CN208308172U - 一种防坠安全机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械安全防护领域，具体涉及一种防坠安全机构。一种防坠安全机构，包括防坠器本体和连接机构，防坠器本体连接连接机构，连接机构连接外部固定基础，防坠器本体包括一滚珠丝杠，滚珠丝杠固定于一外套管内，外套管套设于一内套管外，内套管上设有一滚珠螺母，滚珠螺母旋入滚珠丝杠；滚珠螺母上设有一用于提供静摩擦力后对滚珠螺母的旋转动作抱闸的机械制动装置。由于采用上述技术方案，本实用新型用于设备机械具有坠落隐患的场合，在机械设备因故障而产生巨大重力加速度时，可起到有效的缓冲作用，从而达到对机械部件的防护。

Description

一种防坠安全机构

技术领域

本实用新型涉及机械安全防护技术领域，具体涉及一种防坠安全机构。

背景技术

目前应用于电梯及施工升降机等领域的防坠安全结构大都使用齿轮锥鼓型防坠安全器，其由齿轮、离心式限速装置和锥鼓形状的制动器组成，原理是：当防护目标下行的运行速度达到标定的动作速度时，其离心式限速装置的甩块带动锥鼓向制动带运动并接触后产生制动力矩，使齿轮停止转动，避免因受到大冲击力而导致设备损毁后引发安全事故，从而达到防坠的目的。

但是，传统结构在工作时，防护目标的重力全部作用在齿轮和与其啮合的齿条上，因而其存在着单位体积额定承载能力较低的问题，在重负载的情况下需要多台防坠器联合使用才能达到安防效果，从而使该结构的使用受到局限。而且，传统结构存在整体体积较大、使用费时费力和发生损坏后难以维护等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种防坠安全机构，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种防坠安全机构，包括防坠器本体和连接机构，所述防坠器本体连接所述连接机构，所述连接机构连接外部固定基础，其中，所述防坠器本体包括一滚珠丝杠，滚珠丝杠固定于一外套管内，所述外套管套设于一内套管外，所述内套管上设有一滚珠螺母，所述滚珠螺母旋入所述滚珠丝杠；

所述滚珠螺母上设有一机械制动装置，用于提供静摩擦力后对滚珠螺母的旋转动作抱闸。

本实用新型工作时，使防坠安全器呈竖直放置状态，当外套管在内套管外进行上下升降时，滚珠丝杠随着外套管上下运动，经由滚珠丝杠在滚珠螺母中的旋入旋出带动滚珠螺母自旋转；当滚珠丝杠急速升降时，机械制动装置将滚珠螺母旋转进程刹止，从而使滚珠丝杠的升降行程被中止，实现了对丝杠的抱闸。

所述机械制动装置包括一沿着滚珠丝杠的径向往复运动的甩块和一第一摩擦带，所述第一摩擦带设置于所述甩块的外侧，两者之间间隔一定距离；

所述内套管上固定一上轴承座，所述上轴承座与所述滚珠螺母的上端面之间间隔一定距离后形成一便于所述甩块作往复运动的滑动腔。

本实用新型中，当滚珠丝杠急速升降时，甩块在离心作用下沿着滑动腔向外侧运动后与第一摩擦带接触，并在离心作用下紧密贴合在第一摩擦带上，从而提供用于对滚珠螺母的旋转进行抱闸的摩擦力，阻止滚珠螺母的旋转；当离心作用减小后，甩块与第一摩擦带的接触的紧密度随之降低。

优选的，所述甩块的一端转动连接所述滚珠螺母的上端面，另一端为甩动端，甩动端通过第一弹簧连接滚珠螺母上端面，甩动端为具有磁性的甩动端，其通过磁力吸附于设置于滚珠螺母上端面的衔铁上，在离心作用下，甩动端被甩出后与第一摩擦带紧密接触，离心作用减弱至一定程度，甩动端被第一弹簧拉回吸附位置。

