11，第二层换层台阶11的出绳端匹配有第二层换向凸台12；第二法兰板18上将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶为第四层换层台阶15，第四层换层台阶15的出绳端匹配有第四层换向凸台16。

如图1和图2所示，第三层换层台阶13的爬绳台阶处于MN段，第三层换层台阶13的绳槽台阶处于NK段，第三层换向凸台14处于KH段。本申请所描述的如第三层换层台阶13的爬绳台阶处于MN段，表示的是第三层换层台阶13的爬绳台阶处于MN段的范围内，限定了其在圆周方向的位置，即第三层换层台阶13的爬绳台阶的起始位置（该起始位置即第三层换层台阶13的入绳端）在直线OM上，第三层换层台阶13的爬绳台阶的终点位置在直线ON上，但是并未限定其在径向方向的具体位置。本具体实施方式中关于其他结构的处于某某段的表述，均采用上述定义。

如图1和图3所示，第二层换层台阶11的爬绳台阶处于ED段，第二层换层台阶11的绳槽台阶处于DG段，第二层换向凸台12处于GF段。第四层换层台阶15的爬绳台阶处于GF段，第四层换层台阶15的绳槽台阶处于FE段，第四层换向凸台16处于ED段。

作为本实施例的优选，所述第一法兰板17上还设有环形的导向绳槽Ⅰ19，设在第一法兰板17上的第三层换层台阶13的爬绳台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅰ19相连通。导向绳槽Ⅰ19对处于第二层的钢丝绳起到引导作用，钢丝绳绕过导向绳槽Ⅰ19后再经由第三层换层台阶13的爬绳台阶过渡至第三层。所述第二法兰板18上还设有圆弧形的导向绳槽Ⅱ110，导向绳槽Ⅱ110处于DG段，设在第二法兰板18上的第四层换层台阶15的爬绳台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅱ110相连通。导向绳槽Ⅱ110对处于第三层的钢丝绳起到引导作用，钢丝绳绕过导向绳槽Ⅱ110后再经由第四层换层台阶15的爬绳台阶过渡至第四层。

所述设在第一法兰板17上的第三层换向凸台14延伸至第一法兰板17的圆周边缘。所述设在第二法兰板18上的第四层换向凸台16延伸至第二法兰板18的圆周边缘。

对于双折线绳槽10的节距，根据钢丝绳国标公差范围0~+5%以及多次实践验证，节距应优化为钢丝绳直径的1.05倍，该值的设置对钢丝绳的直径偏差具有较大范围的适应性。

本发明的新型防乱绳卷筒的具体绕绳过程为：如图1至图4所示，钢丝绳从出绳口开始逆时针缠绕，并朝第二法兰板18侧移动。在第二法兰板18侧，钢丝绳顺着第二层换层台阶11的爬绳台阶爬升至第二层换层台阶11的绳槽台阶中，钢丝绳从第一层切换至第二层。当钢丝绳从第二层换层台阶11出绳端绕出后，在第二层换向凸台12的作用下，推动钢丝绳朝第一法兰板17侧移动。当处于第二层的钢丝绳靠近第一法兰板17侧后，先被引导至导向绳槽Ⅰ19上，在导向绳槽Ⅰ19上缠绕360°后，顺着第三层换层台阶13的爬绳台阶爬升至第三层换层台阶13的绳槽台阶中，钢丝绳从第二层切换至第三层。当钢丝绳从第三层换层台阶13出绳端绕出后，在第三层换向凸台14的作用下，推动钢丝绳朝第二法兰板18侧移动。当处于第三层的钢丝绳靠近第二法兰板18后，先被引导至导向绳槽Ⅱ110上，在导向绳槽Ⅱ110上缠绕135°后，钢丝绳顺着第四层换层台阶15的爬绳台阶爬升至第四层换层台阶15的绳槽台阶，钢丝绳从第三层切换至第四层。当钢丝绳从第四层换层台阶15出绳端绕出后，在第四层换向凸台16的作用下，推动钢丝绳朝第一法兰板17侧移动。接下来，每一次钢丝绳运动至第一法兰板17侧后，由第三层换向凸台14引导钢丝绳换向缠绕，而每一次钢丝绳运动至第二法兰板18侧后，由第四层换向凸台16引导钢丝绳换向缠绕。

