CN220976416U - 一种起重机起升机构的安全制动系统 - Google Patents

Abstract

一种起重机起升机构的安全制动系统，包括架板及其上的起升电机和卷筒，起升电机和卷筒之间设置减速机，其中起升电机的输出轴上设置抱闸制动器作为工作制动器系统，卷筒上安装盘式制动器作为安全制动系统，可以直接作用在钢丝绳卷筒上，与工作制动器构成并联形式，能够有效提高系统的安全性和可靠性。在起重机上增设安全制动器后，卷筒部分就形成完全独立的安全制动系统，即使在起升电机、传动轴、减速箱及齿轮、工作制动器均损坏的情况下，通过在卷筒轴端设置的超速开关给出信号，对该制动器进行控制，使钢丝绳卷筒上的安全制动器实现有效的制动，从而阻止吊钩继续下降，防止事故进一步扩大。

Description

一种起重机起升机构的安全制动系统

技术领域

本实用新型涉及起重装置技术领域，具体地说是一种起重机起升机构的安全制动系统。

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，由于起重机具有周期性和间歇性的工作特性，各工作机构往往处于频繁启动和制动的状态，制动器已成为动力驱动起重机机构不可缺少的组成部分。起重机制动器通常安装在电动机的转轴上，对电动机的运行进行制动，使运行或起升机构准确可靠地停在预定位置，主要是通过控制电机的转动和惯性运动，从而控制设备的停止、加速或减速等。

现有的制动器能直接控制电动机转轴的转动，但电机与卷筒之间通常设置减速机等传动机构，在高速传动以及相互摩擦作用下，减速机的内部结构容易出现损坏无法正常传动，若在起重过程中出现传动断轴、断齿等失效形式的情况，起重机制动器无法控制停止卷筒的转动，整个机构会失去控制，引发更为严重的安全事故。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种起重机起升机构的安全制动系统，不仅在电机的输出转轴上设置抱闸制动器的工作制动系统，还在卷筒上安装盘式制动器的安全制动系统，直接作用在卷筒上控制其转动，能有效提高装置的安全性和可靠性，解决了现有技术中的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种起重机起升机构的安全制动系统，包括有架板，架板上安装有起升电机和卷筒，起升电机的输出轴与卷筒的转轴之间安装有减速机，在起升电机的输出轴上还安装有抱闸制动器，其中卷筒一端的转轴与减速机相连接，卷筒另一端的转轴通过第一轴承座安装在架板上，卷筒远离减速机的一端安装有制动齿圈，在架板上通过第二轴承座安装有传动轴，传动轴上安装有传动齿轮以及制动盘，传动齿轮与制动齿圈相啮合，制动盘上安装有制动钳，在架板上设置有液压泵站及控制系统，制动钳通过输油管与液压泵站及控制系统相连接，在卷筒靠近第一轴承座一端的转轴上安装有超速开关，超速开关通过控制线路接入液压泵站及控制系统，在卷筒前侧的架板上还设有定滑轮组。所述卷筒上缠绕有钢丝绳，卷筒和定滑轮组之间的架板上安装有钢丝绳弹性缓冲装置，钢丝绳依次绕过钢丝绳弹性缓冲装置和定滑轮组，所述钢丝绳弹性缓冲装置包括并排布置的架高板，架高板内均开设有竖移槽，竖移槽内配合安装有竖移块，两个竖移块之间安装有举升滑轮，在竖移槽内设置有与制动钳联动的限位机构，限位机构能限制竖移块在竖移槽内的下移，制动钳夹紧制动盘时，限位机构失去对竖移块的下移限制，在限位机构下侧的竖移槽内安装有缓冲弹簧，竖移块位于限位机构上时，举升滑轮高于定滑轮组所处的位置。所述限位机构包括有限位缸，限位缸通过油路与液压泵站及控制系统相连接，限位缸的活塞杆上安装有限位块，架高板上开设有与限位块相配合的水平槽，水平槽与竖移槽相连通，限位块位于竖移槽内时能限制竖移块的下移，限位块完全位于水平槽内时，竖移块能下移与缓冲弹簧相接触。所述竖移块是方形块，在竖移块内安装有第三轴承座，举升滑轮的轮轴配合安装在两个第三轴承座之间，所述竖移块的两侧均设置导向块，架高板内开设有与导向块相配合的导向槽，导向槽与竖移槽相连通。