优选的，所述滑动腔沿着滚珠丝杠的径向设置，从而使甩块沿着滚珠丝杠的径向滑动，所述甩块通过第二弹簧固定于滚珠螺母上端面的一侧，在受到离心作用时，甩块反向滑动后与第一摩擦带紧密接触，当离心作用减弱至一定程度，受第二弹簧的恢复力作用被拉回。

所述滑动腔的上方设有一第二摩擦带，所述第二摩擦带位于所述上轴承座和所述滑动腔之间，且固定于所述上轴承座上；

所述第二摩擦带与所述甩块之间间隔一定距离。

本实用新型工作时，滚珠丝杠急速升降时将导致滚珠螺母急速旋转，此时滚珠螺母有上升趋势，从而带动甩块上升直至其上端面与第二摩擦带紧密接触后产生摩擦效果，从而提供用于限制滚珠螺母旋转的摩擦力后将滚珠螺母的急速旋转刹止；在摩擦效果的作用下，滚珠螺母降速后，上升趋势减弱至一定程度，则甩块与第二摩擦带的接触的紧密程度减弱，直至摩擦效果消失。

本实用新型通过机械制动装置，在滚珠丝杠急速动作时，提供了滚珠螺母在滚珠丝杠的径向和轴向两个方向上的摩擦力，实现对滚珠螺母的抱闸，其刹止效果远优于传统结构的单向摩擦刹止的效果。

所述上轴承座与所述滚珠螺母之间设有第三弹簧，所述第三弹簧的压缩方向沿着滚珠丝杠的轴向。当滚珠螺母有上升趋势时，甩块的上端面与第二摩擦带紧密接触，将滚珠螺母的急速旋转刹止后，通过第三弹簧的恢复力将滚珠螺母向下推回，从而使滚珠螺母和滚珠丝杠得以继续工作。

优选的，所述第三弹簧设置于所述滑动腔与所述上轴承座之间。

优选的，所述第三弹簧和所述滚珠螺母之间设有一上轴承，所述上轴承采用推力轴承，用于连接弹簧后，在滚珠丝杠正常工作时为第三弹簧提供支撑。

所述滚珠螺母上设有一电磁制动装置，其通过电磁结构提供摩擦力后对滚珠螺母进行抱闸。

所述电磁制动装置包括电磁制动器、制动器衔铁和转速传感器，所述电磁制动器设置于所述上轴承座上，所述转速传感器设置于所述上轴承座内，所述制动器衔铁设置于所述滚珠螺母的上端面，位于所述滚珠螺母和所述电磁制动器之间。工作时，转速传感器在感应到滚珠螺母高速旋转的情况下导通电磁制动器，使之与制动器衔铁吸合，从而提供限制滚珠螺母转动的摩擦力，实现滚珠螺母的抱闸。

本实用新型通过设置机械制动装置和电磁制动装置来对滚珠螺母的旋转进程进行刹止，两个装置协同工作提供双重抱闸保护，使滚珠丝杠得到迅速刹停。

本实用新型的工作场景一般为升降机构或者两端摆臂结构，比如提升机或者往复摆臂装置，当应用于往复摆臂装置中时，一般设置于往复摆臂装置中未设置配重结构的对向一侧，当未设置配重结构的一侧因紧急情况而失去牵制力，则滚珠丝杠会迅速被提升，此时经过摩擦力制动装置和电磁制动装置能够对滚珠丝杠的提升动作进行限制和刹止，从而保护往复摆臂机构，其典型应用为抽油设备，可设置于抽油设备上连接钢缆的一侧，用于防止钢缆断裂后的重力失衡导致的设备侧倾等问题。

本实用新型中，连接机构用于固定防坠器本体到基础面上，比如设备的底座和顶部等位置。连接机构包括两个连接部，分别为上连接部和下连接部，其中，上连接部设置于外套管的上端，下连接部设置于内套管的下端，通过上连接部将外套管的上端与使用场景的设备连接，通过下连接部将内套管的下端与地面基础或者使用场景的设备的基座连接。比如，在抽油设备中，外套管的上端通过上连接部连接抽油设备设置钢缆的一侧的摆臂上，内套管的下端通过下连接部连接地面或者抽油设备的底部基座，为适应抽油设备在进行抽油作业时的往复摆臂动作，可通过铰链或者销轴将连接机构的上下两个连接部分别与抽油设备的摆臂和地面基础或者抽油设备的基座连接，从而释放在抽油作业时摆臂摆动而产生于连接点的扭矩。

