CN206336955U - 用于轮胎起重机的自动变幅制动装置及轮胎起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于轮胎起重机的自动变幅制动装置及轮胎起重机，包括制动器、转速传感器和控制器；所述制动器设置在变幅电机连接变幅减速箱的联轴器上，对所述联轴器进行制动；所述转速传感器设置在所述变幅电机的输出转轴上，用于检测变幅电机的转速；所述控制器接收所述转速传感器采集输出的转速信号，并在检测到变幅电机的转速超过设定值时，输出制动信号控制所述制动器进行制动。本实用新型的自动变幅制动装置可以在轮胎起重机做增幅动作时，自动检测增幅速度，当增幅速度超过设定值时，自动进行变幅制动，无需驾驶员进行人为操作，杜绝了由于驾驶员反映迟钝所造成的制动时间差，消除了轮胎起重机增幅失速的安全隐患。

Description

用于轮胎起重机的自动变幅制动装置及轮胎起重机

技术领域

本实用新型属于起重设备技术领域，具体地说，是涉及一种应用在轮胎起重机的变幅机构上的制动装置。

背景技术

轮胎起重机是利用轮胎式底盘行走的动臂旋转起重机，它是把起重机构安装在加重型轮胎和轮轴组成的特制底盘上的一种全回转式起重机，可广泛应用于港口、车间、电力、工地等多种场合，可起吊多种不同的作业货种。目前的轮胎起重机主要包括运行机构、起升机构、变幅机构、回转机构等组成部分，分别负责完成大车行走、重物升降、臂架俯仰、臂架回转等动作。

轮胎起重机在工作过程中，变幅是最频繁的动作。但是现有的轮胎起重机，其变幅机构的制动过程都是依靠驾驶员手动操作制动杆或者急停开关完成的，变幅机构中并没有配置增幅失速自动制动装置。当驾驶员发现轮胎起重机出现增幅失速故障时，必须紧急推动制动杆或者迅速按下急停开关才能控制变幅机构停止动作。但是，从驾驶员发现增幅失速问题到反应过来采取制动操作大约需要2秒钟左右的时间，而由于变幅机构在出现增幅失速问题时，其带载吊臂的下落速度很快，经常会出现吊臂失控下落事故，特别是拖车与吊臂平行停置时，一旦吊臂失控下落，必然会引起机损、货损、人员伤害等安全事故，因此，存在重大的安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，可以对失速下落的吊臂实现自动紧急制动，以确保吊臂下作业人员的人身安全及货物安全。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

本实用新型在一个方面提供了一种用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，所述轮胎起重机包括变幅机构，在所述变幅机构中设置有用于控制吊臂升降的变幅卷筒、连接所述变幅卷筒且用于调整所述变幅卷筒的转速的变幅减速箱、通过联轴器连接所述变幅减速箱的变幅电机以及连接所述变幅电机且用于调节所述变幅电机的转速的直流调速器；在所述自动变幅制动装置中设置有主制动系统，包括制动器、转速传感器和控制器；所述制动器设置在所述联轴器上，对所述联轴器进行制动；所述转速传感器设置在所述变幅电机的输出转轴上，用于检测变幅电机的转速；所述控制器接收所述转速传感器采集输出的转速信号，并在检测到变幅电机的转速超过设定值时，输出制动信号至所述的制动器，控制所述制动器进行制动。

