CN210393546U - 一种传动齿轮及联轴器检测保护系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种传动齿轮及联轴器检测保护系统及起重机，所述系统包括：电机（1）、第一转矩测量仪（2）、减速机（3）、第一制动器（4）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）、第二制动器（7）；第一制动器（4）安装在与电机（1）相连的联轴器上；在电机（1）端即减速机（3）输入轴端安装第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11，在减速机（3）输出轴端即卷筒（6）端安装第二转矩测量仪（5）采集第二转矩值T22，在转筒（6）相连的联轴器上安装第二制动器（7）；保护控制机构接收转矩测量仪的数据，并进行分析，若判断出现异常，则发出制动信号将联轴器制动及将电机（1）停止运行。

Description

一种传动齿轮及联轴器检测保护系统及起重机

技术领域

本实用新型涉及起重机设备技术领域，尤其涉及一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统及起重机。

背景技术

起重设备中由起升机构来完成吊物的起升与下降，起升机构是起重设备中最重要的工作机构之一，通常起升机构的构成为电机连接减速机，减速机再连接电缆卷筒，中间用联轴器连接，结构简单，自调节量大。在现实中出现在起升机构运行的过程中，由于减速机内部齿轮损坏、或联轴器损坏，造成吊具丧失部分起升力或完全丧失起升力而导致吊物非正常下落或自由落体时，普遍措施是依靠操作人员手动按下急停按钮，从而实现制动器的紧急制动，风险极大。

中国专利2016107492186一种起重机起升机构，公开了力矩限制器的方案，监测输入端力矩值实现制动，能够预防吊钩发生挂仓或冲顶故障是引发的吊钩坠落，一般制动器是安装在减速机输入轴前端，而负载卷筒端是不加制动器的，因为没有检测减速机或联轴器好坏的工具或方法，所以都只是在电机轴也就是减速机输入轴端加制动器，对减速机内部齿轮或联轴器损坏缺乏有效的预防。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的是：提供一种设计简单、结构简单、安装简单、设计合理，且能有效的检测到联轴器及减速机内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机内部传动齿轮处于异常状态时，进行即刻紧急制动的联轴器及传动齿轮检测保护系统，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机内部传动齿轮异常及手动制动的方式，存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，包括：减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置与对应的保护控制机构；其中：

所述减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置包括：电机（1）、第一转矩测量仪（2）、减速机（3）、第一制动器（4）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）、第二制动器（7）；

由电机（1）输出转速连接到减速机（3）的输入端，通过减速机（3）的内部传动齿轮输出一个转速比至减速机（3）的输出端，减速机（3）的输出端连接并控制卷筒（6）运转，第一制动器（4）安装在与电机（1）相连的联轴器上，用于出现异常时电机（1）的制动；

在电机（1）端即减速机（3）输入轴端安装第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11，在减速机（3）输出轴端即卷筒（6）端安装第二转矩测量仪（5）采集第二转矩值T22，在卷筒（6）相连的联轴器上安装第二制动器（7），用于出现异常时卷筒（6）的制动；

第一转矩测量仪（2）和第二转矩测量仪（5）采集到的信号传输给对应的保护控制机构；保护控制机构接收转矩测量仪的数据，并进行分析，若判断出现异常，则发出制动信号将联轴器制动及将电机（1）停止运行。

此处在负载卷筒（6）端也增加一个第二制动器（7），若检测到联轴器或减速机（3）出问题，则立即进行紧急制动，负载端也会立即停止动作，防止意外事故发生。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，第一转矩测量仪（2）和第二转矩测量仪（5）采集到的信号通过通讯电缆传输给对应的保护控制机构。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，当判断出现异常时，同步发出报警信号提醒司机。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，将第一转矩测量仪（2）安装在第一联轴器（8）上，第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11；

