CN220201210U - 钢丝绳工作监测装置及起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钢丝绳工作监测装置及起重机，该钢丝绳工作监测装置包括安装架、钢丝绳直径测量机构与钢丝绳张力监测机构，所述钢丝绳张力监测机构安装于安装架的侧壁上，两钢丝绳直径测量机构对称安装于钢丝绳张力监测机构的上下两侧；本实用新型提供的钢丝绳工作监测装置可安装于现有的起重机中进行使用，适用性较强；该钢丝绳工作监测装置可实现钢丝绳直径及张力的实时监控，有效提升钢丝绳使用的安全性，适宜进一步推广应用。

Description

钢丝绳工作监测装置及起重机

技术领域

本实用新型涉及起重机钢丝检测技术领域，具体涉及一种钢丝绳工作监测装置及起重机。

背景技术

起重机是指在一定范围内垂直提升和水平搬运重物的多动作起重机械。又称天车，航吊，吊车。起重机配套使用钢丝绳品种包括磷化涂层钢丝绳、镀锌钢丝绳和光面钢丝绳等。

起重机在长时间使用过程中，难免造成钢丝绳磨损的情况，磨损后钢丝绳的抗拉强度降低，当直径小于某一数值后，钢丝绳的负载能力就会低于安全标准，继续使用容易出现过载断裂事故。因此，在使用期间需定期检测其直径以判断钢丝绳是否能够继续使用；但在检测间隔期间钢丝绳的直径发生变化时，用户无法获知，此期间内钢丝绳可能会因过载而发生断裂事故。

为此，本实用新型提供了一种能够实时监测钢丝绳直径的钢丝绳工作监测装置及起重机。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提出一种钢丝绳工作监测装置及起重机，可实现钢丝绳直径以及张力的实时监测，以提升钢丝绳使用的安全性。

本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种钢丝绳工作监测装置，包括安装架、钢丝绳直径测量机构与钢丝绳张力监测机构，所述钢丝绳张力监测机构安装于安装架的侧壁上，两钢丝绳直径测量机构对称安装于钢丝绳张力监测机构的上下两侧；

所述钢丝绳直径测量机构包括定凹轮、夹持凹轮组、导向杆、限位螺母、弹簧与第一位移传感器；

所述安装架侧壁的上下端分别开设有用于避空导向杆的通孔，所述导向杆水平穿过该通孔，所述导向杆朝外的一端螺纹连接有限位螺母，其另一端固定有夹持凹轮组，所述夹持凹轮组与安装架的侧壁之间设置有弹簧与第一位移传感器，所述弹簧套设于导向杆上，所述第一位移传感器水平设置，其一端固定于安装架的侧壁上，另一端固定于动凹轮安装罩上；

所述定凹轮转动连接于安装架上且与动凹轮水平对置。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述夹持凹轮组由动凹轮安装罩与转动连接于动凹轮安装罩中的动凹轮组成，所述动凹轮安装罩与导向杆固定连接。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述导向杆的侧壁上开设有第一条型滑槽，所述第一条型滑槽中均滑动连接有第一限位块，所述第一限位块固定于安装架的侧壁上。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述钢丝绳张力监测机构包括螺杆、调节螺母、推顶凹轮组、压力传感器与第二位移传感器，所述安装架的侧壁上开设有用于避空螺杆的通孔，所述螺杆水平穿过该通孔，所述螺杆朝内的一端通过压力传感器连接推顶凹轮组；

所述推顶凹轮组与安装架侧壁之间设置有调节螺母，所述调节螺母螺纹连接于螺杆上，所述第二位移传感器水平设置，其一端固定于安装架侧壁上，另一端固定于推顶凹轮安装罩上。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述螺杆的侧壁上开设有第二条型滑槽，所述第二条型滑槽中均滑动连接有第二限位块，所述第二限位块固定于安装架的侧壁上。

作为一种可能的实施方式，进一步，所述推顶凹轮组由推顶凹轮安装罩与转动连接于推顶凹轮安装罩中的推顶凹轮组成，所述推顶凹轮安装罩与压力传感器固定连接，所述压力传感器另一端固定连接螺杆。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述钢丝绳工作监测装置还包括：还包括钢丝绳断绳监测辅助机构，所述所述钢丝绳松断绳辅助机构包括翻转检测机构、圆盘、拨杆、从动齿轮、驱动电机与驱动齿轮；