进一步的，在所述变幅卷筒中设置有筒体、安装在所述筒体两端且随筒体同步转动的圆形侧板以及用于支撑所述筒体的固定架。为了在所述主制动系统出现故障，无法对联轴器实施快速制动时，仍能对吊臂实施紧急制动，避免其失速下降，本实用新型在所述自动变幅制动装置中还设置有辅助制动系统，包括钳盘式制动器、制动气缸、气包、气泵和接近开关；所述钳盘式制动器安装在所述变幅卷筒的其中一个圆形侧板上，通过对所述圆形侧板进行制动，以控制所述变幅卷筒停止转动；所述制动气缸连接所述钳盘式制动器，驱动所述钳盘式制动器执行制动动作；所述气包通过气动开关连接所述制动气缸，在所述气动开关打开时，为所述制动气缸加压；所述气泵通过气管连通所述气包，为所述气包充气；所述接近开关包括一个感应探头和多个与所述感应探头配合使用的触发部，所述感应探头安装在所述变幅卷筒的固定架上，多个所述的触发部安装在与所述固定架紧邻的圆形侧板上且沿所述圆形侧板的周向等间距分布；所述控制器接收所述感应探头输出的感应信号，并对所述气动开关进行开关控制。

优选的，所述接近开关优选采用霍尔接近开关，包括一个霍尔效应元件和多个永磁体或导磁体，所述霍尔效应元件安装在所述固定架上，所述多个永磁体或导磁体等间距周向分布在与所述固定架邻近的圆形侧板上；所述霍尔效应元件在感应到有永磁体或导磁体与其接近时，输出脉冲信号至所述的控制器。

优选的，所述气包和气泵优选安装在所述轮胎起重机的电机房内，所述制动气缸优选安装在所述固定架上。

优选的，所述制动器优选采用液压推杆制动器；所述控制器优选采用可编程逻辑控制器PLC。

为了进一步提高轮胎起重机运行的安全性，所述控制器在输出制动信号控制所述制动器制动时，生成断电信号传输至变幅机构的供电系统，控制变幅机构的供电系统断电，以对变幅机构实施保护。

进一步的，所述供电系统包括供电线路和电源总开关；所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器通过所述供电线路连接交流电源，所述电源总开关串联在所述供电线路中；所述控制器在输出制动信号控制所述制动器制动时，生成断电信号传输至所述电源总开关，控制所述电源总开关断开，切断所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器的交流供电，控制所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器断电停机。

本实用新型在另一个方面提供了一种轮胎起重机，包括变幅机构和自动变幅制动装置；在所述变幅机构中设置有用于控制吊臂升降的变幅卷筒、连接所述变幅卷筒且用于调整所述变幅卷筒的转速的变幅减速箱、通过联轴器连接所述变幅减速箱的变幅电机以及连接所述变幅电机且用于调节所述变幅电机的转速的直流调速器；在所述自动变幅制动装置中设置有主制动系统，包括制动器、转速传感器和控制器；所述制动器设置在所述联轴器上，对所述联轴器进行制动；所述转速传感器设置在所述变幅电机的输出转轴上，用于检测变幅电机的转速；所述控制器接收所述转速传感器采集输出的转速信号，并在检测到变幅电机的转速超过设定值时，输出制动信号至所述的制动器，控制所述制动器进行制动。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型的自动变幅制动装置可以在轮胎起重机做增幅动作时，自动检测增幅速度，当增幅速度超过设定值时，自动进行变幅制动，无需驾驶员进行人为操作，杜绝了由于驾驶员反映迟钝所造成的制动时间差，消除了轮胎起重机增幅失速的安全隐患。此外，本实用新型通过在轮胎起重机中设置两套自动制动系统，在主制动系统故障时，可以及时地切换到辅助制动系统实施制动，从而切实保障了轮胎起重机作业的安全性。

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轮胎起重机中变幅机构的一种实施例的系统架构图；

图2是接近开关在变幅卷筒上的一种实施例的安装结构示意图。

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作进一步详细地说明。

本实施例针对轮胎起重机在运行过程中由于控制回路、驱动回路、电机、机械等出现故障或者由于其它种种原因导致吊臂落臂突然失速，越落越快，出现增幅失速故障的问题，在轮胎起重机的变幅机构中增设自动变幅制动装置，利用自动变幅制动装置代替驾驶员的人为操作，控制变幅机构在吊臂下降速度过快时自动采取制动措施，由此提高了变幅机构的制动响应速度，保障了吊臂下作业人员的人身安全和货物安全。