根据电机（1）参数铭牌计算出电机（1）的输出转矩，由于电机（1）输出端和减速机（3）输入端是用第一联轴器（8）刚性连接，即可得出减速机（3）输入端转矩等于电机（1）输出转矩，电机（1）输出转矩公式：T1=T=9550P/n，式中T-转矩；9550-常数；P-电机的功率（KW）；n-输出的转速（转/分）；T与T11做比较，若数值不在允许误差内，则第一联轴器（8）损坏。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，将第二转矩测量仪（5）安装在第二联轴器（9）上，减速机（3）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）安装在基座板（10）上，第二转矩测量仪（5）测量出第二转矩值T22，根据电机（1）参数铭牌计算出减速机（3）输出转矩理论值，减速机（3）输出转矩公式：T2=9550*P*u*i/n1，其中T-转矩；9550-常数；P-电机功率；u-传动效率；i-减速机总传动比；n1-转速；T2与T22做比较和/或T1/T2与T11/T22做比较，可以通过理论值和实际值之间的差异来进行判断第二联轴器（9）和/或减速机（3）的内部传动齿轮异常。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，控制机构可以是通过PLC、单片机和/或上位机实现计算、判断和制动控制。

本实用新型的第二个目的是：提供一种设计简单、结构简单、安装简单、设计合理，且能有效的检测到联轴器及减速机内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机内部传动齿轮处于异常状态时，判断是否能进行即刻紧急制动的包括联轴器及传动齿轮检测保护系统的起重机，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机内部传动齿轮异常及手动制动的方式，存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种起重机，包括如上所述的一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统及其它起重机必要部件。

本实用新型还可以提供一种能时刻有效的检测到联轴器及减速机内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机内部传动齿轮处于异常状态时，能进行即刻紧急制动的联轴器及传动齿轮检测保护方法，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机内部传动齿轮异常及手动制动的方式，存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护方法，包括：

检测步骤：通过安装在电机（1）端即减速机（3）输入轴端的第一转矩测量仪（2），采集第一转矩值T11，通过安装在减速机（3）输出轴端即卷筒（6）端的第二转矩测量仪（5），采集第二转矩值T22；

计算步骤：通过减速机（3）已知的转速比，可计算出减速机（3）输入轴端和输出轴端的转矩比，计算所述第一转矩值T11和第二转矩值T22的比值；

判断步骤：判断所述比值是否在所设的容许值范围内，若不是，则发出制动信号以将联轴器制动及将电机（1）停止运行，并提醒司机；若是，则返回至检测步骤。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护方法，所述的所设的容许值范围，根据电机（1）铭牌参数计算出的理论值：电机（1）输出转矩T、减速机（3）输入端转矩T1、减速机（3）输出端转矩T2进行设置。

进一步地，所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护方法，还包括：

数据分析：实时提供减速机（3）输入端和输出端转矩大小数值，生成报表进行数据分析，有利于维护及保养等。

附图说明

图1是一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置的结构示意图；

图2第一转矩测量仪（2）安装结构示意图；

图3第二转矩测量仪（5）安装结构示意图；

图中：1-电机；2-第一转矩测量仪；3-减速机；4-第一制动器；5-第二转矩测量仪；6-卷筒；7-第二制动器；8-第一联轴器；9-第二联轴器；10-基座板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型作进一步的说明，以便于本领域技术人员理解本实用新型。

本实用新型提供一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，包括：减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置与对应的保护控制机构；

如附图1所示，为一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置，所述装置包括：电机（1）、第一转矩测量仪（2）、减速机（3）、第一制动器（4）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）、第二制动器（7）；

所述电机（1）、减速机（3）、第一制动器（4）、卷筒（6）为起重机设备的常规必要机构，由电机（1）输出转速连接到减速机（3）的输入端，通过减速机（3）的内部传动齿轮输出一个转速比至减速机（3）的输出端，减速机（3）的输出端连接并控制卷筒（6）运转，第一制动器（4）安装在与电机（1）相连的联轴器（图中未标示，作用与第一联轴器（8）、第二联轴器（9）类似，用于将第一制动器（4）转动轴与减速机（3）的输入端轴和电机（1）的输出轴连接）上，用于出现异常时电机（1）的制动；