所述内套管与所述外套管可采用间隙配合方式套接，所述内套管的外壁和所述外套管的内壁之间间隔一定距离，使两者可嵌套并使外套管在内套管上相对滑动来实现外套管沿着内套管外壁升降。

所述滚珠螺母通过一下轴承设置于所述内套管上。

所述下轴承套设于所述滚珠螺母上，所述下轴承外壁固定于一下轴承座上，所述下轴承座固定连接所述内套管。

优选的，所述上轴承座和所述下轴承座通过螺栓固定连接后固定于所述内套管的上端面。

本实用新型中，在外套管的管壁和内套管的管壁上均设有一配对的插销孔，外套管的外壁上设有一插销机构，所述插销机构包括一由牵引电磁铁驱动伸缩的插销和与其配套的牵引电磁铁。插销的初始位置位于外套管的插销孔内，外套管在内套管上升降时，当外套管由于异常情况而急速下降超过安全下降量时，插销随着外套管下移至内套管上的插销孔中，经由牵引电磁铁驱动伸入内套管插销孔，从而将两个套管锁止，使两者被固定在一起，有效避免了因抱闸失灵等情况引起外套管异常下降时的器件损坏的情况。

优选的，所述插销设有至少两个，任一所述插销均配合的设有一牵引电磁铁，对应任一所述插销，在所述外套管和所述内套管上均设有与插销配套的成对的插销孔。

优选的，所述插销的伸入方向的端面为圆弧面，或者设有倒角，便于伸入插销孔时顺畅无阻。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型用于设备机械具有坠落隐患的场合，在机械设备因故障而产生巨大重力加速度时，可起到有效的缓冲作用，从而达到对机械部件的防护。

附图说明

图1本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图。

附图中：

1、上连接部，2、滚珠螺母，4、下连接部，5、滚珠丝杠，6、外套管，7、内套管，8、插销，9、牵引电磁铁；

201、转速传感器，203、第三弹簧，204、螺栓，205、上轴承，206、电磁制动器，207、第二摩擦带，208、甩块，209、第一摩擦带，210、上轴承座，211、制动器衔铁，212、下轴承，213、下轴承座。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。

参照图1，一种防坠安全机构，包括防坠器本体和连接机构。防坠器本体通过连接机构连接使用设备和地面基础或者使用设备的基座。连接机构包括两个连接部，分别为上连接部1和下连接部4。其中，上连接部1设置于外套管6的上端，下连接部4设置于内套管7的下端，通过上连接部1将外套管6的上端与使用本实用新型的设备连接，通过下连接部4将内套管7的下端与地面基础或者使用本实用新型的设备的基座连接。

防坠器本体包括滚珠丝杠5，滚珠丝杠5固定于外套管6内，外套管6套设于内套管7外，内套管7上设有滚珠螺母2，滚珠螺母2旋入滚珠丝杠5上。内套管7与外套管6为间隙配合，内套管7的外壁和外套管6的内壁之间间隔一定距离，使两者可嵌套并使外套管6在内套管7上相对滑动来实现外套管6沿着内套管7外壁升降。

在外套管6的管壁和内套管7的管壁上均设有配对的插销孔，外套管6的外壁上设有插销机构，其包括由插销8和与其配套的牵引电磁铁9。插销8的初始位置位于外套管6的插销孔内，外套管6在内套管7上升降时，当外套管6由于异常情况而急速下降超过安全下降量时，插销8随着外套管6下移至内套管7上的插销孔中，经由牵引电磁铁9驱动伸入内套管7的插销孔，从而将两个套管锁止，使两者被固定在一起，有效避免了因抱闸失灵等情况引起外套管异常下降时的器件损坏的情况。插销8可设有至少两个，任一插销8均配合的设有一牵引电磁铁9，对应任一插销8，在外套管6和内套管7上均设有与插销8配套的成对的插销孔。插销8的伸入端的端面可设为圆弧面或者设置倒角，便于伸入插销孔时顺畅无阻。