如图5所示，本发明还提供了一种卷扬机构，包括上述任意一项所述的新型防乱绳卷筒，新型防乱绳卷筒设在支架2上。支架2包括底座，和设置在底座上两平行的支撑板，新型防乱绳卷筒固定在两支撑板之间。

如图5和图6所示，该卷扬机构还包括压绳器装置3。压绳器装置3包括压绳器支架31，压绳器支架31包括第一连接板311和第二连接板312，第一连接板311和第二连接板312间通过连杆313连接。压绳器支架31的上部通过套杆固定有耐磨滚轮组32，耐磨滚轮组32与新型防乱绳卷筒上的钢丝绳相接触，优选地，耐磨滚轮组32相对套杆能够转动，可随新型防乱绳卷筒转动实现独立转动，减小与钢丝绳间的摩擦力，提高使用寿命。具体地，所述耐磨滚轮组32包括阶梯耐磨滚轮321和圆柱耐磨滚轮322，阶梯耐磨滚轮321包括小直径端和大直径端，阶梯耐磨滚轮321的大直径端与圆柱耐磨滚轮322的直径相同。所述耐磨滚轮组32中直径最小的一端靠近第一法兰板17设置。

压绳器支架31的下部通过连接轴33固定在支架2上，压绳器支架31与连接轴33转动连接，且连接轴33与第一连接板311间、第二连接板312间分别设置有扭簧34，两个扭簧34分别通过一弹簧套37进行轴向限位，在扭簧34的作用下，使得耐磨滚轮组32能够压住新型防乱绳卷筒上的钢丝绳。

压绳器支架31上设有连接弯板35，连接弯板35远离压绳器支架31的一端设有接近开关36；接近开关36与设在第一法兰板17上的感应端相配合，感应端设在第一法兰板17的圆周边缘。接近开关36与连接弯板35螺纹连接，通过旋转接近开关36可以调节接近开关36与第一法兰板17上的感应端之间的距离，使其可以在合适的间距内接收信号。

压绳器装置3防过放的工作原理为：当新型防乱绳卷筒上钢丝绳旋转至完全脱离阶梯耐磨滚轮321的大直径端后，由于耐磨滚轮组32的小直径端在径向上与新型防乱绳卷筒上钢丝绳间存在一定距离，而阶梯耐磨滚轮321的大直径端和圆柱耐磨滚轮322又处于无支撑的悬空状态，在扭簧34作用下，阶梯耐磨滚轮321的大直径端和圆柱耐磨滚轮322将均被压向与卷筒本体1的圆周面接触。此时，该状态下的距离可使接近开关36发出信号给感应端使系统卸荷，新型防乱绳卷筒停止工作，新型防乱绳卷筒上剩余圈数的钢丝绳实现防止钢丝绳放完脱绳的危险。新型防乱绳卷筒想要预留的剩余钢丝绳圈数可以通过阶梯耐磨滚轮321的小直径端的轴向长度来控制。在耐磨滚轮组32总的轴向长度不变的情况下，阶梯耐磨滚轮321的小直径端的轴向长度越长，则可以预留的钢丝绳圈数就越多，反之，则越少。一般预留剩余3圈及以上的钢丝绳，防止钢丝绳过放导致的脱绳问题，避免了安全隐患。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种新型防乱绳卷筒，包括卷筒本体（1）以及分别设在卷筒本体（1）两侧端部的第一法兰板（17）和第二法兰板（18）；卷筒本体（1）的圆周面上设有多个相连的双折线绳槽（10），双折线绳槽（10）包括依次连接的第一直线绳槽（101）、第一螺旋绳槽（102）、第二直线绳槽（103）和第二螺旋绳槽（104），卷筒本体（1）上靠近第一法兰板（17）处设有出绳口，且出绳口位于第一直线绳槽（101）与第二螺旋绳槽（104）之间；其特征在于：还包括换层台阶和换向凸台，换层台阶包括将钢丝绳由第n层过渡到第n+1层的爬绳台阶以及将钢丝绳稳定缠绕在第n+1层的绳槽台阶，其中，n为正整数；换向凸台设在换层台阶的出绳端，且换向凸台处于第一螺旋绳槽（102）在卷筒本体（1）的圆周方向所对应的圆心角度范围内或第二螺旋绳槽（104）在卷筒本体（1）的圆周方向所对应的圆心角度范围内，换向凸台用于改变钢丝绳沿着卷筒本体（1）轴向的缠绕方向；