本实用新型的技术方案是在起重机的一般结构的基础上，在电机（1）端即减速机（3）输入轴端安装第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11，在减速机（3）输出轴端即卷筒（6）端安装第二转矩测量仪（5）采集第二转矩值T22，在卷筒（6）相连的联轴器（图中未标示）上安装第二制动器（7），用于出现异常时卷筒（6）的制动。

如附图2所示，为所述第一转矩测量仪（2）的安装结构，将第一转矩测量仪（2）安装在第一联轴器（8）上，转矩测量是基于机器转轴在承受转矩时产生扭应力或扭转角位移的原理，用电测技术测出扭应力或扭转角位移以求出转矩值，转矩测量仪是直接测量电动机、发动机和其他旋转机械转矩的机械测量仪器，第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11，在一个具体实施例中，首先根据电机（1）参数铭牌计算出电机（1）的输出转矩，由于电机（1）输出端和减速机（3）输入端是用第一联轴器（8）刚性连接，即可得出减速机（3）输入端转矩等于电机（1）输出转矩，电机（1）输出转矩公式：T1=T=9550P/n，式中T-转矩；9550-常数；P-电机的功率（KW）；n-输出的转速（转/分）；T与T11做比较，若数值不在允许误差内，则第一联轴器（8）损坏。

如附图3所示，为所述第二转矩测量仪（5）的安装结构，将第二转矩测量仪（5）安装在第二联轴器（9）上，减速机（3）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）安装在基座板（10）上，第二转矩测量仪（5）测量出第二转矩值T22，在一个具体实施例中，首先根据电机（1）参数铭牌计算出减速机（3）输出转矩理论值，减速机（3）输出转矩公式：T2=9550*P*u*i/n1，其中T-转矩；9550-常数；P-电机功率；u-传动效率；i-减速机总传动比；n1-转速；T2与T22做比较，T1/T2与T11/T22做比较，可以通过理论值和实际值之间的差异来进行判断第二联轴器（9）和减速机（3）的内部传动齿轮异常。

第一转矩测量仪（2）和第二转矩测量仪（5）采集到的信号可以通过通讯电缆传输给对应的保护控制机构；保护控制机构接收转矩测量仪的数据，并进行分析，保护控制机构里面有如PLC、单片机或上位机等控制设备，数据的计算、对比等均可在PLC等中运行，通过减速机（3）已知的转速比，可计算出减速机（3）输入轴端和输出轴端的转矩比，计算所述第一转矩值T11和第二转矩值T22的比值；

与预设的值比较，判断所述比值是否在所设的容许值范围内，若不是，则发出制动信号以将联轴器制动及将电机（1）停止运行，并提醒司机；若是，则返回至检测步骤，整个控制系统包含电机运行控制，制动器运行控制等一些控制。

本实用新型提供的一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统，设计简单合理、结构及安装简单、且能有效的检测到联轴器及减速机（3）内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机（3）内部传动齿轮处于异常状态时，能进行即刻紧急制动，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机（3）内部传动齿轮异常然后手动制动的方式，存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

在上述所述一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护系统的基础上，提供包含该保护系统的起重机，对应地起重机设计简单合理、结构及安装简单、且能有效的检测到联轴器及减速机内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机内部传动齿轮处于异常状态时，能进行即刻紧急制动的联轴器及传动齿轮检测保护系统的起重机，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机内部传动齿轮异常及手动制动的方式，存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

本实用新型还提供一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护方法，包括：

检测步骤：通过安装在电机（1）端即减速机（3）输入轴端安装第一转矩测量仪（2），采集第一转矩值T11，通过安装在减速机（3）输出轴端即卷筒（6）端的第二转矩测量仪（5），采集第二转矩值T22；