下面结合图1、图2对本实施例的轮胎起重机自动变幅制动装置的具体组建结构及其工作原理进行详细阐述。

如图1所示，在本实施例的轮胎起重机的变幅机构中主要设置有直流调速器6、变幅电机5、变幅减速箱3、变幅卷筒2、联轴器4、10和控制器7等。其中，直流调速器6连接控制器7，接收控制器7输出的调速指令，进而调节变幅电机5的转速。所述变幅电机5的输出转轴通过联轴器4连接变幅减速箱4，变幅减速箱4通过联轴器10连接变幅卷筒2，变幅电机5的输出转轴的转速经由变幅减速箱4降低后，驱动变幅卷筒2旋转，进而带动轮胎起重机的吊臂上升或者下落，完成变幅动作。

本实施例的变幅卷筒2包括筒体21、两个侧板22、23、钢丝绳24和固定架25等主要组成部分，结合图2所示。其中，两个侧板22、23均为圆形侧板，分别安装在筒体21的左右两侧，用于对缠绕在筒体21上的钢丝绳24进行限位，即，钢丝绳24缠绕在介于两个侧板22、23之间的筒体21上，钢丝绳24的末端连接吊臂，通过驱动筒体21旋转，以释放或者缠绕钢丝绳24，进而控制吊臂下落或者上升，实现变幅。固定架25用于支撑筒体21，位于其中一个侧板22的一侧，且与所述侧板22紧邻。

吊臂在下落过程中有可能会出现失速故障，为了防止吊臂下降速度过快引发危险，本实施例在所述变幅机构中设置自动变幅制动装置，自动检测吊臂的下降速度，并在吊臂的下降速度超过设定值时，自动执行紧急制动，以解决轮胎起重机增幅失速的安全隐患。

在本实施例的自动变幅制动装置中设置有主制动系统30，包括制动器31和转速传感器32，如图1所示。其中，制动器31优选采用液压推杆制动器，安装在联轴器4上，通过对联轴器4进行制动，以控制变幅电机5的输出转轴停止转动，继而控制变幅卷筒2停止，阻止吊臂下落。转速传感器32用于检测变幅电机5的转速，优选安装在变幅电机5的输出转轴上，并将检测到的变幅电机5的输出转轴的转速转换成模拟信号或者数字信号，发送至控制器7。所述控制器7根据接收到的所述模拟信号或者数字信号判断变幅电机5的当前工作状态，例如，电机正转还是反转、转速大小等，并根据变幅电机5的正反转状态判断出吊臂是上升还是下落。当控制器7检测到吊臂下落且变幅电机5的转速超过预先写入的设定值时，认为吊臂可能在失速下落，此时，控制器7生成制动信号，输出至制动器31，控制制动器31对所述联轴器4进行制动，以阻止吊臂继续下落，避免吊臂出现增幅失速的故障。

考虑到在变幅机构中设置一套制动系统有可能会存在因制动器31意外故障，而导致变幅刹车失灵的问题，因而，为了进一步提高所述自动变幅制动装置工作的可靠性，确保轮胎起重机能够安全运行，本实施例在所述自动变幅制动装置中还设置有一套辅助制动系统1，如图1所示，安装在轮胎起重机的变幅卷筒2上，通过对变幅卷筒2直接进行制动，以进一步加快吊臂的紧急制动速度。

本实施例的辅助制动系统1主要包括钳盘式制动器11、制动气缸12、气动开关13、气包14、气泵15和接近开关16等。其中，钳盘式制动器11安装在变幅卷筒2的其中一个侧板上，例如安装在圆形侧板22上。由于侧板22、23与筒体21形成一体，随筒体21同步转动，因此，利用钳盘式制动器11对圆形侧板22进行制动，即可实现对筒体21的制动。