本实用新型的积极效果在于：本实用新型所述的一种起重机起升机构的安全制动系统，包括架板及其上的起升电机和卷筒，起升电机和卷筒之间设置减速机，其中起升电机的输出轴上设置抱闸制动器作为工作制动器系统，卷筒上安装盘式制动器作为安全制动系统，可以直接作用在钢丝绳卷筒上，与工作制动器构成并联形式，能够有效提高系统的安全性和可靠性。在起重机上增设安全制动器后，卷筒部分就形成完全独立的安全制动系统，即使在起升电机、传动轴、减速箱及齿轮、工作制动器均损坏的情况下，通过在卷筒轴端设置的超速开关给出信号，对该制动器进行控制，使钢丝绳卷筒上的安全制动器实现有效的制动，从而阻止吊钩继续下降，防止事故进一步扩大。

附图说明

图1是本实用新型的三维结构示意图；

图2是本实用新型的主视图；

图3是图2的俯视图；

图4是图3中A-A向剖视图的放大视图；

图5是图4中B-B向剖视图的放大视图；

图6是限位块完全位于水平槽内时竖移块下移压缩缓冲弹簧的状态示意图；

图7是起重机安全制动系统的实物示意图。

实施方式

本实用新型所述的一种起重机起升机构的安全制动系统，如图1-3所示，包括有架板1，架板1上安装有起升电机2和卷筒3，起升电机2启动能带动卷筒3转动，进而通过钢丝绳的收放升降实现对重物的提升。

为实现起升电机2和卷筒3之间的传动，起升电机2的输出轴与卷筒3的转轴之间安装有减速机4，在起升电机2的输出轴上还安装有抱闸制动器5，抱闸制动器5控制起升电机2输出轴的转动与否，实现在吊运过程中的启动和制动。

卷筒3一端的转轴与减速机4相连接，卷筒3另一端的转轴通过第一轴承座6安装在架板1上，为进一步提高系统的制动安全性和可靠性，能直接实现对卷筒3的转动启停及制动，卷筒3远离减速机4的一端安装有制动齿圈7，在架板1上通过第二轴承座8安装有传动轴，传动轴上安装有传动齿轮9以及制动盘10。传动齿轮9与制动齿圈7相啮合，制动盘10上安装有制动钳11，在架板1上设置有液压泵站及控制系统12，制动钳11通过输油管27与液压泵站及控制系统12相连接。在卷筒3靠近第一轴承座6一端的转轴上安装有超速开关13，超速开关13通过控制线路接入液压泵站及控制系统12，在卷筒3前侧的架板1上还设有定滑轮组14。其中超速开关13能时刻检测卷筒3的转速，一旦在吊运过程中出现重物掉落，卷筒3转速会快速被提升，此时液压泵站及控制系统12接收到超速开关13的信号，将液压油输送到制动钳11内，将制动盘10进行夹持减速。

其中抱闸制动器5作为工作制动器，制动盘10和制动钳11可以作为安全制动系统，工作制动器直接作用在起升电机2，安全制动系统则可以直接作用在卷筒3上，形成并联的制动形式，能有效提高整体系统的安全性和可靠性。

在起重机上增设安全制动系统后，卷筒3部分就形成完全独立的安全制动系统，即使在起升电机2、传动轴、减速箱及齿轮、工作制动器均损坏的情况下，通过在卷筒3轴端设置的超速开关13或旋转编码器给出信号，对该制动器进行控制使其能在一定荷重下降速度达到额定下降速度的1.5倍之前自动起作用，使钢丝绳卷筒上的安全制动器实现有效的制动，从而阻止吊钩继续下降，防止事故进一步扩大。当起升机构正常启动时，安全制动器先打开，工作制动器后打开；当机构正常制动时，工作制动器制动，安全制动器不投入工作至主制动器制动动作全部完成后再制动。

