CN114408769B - 一种起重机钢丝绳平衡及安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，包括：钢丝绳系统、平衡杆装置、平衡座装置和平衡杆位置跟踪装置；平衡座装置用于固定平衡杆装置且为平衡杆装置的平衡杆提供平移行程；平衡杆位置跟踪装置，用于实时监测平衡装置的平衡杆的位移；本发明将两套绳系连接在一起，利用一组机构既可以实现单绳系支撑换绳，又可以避免变幅绳系偏载，同时降低设备造价的目的。

Description

一种起重机钢丝绳平衡及安全装置

技术领域

本发明涉及浮式起重机技术领域，具体而言，尤其涉及一种钢丝绳平衡及安全装置。

背景技术

浮式起重机是一种专门在水上从事起重作业的工程船舶，其起吊能力大，海上作业灵活，可以在各类港湾和近海水工工程中完成筑港、造桥、设备安装等工作。

目前浮式起重机的变幅钢丝绳系统大多由两套绳系加两组机构组成，每套绳系配一组机构，此种设计方案主要是考虑臂架变幅过程中，当其中一套绳系断裂时，另外一套绳系仍然可以发挥作用支撑住臂架，避免臂架掉落造成重大事故。此外在换绳操作时，可以利用其中一套绳系作为支撑，就可以更换另外一套绳系，使变幅绳的更换变得非常方便。但此种方案多用了一组变幅机构，增加了设备的造价，而且该方案两套绳系同步性差，两套绳系受力很难均衡，容易导致单边绳系受力过大，甚至断绳。

因此，为克服现有技术的不足，发明一种即适合浮式起重机使用，又能降低设备造价，避免变幅绳系单边受力过大断裂的装置，成为亟待解决的技术难题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种新型的钢丝绳平衡及安全装置。本发明主要利用将两套绳系连接在一起，利用一组机构既可以实现单绳系支撑换绳，又可以避免变幅绳系偏载，同时降低设备造价的目的。

本发明采用的技术手段如下：

一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，包括：

钢丝绳系统、平衡杆装置、平衡座装置和平衡杆位置跟踪装置；

上述平衡座装置用于固定平衡杆装置且为平衡杆装置的平衡杆提供平移行程；

上述平衡杆位置跟踪装置，用于实时监测平衡装置的平衡杆的位移；

上述钢丝绳系统包括：左侧钢丝绳、销轴、右侧钢丝绳和滑轮组；

左侧钢丝绳的一端与平衡杆左侧相连，另一端依次绕过设置在人字架顶部的滑轮组和设置在臂架头部的滑轮组缠绕在左侧变幅卷扬机上；同时，右侧钢丝绳的一端与平衡杆右侧相连，另一端依次绕过设置在人字架顶部对应侧的滑轮组和设置在臂架头部对应侧的滑轮组缠绕在右侧变幅卷扬机上；

平衡杆装置包括：平衡杆、拉绳杆和单耳止动垫圈；

拉绳杆的一端通与平衡杆紧固在一起，通过单耳止动垫圈定位防松；拉绳杆的另一端与拉绳器固定，拉绳杆的带动拉绳器的钢丝绳随平衡杆一起移动。

进一步的，

上述平衡座装置包括：平衡座、定位板、缓冲垫板、盖板、垫圈和螺钉；

平衡杆插入平衡座后，将定位板焊接在平衡座两端定位平衡杆，使其只能沿平衡座做水平移动，通过垫圈和螺钉将缓冲垫板和盖板固定在平衡座两端。

进一步的，

平衡杆位置跟踪装置包括：限位开关、拉绳器、编码器、垫圈和螺钉；

左侧限位开关由垫圈和螺钉固定在平衡座上，右侧限位开关由垫圈和螺钉固定在浮式起重机的人字架顶梁上，编码器的转轴插入拉绳器的锁紧盘锁紧使二者成为一个整体，通过垫圈和螺钉将拉绳器固定在浮式起重机的人字架顶梁上。

进一步的，

钢丝绳与平衡杆的连接方式采用销轴穿过平衡杆端部的轴孔最终通过螺母和垫片进行锁紧的装配形式。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、与传统变幅机构相比，减少了一组变幅机构，降低了成本。

2、避免变幅绳系偏载。

3、该装置构造简单，故障率低，重量轻。

4、维护更换费用低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的装配位置示意图。

图2为本发明的整体结构装备后示意图。

图3为本发明的钢丝绳系统示意图。

图4为本发明的平衡杆装置主视图。

图5为本发明的平衡杆装置俯视图。

图6为本发明的平衡座装置主视图。

图7为本发明的平衡座装置俯视图。

图8为本发明的平衡杆位置跟踪装置示意图。

图中：1、钢丝绳系统；1.1、钢丝绳；1.2、销轴；1.3、钢丝绳；1.4、滑轮组；

2、平衡杆装置；2.1、平衡杆；2.2、拉绳杆；2.3、单耳制动垫圈；2.4、螺母；2.5垫圈；

3、平衡座装置；3.1、平衡座；3.2、定位板；3.3、缓冲垫板；3.4、盖板；3.5、垫圈；3.6、螺钉。

4、平衡杆定位装置；4.1、限位开关；4.2、拉绳器；4.3、编码器；4.4、垫圈；4.5、螺钉。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明提供了一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，包括：