为了驱动所述钳盘式制动器11对所述侧板22进行制动，本实施例将气泵15通过气体管路17连接至气包14，在气包14中的气体不足时，气泵15会及时地为气包14充气。将气包14通过气体管路18连接至制动气缸12，并在所述气体管路18中设置气动开关13，以控制气包14向制动气缸12的加压过程。将制动气缸12连接至钳盘式制动器11，利用制动气缸12推动钳盘式制动器11完成制动过程。

在本实施例中，所述气泵15和气包14优选设置在轮胎起重机的电机房内，制动气缸12可以安装在变幅卷筒2上，例如安装在变幅卷筒2的固定架25上，并接近所述的圆形侧板22，以便于与所述的钳盘式制动器11相连接。

将接近开关16安装在所述变幅卷筒2上，以用于对筒体21的转速进行检测。具体来讲，可以将接近开关16的感应探头161安装在变幅卷筒2的固定架25上，即，相对于变幅卷筒2处于静止位置。将接近开关16中与所述感应探头161配合使用的触发部162安装在变幅卷筒2的侧板上，例如安装在与所述固定架25紧邻的圆形侧板22上，随筒体21一同转动。在触发部162随筒体21同步转动的过程中，每当触发部162转动到接近所述感应探头161的位置时，感应探头161就会输出一个感应信号，利用控制器7接收感应探头161输出的所述感应信号，根据所述感应信号的接收频率，即可计算出筒体21的转速。

为了提高筒体21转速检测的准确度，所述触发部162优选设置多个，且沿圆形侧板22的周向等间距地布设。这样筒体21旋转一周，感应探头161就会感应输出多个感应信号，避免筒体21转速较慢时影响筒体21转速检测的精确度。

作为本实施例的一种优选设计方案，所述接近开关16优选采用霍尔接近开关（或称霍尔传感器），包括一个霍尔效应元件和多个永磁体或导磁体，本实施例以设置两个永磁体或导磁体为例进行说明。将作为感应探头161的霍尔效应元件安装在变幅卷筒2的固定架25上，并通过电源线和信号线连接所述的控制器7。将作为触发部162的两个永磁体或导磁体安装在圆形侧板22上，其安装位置应保证两个永磁体或导磁体之间的连线刚好穿过圆形侧板22的圆心，将圆形侧板22等分。这样，每当筒体21转动半周，通过霍尔效应元件161即可输出一个脉冲信号。通过控制器7采集所述霍尔效应元件161输出的脉冲信号，根据脉冲信号的输出频率，即可间接地检测出筒体21的转速，继而获得吊臂的下降速度。

在变幅机构正常运行的过程中，控制器7输出无效的开关信号至气动开关13，控制气动开关13保持默认的关闭状态，即不实施制动，并在此期间定时采集转速传感器32输出的模拟信号或数字信号，以通过变幅电机5的转向和转速判断出吊臂的升降状态以及升降速度。

当控制器7检测到吊臂的下降速度越来越快，即变幅电机5的转速加快且超过设定值时，控制器7首先输出制动信号至制动器31，控制制动器31对联轴器4进行制动。同时，采集接近开关16输出的感应信号，判断变幅卷筒2的转速。若控制器7在输出制动信号后，检测到变幅卷筒2的转速为下降或者下降速度过慢，则认为制动器31出现制动故障。此时，为了确保变幅机构的运行安全，控制器7立即输出有效的开关信号至气动开关13，控制气动开关13打开，给制动气缸12加压，继而通过制动气缸12控制钳盘式制动器11对变幅卷筒2的侧板22实施制动，使筒体21立即停止旋转，阻止吊臂继续下降，避免增幅失速，切实保证作业安全。

为了在变幅制动的过程中，能够对变幅机构中的各转动机构实施保护，本实施例在所述变幅机构的供电系统中还进一步设置有电源总开关8，如图1所示，串联在交流电源（例如，电网提供的380V交流电源）连接变幅减速箱3、变幅电机5和直流调速器6的供电线路9中。当控制器7检测到吊臂失速下降，并控制制动器31实施制动时，同时生成断电信号并输出至所述的电源总开关8，控制电源总开关8切断供电线路9，继而使变幅减速箱3、变幅电机5和直流调速器6断电停机，以避免制动操作对变幅减速箱3、变幅电机5和直流调速器6造成损坏。

