CN1291906C - 动臂变幅起升补偿组合机构 - Google Patents

Abstract

动臂变幅起升补偿组合机构，有驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅卷筒之间分别有齿轮变速机构，主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间还设有齿轮传动机构。齿轮传动机构可以带有离合器。通过在动臂变幅卷筒与主起升卷筒之间设置齿轮传动机构，并可以通过离合器对齿轮相互联动控制和传动，使动臂变幅卷筒与主起升卷筒的齿轮箱输出的两轴分别达到动臂变幅和主起升动力输出的要求的同时，且在带载动臂变幅工作时，通过齿轮控制一定速比的动臂变幅与主起升两轴的速度相互补偿，使吊物在动臂变幅过程中水平移动。

Description

动臂变幅起升补偿组合机构

技术领域：动臂变幅起升补偿组合机构是一种使用在建筑塔式起重机中既能分别驱动动臂变幅卷筒和主起升卷筒，又能在动臂变幅、主起升之间进行动臂变幅速度及动力补偿的组合机构。

背景技术：已有的建筑起重塔机，其动臂变幅和主起升驱动机构都有动臂变幅驱动电机、主起升驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，主起升驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅驱动电机与动臂变幅卷筒之间分别有齿轮变速机构。动臂变幅工作时，为了达到带载变幅时吊重能作水平移动的目的，主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间设有补偿装置。通常采用的动臂变幅补偿装置基本上有三种类型。一种是卷筒补偿装置，很多动臂变幅塔机都采用，由于补偿卷筒与变幅卷筒同轴连接，起重绳由主起升卷筒至臂端又返回到补偿卷筒，使臂架轴向力加大，在臂架结构设计时，需增加结构强度和刚度，增大材料成本，且起升绳长度大、磨损快。二是滑轮补偿装置，该装置特点是在起升绕绳系统中增设一个补偿滑轮组，该滑轮组倍率较大，钢丝绳额外超长100m，同样存在卷筒补偿缺点。三是四连杆式组合臂架补偿装置，该装置构造复杂；主要用于港口起重机械，由于用途、结构的区别，在建筑塔机中不适用。该机在动臂变幅工作时，为了达到带载变幅时吊重能作水平移动的目的，使用了在动臂变幅卷筒旁，同轴增设补偿卷筒(塔吊动臂变幅用基本结构)的方法，达到上述目的。

发明内容：本发明就是要解决动臂变幅与主起升之间速度补偿问题，提供一种使用可靠、结构紧凑的动臂变幅起升补偿组合机构。进一步提供使塔机传统的动臂变幅与主起升两种动力输出需分别使用各自的电机减速机合两为一，组成动臂变幅与主起升的组合机构。

