CN203845625U - 一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置 - Google Patents

Abstract

一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置，全平衡钢丝绳卷扬垂直升提机包括卷扬设备、提升钢丝绳，提升钢丝绳一端绕在卷扬设备、另一端连接提升物，钢丝绳电动均衡装将断开的二节钢丝绳连接为一根提升钢丝绳，启动电动均衡装置能对提升钢丝绳进行预加压，通过测定提升钢丝绳预加压后的受力情况，调整各个提升钢丝绳预受力，平衡各个提升钢丝绳的受力情况。本实用新型的优点在于，结构简单、方便维修，可靠性高，能起吊四千吨以上的物体。

Description

一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置

技术领域

本实用新型属于电机减速器驱动平衡钢绳受力技术，用于钢绳卷扬垂直升重型物体的方法。

背景技术

垂直提升超过一千吨以上的物体其起吊时的平衡是很难控制的，以垂直提升船机为例，一般全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机利用卷扬作为提升设备，卷扬机电机、大扭矩减速箱及卷筒等组成。卷筒上绕有提升钢丝绳，钢丝绳一端与承船厢相连，另一端与平衡重相连。在升船机升降过程中，由于卷筒和钢丝绳的直径、椭圆度偏差等诸多因素影响，造成各提升钢丝绳之间长度不等，受力不均衡，不能保证船箱提升过程中的水平度，进而危及升船机的正常运转，甚至酿成事故。为了解决该问题，目前大多采用的均衡装置是液压电机驱动，就是在提升钢丝绳和船箱之间设立液压油缸来均衡钢丝绳的受力。其作用原理是：在升船机提升初始阶段，同组提升钢丝绳受力有比较大的差异，但在液压油缸的调节作用下，钢丝绳受力差异逐渐减少。因此，在液压缸组无源（液压泵不提供油）状况下，液压系统可以自动起到均衡钢丝绳受力的作用。当一根提升钢丝绳受力大于其他钢丝绳时，与该提升绳相连的液压缸工作腔压力增大，导致油液通过阻尼流动至其他液压缸，使其液压缸活塞上移，该钢丝绳受力减少，并导致与其连通的液压缸活塞下移拉紧该钢丝绳，从而起到均衡钢丝绳受力的作用。尽管液压均衡系统应用的很广泛，但仍然存在以下诸多不足之处：升船机液压均衡子系统为一阶反馈系统，与机械提升等二阶结构子系统在建模方式上存在巨大差异，无法求其动态响应；在外界环境的影响下，液压油温度发生变化，会驱动稳定性有影响；漏油或者油收到污染的话，需要进行维修工作，而维修工作较为复杂，需要专业的技术人员。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种结构简单、方便维修，可靠性高，运行可靠的全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机钢丝绳的电动均衡装置，及其运用钢丝绳电动均衡装置起吊的方法，运用电动均衡装置及起吊方法可以起吊四千吨以上的物体。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置，全平衡钢丝绳卷扬垂直升提机包括卷扬设备、提升钢丝绳，提升钢丝绳一端绕在卷扬设备、另一端连接提升物，钢丝绳电动均衡装将断开的二节钢丝绳连接为一根提升钢丝绳，电动均衡装置包括固定提升钢丝绳的锥套、连接杆、壳体、驱动装置、螺杆、减速器电动机；

所述壳体包括第一圆形支撑、第二圆形支撑、机箱，第一圆形支撑、第二圆形支撑通过机箱连接，第一圆形支撑、机箱、第二圆形支撑的内部组成一个相对封闭的腔体，锥套通过连接杆与第一圆形支撑外壁连接，螺杆从第二圆形支撑外壁穿入腔体，螺杆与第二圆形支撑内壁螺纹连接，驱动装置设在机箱内部的腔体内、并套在螺杆上，驱动装置与螺杆螺丝连接，减速器电动机固定在第二圆形支撑外壁上，减速器电动机的动力输出轴与驱动装置机械连接；

提升钢丝绳能连接在锥套连接，也能连接在螺杆上；

减速器电机通过动力输出轴驱动驱动装置转动，驱动装置转动使螺杆相对于驱动装置直线滑动。

优选的方案包括，动力输出轴包括联轴器、驱动小齿轮，联轴器一端与减速器电动机机械连接、另一端与驱动小齿轮固定连接；

所述驱动装置为螺母大齿轮，驱动小齿轮与螺母大齿轮啮合。

另一优选的方案包括，动力输出轴包括联轴器、蜗杆，联轴器一端与减速器电动机机械连接、另一端与蜗杆固定连接；

所述驱动装置为蜗轮，蜗轮与蜗杆相配合。

一种运用权利全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机钢丝绳电动均衡装置的提升方法包括预先加力步骤、吊力平衡步骤；

所述预先加力步骤为启动减速器电动机使螺杆相对于蜗轮或螺母大齿轮滑动，调节螺杆在第二圆形支撑外部的长度，使连接电动均衡装置的提升钢丝绳预先受力，预先受力值不大于提升钢丝极限受力值的70%；