所述翻转检测机构包括固定架、翻转架、行程开关、复位弹簧、转动辊，所述固定架安装于安装架的底部，所述翻转架一端铰接于固定架两侧壁上，两圆盘通过转轴转动连接于翻转架的另一端，两圆盘对称设置，所述转动辊两端转动连接于两侧圆盘上且转动辊位于圆盘的偏心位置；所述拨杆的两端分别转动连接于两侧圆盘上，且拨杆与转动辊关于圆盘圆心中心对称设置；所述复位弹簧的两端分别固定于固定架与翻转架上，所述行程开关固定安装于固定架的侧壁上；

其中一圆盘的转轴贯穿翻转架侧壁并与从动齿轮连接，所述从动齿轮的翻转途径上设置有一驱动齿轮，所述驱动齿轮固定安装于驱动电机的输出轴上，且所述驱动电机的输出轴上还安装有逆止器，所述驱动电机固定安装于固定架上；

当翻转架翻转接触到行程开关时，从动齿轮与驱动齿轮相啮合。

作为一种较优的实施方式，优选的，所述拨杆与转动辊的间距大于钢丝绳的初始直径，双边间隙为5～10mm。

本实用新型还提供了一种起重机，该起重机的行走小车上安装有上述钢丝绳工作监测装置，所述钢丝绳安装于钢丝绳工作监测装置中并从钢丝绳工作监测装置下端穿出。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的钢丝绳工作监测装置可安装于现有的起重机中进行使用，适用性较强。该钢丝绳工作监测装置可实现钢丝绳直径及张力的实时监控，有效提升钢丝绳使用的安全性，适宜进一步推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

附图1为实施例1中钢丝绳工作监测装置的示意图；

附图2为实施例1中钢丝绳工作监测装置的正视图；

附图3为安装架的俯视图；

附图4为导向杆与安装架的局部剖视图；

附图5为夹持凹轮组的俯视图；

附图6为螺杆与安装架的局部剖视图；

附图7为螺杆的径向剖面图；

附图8为实施例1中钢丝绳工作监测装置的穿绳示意图；

附图9为实施例1中起重机的示意图；的安装示意图

附图10为实施例1中钢丝绳工作监测装置；

附图11为实施例2中钢丝绳工作监测装置的示意图；

附图12为实施例2中钢丝绳工作监测装置的正视图；

附图13为实施例2中翻转架翻转后驱动齿轮与从动齿轮相啮合的示意图；

附图14为实施例2中钢丝绳工作监测装置穿钢丝绳的示意图；

附图15为实施例2中固定架与翻转架俯视状态下的配合示意图；

附图16为实施例2中钢丝绳工作监测装置的安装示意图。

图中标号分别代表：

安装架-1；钢丝绳直径测量机构-2；钢丝绳张力监测机构-3；翻转检测机构-4；圆盘-5；拨杆-6；从动齿轮-7；驱动电机-8；驱动齿轮-9；起重机-10；定凹轮-21；夹持凹轮组-22；导向杆-23；限位螺母-24；第一限位块-25；弹簧-26；第一位移传感器-27；动凹轮-221；动凹轮安装罩-222；第一条型滑槽-231；螺杆-31；调节螺母-32；推顶凹轮组-33；第二限位块-34；压力传感器-35；第二位移传感器-36；第二条型滑槽-311；推顶凹轮安装罩-331；推顶凹轮-332；固定架-41；翻转架-42；行程开关-43；复位弹簧-44；转动辊-45；行走小车-101；钢丝绳-102；钢丝绳工作监测装置-100。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参照附图1-5所示，本实施例提供了一种钢丝绳工作监测装置，包括：安装架1、钢丝绳直径测量机构2与钢丝绳张力监测机构3，钢丝绳张力监测机构3安装于安装架1的侧壁上，两钢丝绳直径测量机构2对称安装于钢丝绳张力监测机构3的上下两侧；

钢丝绳直径测量机构2包括定凹轮21、夹持凹轮组22、导向杆23、限位螺母24、第一限位块25、弹簧26与第一位移传感器27；安装架1侧壁的上下端分别开设有用于避空导向杆23的通孔，导向杆23水平穿过该通孔，导向杆23朝外的一端螺纹连接有限位螺母24，以防止导向杆23脱出；其另一端固定有夹持凹轮组22，夹持凹轮组22由动凹轮安装罩222与转动连接于动凹轮安装罩222中的动凹轮221组成，动凹轮安装罩222与导向杆23固定连接。

导向杆23的侧壁上开设有第一条型滑槽231，第一条型滑槽231中均滑动连接有第一限位块25，第一限位块25固定于安装架1的侧壁上，其中，导向杆23上的第一条型滑槽231与第一限位块25配合能够对导向杆23起到限位作用，避免其发生翻转。

