專利名稱:單向不間歇牽引機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在低速重載下使具有一定剛性的線性體作單向牽引運(yùn)動(dòng)的裝置。
技術(shù)背景
現(xiàn)有技術(shù)的低速重載線性體單向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沒有向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，只能完成有限的工作行程；或者采用間歇運(yùn)動(dòng)的步進(jìn)機(jī)構(gòu)，致使效率低下；或者設(shè)置了多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置造成現(xiàn)場(chǎng)安裝空間不足而且控制復(fù)雜，可靠性降低。
公開號(hào)為CN101230750的“穿心式自升全液壓步進(jìn)提升機(jī)及提升施工平臺(tái)的方法”的中國(guó)發(fā)明專利，主要用于提升施工平臺(tái)。
其目的是實(shí)現(xiàn)一種操作簡(jiǎn)便、安全可靠，既能實(shí)現(xiàn)載荷上升，又能實(shí)現(xiàn)載荷下降的提升設(shè)備。
該發(fā)明包括提升桿、液壓提升系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)，液壓提升系統(tǒng)包括底座、油缸體、下部鎖緊裝置、活塞桿、導(dǎo)向套、上部鎖緊裝置和缸蓋。
優(yōu)點(diǎn)
1.當(dāng)采用擠壓強(qiáng)度高的提升桿，及采用高的系統(tǒng)壓力時(shí)，該提升機(jī)可以小型化。
2.另外該設(shè)備獨(dú)立、完整，一體化程度高，無(wú)散件。
缺點(diǎn)
1、三瓣式鎖緊裝置的內(nèi)錐面與外錐面接觸的地方為線接觸或者為過渡態(tài)面接觸。 假設(shè)鎖緊油缸動(dòng)作之前，三瓣式離合器外錐面與活塞內(nèi)錐面相接觸的地方的曲率半徑為 ρ 0，內(nèi)錐面活塞的曲率半徑為ρ 2，它們均為固定值。只有當(dāng)它們接觸的地方曲率半徑相等，S卩PO= P 2時(shí)，內(nèi)外錐面之間為受力才為最佳的面接觸。當(dāng)活塞推動(dòng)離合器的卡爪時(shí)，活塞與卡爪之間會(huì)產(chǎn)生垂直方向的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這時(shí)內(nèi)錐面與外錐面接觸的地方的曲率半徑PO減小為了 P 1，致使內(nèi)外錐面之間的接觸面由面接觸轉(zhuǎn)化為了線接觸或者由線接觸過渡為面接觸，再轉(zhuǎn)化為線接觸。線接觸使得內(nèi)外錐面之間的接觸應(yīng)力增大，磨損增大， 甚至無(wú)法動(dòng)作。
2、由于鎖緊裝置的離合器外錐面與活塞內(nèi)錐面之間為滑動(dòng)摩擦。為使卡爪能可靠鎖住提升桿，要求外錐面與內(nèi)錐面之間的摩擦系數(shù)μ 1小于卡爪與提升桿之間的摩擦系數(shù) μ 2。這在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用當(dāng)中是不宜保證的，也使得該結(jié)構(gòu)容易發(fā)生安全隱患。
3、由于外錐面離合器是靠油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)油缸活塞上升時(shí)，會(huì)有正壓力作用到楔面上。加上外錐面與內(nèi)錐面之間又為滑動(dòng)摩擦，所以要使錐面的楔角α 大于該楔面的自鎖角α 2，才能使離合器卡爪動(dòng)作。而大于自鎖角的楔面結(jié)構(gòu)，一方面使得鎖緊裝置的驅(qū)動(dòng)油缸尺寸加大或油壓增高；另一方面由于不能自鎖，力要直接反饋到鎖緊裝置的驅(qū)動(dòng)油缸上。當(dāng)驅(qū)動(dòng)能力不足或油缸、油路發(fā)生泄漏或爆管時(shí)，便極易發(fā)生墜落危險(xiǎn)。
4、由于提升油缸為空心缸結(jié)構(gòu)，增大了所需缸徑，致使結(jié)構(gòu)尺寸增大，占用了更大的安裝空間；或者采用增高系統(tǒng)壓力的方式減小所需缸徑，則爆管時(shí)，便易發(fā)生危險(xiǎn)，造成人員傷害。另外空心缸結(jié)構(gòu)也使得這部分結(jié)構(gòu)加工制造困難，增加了成本。[0014]5.由于被提升物提升桿的材料長(zhǎng)度限制，提升高度有限。一般的線材尺寸均在6 米左右。當(dāng)提升高度大于材料長(zhǎng)度時(shí)，一種辦法是采用等直徑連接件，另一種方法是增大三瓣式離合器的工作行程，跨過大于提升桿直徑的連接頭。采用等直徑連接件，會(huì)造成提升桿結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低。而增大離合器的工作行程，又使得鎖緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)增大，控制難度增加。最佳的解決辦法是采用鋼絲繩作為被提升物。而這種辦法又帶來(lái)一系列問題。諸如鎖緊裝置接觸面積小，擠壓鋼絲繩；鋼絲繩與卡爪之間的摩擦系數(shù)小于外錐面與內(nèi)錐面之間的摩擦系數(shù)的致命問題；以及鋼絲繩頭不宜穿過提升裝置等等。
6、由于上下鎖緊裝置均直接固定在提升油缸結(jié)構(gòu)中的方式不符合現(xiàn)代模塊化設(shè)計(jì)方法。模塊化設(shè)計(jì)是一種較成熟的設(shè)計(jì)方法。它一方面可以縮短產(chǎn)品研發(fā)與制造周期， 增加產(chǎn)品系列，提高產(chǎn)品質(zhì)量，快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化；另一方面，可以減少或消除對(duì)環(huán)境的不利影響，方便重用、升級(jí)、維修和產(chǎn)品廢棄后的拆卸、回收和處理。模塊化設(shè)計(jì)已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、液壓、軟件等諸多設(shè)計(jì)領(lǐng)域。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種單向不間歇牽引機(jī)構(gòu)，該牽引機(jī)構(gòu)磨損小，使用安全， 成本低。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該牽引機(jī)構(gòu)包括上單向卡緊機(jī)構(gòu)和下單向卡緊機(jī)構(gòu)，上單向卡緊機(jī)構(gòu)位于下單向卡緊機(jī)構(gòu)上方，上單向卡緊機(jī)構(gòu)外側(cè)與向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，向背式往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)下端與驅(qū)動(dòng)裝置相連，被牽引件穿過驅(qū)動(dòng)裝置、下單向卡緊機(jī)構(gòu)及上單向卡緊機(jī)構(gòu)。