所述卷筒3上缠绕有钢丝绳15，若发生重物坠落情况，当制动钳11动作将制动盘10夹持时，卷筒3可以停止转动，但由于吊运重物的下坠重力，与重物连接的钢丝绳15不会立刻停止下移，而是会让钢丝绳15拉伸一定长度，若超出钢丝绳15的弹性伸缩范围，则会降低钢丝绳15的使用寿命。

为了解决上述问题，让钢丝绳15能在重物坠落之前预留一定的下落长度，并且可以对钢丝绳15的下落与架板1之间产生弹性缓冲，卷筒3和定滑轮组14之间的架板1上安装有钢丝绳弹性缓冲装置，钢丝绳15依次绕过钢丝绳弹性缓冲装置和定滑轮组14。如图4和图5所示，所述钢丝绳弹性缓冲装置包括并排布置的架高板16，架高板16内均开设有竖移槽17，竖移槽17内配合安装有竖移块18，两个竖移块18之间安装有举升滑轮19，钢丝绳15先向上绕过举升滑轮19在绕过定滑轮组14与吊运重物相连接。

在竖移槽17内设置有与制动钳11联动的限位机构，限位机构能限制竖移块18在竖移槽17内的下移，制动钳11夹紧制动盘10时，限位机构失去对竖移块18的下移限制。在限位机构下侧的竖移槽17内安装有缓冲弹簧26，竖移块18位于限位机构上时，举升滑轮19高于定滑轮组14所处的位置。其中限位机构可以是现有的限位油缸或限位电动推杆，活塞杆伸入到竖移槽17内，竖移块18位于限位机构上侧，在进行正常吊运操作时，钢丝绳15先向上绕过举升滑轮19，再向下绕过定滑轮组14，钢丝绳15由卷筒3到举升滑轮19这一段便预留了足够的缓冲长度，一旦突发重物坠落，制动钳11动作将制动盘10夹持让卷筒3停止转动，此时限位机构也同步动作，失去对竖移块18的下移限位，竖移块18下移至与缓冲弹簧26相接触，如图6所示，之前预留的钢丝绳15长度便能适当抵消掉钢丝绳15自身的拉伸，同时由于缓冲弹簧26的设置，还能起到必要的缓冲作用，避免钢丝绳15与卷筒3或架板1之间的硬性接触，从而有效保证钢丝绳15的使用性能并延长使用寿命。

进一步地，为了实现限位机构与制动钳11的同步控制动作，所述限位机构包括有限位缸20，限位缸20通过油路与液压泵站及控制系统12相连接，限位缸20的活塞杆上安装有限位块21，架高板16上开设有与限位块21相配合的水平槽22，水平槽22与竖移槽17相连通，限位块21位于竖移槽17内时能限制竖移块18的下移，限位块21完全位于水平槽22内时，竖移块18能下移与缓冲弹簧26相接触。限位缸20活塞杆的伸缩能实现限位块21在水平槽22内的横向移动。

进一步地，为了避免竖移块18在竖移槽17内的晃动，所述竖移块18是方形块，在竖移块18内安装有第三轴承座23，举升滑轮19的轮轴配合安装在两个第三轴承座23之间。为保证竖移块18竖向升降时的稳定性，所述竖移块18的两侧均设置导向块24，架高板16内开设有与导向块24相配合的导向槽25，导向槽25与竖移槽17相连通。

若发生吊运重物坠落时，竖移块18能下移与缓冲弹簧26相接触，并不会在缓冲弹簧26的作用下进行上移复位，由于重物坠落是小概率的突发事件，在发生之后，会让起重机进行停机维修，拆除吊运的重物之后，会手动将竖移块18提升至初始的高度位置进行复位，并让限位块21限制竖移块18的下移，通过上述操作在确认维修完成之后，才会继续吊装重物，来应对后续吊运过程中的重物坠落突发情况，以延长整体装置的使用寿命。