参照图1、图2，滚珠螺母2上设有机械制动装置，用于在机械制动装置提供静摩擦力后对滚珠螺母抱闸后使其无法旋转。机械制动装置包括沿着滚珠丝杠5的径向往复运动的甩块208和第一摩擦带209，第一摩擦带209设置于甩块208的外侧，两者之间间隔一定距离，可设置为间隙配合结构。内套管7上固定上轴承座210，上轴承座210与滚珠螺母2的上端面之间间隔一定距离后形成便于甩块208运动的滑动腔。

甩块208的一端可转动连接滚珠螺母2的上端面，另一端为带有磁性的甩动端，甩动端通过第一弹簧连接滚珠螺母2上端面，通过磁力吸附于设置于滚珠螺母2上端面的衔铁上，在离心作用下，甩动端被甩出后与第一摩擦带209紧密接触，当离心作用减弱至一定程度后，甩动端可被第一弹簧拉回吸附位置。

滑动腔可沿着滚珠丝杠5的径向设置，从而使甩块208沿着滚珠丝杠5的径向滑动，甩块208通过第二弹簧固定于滚珠螺母2上端面的一侧，在受到离心作用时，甩块208反向滑动后与第一摩擦带209紧密接触，当离心作用减弱至一定程度，受第二弹簧的恢复力作用被拉回。

滑动腔的上方设有第二摩擦带207，第二摩擦带207位于上轴承座210和滑动腔之间，且固定于上轴承座210上；第二摩擦带207与甩块208之间间隔一定距离。

上轴承座210与滚珠螺母2之间设有第三弹簧203，第三弹簧203的压缩方向沿着滚珠丝杠5的轴向。第三弹簧203可设置于滑动腔与上轴承座210之间。第三弹簧203和滚珠螺母2之间可设置一上轴承205，优选采用推力轴承，其用于连接第三弹簧203后，在滚珠丝杠5正常工作时为第三弹簧203提供支撑。

滚珠螺母2通过下轴承212设置于内套管7上。下轴承212套设于滚珠螺母2上，下轴承212的外壁固定于下轴承座213上，下轴承座213固定连接内套管7。优选的，下轴承212采用定心轴承。优选的，上轴承座210和下轴承座213通过螺栓204固定连接后固定于内套管7的上端面。

滚珠螺母2上还设有电磁制动装置，其通过电磁结构提供摩擦力后对滚珠螺母进行抱闸。电磁制动装置包括电磁制动器206、制动器衔铁211和转速传感器201，电磁制动器206设置于上轴承座210上，转速传感器201设置于上轴承座210内，制动器衔铁211设置于滚珠螺母2的上端面，位于滚珠螺母2和电磁制动器206之间。

本实用新型通过设置机械制动装置和电磁制动装置来对滚珠螺母的旋转进程进行刹止，两个装置协同工作提供双重抱闸保护，使滚珠丝杠得到迅速刹停。

本实用新型工作时，在滚珠丝杠急速动作时，机械制动装置提供了滚珠螺母在滚珠丝杠的径向和轴向两个方向上的摩擦力，实现对滚珠螺母的抱闸，其刹止效果远优于传统结构的单向摩擦刹止的效果；电磁制动装置工作时，转速传感器在感应到滚珠螺母高速旋转的情况下导通电磁制动器，使之与制动器衔铁吸合，从而提供限制滚珠螺母转动的摩擦力，实现滚珠螺母的抱闸。