夹持凹轮组22与安装架1的侧壁之间设置有弹簧26与第一位移传感器27，弹簧26套设于导向杆23上，当钢丝绳直径发生变化时，弹簧26会被压缩或释放，使定凹轮21与动凹轮221能够始终夹持住钢丝绳102。

第一位移传感器27水平设置，其一端固定于安装架1的侧壁上，另一端固定于动凹轮安装罩222上，定凹轮21转动连接于安装架1上且与动凹轮221水平对置。其中，第一位移传感器27用于检测钢丝绳的直径变化，当钢丝绳直径变化时，夹持凹轮组22会弹簧作用下会进行适配性的水平移动，夹持凹轮组22移动过程中会带动第一位移传感器27进行伸缩，进而可实现钢丝绳直径的实时监测。

参照附图8所示，使用时，将钢丝绳102从定凹轮21与动凹轮221中间穿过，钢丝绳直径测量机构测量实时测量钢丝绳直径的方式为：通过上下两钢丝绳直径测量机构2中的第一位移传感器27实时监测夹持于动凹轮221与定凹轮21间钢丝绳的直径数据。

参照附图1、6与7所示，上述钢丝绳张力监测机构3包括螺杆31、调节螺母32、推顶凹轮组33、第二限位块34、压力传感器35与第二位移传感器36，安装架1的侧壁上开设有用于避空螺杆31的通孔，螺杆31水平穿过该通孔，螺杆31的侧壁上开设有第二条型滑槽311，第二条型滑槽311中均滑动连接有第二限位块34，同理，螺杆31上的第二条型滑槽311与第二限位块34配合能够对螺杆31起到限位作用，避免其发生翻转；此外，由于第二条型滑槽311并未延伸至螺杆31的右端(如图6)，故可以起到防止螺杆31脱出的情况。

第二限位块34固定于安装架1的侧壁上，螺杆31朝内的一端通过压力传感器35连接推顶凹轮组33，推顶凹轮组33由推顶凹轮安装罩331与转动连接于推顶凹轮安装罩331中的推顶凹轮332组成，推顶凹轮安装罩331与压力传感器35固定连接，压力传感器35另一端与螺杆31固定连接。其中，压力传感器35用于检测钢丝绳对推顶凹轮组33的水平推力。

推顶凹轮组33与安装架1侧壁之间设置有调节螺母32，调节螺母32螺纹连接于螺杆31上，通过旋转调节螺母32可带动螺杆31进行水平移动；第二位移传感器36水平设置，其一端固定于安装架1侧壁上，另一端固定于推顶凹轮安装罩331上。

参照附图8所示，在使用时，将钢丝绳102从上下两组定凹轮21与动凹轮221中间穿过，接着旋转调节螺母32使推顶凹轮332对钢丝绳102进行推顶，通过第二位移传感器36检测推顶凹轮332的水平移动量，当钢丝绳102收到的拉力变化时，压力传感器35所检测到的压力值也会随之变化。

钢丝绳张力监测机构测得的压力数据通过受力分析可换算为当前钢丝绳张力数据，换算公式如下：

参照附图8所示，式中，F为当前钢丝绳的张力；f为当前压力传感器35测得的压力；L为上下两定凹轮21的圆心距(L为固定值通过测量工具可测的)；d为推顶凹轮332最左端至中垂线S的距离(d由第二位移传感器36进行检测获得)，其中S为动凹轮221、定凹轮21圆心连线的中垂线。

参照附图1与8所示，上述通过第二位移传感器36测量距离d，可监测距离d的实时变化。当推顶凹轮组33受挤压往右发生形变或使用过程中调节螺母32松动导致推顶凹轮组33右移时，第二位移传感器36均可监测到d值的变化，将实时测得的d值带入到上述钢丝绳张力换算公式中能够使测得的数据更加准确。

参照附图9-10所示，本实施例还提供了一种起重机，该起重机10的行走小车101上安装有上述钢丝绳工作监测装置100；具体的，本实施例中钢丝绳工作监测装置100通过螺栓固定安装于行走小车101的底部，钢丝绳102安装于钢丝绳工作监测装置100中并从钢丝绳工作监测装置100下端穿出。钢丝绳工作监测装置100可对起重机钢丝绳102的直径与张力进行实时监测。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于，本实施例中钢丝绳工作监测装置还包括钢丝绳松断绳监测辅助机构，钢丝绳松断绳监测辅助机构与外部控制系统电性连接。