计算步骤：通过减速机（3）已知的转速比，可计算出减速机（3）输入轴端和输出轴端的转矩比，计算所述第一转矩值T11和第二转矩值T22的比值；

判断步骤：判断所述时比值是否在所设的容许值，若不是，则发出制动信号以将所述联轴器制动及将电机停止运行，并提醒司机；若是，则返回至检测步骤。

在一个具体实施例中，首先根据电机（1）铭牌计算出电机的输出转矩，由于电机（1）输出端和减速机（3）输入端是用第一联轴器（8）刚性连接，即可得出减速机（3）输入端转矩等于电机（1）输出转矩，电机（1）输出转矩公式：T1=T=9550P/n，式中T-转矩；9550-常数；P-电机的功率（KW）；n-输出的转速（转/分）；可通过已知参数计算出减速机（3）输出转矩理论值，减速机（3）输出转矩公式：T2=9550*P*u*i/n1，其中T-转矩；9550-常数；P-电机功率；u-传动效率；i-减速机总传动比；n1-转速；通过公式计算出理论值：电机（1）输出转矩T；减速机（3）输入端转矩T1；减速机（3）输出端转矩T2；

然后利用安装在减速机（3）输入端的第一转矩测量仪（2）和减速机（3）输出端的第二转矩测量仪（5）分别测量出转矩值T11和T22；T与T11做比较，若数值不在允许误差内，则联轴器（7）损坏；同理可以通过比较其他几个理论值和实际值之间的差异来进行判断。

本实用新型还可实时提供减速机输入端和输出端转矩大小数值，生成报表进行数据分析，有利于维护及保养等。

本实用新型提供的一种减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护方法，能时刻有效的检测到联轴器及减速机内部传动齿轮所受到的转矩力大小，且当联轴器及减速机内部传动齿轮处于异常状态是，是否能进行即刻紧急制动的联轴器及传动齿轮检测保护方法，以解决现有的人工判断联轴器失效或减速机内部传动齿轮异常及手动制动的方式存在判断延后造成人员和财产损伤的问题。

以上实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式，而不是用于限定本实用新型，本实用新型所要求保护的范围以权利要求书所述为准。

Claims (6)

1.一种传动齿轮及联轴器检测保护系统，包括：减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置与对应的保护控制机构；其特征在于，其中：

所述减速机内部传动齿轮及联轴器检测保护装置包括：电机（1）、第一转矩测量仪（2）、减速机（3）、第一制动器（4）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）、第二制动器（7）；

电机（1）连接减速机（3）的输入端，减速机（3）的输出端连接并控制卷筒（6）运转，第一制动器（4）安装在与电机（1）相连的联轴器上，用于出现异常时电机（1）的制动；

将第一转矩测量仪（2）安装在减速机（3）输入轴端的第一联轴器（8）上，第一转矩测量仪（2）采集第一转矩值T11，将第二转矩测量仪（5）安装在减速机（3）输出轴端的第二联轴器（9）上，第二转矩测量仪（5）采集第二转矩值T22，在卷筒（6）相连的联轴器上安装第二制动器（7），用于出现异常时卷筒（6）的制动；

第一转矩测量仪（2）和第二转矩测量仪（5）采集到的信号传输给对应的保护控制机构。

2.根据权利要求1所述一种传动齿轮及联轴器检测保护系统，其特征在于，第一转矩测量仪（2）和第二转矩测量仪（5）采集到的信号通过通讯电缆传输给对应的保护控制机构。

3.根据权利要求1所述一种传动齿轮及联轴器检测保护系统，其特征在于，还包括报警装置，用于向司机报警。

4.根据权利要求1所述一种传动齿轮及联轴器检测保护系统，其特征在于，减速机（3）、第二转矩测量仪（5）、卷筒（6）安装在基座板（10）上。

5.根据权利要求1~4任一所述一种传动齿轮及联轴器检测保护系统，其特征在于，所述保护控制机构可以是通过PLC、单片机和/或上位机实现计算、判断和制动控制。

6.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求1~5任一一项所述一种传动齿轮及联轴器检测保护系统。

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