本实用新型应用到抽油设备中时，外套管的上端通过上连接部连接抽油设备设置钢缆的一侧的摆臂上，内套管的下端通过下连接部连接地面或者抽油设备的底部基座，为适应抽油设备在进行抽油作业时的往复摆臂动作，可通过铰链或者销轴将连接机构的上下两个连接部分别与抽油设备的摆臂和地面基础或者抽油设备的基座连接，从而释放在抽油作业时摆臂摆动而产生于连接点的扭矩。

本实用新型工作时，使防坠安全器呈竖直放置状态，当外套管在内套管外上下升降时，滚珠丝杠随着外套管上下运动，经由滚珠丝杠在滚珠螺母中的旋入旋出带动滚珠螺母自旋转；当滚珠丝杠急速升降时，机械制动装置将滚珠螺母的旋转进程刹止，从而使滚珠丝杠的升降行程被中止，实现丝杠的抱闸。

本实用新型的工作场景一般为升降机构或者两端摆臂结构，比如提升机或者往复摆臂装置，当应用于往复摆臂装置中时，本实用新型一般设置于往复摆臂装置中未设置配重结构的对向一侧，当未设置配重结构的一侧因紧急情况而失去牵制力，则滚珠丝杠会迅速被提升，此时经过摩擦力制动装置和电磁制动装置能够对滚珠丝杠的提升动作进行限制和刹止，从而保护往复摆臂机构，其典型应用为抽油设备，可设置于抽油设备的连接钢缆的一侧，用于防止钢缆断裂后的重力失衡导致的设备侧倾等问题。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种防坠安全机构， 包括防坠器本体和连接机构，所述防坠器本体连接所述连接机构，所述连接机构连接外部固定基础，其特征在于，所述防坠器本体包括一滚珠丝杠，滚珠丝杠固定于一外套管内，所述外套管套设于一内套管外，所述内套管上设有一滚珠螺母，所述滚珠螺母旋入所述滚珠丝杠；

所述滚珠螺母上设有一用于提供静摩擦力后对滚珠螺母的旋转动作抱闸的机械制动装置。

2.根据权利要求1所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述机械制动装置包括一沿着滚珠丝杠的径向往复运动的甩块和一第一摩擦带，所述第一摩擦带设置于所述甩块的外侧，两者之间间隔一定距离；

所述内套管上固定一上轴承座，所述上轴承座与所述滚珠螺母的上端面之间间隔一定距离后形成一便于所述甩块作往复运动的滑动腔。

3.根据权利要求2所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述甩块的一端转动连接所述滚珠螺母的上端面，另一端为甩动端，甩动端通过第一弹簧连接滚珠螺母上端面，甩动端为具有磁性的甩动端，其通过磁力吸附于设置于滚珠螺母上端面的衔铁上。

4.根据权利要求2所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述滑动腔的上方设有一第二摩擦带，所述第二摩擦带位于所述上轴承座和所述滑动腔之间，且固定于所述上轴承座上；

所述第二摩擦带与所述甩块之间间隔一定距离。

5.根据权利要求2所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述上轴承座与所述滚珠螺母之间设有第三弹簧，所述第三弹簧的压缩方向沿着滚珠丝杠的轴向。

6.根据权利要求5所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述第三弹簧和所述滚珠螺母之间设有一上轴承，所述上轴承采用推力轴承。

7.根据权利要求6所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述滚珠螺母上设有一通过电磁结构提供摩擦力后对滚珠螺母进行抱闸的电磁制动装置。

8.根据权利要求7所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述电磁制动装置包括电磁制动器、制动器衔铁和转速传感器，所述电磁制动器设置于所述上轴承座上，所述转速传感器设置于所述上轴承座内，所述制动器衔铁设置于所述滚珠螺母的上端面，位于所述滚珠螺母和所述电磁制动器之间。

9.根据权利要求1至8任一项所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述内套管的外壁和所述外套管的内壁之间间隔一定距离。

10.根据权利要求1至8任一项所述的一种防坠安全机构，其特征在于，所述滚珠螺母通过一下轴承设置于所述内套管上，所述下轴承套设于所述滚珠螺母上，所述下轴承外壁固定于一下轴承座上，所述下轴承座固定连接所述内套管。