参照附图11-15所示，钢丝绳松断绳监测辅助机构包括翻转检测机构4、圆盘5、拨杆6、从动齿轮7、驱动电机8与驱动齿轮9；

翻转检测机构4包括固定架41、翻转架42、行程开关43、复位弹簧44、转动辊45，固定架41安装于安装架1的底部，翻转架42一端铰接于固定架41两侧壁上，两圆盘5通过转轴转动连接于翻转架42的另一端，两圆盘5对称设置，转动辊45两端转动连接于两侧圆盘5上且转动辊45位于圆盘5的偏心位置；拨杆6的两端分别转动连接于两侧圆盘5上，且拨杆6与转动辊45关于圆盘5圆心中心对称设置；其中，拨杆6与转动辊45的间距略大于钢丝绳102的初始直径；优选的，双边间隙为5～10mm。

复位弹簧44的两端分别固定于固定架41与翻转架42上，行程开关43固定安装于固定架41的侧壁上。正常状态下，钢丝绳102上存在张力，转动辊45及拨杆6与钢丝绳102相抵接，在钢丝绳102张力的作用下，翻转架42朝下翻转打开，复位弹簧44被拉伸；当钢丝绳102发生松脱或断裂时，钢丝绳102上的张力消失，复位弹簧44上的弹力释放，翻转架42在复位弹簧44弹力作用下朝上翻转触发行程开关43。

其中一圆盘5的转轴贯穿翻转架42侧壁并与从动齿轮7连接，从动齿轮7的翻转途径上设置有一驱动齿轮9，本实施例中驱动齿轮9齿数大于从动齿轮7齿数，以实现从动齿轮7转速的放大，从而带动圆盘5快速转动。

驱动齿轮9固定安装于驱动电机8的输出轴上，且驱动电机8的输出轴上还安装有逆止器(图中未给出)，以防止驱动电机8的输出轴受拉力发生反向旋转。驱动电机8固定安装于固定架41上；当翻转架42翻转接触到行程开关43时，从动齿轮7与驱动齿轮9相啮合。

参照附图14所示，使用时，钢丝绳102下端从转动辊45与拨杆6间穿出；当钢丝绳102发生松脱或断裂时，钢丝绳102上的张力消失，复位弹簧44上的弹力释放，翻转架42在复位弹簧44弹力作用下朝上翻转触发行程开关43(翻转架42翻转接触到行程开关43时，从动齿轮7与驱动齿轮9相啮合)，行程开关43向外部控制系统发送信号，外部控制系统控制驱动电机8旋转预设圈数。进一步的，还可设置对应预警模块，当行程开关43触发时，外部控制系统控制预警模块进行预警提示。(预警单元包括但不限于蜂鸣器、爆闪灯)

驱动电机8输出轴旋转通过从动齿轮7、驱动齿轮9带动圆盘5转动，圆盘5转动会带动拨杆6与转动辊45旋转，使钢丝绳102缠绕于转动辊45与拨杆6上，驱动电机8输出轴上逆止器可以防止驱动电机8的输出轴受拉力发生反向旋转。针对钢丝绳松断绳监测辅助机构上方钢丝绳102发生断裂的情况，圆盘5旋转将钢丝绳102缠绕于拨杆6、转动辊45上可实现钢丝绳的缠绕固定，能够在一定程度上防止吊钩及起吊物的坠落。

作为进一步改进的，拨杆6、转动辊45的外表面设置有防滑层，使钢丝绳102缠绕于拨杆6、转动辊45上不易发生滑脱。

参照附图16所示，本实施例还提供了一种起重机，该起重机10的行走小车101上安装有上述钢丝绳工作监测装置100；具体的，本实施例中钢丝绳工作监测装置100通过螺栓固定安装于行走小车101的底部，钢丝绳102安装于钢丝绳工作监测装置100中并从钢丝绳工作监测装置100下端穿出。钢丝绳工作监测装置100不仅能够对起重机钢丝绳102的直径与张力进行实时监测，还能对松段绳情况进行监测，并在一定程度上防止吊钩及起吊物的坠落。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种钢丝绳工作监测装置，其特征在于，包括安装架(1)、钢丝绳直径测量机构(2)与钢丝绳张力监测机构(3)，所述钢丝绳张力监测机构(3)安装于安装架(1)的侧壁上，两钢丝绳直径测量机构(2)对称安装于钢丝绳张力监测机构(3)的上下两侧；