对于安全制动器而言，安全系数过小会导致其制动力矩不足，从而造成安全隐患；但安全系数也并非越大越好，过大的安全系数会导致其制动力矩较大，从而对系统造成冲击，进而导致系统部件损坏。安全制动器要实现有效制动，其制动力矩应大于或等于经计算得到的卷筒制动盘所需的制动力矩。在实际应用中，安全制动器的选型还应参照国家的相关要求和规定，基于卷筒上的力矩乘以一定的安全系数。

本实用新型的技术方案并不限制于本实用新型所述的实施例的范围内。本实用新型未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (4)

1.一种起重机起升机构的安全制动系统，其特征在于：包括有架板（1），架板（1）上安装有起升电机（2）和卷筒（3），起升电机（2）的输出轴与卷筒（3）的转轴之间安装有减速机（4），在起升电机（2）的输出轴上还安装有抱闸制动器（5），其中卷筒（3）一端的转轴与减速机（4）相连接，卷筒（3）另一端的转轴通过第一轴承座（6）安装在架板（1）上，卷筒（3）远离减速机（4）的一端安装有制动齿圈（7），在架板（1）上通过第二轴承座（8）安装有传动轴，传动轴上安装有传动齿轮（9）以及制动盘（10），传动齿轮（9）与制动齿圈（7）相啮合，制动盘（10）上安装有制动钳（11），在架板（1）上设置有液压泵站及控制系统（12），制动钳（11）通过输油管（27）与液压泵站及控制系统（12）相连接，在卷筒（3）靠近第一轴承座（6）一端的转轴上安装有超速开关（13），超速开关（13）通过控制线路接入液压泵站及控制系统（12），在卷筒（3）前侧的架板（1）上还设有定滑轮组（14）。

2.根据权利要求1所述的一种起重机起升机构的安全制动系统，其特征在于：所述卷筒（3）上缠绕有钢丝绳（15），卷筒（3）和定滑轮组（14）之间的架板（1）上安装有钢丝绳弹性缓冲装置，钢丝绳（15）依次绕过钢丝绳弹性缓冲装置和定滑轮组（14），所述钢丝绳弹性缓冲装置包括并排布置的架高板（16），架高板（16）内均开设有竖移槽（17），竖移槽（17）内配合安装有竖移块（18），两个竖移块（18）之间安装有举升滑轮（19），在竖移槽（17）内设置有与制动钳（11）联动的限位机构，限位机构能限制竖移块（18）在竖移槽（17）内的下移，制动钳（11）夹紧制动盘（10）时，限位机构失去对竖移块（18）的下移限制，在限位机构下侧的竖移槽（17）内安装有缓冲弹簧（26），竖移块（18）位于限位机构上时，举升滑轮（19）高于定滑轮组（14）所处的位置。

3.根据权利要求2所述的一种起重机起升机构的安全制动系统，其特征在于：所述限位机构包括有限位缸（20），限位缸（20）通过油路与液压泵站及控制系统（12）相连接，限位缸（20）的活塞杆上安装有限位块（21），架高板（16）上开设有与限位块（21）相配合的水平槽（22），水平槽（22）与竖移槽（17）相连通，限位块（21）位于竖移槽（17）内时能限制竖移块（18）的下移，限位块（21）完全位于水平槽（22）内时，竖移块（18）能下移与缓冲弹簧（26）相接触。

4.根据权利要求2所述的一种起重机起升机构的安全制动系统，其特征在于：所述竖移块（18）是方形块，在竖移块（18）内安装有第三轴承座（23），举升滑轮（19）的轮轴配合安装在两个第三轴承座（23）之间，所述竖移块（18）的两侧均设置导向块（24），架高板（16）内开设有与导向块（24）相配合的导向槽（25），导向槽（25）与竖移槽（17）相连通。