本发明的动臂变幅起升补偿组合机构，有驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅卷筒之间分别有齿轮变速机构，其特征在于：主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间还设有齿轮传动机构。这样在主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间形成的齿轮传动机构的补偿装置，结构简捷、传动可靠，形成的齿轮传动机构可以设置在齿轮箱内，不影响塔机外体结构设置。齿轮传动机构可以设置主起升卷筒轴与动臂变幅卷筒轴之间，也可以设置主起升卷筒的齿轮变速机构与动臂变幅卷筒的齿轮变速机构之间。同其他的齿轮机构一样，齿轮变速机构和齿轮传动机构可以是多种形式，齿轮的工作状态和非工作状态可以通过可以拨动的滑键齿轮或者通过离合器的操作达到，所以齿轮传动机构可以带有离合器。通过在动臂变幅卷筒与主起升卷筒之间设置齿轮传动机构，并通过离合器对齿轮相互联动控制和传动，使动臂变幅卷筒与主起升卷筒的齿轮箱输出的两轴分别达到动臂变幅和主起升动力输出的要求的同时，且在带载动臂变幅工作时，通过齿轮控制一定速比的动臂变幅与主起升两轴的速度(动力)相互补偿，使吊物在动臂变幅过程中水平移动。即动臂变幅过程中，吊物水平移动靠齿轮传动机构控制动臂变幅、主起升运动速度相互补偿达到的，从而使动力相互补偿，达到节能的效果，而且可以将动臂变幅卷筒与主起升卷筒之间的齿轮传动机构及离合器组合在齿轮变速机构的齿轮箱内，形成一套齿轮箱，使补偿机构比较紧凑。主起升卷筒、动臂变幅卷筒可以按照已有的方案分别有各自的的驱动电机及传动的齿轮变速机构驱动，也就是各自的驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅卷筒之间分别设置有各自的齿轮变速机构。为了进一步简化结构，使机构更加紧凑，主起升卷筒与动臂变幅卷筒驱动最好共用一台驱动电机，也就是一台驱动电机的主轴齿轮两侧分别与主起升卷筒轴、动臂变幅卷筒轴之间设置有齿轮变速机构及离合器。这样就将主起升卷筒与动臂变幅卷筒两套动力电机合并成一套动力电机，并且可以将主起升卷筒与动臂变幅卷筒两个动力输出分别使用各自的变速箱合两为一，可以合用一套变速箱，使得动臂变幅卷筒与主起升卷筒之间的齿轮传动机构及离合器更方便组合在齿轮变速机构的齿轮箱内，形成一套齿轮箱，使机构更加紧凑。同样齿轮变速机构设有制动器。同时，动臂变幅卷筒轴间最好设置有棘轮、棘齿超速停止器。最好是动臂变幅卷筒轴间设置有超越离合器。具体的本发明组合机构可由变频电机、联轴器将动力输入到变速(传动)齿轮箱的主动轴。主动轴的齿轮一侧通过控制离合器、制动器、多级齿轮啮合，经减速后传至主起升卷筒的轴(主起升轴)，从而带动主起升卷筒转动工作；另一侧同样通过控制离合器、制动器、多级齿轮啮合，经减速后传至动臂变幅卷筒的轴(变幅轴)，从而带动动臂变幅卷筒转动工作；同时动臂变幅卷筒的轴又通过离合器、齿轮啮合的齿轮传动机构的调控，可以将变幅轴的速度和动力以一定的速比返回至主起升轴，使主起升轴按一定的转速随变幅轴转动，因而形成了在动臂变幅情况下，主起升产生相应的速度及动力补偿。为防止臂架在向下变幅时，因吊重过大而使臂架速度失控，防止臂架和重物向下跌落，在变幅轴间装有一对特制的棘轮、棘爪，用以起到超速停止器，最好是在动臂变幅卷筒轴间设置有超越离合器。当臂架超速下落时，此机构将其制动、停止继续下落，以保安全。

本发明组合机构具有以下优点：

1、本机构结构紧凑，对塔机整体结构不附加任何装置，补偿装置的齿轮传动机构可以设置在原有的动力齿轮变速箱内，塔机更加美观、实用。

2、通过齿轮传动，精度高、运动速度准确。与其它类型补偿装置相比，吊物水平移动更加理想。

3、节能、降低成本。原两套动臂变幅和主起升机构各自单独配置电机和变速机构，以QTDHG200两用机为例，原是分别用51.5kW电机及传动装置的两套减速机构，现由一台YP-55kW变频电机，其动力通过减速齿轮箱，传递给动臂变幅、主起升两卷筒，合成为一套机构。同时，由于两卷筒缠绕钢丝绳拉力相反，在动臂变幅过程中，起升钢丝绳重物拉力，通过卷筒、齿轮传递给变幅机构，可减少变幅功耗40％，达到节能的目的。