所述钢丝绳直径测量机构(2)包括定凹轮(21)、夹持凹轮组(22)、导向杆(23)、限位螺母(24)、弹簧(26)与第一位移传感器(27)；

所述安装架(1)侧壁的上下端分别开设有用于避空导向杆(23)的通孔，所述导向杆(23)水平穿过该通孔，所述导向杆(23)朝外的一端螺纹连接有限位螺母(24)，其另一端固定有夹持凹轮组(22)，所述夹持凹轮组(22)与安装架(1)的侧壁之间设置有弹簧(26)与第一位移传感器(27)，所述弹簧(26)套设于导向杆(23)上，所述第一位移传感器(27)水平设置，其一端固定于安装架(1)的侧壁上，另一端固定于动凹轮安装罩(222)上；

所述定凹轮(21)转动连接于安装架(1)上且与动凹轮(221)水平对置。

2.根据权利要求1所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述夹持凹轮组(22)由动凹轮安装罩(222)与转动连接于动凹轮安装罩(222)中的动凹轮(221)组成，所述动凹轮安装罩(222)与导向杆(23)固定连接。

3.根据权利要求1所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述导向杆(23)的侧壁上开设有第一条型滑槽(231)，所述第一条型滑槽(231)中均滑动连接有第一限位块(25)，所述第一限位块(25)固定于安装架(1)的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述钢丝绳张力监测机构(3)包括螺杆(31)、调节螺母(32)、推顶凹轮组(33)、压力传感器(35)与第二位移传感器(36)，所述安装架(1)的侧壁上开设有用于避空螺杆(31)的通孔，所述螺杆(31)水平穿过该通孔，所述螺杆(31)朝内的一端通过压力传感器(35)连接推顶凹轮组(33)；

所述推顶凹轮组(33)与安装架(1)侧壁之间设置有调节螺母(32)，所述调节螺母(32)螺纹连接于螺杆(31)上，所述第二位移传感器(36)水平设置，其一端固定于安装架(1)侧壁上，另一端固定于推顶凹轮安装罩(331)上。

5.根据权利要求4所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述螺杆(31)的侧壁上开设有第二条型滑槽(311)，所述第二条型滑槽(311)中均滑动连接有第二限位块(34)，所述第二限位块(34)固定于安装架(1)的侧壁上。

6.根据权利要求4所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述推顶凹轮组(33)由推顶凹轮安装罩(331)与转动连接于推顶凹轮安装罩(331)中的推顶凹轮(332)组成，所述推顶凹轮安装罩(331)与压力传感器(35)固定连接，所述压力传感器(35)另一端固定连接螺杆(31)。

7.根据权利要求1所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，还包括钢丝绳松断绳监测辅助机构，所述钢丝绳松断绳辅助机构包括翻转检测机构(4)、圆盘(5)、拨杆(6)、从动齿轮(7)、驱动电机(8)与驱动齿轮(9)；

所述翻转检测机构(4)包括固定架(41)、翻转架(42)、行程开关(43)、复位弹簧(44)、转动辊(45)，所述固定架(41)安装于安装架(1)的底部，所述翻转架(42)一端铰接于固定架(41)两侧壁上，两圆盘(5)通过转轴转动连接于翻转架(42)的另一端，两圆盘(5)对称设置，所述转动辊(45)两端转动连接于两侧圆盘(5)上且转动辊(45)位于圆盘(5)的偏心位置；所述拨杆(6)的两端分别转动连接于两侧圆盘(5)上，且拨杆(6)与转动辊(45)关于圆盘圆心中心对称设置；所述复位弹簧(44)的两端分别固定于固定架(41)与翻转架(42)上，所述行程开关(43)固定安装于固定架(41)的侧壁上；

其中一圆盘(5)的转轴贯穿翻转架(42)侧壁并与从动齿轮(7)连接，所述从动齿轮(7)的翻转途径上设置有一驱动齿轮(9)，所述驱动齿轮(9)固定安装于驱动电机(8)的输出轴上，且所述驱动电机(8)的输出轴上还安装有逆止器，所述驱动电机(8)固定安装于固定架(41)上；

当翻转架(42)翻转接触到行程开关(43)时，从动齿轮(7)与驱动齿轮(9)相啮合。

8.根据权利要求7所述的钢丝绳工作监测装置，其特征在于，所述拨杆(6)与转动辊(45)的间距大于钢丝绳的初始直径，双边间隙为5～10mm。

9.一种起重机，其特征在于，所述起重机(10)的行走小车(101)上安装有如权利要求1～8之一所述的钢丝绳工作监测装置(100)，所述钢丝绳(102)安装于钢丝绳工作监测装置(100)中并从钢丝绳工作监测装置(100)下端穿出。