所述吊力平衡步骤为通过钢丝绳受力测定仪分别测定每根提升钢丝绳受力值，根据每根提升钢丝绳受力值，分别启动减速器电动机，通过增加受力或是减少受力使每根提升钢丝绳受力值相等。

进一步讲，吊力平衡步骤包还包括计算步骤，所述计算步骤包括收集所述提升钢丝绳受力值，计算出平均受力值D，将大于平均受力值的提升钢丝绳归为A类，将小于平均受力值的归为B类，对A类需要减少受力，对B类需要增加受力。

还可以，A类中最大值受力值AMAX大于平均受力值D15%，对A类需要减少受力，对受力值等于或小于平均受力值的B类需要增加受力，并再次重复计算平均受力值D1，将大于平均受力值的提升钢丝绳归为A1类，将小于平均受力值的归为B1类，对A1类需要减少受力，对B1类需要增加受力。

本实用新型的优点在于，通过将螺杆与减速器电动机配合的电动均衡装置，控制螺杆在壳体外的长度，通过精准调节螺杆在壳体外的长度值（一般在0-355mm之间，考虑钢丝绳的变形值对预加受力的影响）实现对提升钢丝绳施加可控制的预受力，方便对提升钢丝绳进行受力调整，使每根提升钢丝绳的受力相对均匀，即实现了全平衡钢丝绳卷扬垂直提升，相比液压均衡装置，结构更可靠，使用时间更长，维修更方便，起吊重量更高（可达五千吨以上）。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

附图1是本实用新型的第一实施例的电动均衡装置。

附图2是本实用新型的第二实施例的电动均衡装置。

附图3是本实用新型的运用第一或第二实施例电动均衡装置的起吊方法。

附图4是本实现本实用新型起吊方法的电气控制系统原理图。

图中：锥套1、连接杆2、法兰3、第一圆形支撑4、螺母大齿轮5、机箱6、螺杆7、第二圆形支撑8、吊头10、减速器电动机11、联轴器12、驱动小齿轮13、。

具体实施方式

如图1，一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置，全平衡钢丝绳卷扬垂直升提机包括卷扬设备、提升钢丝绳，提升钢丝绳一端绕在卷扬设备、另一端连接提升物，钢丝绳电动均衡装将断开的二节钢丝绳连接为一根提升钢丝绳，电动均衡装置包括固定提升钢丝绳的的锥套1、连接杆2、壳体、驱动装置、螺杆7、减速器电动机11；

壳体包括第一圆形支撑4、第二圆形支撑8、机箱6，第一圆形支撑4、第二圆形支撑8通过机箱6连接，第一圆形支撑4、机箱6、第二圆形支撑8的内部组成一个相对封闭的腔体，锥套1通过连接杆2与第一圆形支撑4外壁用法兰3连接，螺杆7从第二圆形支撑8外壁穿入腔体，螺杆7与第二圆形支撑8内壁螺纹连接，驱动装置为螺母大齿轮5，螺母大齿轮5设在机箱6内部的腔体内、并套在螺杆7上，螺母大齿轮5与螺杆7螺丝连接，减速器电动机11固定在第二圆形支撑8外壁上，减速器电动机11的动力输出轴为与螺母大齿轮5机械连接，动力输出轴包括联轴器12、驱动小齿轮13，联轴器12一端与减速器电动机11机械连接、另一端与驱动小齿轮12固定连接，驱动小齿轮12与螺母大齿轮5啮合；

一根提升钢丝绳被分为二节，其一节的一端连接在锥套上，另一节的一端通过吊头10连接在螺杆7上；

工作时，减速器电机11（优选三合一电机减速器驱动）通过联轴器12带动驱动小齿轮12转动，驱动小齿轮12转动驱动螺母大齿轮5转动，螺母大齿轮5转动使螺杆7相对于螺母大齿轮5直线滑动，螺杆7直线滑动使固定吊头10的螺杆7端伸出或缩回进第二圆形支撑8内的腔体。

如图2，一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置，全平衡钢丝绳卷扬垂直升提机包括卷扬设备、提升钢丝绳，提升钢丝绳一端绕在卷扬设备、另一端连接提升物，钢丝绳电动均衡装将断开的二节钢丝绳连接为一根提升钢丝绳，电动均衡装置包括固定提升钢丝绳的的锥套1、连接杆2、壳体、驱动装置、螺杆7、减速器电动机11；

壳体包括第一圆形支撑4、第二圆形支撑8、机箱6，第一圆形支撑4、第二圆形支撑8通过机箱6连接，第一圆形支撑4、机箱6、第二圆形支撑8的内部组成一个相对封闭的腔体，锥套1通过连接杆2与第一圆形支撑4外壁用法兰3连接，螺杆7从第二圆形支撑8外壁穿入腔体，螺杆7与第二圆形支撑8内壁螺纹连接，驱动装置为蜗轮14，蜗轮14设在机箱6内部的腔体内、并套在螺杆7上，蜗轮14与螺杆7螺丝连接，减速器电动机11固定在第二圆形支撑8外壁上，减速器电动机11的动力输出轴为包括联轴器12、蜗杆15，联轴器12一端与减速器电动机11机械连接、另一端与蜗杆15机械连接，蜗轮14与蜗杆15相配合；