钢丝绳系统1、平衡杆装置2、平衡座装置3和平衡杆位置跟踪装置4，如附图1和图2所示；

如图3所示，钢丝绳系统1由左侧钢丝绳1.1、销轴1.2、右侧钢丝绳1.3、滑轮组1.4等构成。左侧钢丝绳1.1的一端通过自身的索节由销轴1.2与平衡杆2.1左侧轴孔相连，另一端依次绕过人字架顶部滑轮组1.4和臂架头部的滑轮组1.4缠绕在左侧变幅卷扬机上。同时，右侧钢丝绳1.3的一端通过自身的索节由销轴1.2与平衡杆2.1右侧轴孔相连，另一端依次绕过人字架顶部滑轮组1.4和臂架头部的滑轮组1.4缠绕在右侧变幅卷扬机上。

如图4和图5所示，平衡杆装置2由平衡杆2.1、拉绳杆2.2、单耳止动垫圈2.3、螺母2.4、垫圈2.5等组成。平衡杆2.1的左侧轴孔由销轴1.2与左侧钢丝绳1.1相连，平衡杆2.1的右侧轴孔由销轴1.2与右侧钢丝绳1.3相连。拉绳杆2.2的一端通过自身的螺纹与平衡杆2.1的螺纹孔紧固在一起，通过单耳止动垫圈2.3定位防松。拉绳杆2.2的另一端插入拉绳器4.2的拉环由螺母2.4和垫圈2.5拧紧固定，拉绳器4.2的拉环带动拉绳器4.2的钢丝绳随平衡杆一起移动。

如图6和图7所示，平衡座装置3由平衡座3.1、定位板3.2、缓冲垫板3.3、盖板3.4、垫圈3.5、螺钉3.6等组成。平衡杆2.1插入平衡座3.1后，将定位板3.2焊接在平衡座两端定位平衡杆2.1，使其只能沿平衡座3.1做水平移动，通过垫圈3.5和螺钉3.6将缓冲垫板3.3和盖板3.4固定在平衡座3.1两端。

如图8所示，平衡杆位置跟踪装置4由限位开关4.1、拉绳器4.2、编码器4.3、垫圈4.4、螺钉4.5等组成。左侧限位开关4.1由垫圈4.4和螺钉4.5固定在平衡座3.1上，右侧限位开关4.1由垫圈4.4和螺钉4.5固定在浮式起重机的人字架顶梁上，编码器4.3的转轴插入拉绳器4.2的锁紧盘锁紧使二者成为一个整体，通过垫圈4.4和螺钉4.5将拉绳器4.2固定在浮式起重机的人字架顶梁上。

上述技术方案的工作原理：平衡座装置3焊接在浮式起重机的人字架顶梁上，平衡杆2.1插入平衡座3.1后，将定位板3.2焊接在平衡座两端，行程滑道，使平衡杆2.1只能沿平衡座3.1水平移动，通过垫圈3.5和螺钉3.6将缓冲垫板3.3和盖板3.4固定在平衡座3.1两端。左侧钢丝绳1.1的一端通过自身的索节由销轴1.2与平衡杆2.1左侧轴孔相连，另一端依次绕过人字架顶部滑轮组1.4和臂架头部的滑轮组1.4缠绕在左侧变幅卷扬机上。同时，右侧钢丝绳1.3的一端通过自身的索节由销轴1.2与平衡杆2.1右侧轴孔相连，另一端依次绕过人字架顶部滑轮组1.4和臂架头部的滑轮组1.4缠绕在右侧变幅卷扬机上。浮式起重机的变幅机构正常工作时，由钢丝绳系统1和平衡杆装置2共同承担臂架系统产生的载荷。

当钢丝绳系统1中的任意一根钢丝绳突然断裂时，整个臂架系统的载荷将作用在另一根钢丝绳上，这根钢丝绳将拉动平衡杆2.1一起移动，平衡杆2.1的卡座将卡在平衡座装置3的缓冲垫板3.3上，缓冲垫板3.3可以减缓平衡杆2.1对人字架的冲击。盖板3.4盖在缓冲垫板3.2上，使缓冲垫板3.2均匀受力避免其局部受力过大而失效。钢丝绳连同平衡杆2.1与平衡座装置3一起支撑臂架系统，避免其掉落。