附图说明：附图表示了本发明组合机构两种系列规格的结构、工作示意图；其中图1为“本发明的QTDHG200两用机用的动臂变幅起升补偿组合机构示意图”，图2为QTDHG200两用机用动臂变幅起升补偿组合机构在两倍率时动臂变幅及其补偿状态的示意图，图3为QTDHG200两用机用动臂变幅起升补偿组合机构在两倍率时主起升状态的示意图，图4为QTDHG200两用机用动臂变幅起升补偿组合机构四倍率时动臂变幅及其补偿状态的示意图，图5为QTDHG200两用机用动臂变幅起升补偿组合机构在四倍率时主起升状态的示意图；其中图6为“本发明的拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构示意图”，图7为拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构在两倍率时动臂变幅及其补偿状态的示意图，图8为拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构在两倍率时主起升状态的示意图，图9为拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构四倍率时动臂变幅及其补偿状态的示意图，图10为拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构在四倍率时主起升状态的示意图。下面结合附图的实例进一步说明本发明。

具体实施方式：

实施例一、一种QTDHG200两用机用的动臂变幅起升补偿组合机构(见图1)，有变频驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，变频驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅卷筒之间分别有齿轮减速机构，其特征在于：主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间还设有齿轮传动机构4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16及电磁离合器24、25。主要通过电磁离合器调整齿轮啮合，组成本机构的齿轮减速机构和齿轮传动机构(补偿装置)，形成多种变速传动方式。

在二倍率变幅工作时(见图1、2)：

YP变频驱动电机通过联轴器21带动轴I及齿轮1转动，并分别通过齿轮2、3，电磁离合器22、23，分别与动臂变幅卷筒的齿轮减速组、主起升卷筒的齿轮减速组传动，分别形成动臂变幅卷筒、主起升卷筒的齿轮减速传动及离合传动机构。在电磁离合器23、24吸合，电磁离合器22、25断开，动力经齿轮1、3(变幅制动器20、19打开)，通过轴II、齿轮13传递给齿轮14、15、16及轴IV、VI，经过减速后的轴VI使动臂变幅卷筒转动，并在轴IV、VI上设有棘轮17、棘爪18的磨擦盘锁紧特殊机构，用以保证臂架在起重及吊重作用下，起到超速停止器的作用，确保使用安全。另外，轴II又将动力经齿轮4、5、6及电磁离合器24(主起升制动器20’、19’打开)，通过轴III、齿轮9传递给齿轮10、11、12及轴V、VII，经过变速后的轴VII，使主起升卷筒转动，在动臂变幅卷筒、主起升卷筒之间形成齿轮传动补偿机构。在动臂变幅工作时，主起升卷筒被动转动，起补偿作用。

二倍率主起升工作时(见图1、3)：电磁离合器22吸合，电磁离合器23、24、25断开，动力经齿轮1、2(主起升制动器20’、19’打开)，通过轴III、齿轮9传递给齿轮10、11、12及轴V、VII。经过减速机构减速后的轴VII使主起升卷筒转动，开始主起升工作。

四倍率变幅工作时(见图1、4)：电磁离合器23、25吸合，22、24断开。YP变频驱动电机的动力同样以前述的传动二倍率变幅工作时型式，使动臂变幅卷筒转动，同样因棘轮17、棘爪18的特殊机构，起超速停止器的作用。另外，轴II又将动力经齿轮4、5、7、8及离合器25(主起升制动器20’、19’打开)，通过轴III后又同样以前述的二倍率变幅工作时传动型式，通过齿轮传动机构4、5、7、8、9及离合器25使主起升卷筒转动，在动臂变幅工作时起补偿作用。

四倍率主起升工作时(见图1、5)：与二倍率主起升工作时完全相同。

实施例二、一种拨动式齿轮动臂变幅起升补偿组合机构(见图6)，有变频驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，变频驱动电机与主起升卷筒、动臂变幅卷筒之间分别有齿轮减速机构，其特征在于：主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间还设有齿轮传动机构4a、5a、6a(也可以是16a、15a、14a、13a、4a、5a、6a、9a、10a、11a、12a)或4a、5a、7a、8a(也可以是16a、15a、14a、13a、4a、5a、7a、8a、9a、10a、11a、12a)。主要通过拨动带滑键的齿轮2a、6a、8a、3a、4a调整齿轮啮合，组成本机构的齿轮减速机构的工作状态和齿轮传动机构(补偿装置)的工作状态，形成多种变速传动的工作方式。