所述第一法兰板（17）上设有将钢丝绳从偶数层过渡到奇数层的换层台阶，第一法兰板（17）上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台；

所述第二法兰板（18）上设有将钢丝绳从奇数层过渡到偶数层的换层台阶，第二法兰板（18）上每一层的换层台阶的出绳端均设有相配合的换向凸台。

2.根据权利要求1所述的一种新型防乱绳卷筒，其特征在于：所述第一法兰板（17）上设有将钢丝绳从第2层过渡到第3层的换层台阶；所述第二法兰板（18）上设有将钢丝绳从第1层过渡到第2层的换层台阶以及将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶。

3.根据权利要求2所述的一种新型防乱绳卷筒，其特征在于：所述第一法兰板（17）上还设有环形的导向绳槽Ⅰ（19），设在第一法兰板（17）上的换层台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅰ（19）相连通；所述第二法兰板（18）上还设有圆弧形的导向绳槽Ⅱ（110），设在第二法兰板（18）用于将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶，其入绳端与导向绳槽Ⅱ（110）相连通。

4.根据权利要求2所述的一种新型防乱绳卷筒，其特征在于：所述设在第一法兰板（17）上的换层台阶，其出绳端侧的换向凸台延伸至第一法兰板（17）的圆周边缘；所述设在第二法兰板（18）上用于将钢丝绳从第3层过渡到第4层的换层台阶，其出绳端侧的换向凸台延伸至第二法兰板（18）的圆周边缘。

5.根据权利要求1所述的一种新型防乱绳卷筒，其特征在于：所述第一直线绳槽（101）和所述第二直线绳槽（103）在卷筒本体（1）的圆周方向所对应的圆心角均为135°；所述第一螺旋绳槽（102）和第二螺旋绳槽（104）在卷筒本体（1）的圆周方向所对应的圆心角均为45°。

6.根据权利要求1所述的一种新型防乱绳卷筒，其特征在于：所述双折线绳槽（10）的节距为钢丝绳直径的1.05倍。

7.一种卷扬机构，其特征在于：包括权利要求1～6任意一项所述的新型防乱绳卷筒，新型防乱绳卷筒设在支架（2）上。

8.根据权利要求7所述的一种卷扬机构，其特征在于：该卷扬机构还包括压绳器装置（3）；压绳器装置（3）包括压绳器支架（31），压绳器支架（31）的上部通过套杆固定有耐磨滚轮组（32），压绳器支架（31）的下部通过连接轴（33）固定在支架（2）上，压绳器支架（31）与连接轴（33）转动连接，且压绳器支架（31）与连接轴（33）间设有扭簧（34）；压绳器支架（31）上设有连接弯板（35），连接弯板（35）远离压绳器支架（31）的一端设有接近开关（36）；接近开关（36）与设在第一法兰板（17）上的感应端相配合；所述耐磨滚轮组（32）中直径最小的一端靠近第一法兰板（17）设置。

9.根据权利要求8所述的一种卷扬机构，其特征在于：所述耐磨滚轮组（32）包括阶梯耐磨滚轮（321）和圆柱耐磨滚轮（322），阶梯耐磨滚轮（321）包括小直径端和大直径端，阶梯耐磨滚轮（321）的大直径端与圆柱耐磨滚轮（322）的直径相同。

10.根据权利要求8所述的一种卷扬机构，其特征在于：所述压绳器支架（31）包括第一连接板（311）和第二连接板（312），第一连接板（311）和第二连接板（312）间通过连杆（313）连接；所述连接轴（33）与第一连接板（311）间、第二连接板（312）间分别设置有扭簧（34）。

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