编码器4.3的转轴插入拉绳器4.2的锁紧盘锁紧使二者成为一个整体，固定在浮式起重机的人字架顶梁上,拉绳器4.2的拉环安装在拉绳杆2.2上，拉绳杆2.2固定在平衡杆2.1上，使拉绳器4.2的拉环随平衡杆2.1一起移动，通过拉绳器4.2测量平衡杆2.1的位移量由编码器4.3记录传递给中控系统，中控系统根据平衡杆2.1的位移量的大小随时通过变幅卷扬机的转动调整平衡杆2.1的位置，使其始终保持在人字架的中心。限位开关4.1安装在人字架顶梁上，当编码器4.3或拉绳器4.2损坏时，随着平衡杆2.1的位移量变大，拉绳杆2.2会触碰限位开关4.1，此时中控系统报警变幅机构停机，人工维护。

具体动作：

当浮式起重机的臂架作变幅运动时，左侧变幅卷扬机拉动左侧钢丝绳1.1同时右侧变幅卷扬机拉动右侧钢丝绳1.3，二者一起将臂架拉起。随着左、右两台变幅卷扬机运转不同步现象的出现，左侧钢丝绳1.1和右侧钢丝绳1.3的出绳速度出现偏差，从而拉动平衡杆2.1在平衡座3.1内沿着滑道水平运动，使其偏离中心位置。随着时间的推移平衡杆2.1的偏移量逐渐增大，带动拉绳杆2.2一起偏移，由拉绳器4.2和编码器4.3记录偏移量的大小，当偏移量达到一定程度时，编码器4.3向中系统控发出信号。中控系统调整两套变幅卷扬机的转速，将平衡杆2.1调整至人字架中心位置。

当编码器4.3或拉绳器4.2损坏时，编码器4.3无法记录平衡杆2.1的位移量大小，因此无法保证平衡杆处于人字架中心位置，随着平衡杆2.1的位移量变大，当位移量达到行程极限位置时，拉绳杆2.2会触碰限位开关4.1，此时中控系统报警变幅机构停机，进行人工维护。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，其特征在于，包括：

钢丝绳系统(1)、平衡杆装置(2)、平衡座装置(3)和平衡杆位置跟踪装置(4)；

上述平衡座装置(3)用于固定平衡杆装置(2)且为平衡杆装置(2)的平衡杆(2.1)提供平移行程；

上述平衡杆位置跟踪装置(4)，用于实时监测平衡杆装置(2)的平衡杆(2.1)的位移；

上述钢丝绳系统(1)包括：左侧钢丝绳(1.1)、销轴(1.2)、右侧钢丝绳(1.3)和滑轮组(1.4)；

左侧钢丝绳(1.1)的一端与平衡杆(2.1)左侧相连，另一端依次绕过设置在人字架顶部的滑轮组(1.4)和设置在臂架头部的滑轮组(1.4)缠绕在左侧变幅卷扬机上；同时，右侧钢丝绳(1.3)的一端与平衡杆(2.1)右侧相连，另一端依次绕过设置在人字架顶部对应侧的滑轮组(1.4)和设置在臂架头部对应侧的滑轮组(1.4)缠绕在右侧变幅卷扬机上；

平衡杆装置(2)包括：平衡杆(2.1)、拉绳杆(2.2)和单耳止动垫圈(2.3)；

拉绳杆(2.2)的一端通与平衡杆(2.1)紧固在一起，通过单耳止动垫圈(2.3)定位防松；拉绳杆(2.2)的另一端与拉绳器(4.2)固定，拉绳杆(2.2)的带动拉绳器(4.2)的钢丝绳随平衡杆(2.1)一起移动。

2.根据权利要求1所述的一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，其特征在于，

上述平衡座装置(3)包括：平衡座(3.1)、定位板(3.2)、缓冲垫板(3.3)、盖板(3.4)、垫圈(3.5)和螺钉Ⅰ(3.6)；

平衡杆(2.1)插入平衡座(3.1)后，将定位板(3.2)焊接在平衡座两端定位平衡杆(2.1)，使其只能沿平衡座(3.1)做水平移动，通过垫圈(3.5)和螺钉Ⅰ(3.6)将缓冲垫板(3.3)和盖板(3.4)固定在平衡座(3.1)两端。

3.根据权利要求1或2所述的一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，其特征在于，

平衡杆位置跟踪装置(4)包括：限位开关(4.1)、拉绳器(4.2)、编码器(4.3)、垫圈(4.4)和螺钉Ⅱ(4.5)；

左侧限位开关(4.1)由垫圈(4.4)和螺钉Ⅱ(4.5)固定在平衡座(3.1)上，右侧限位开关(4.1)由垫圈(4.4)和螺钉Ⅱ(4.5)固定在浮式起重机的人字架顶梁上，编码器(4.3)的转轴插入拉绳器(4.2)的锁紧盘锁紧使二者成为一个整体，通过垫圈(4.4)和螺钉Ⅱ(4.5)将拉绳器(4.2)固定在浮式起重机的人字架顶梁上。

4.根据权利要求3所述的一种起重机钢丝绳平衡及安全装置，其特征在于，

钢丝绳与平衡杆的连接方式采用销轴(1.2)穿过平衡杆端部的轴孔最终通过螺母和垫片进行锁紧的装配形式。