CN202529732U - 具有安全制动器的门座式起重机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有安全制动器的门座式起重机，包括变幅机构、用于驱动变幅机构动作的驱动电机和控制器；在所述驱动电机的输出轴上安装有制动盘，在所述制动盘上安装有制动器；在所述驱动电机上安装有电机转速检测装置，输出转速检测信号至所述的控制器，所述控制器根据接收到的转速检测信号判断变幅机构的异常状态，并在变幅机构发生异常时输出制动信号至所述的制动器，控制制动器实施制动。本实用新型从提高设备本质安全性能角度，在门机设计中加装了用于自动防控特殊状态，解除安全险情的安全制动器，从技术上解决了长期以来门机变幅机构存在的设计安全缺陷，防范了工作制动器自身异常或者电气控制异常而导致的机损事故和安全事故。
Description
技术领域
本实用新型属于起吊设备技术领域，具体地说，是涉及一种门座式起重机。
背景技术
门座式起重机，也可简称为门机，是港口装卸作业的重要主力设备。在现有的门座式起重机系统中，其变幅机构普遍采用齿条或者螺杆驱动式四连杆式臂架系统。该机构在安全制动方面仅设计了必须的工作制动器，一般设置一台或者两台并用。当采用两台制动器时，一个用于减速，一个用于停止，但均作为工作制动器使用，承担着变幅机构每个起停动作的制动控制。在发生紧急情况时，完全依靠操作人员按下急停开关，实现变幅机构的紧急制动，以达到安全制动的目的，即在人为操控下实现安全制动的功能。
这种延续多年的安全制动方式必须在人工及时操控，且各种执行部件性能正常两个前提同时满足的情况下才能达到安全防控险情的作用。由于门座式起重机的臂架系统除理论平衡点以外，均处于不平衡的拉、压受力状态，且自身质量大、幅度大，在发生异常时，一旦安全防控不及时或者执行器件失效，变幅机构会在拉、压外力下急剧加速造成自由钩，不仅产生很大的机械惯性冲击力，造成变幅齿条箱、摇架变形、齿条裂纹、齿条压辊轴弯曲、或者铰接点轴承损坏等一连贯的机械损伤，还有可能导致钩行路线人员、机械、货物的损伤，产生安全质量事故。
在设备实际运行过程中，变幅机构需要频繁稳钩，执行器件动作频率高，易加剧工作制动器等执行器件本身安全缺陷的发生，例如：1、补偿螺杆易疲劳断裂，会造成整个变幅机构瞬时制动失效；2、制动力矩弹簧疲劳断裂，会造成制动力矩减小而失效；3、力矩弹簧拉杆断裂，也会造成整个变幅机构瞬时制动失效；4、工作制动器控制线路异常，比如接触器高频率吸合释放造成的触点粘焊、卡滞，均会导致制动器不能实现紧急制动问题。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种具有安全制动器的门座式起重机，通过在门座式起重机上加装安全制动器，以防范因工作制动器自身异常或者电气控制异常而导致的机损事故及安全事故的发生。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
一种具有安全制动器的门座式起重机，包括变幅机构、用于驱动变幅机构动作的驱动电机和控制器；在所述驱动电机的输出轴上安装有制动盘，在所述制动盘上安装有制动器；在所述驱动电机上安装有电机转速检测装置，输出转速检测信号至所述的控制器，所述控制器根据接收到的转速检测信号判断变幅机构的异常状态，并在变幅机构发生异常时输出制动信号至所述的制动器，控制所述制动器实施制动。
优选的，所述制动器优选采用钳盘式制动器，包括两个制动蹄片和控制两个制动蹄片打开或者夹紧的制动碟簧，所述制动盘位于所述的两个制动蹄片之间。
进一步的，所述钳盘式制动器连接液压泵站；所述液压泵站连接控制器，接收所述控制器发出的制动信号，进而对所述钳盘式制动器进行制动控制。
又进一步的，在所述变幅机构中包括臂架以及与所述臂架相铰接的传动机构，所述传动机构连接驱动电机。
优选的，所述电机转速检测装置优选采用光电编码器或者测速发电机来检测驱动电机的实时转速。
优选的，所述控制器优选采用可编程逻辑控制器PLC对制动器进行制动控制。
再进一步的，所述制动器为变幅机构异常时用于进行制动控制的安全制动器，在所述门座式起重机中还设置有用于在变幅机构正常动作时控制变幅机构停止的工作制动器。
与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的门座式起重机从提高设备本质安全性能角度，在门机设计中加装了用于自动防控特殊状态，解除安全险情的安全制动器，从技术上解决了长期以来门机变幅机构存在的设计安全缺陷，防范了因用于对变幅机构进行制动控制的工作制动器自身异常或者电气控制异常而导致的重大机损事故和安全质量事故。此外，增设在门机中的安全制动器体积小、重量轻、安装维护方便，因不随变幅机构的启停频繁动作，因而大大降低了安全制动器的故障率和维护成本。
结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型所提出的具有安全制动器的门座式起重机的一种实施例的整体架构示意图；
图2是图1中安全制动器的安装结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细地描述。
实施例一，本实施例为了确保门座式起重机在工作制动器失效时，仍能对机构实现自动制动，在现有门座式起重机的结构设计基础上加装一个专门用于在机构出现异常时对驱动电机进行制动控制的制动器，并将其称之为安全制动器，以区别于机构中传统的用于控制变幅机构正常启停的工作制动器。
所述工作制动器配合安装在驱动电机输出轴上的制动盘，实现对驱动电机的制动控制。整个控制过程在控制器的自动检测和控制下独立完成，无需人工干预。