一根提升钢丝绳被分为二节，其一节的一端连接在锥套上，另一节的一端通过吊头10连接在螺杆7上；

工作时，减速器电机11（优选三合一电机减速器驱动）通过联轴器12带动蜗杆15、并通过蜗杆15使蜗轮14转动，蜗轮14转动使螺杆7相对于蜗轮14直线滑动，螺杆7直线滑动使固定吊头10的螺杆7端伸出或缩回进第二圆形支撑8内的腔体。

如图3，运用钢丝绳电动均衡装置的全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机提升方法，方法包括预先加力步骤、吊力平衡步骤；

所述预先加力步骤为启动减速器电动机11使螺杆7相对于蜗轮14或螺母大齿轮5直线滑动，调节螺杆7在第二圆形支撑8外部的长度（螺杆7回缩至第二圆形支撑8的空腔增加受力，反之则减少受力），使连接电动均衡装置的提升钢丝绳预先受力，预先受力值不大于提升钢丝极限受力值的70%；

吊力平衡步骤为通过钢丝绳受力测定仪分别测定每根提升钢丝绳受力值，计算步骤包括收集所述提升钢丝绳受力值，计算出平均受力值D，将大于平均受力值的提升钢丝绳归为A类，将小于平均受力值的归为B类，对A类需要减少受力，对B类需要增加受力，如果A类中最大值受力值AMAX大于平均受力值D15%，对A类需要减少受力，对受力值等于或小于平均受力值的B类需要增加受力，并再次重复计算平均受力值D1，将大于平均受力值的提升钢丝绳归为A1类，将小于平均受力值的归为B1类，对A1类需要减少受力，对B1类需要增加受力，通过增加受力或是减少受力使每根提升钢丝绳受力值相等。（如何报警的过程请您完善，如具体的到详细的电路结构及工作原理最好）

如图4，电气系统采用“PLC+触摸屏”的控制方式，PLC作为系统的逻辑控制中心，控制电动机的运行，触摸屏作为人机交换单元，监控整个设备的运行状态。本控制系统采用手动+自动控制模式，工作时采用自动模式，设备报警时采用手动模式。系统将采集的拉力信号输入到受力测定仪，受力测定仪检测每根钢丝绳的受力值，并输出相对应的4-20mA模拟量，输入到PLC的模拟量模块，通过PLC的运算及处理，控制电动机的运行，当其中1根钢丝绳受力过大超过设定值时，测定仪将输出报警信号，设备停止工作，这时进行手动控制电动机运行，调节这根钢丝绳的受力值在合理范围内。在触摸屏上可以观察到每根钢丝绳的受力值，本设备可以自动调节钢丝绳的受力，使钢丝绳受力值控制在合理的范围内，保证了设备的安全可靠运行。

本例中的结构仅为对于权利要求的举例说明和讲解，以便于大众阅读理解，不应视为对于权利要求的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的范围和法定等同特征为准。

Claims (3)

1.一种运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机的钢丝绳电动均衡装置，全平衡钢丝绳卷扬垂直升提机包括卷扬设备、提升钢丝绳，提升钢丝绳一端绕在卷扬设备、另一端连接提升物，钢丝绳电动均衡装置将断开的二节钢丝绳连接为一根提升钢丝绳，其特征是：所述电动均衡装置包括固定提升钢丝绳的的锥套、连接杆、壳体、驱动装置、螺杆、减速器电动机；

所述壳体包括第一圆形支撑、第二圆形支撑、机箱，第一圆形支撑、第二圆形支撑通过机箱连接，第一圆形支撑、机箱、第二圆形支撑的内部组成一个相对封闭的腔体，锥套通过连接杆与第一圆形支撑外壁连接，螺杆从第二圆形支撑外壁穿入腔体，螺杆与第二圆形支撑内壁螺纹连接，驱动装置设在机箱内部的腔体内、并套在螺杆上，驱动装置与螺杆螺丝连接，减速器电动机固定在第二圆形支撑外壁上，减速器电动机的动力输出轴与驱动装置机械连接；

提升钢丝绳能连接在锥套连接，也能连接在螺杆上；

减速器电机通过动力输出轴驱动驱动装置转动，驱动装置转动使螺杆相对于驱动装置直线滑动。

2.根据权利要求1所述运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机钢丝绳电动均衡装置，其特征是：所述动力输出轴包括联轴器、驱动小齿轮，联轴器一端与减速器电动机机械连接、另一端与驱动小齿轮固定连接；

所述驱动装置为螺母大齿轮，驱动小齿轮与螺母大齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述运用于全平衡钢丝绳卷扬垂直提升机钢丝绳电动均衡装置，其特征是：所述动力输出轴包括联轴器、蜗杆，联轴器一端与减速器电动机机械连接、另一端与蜗杆固定连接；

所述驱动装置为蜗轮，蜗轮与蜗杆相配合。