CN2647691Y - 滚轮顶杆式断缆锁紧装置 - Google Patents

Abstract

滚轮顶杆式断缆锁紧装置，涉及一种起重运输机械安全保护装置。本实用新型由支架、水平轮、弹簧、撑杆、楔块、滚轮、顶杆、夹钳、导轮等部件组成。当缆车工作时，牵引钢丝绳通过前水平轮轴的钢丝绳使前、后水平轮沿导轮方向运动并压缩弹簧，滚轮不与支架下部倾斜表面相接触，夹钳钳口与轨道侧面处于非接触状态，缆车可正常运行。断缆时，弹簧的恢复力使水平轮移动，滚轮与支架下部倾斜表面、夹钳钳口与轨道侧面均处于接触状态，滚轮与上、下接触面的摩擦力使楔块顶杆撑开夹钳导轮，依靠夹钳与轨道之间的摩擦力以及楔块与轨顶面的摩擦力将缆车锁紧。本实用新型结构紧凑、重量轻、反应灵敏、锁紧力随下滑力的增大而增大、锁紧可靠、使用安全。

Description

滚轮顶杆式断缆锁紧装置

技术领域  本实用新型涉及一种起重运输机械安全保护装置。

背景技术  缆车是内河斜坡码头河岸之间的主要运输设备。虽然牵引钢丝绳具有足够的安全系数，但不可预测的原因仍可能出现断缆而导致车毁人亡的恶性事故。断缆锁紧装置是缆车特别是客运缆车重要的安全保护装置。

目前国内的缆车断缆保护装置采用机械式锁紧装置，主要型式有：重力夹紧式、弹簧夹紧式、弹簧螺杆夹紧式和楔块顶紧式。重力夹紧式锁紧装置依靠重锤的重量产生夹紧力，其夹紧力恒定，所要求重锤的重量较大、结构尺寸较大，断缆信号还需要一定的转换机构来使重锤动作，过多的中间环节使装置的可靠性降低。弹簧夹紧式是依靠弹簧恢复力所产生夹紧力，夹紧力随弹簧的伸长而减小，故要求弹簧的刚度较大，弹簧力还需要放大机构转换至夹钳上进行夹紧，故夹钳结构尺寸较大。弹簧螺杆夹紧式锁紧装置是依靠弹簧预紧，并通过螺杆螺母运动副的放大产生夹紧力，其弹簧刚度不需过高，但需要驱动装置驱动螺母转动，不适于无电源供上缆车或既断缆又断电的场合采用。楔块顶紧式锁紧装置是利用缆车自身的重量在轨道顶面产生摩擦力使缆车锁紧，其结构简单，但由于楔块与轨面的摩擦系数有限，所产生的锁紧力有限，只适用坡比小的缆车。

综上所述，目前已有的断缆保护装置的主要问题有：1)产生夹紧力的方法主要是重力、弹簧恢复力或缆车的部分自重，而与沿斜坡方向的下滑力无直接联系，要保证可靠地锁紧，只能靠增大重锤重量，增大弹簧刚度等方式，这将进一步增大锁紧装置的尺寸和重量。2)牵引钢丝绳断裂的信号需要一定的转换机构与锁紧装置相联系，在实际使用中转换机构极少动作，影响了锁紧装置动作的灵敏度和可靠度。

发明内容  本实用新型的目的是针对现有断缆锁紧装置所存在的问题，设计出一种依靠缆车下滑力产生的夹紧力和顶紧力，将是否断缆直接与装置动作相联系，并具有锁紧力大、结构紧凑、动作灵敏、锁紧可靠等优点的滚轮顶杆式断缆锁紧装置。

本实用新型的目的的实现方式为，滚轮顶杆式断缆锁紧装置，与缆车架下横梁相连的支架1上装有沿斜坡方向的导轨，沿导轨运动的前水平轮2、后水平轮6装在撑杆4两端，前水平轮轴上的钢丝绳与牵引钢丝绳相连。后水平轮的轮轴上装有弹簧3、撑杆5，撑杆5的下端与楔块7铰接。滚轮8在支架的下斜表面12与楔块7的上斜表面13所形成的导槽中，滚轮8上的顶杆9前部为楔形，楔形顶杆插入夹钳臂上端的两导轮11之间。

支架的下斜表面、楔块7的上斜表面的斜角α为：

$\mathrm{tg\α}>\frac{\frac{l}{a}\sin \mathrm{\β}-f_1}{1+f_1\frac{1}{a}\sin \mathrm{\β}}---\left(1\right)$

式中l——楔块中心至缆车下车轮之间的距离，

α——缆车重心至缆车下车轮之间的水平距离，

β——轨道与水平方向的夹角，

f₁——滚轮与支架下部倾斜表面的摩擦系数。

顶杆的楔角γ、夹钳臂的杠杆比h₁/h₂应满足：

$\frac{1}{2}\frac{h_1}{h_2}\frac{(l\sin \mathrm{\&beta;}-a{f}_2)\mathrm{tg}(\mathrm{\&gamma;}+{\mathrm{\&rho;}}_0)}{(l\sin \mathrm{\&beta;}\cos \mathrm{\&alpha;}-a\sin \mathrm{\&alpha;})}<f_3--\left(2\right)$