下面结合图1、图2对改进后的门座式起重机的具体组建结构及其工作原理进行详细阐述。
参见图1所示，在门座式起重机的变幅机构中，一般都设置有臂架1和用于驱动所述臂架1上仰或者下俯的传动机构。所述传动机构可以是齿轮齿条式传动机构，如图1所示；也可以是螺杆螺母式的转动机构等等。本实施例以齿轮齿条式传动机构为例进行说明。将齿条2的一端通过铰轴4与臂架1铰接，驱动电机5带动齿轮3旋转，齿轮3与齿条2啮合，将齿轮3的转动变换成齿条2的直线移动，进而带动臂架1上仰或者下俯，完成货物的吊卸任务。
在门座式起重机中的工作制动器失效时，不平衡的臂架1系统会带动齿条2或者螺杆移动，即溜车，从而使得驱动电机5的输出轴发生转动。在所述驱动电机5上安装转速检测装置6，比如光电编码器或者测速发电机等（这里的测速发电机是一种测速元件，它能够把转速信号转换成直流电压信号输出），检测驱动电机5的这一转动，并反馈至控制器7，进而通过控制器7产生制动信号输出至安全制动器8，以控制安全制动器8抱闸，抱紧安装在驱动电机5输出轴上的制动盘9，以实现对驱动电机5的紧急制动。通过控制驱动电机5的输出轴停转，进而间接地控制臂架1停止运动，避免故障的发生。
作为本实施例的一种优选设计方案，所述安全制动器8优选采用液压控制的钳盘式制动器，连接液压泵站10，利用液压泵站10输出的压力油实现对安全制动器8的开关控制，如图1所示。在钳盘式制动器8中包含有两个制动蹄片11、12和一个制动碟簧13，如图2所示。将所述制动盘9布设在两个制动蹄片11、12之间，通过压力油改变制动碟簧13的伸缩状态，来控制两个制动蹄片11、12打开或者抱紧，进而实现对驱动电机5的制动控制。
在本实施例中，所述钳盘式制动器8的工作原理是常闭式的，即当系统中液压泵站未通电时，制动碟簧13保持原始伸缩状态，控制两个制动蹄片11、12抱紧，对制动盘9实施制动。而当液压泵站通电后，产生的压力油通入制动器8，使制动碟簧13处于压缩状态，进而控制两个制动蹄片11、12打开，释放驱动电机5。
在门座式起重机正常工作期间，通过控制器7输出控制信号至液压泵站10，使液压泵站10通电，进而控制安全制动器8一直处于打开状态，不随机构的正常启停进行动作。此时，控制器7可以根据操作人员的起吊操作生成用于控制驱动电机5正常运转的驱动信号，输出至驱动电机5，通过控制驱动电机5正转或者反转，实现对臂架1系统的俯仰控制。
当控制器7控制该机构中的工作制动器制动后，若通过光电编码器检测到驱动电机5发生了转动，且速度达到额定转速的1%时，则认为机构异常，工作制动器失效。此时，控制器7生成制动信号输出至液压泵站10，控制液压泵站10断电，释放制动碟簧13，进而控制两个制动蹄片11、12抱闸，对制动盘9实施制动，以控制驱动电机5停转，防止险情的发生。
在本实施例中，所述控制器优选采用门座式起重机中的可编程逻辑控制器PLC兼用于对安全制动器8的制动控制，由此达到简化机构系统设计，降低硬件成本的目的。
本实施例的门座式起重机采用独立于工作制动器的控制回路，利用机构中的PLC实现对溜车情况的自动检测和干预控制，在溜车速度处于低速阶段即可控制安全制动器及时响应，紧急制动，不仅有效防止了危险事故的发生，而且大大降低了机构冲击，避免了机械损伤。此外，本实施例的安全制动器采用液压控制系统，体积小，重量轻，安装简单，可靠性高，特别适合在空间狭小的部位使用。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种具有安全制动器的门座式起重机，包括变幅机构、用于驱动变幅机构动作的驱动电机和控制器；其特征在于：在所述驱动电机的输出轴上安装有制动盘，在所述制动盘上安装有制动器；在所述驱动电机上安装有电机转速检测装置，输出转速检测信号至所述的控制器，所述控制器根据接收到的转速检测信号判断变幅机构的异常状态，并在变幅机构发生异常时输出制动信号至所述的制动器，控制所述制动器实施制动。
2.根据权利要求1所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：所述制动器为钳盘式制动器，包括两个制动蹄片和控制两个制动蹄片打开或者夹紧的制动碟簧，所述制动盘位于所述的两个制动蹄片之间。
3.根据权利要求2所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：所述钳盘式制动器连接液压泵站；所述液压泵站连接控制器，接收所述控制器发出的制动信号，进而对所述钳盘式制动器进行制动控制。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：在所述变幅机构中包括臂架以及与所述臂架相铰接的传动机构，所述传动机构连接驱动电机。
5.根据权利要求1或2或3所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：所述电机转速检测装置为光电编码器或者测速发电机。
6.根据权利要求1或2或3所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：所述控制器为可编程逻辑控制器。
7.根据权利要求1或2或3所述的具有安全制动器的门座式起重机，其特征在于：所述制动器为变幅机构异常时用于进行制动控制的安全制动器，在所述门座式起重机中还设置有用于在变幅机构正常动作时控制变幅机构停止的工作制动器。
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