在二倍率变幅工作时(见图6、7)：变频驱动电机通过联轴器21a带动轴Ia，电磁离合器22a将动力传递给齿轮1a、3a转动(变幅制动器20a、19a打开)，并通过轴IIa、齿轮13a传递给齿轮14a、15a、16a及轴IVa、VIa，经过齿轮减速机构传动后使轴VIa及动臂变幅卷筒转动，形成了动臂变幅卷筒的齿轮减速传动机构。并且在轴TVa、VIa上设有棘轮17a、棘爪18a的磨擦盘锁紧特殊机构，用以保证臂架在起重及吊重作用下，起到超速停止器的作用，确保使用安全。另外，轴IIa又将动力经齿轮4a、5a、6a、9a(主起升制动器20a’、19a打开)，通过轴IIIa、齿轮9a传递给齿轮10a、11a、12a及轴Va、VIIa，经过齿轮变速传动机构后使轴VIIa及主起升卷筒转动，在动臂变幅卷筒、主起升卷筒之间形成齿轮传动机构的补偿机构(装置)。在动臂变幅工作时，主起升卷筒被动转动，起补偿作用。

二倍率主起升工作时(见图6、8)：将齿轮3a离开齿轮1a(变幅制动器20a、19a闭合)，轴IIa、IVa、VIa停止转动。齿轮2a左移与齿轮1a啮合，齿轮5a与6a同时分离，动力经齿轮1a、2a(主起升制动器20a’、19a’打开)，通过轴IIIa、齿轮9a传递给齿轮10a、11a、12a及轴Va、VIIa，经过齿轮减速机构后使轴VIIa及主起升卷筒转动，开始主起升工作。

四倍率变幅工作时(见图6、9)：齿轮1a、3a啮合，齿轮1a、2a分离，将齿轮4a、5a、7a右移，使齿轮7a、8a啮合。其他的齿轮啮合与前述的二倍率变幅工作时啮合型式相同，变频驱动电机的动力同样以前述的二倍率变幅工作时传动型式，通过齿轮减速机构使动臂变幅卷筒转动，同样因棘轮17a、棘爪1 8a的特殊机构，起超速停止器的作用。另外，轴IIa又将动力经齿轮4a、5a、7a、8a(主起升制动器20a’、19a’打开)，通过轴IIIa后又同样以前述二倍率变幅工作时的传动型式，组成新的齿轮传动机构使主起升卷筒转动，在动臂变幅工作时起补偿作用。

四倍率主起升工作时(见图6、10)：与二倍率主起升工作时基本相同，区别在于齿轮7a、8a分离方位有所不同，齿轮7a在齿轮8a右侧。

Claims (4)

1、一种动臂变幅起升补偿组合机构，有驱动电机、主起升卷筒、动臂变幅卷筒，其特征在于：一台驱动电机的主轴齿轮两侧分别与主起升卷筒轴、动臂变幅卷筒轴之间设置着齿轮变速机构及离合器，主起升卷筒与动臂变幅卷筒之间还设有齿轮传动机构，齿轮传动机构设置主起升卷筒轴与动臂变幅卷筒轴之间或者设置主起升卷筒的齿轮变速机构与动臂变幅卷筒的齿轮变速机构之间，齿轮传动机构带有离合器。

2、如权利要求1所说的动臂变幅起升补偿组合机构，其特征在于：齿轮变速机构带有制动器。

3、如权利要求1所说的动臂变幅起升补偿组合机构，其特征在于：动臂变幅卷筒轴间设置有棘轮、棘齿超速停止器。

4、如权利要求1所说的动臂变幅起升补偿组合机构，其特征在于：动臂变幅卷筒轴间设置有超越离合器。

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