在本实施例中，所述控制器7优选采用PLC可编程逻辑控制器，以提高现场作业的可靠性。

本实施例的轮胎起重机自动变幅制动装置结构简单、实用性强，实现了变幅失速故障的自动检测和紧急制动响应，投资少、效果明显，可推广应用在所有带钢丝绳卷筒的工程设备中。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，所述轮胎起重机包括变幅机构，在所述变幅机构中设置有：

变幅卷筒，其用于控制吊臂升降；

变幅减速箱，其连接所述变幅卷筒，用于调整所述变幅卷筒的转速；

变幅电机，其通过联轴器连接所述变幅减速箱；

直流调速器，其连接所述变幅电机，用于调节所述变幅电机的转速；

其特征在于，在所述自动变幅制动装置中设置有主制动系统，包括：

制动器，其设置在所述联轴器上，对所述联轴器进行制动；

转速传感器，其设置在所述变幅电机的输出转轴上，用于检测变幅电机的转速；

控制器，其接收所述转速传感器采集输出的转速信号，并在检测到变幅电机的转速超过设定值时，输出制动信号至所述的制动器，控制所述制动器进行制动。

2.根据权利要求1所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，在所述变幅卷筒中设置有筒体、安装在所述筒体两端且随筒体同步转动的圆形侧板以及用于支撑所述筒体的固定架；

在所述自动变幅制动装置中还设置有辅助制动系统，包括：

钳盘式制动器，其安装在所述变幅卷筒的其中一个圆形侧板上，通过对所述圆形侧板进行制动，以控制所述变幅卷筒停止转动；

制动气缸，其连接所述钳盘式制动器，驱动所述钳盘式制动器执行制动动作；

气包，其通过气动开关连接所述制动气缸，在所述气动开关打开时，为所述制动气缸加压；

气泵，其通过气管连通所述气包，为所述气包充气；

接近开关，其包括一个感应探头和多个与所述感应探头配合使用的触发部，所述感应探头安装在所述变幅卷筒的固定架上，多个所述的触发部安装在与所述固定架紧邻的圆形侧板上且沿所述圆形侧板的周向等间距分布；

所述控制器接收所述感应探头输出的感应信号，并对所述气动开关进行开关控制。

3.根据权利要求2所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，所述接近开关为霍尔接近开关，包括一个霍尔效应元件和多个永磁体或导磁体，所述霍尔效应元件安装在所述固定架上，所述多个永磁体或导磁体等间距周向分布在与所述固定架邻近的圆形侧板上；所述霍尔效应元件在感应到有永磁体或导磁体与其接近时，输出脉冲信号至所述的控制器。

4.根据权利要求2所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，所述气包和气泵安装在所述轮胎起重机的电机房内，所述制动气缸安装在所述固定架上。

5.根据权利要求1所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，所述制动器为液压推杆制动器；所述控制器为可编程逻辑控制器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，所述控制器在输出制动信号控制所述制动器制动时，生成断电信号传输至变幅机构的供电系统，控制变幅机构的供电系统断电。

7.根据权利要求6所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置，其特征在于，所述供电系统包括供电线路和电源总开关；所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器通过所述供电线路连接交流电源，所述电源总开关串联在所述供电线路中；所述控制器在输出制动信号控制所述制动器制动时，生成断电信号传输至所述电源总开关，控制所述电源总开关断开，切断所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器的交流供电，控制所述变幅减速箱、变幅电机和直流调速器断电停机。

8.一种轮胎起重机，其特征在于，设置有如权利要求1至7中任一项所述的用于轮胎起重机的自动变幅制动装置。