式中：ρ₀——导轮与顶杆的摩擦角，

       f₂——楔块与轨顶面的摩擦系数，

       f₃——钳口与轨道侧面的摩擦系数。

本实用新型由支架1、前水平轮2、弹簧3、撑杆4、撑杆5、后水平轮6、楔块7、滚轮8、顶杆9、夹钳10、导轮11等部件组成(见图1、图2、图3)。支架通过上法兰与缆车架下横梁相连，前水平轮轴上的钢丝绳与牵引钢丝绳相连。前、后水平轮可沿支架上的导轨运动。支架的下斜表面12、楔块7的上斜表面13有斜角α，水平轮的运动可通过撑杆4、5使楔块7沿支架的下斜表面导轨运动，弹簧压缩量的不同可使楔块相对支架处于不同的位置。滚轮可沿由支架下部倾斜表面12和相同倾角的楔块上表面13形成的导槽内滚动。连接在滚轮上的顶杆的前部为楔形，可插入夹钳臂上端的两导轮之间(见图4)。夹钳钳臂上铰轴的位置可保证一定的杠杆比，滚轮8的向前滚动可使夹钳10下部钳口与轨道侧面接触(见图5)。

当缆车工作时，牵引钢丝绳通过前水平轮轴的钢丝绳使前、后水平轮2、6沿导轨方向运动并压缩弹簧3，由于撑杆的作用使楔块7沿支架下部倾斜表面12上行，从而使楔块脱离轨道，滚轮8不与支架下部倾斜表面相接触，夹钳10钳口与轨道侧面也处于非接触状态，缆车可正常运行。

当断缆时，弹簧的恢复力使水平轮右移，楔块7沿支架下部倾斜表面12下移，使楔块与轨顶面、滚轮8与支架下部倾斜表面、夹钳10钳口与轨道侧面均处于接触状态。由于缆车有继续下滑的趋势，滚轮与上、下接触面的摩擦力使楔块顶杆9撑开夹钳导轮11，依靠夹钳与轨道之间的摩擦力以及楔块与轨顶面的摩擦力将缆车锁紧。

本实用新型锁紧可靠、反应灵敏、锁紧力随下滑力的增大而增大、结构紧凑、重量轻、使用安全。

附图说明

图1本实用新型纵向结构示意图

图2  图1的A-A向视图

图3  图1的B-B向视图

图4  图1的D向视图

图5  图1的C-C向视图

具体实施方式

本实用新型由支架1、前水平轮2、弹簧3、撑杆4、撑杆5、后水平轮6、楔块7、滚轮8、顶杆9、夹钳10、导轮11等部件组成(见图1、2、3)。本实用新型设计准则为：楔块倾斜面与轨面的夹角、锁紧装置在缆车上的安装位置的确定应保证缆车及支架不与滚轮产生相对滑动，即滚轮与支架斜面处于静摩擦自锁状态，即满足公式1)。锁紧装置的锁紧力按轨道顶面不与楔块下表面产生相对滑动的条件分配为楔块与轨道顶面的摩擦力和钳口与轨道侧面的摩擦力之和。顶杆的楔角、夹钳臂的杠杆比的确定应保证锁紧力足以克服缆车重力、风力及惯性力在斜坡方向分力之和，即满足公式2)。

下面举出为宜昌港客运缆车设计并安装的本实用新型，其主要技术参数为：

缆车(含乘客)自重：                  200kN

坡角：                              1∶3.5

锁紧装置在轨道方向的最大锁紧力：    160kN

锁紧装置安装位置：                  轮距跨中

滚轮运行斜面与轨面的夹角：          12°

滚轮直径：                          φ120mm

缆车正常运行时楔块底面与轨顶的间隙：20mm

顶杆楔角：                          10°

夹钳杠杆比：                        1∶4

夹钳铰轴轴距：                      240mm

弹簧刚度：                          260N/mm

弹簧有效工作行程：                  70mm

锁紧装置主尺度(长×宽×高)：        550×390×520mm

锁紧装置重量：                      2×400kg

通过对宜昌港客运缆车上的滚轮顶杆式断缆锁紧装置进行的静态锁紧试验和动态断缆锁紧试验表明，本装置动作迅速、锁紧可靠，完全满足断缆时的安全保护要求。

Claims (1)

1、滚轮顶杆式断缆锁紧装置，其特征在于与缆车架下横梁相连的支架(1)上装有沿斜坡方向的导轨，沿导轨运动的前水平轮(2)、后水平轮(6)装在撑杆(4)两端，前水平轮轴上的钢丝绳与牵引钢丝绳相连，后水平轮的轮轴上装有弹簧(3)、撑杆(5)，撑杆(5)的下端与楔块(7)铰接，滚轮(8)在支架的下斜表面(12)与楔块(7)的上斜表面(13)所形成的导槽中，滚轮(8)上的顶杆(9)前部为楔形，楔形顶杆插入夹钳臂上端的两导轮(11)之间，

支架的下斜表面、楔块(7)的上斜表面的斜角α为：

$\mathrm{tg\&alpha;}>\frac{\frac{l}{a}\sin \mathrm{\&beta;}-f_1}{1+f_1\frac{l}{a}\sin \mathrm{\&beta;}}---\left(1\right)$

式中l——楔块中心至缆车下车轮之间的距离，

    α——缆车重心至缆车下车轮之间的水平距离，

    β——轨道与水平方向的夹角，

    f₁——滚轮与支架下部倾斜表面的摩擦系数，

顶杆的楔角γ、夹钳臂的杠杆比h₁/h₂应满足：

$\frac{1}{2}\frac{h_1}{h_2}\frac{(l\sin \mathrm{\&beta;}-a{f}_2)\mathrm{tg}(\mathrm{\&gamma;}+{\mathrm{\&rho;}}_0)}{(l\sin \mathrm{\&beta;}\cos \mathrm{\&alpha;}-a\sin \mathrm{\&alpha;})}<f_3---\left(2\right)$

式中：ρ₀——导轮与顶杆的摩擦角，

      f₂——楔块与轨顶面的摩擦系数，

      f₃——钳口与轨道侧面的摩擦系数。

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