所述的單向卡緊機(jī)構(gòu)采用煤礦抓捕器式結(jié)構(gòu)，參見《煤礦專用設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算》及 《煤礦專用設(shè)備圖冊(cè)》。其機(jī)構(gòu)為公知的技術(shù)。該結(jié)構(gòu)使得卡緊和松脫均靈活、可靠，使用效果非常好，應(yīng)用廣泛。
所述的向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)齒條和外齒條，內(nèi)齒條連接在上單向卡緊機(jī)構(gòu)的外側(cè)，外齒條的下端與下單向卡緊機(jī)構(gòu)相連，從動(dòng)齒輪位于內(nèi)齒條和外齒條之間。
所述的向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可為正反扣絲杠穿過單向卡緊機(jī)構(gòu)上的左旋螺母和右旋螺母，正反扣絲杠上端與機(jī)架相連，正反扣絲杠下端與驅(qū)動(dòng)裝置相連。
所述的向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可為上單向卡緊機(jī)構(gòu)與外同步液壓油缸相連，下單向卡緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)同步液壓油缸相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔通過連通器相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔和連通器中充滿液壓油。
兩套單向卡緊機(jī)構(gòu)分別固定在作向背往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)構(gòu)件(齒條、銷齒排、 正反扣螺母、活塞桿)上。向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件(齒輪、鏈輪、正反扣絲杠)或缸體固定到機(jī)架上。驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)減速器、液壓缸(液壓馬達(dá))、手把等組成，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)操作。驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)構(gòu)件或向背運(yùn)動(dòng)兩構(gòu)件之一(齒條、銷齒排、齒輪、鏈輪、正反扣絲杠、活塞桿)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)(直線運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))，從而使兩套單向卡緊機(jī)構(gòu)交替拉動(dòng)桿件 (或具有一定剛性的繩體)作單向不間歇運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明磨損小，使用安全，成本低。實(shí)現(xiàn)了低速重載下的不間歇運(yùn)動(dòng)，工作行程沒有限制，并且簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)及控制裝置，進(jìn)而縮小了占地面積，也提高了系統(tǒng)的可靠性。
下面結(jié)合附圖作出近一步的詳細(xì)說(shuō)明，使得該領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解和實(shí)施本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1、上卡楔，2、上殼體，3、內(nèi)齒條，4、從動(dòng)齒輪，5、外齒條，6、支座，7、下卡楔， 8、下殼體，9、同步液壓油缸，10、機(jī)架I，11、被牽引件，12、軸承座，13、軸承，14、左旋螺母， 15、正反扣絲杠，16、右旋螺母，17、同步液壓馬達(dá)，18、機(jī)架II，19、內(nèi)同步液壓油缸，20、連通器，21、外同步液壓油缸，22、機(jī)架III。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，上單向卡緊機(jī)構(gòu)由上卡楔1和上殼體2組成，下單向卡緊機(jī)構(gòu)由下卡楔7和下殼體8組成。向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由內(nèi)齒條3、外齒條5和從動(dòng)齒輪4組成。驅(qū)動(dòng)裝置由2個(gè)同步伸縮的同步液壓油缸9組成。
內(nèi)齒條3固定連接在上單向卡緊機(jī)構(gòu)上，外齒條5固定連接在下單向卡緊機(jī)構(gòu)上。 從動(dòng)齒輪4安裝在支座6上，并在外齒條5的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)內(nèi)齒條3上下移動(dòng)。支座6和同步油缸9固定連接在機(jī)架I 10上。兩個(gè)同步油缸9的活塞桿端部耳環(huán)分別鉸接在下單向卡緊機(jī)構(gòu)上。被牽引件11交替被上下單向卡緊機(jī)構(gòu)卡緊，并做單向移動(dòng)。
如圖2所示，上單向卡緊機(jī)構(gòu)由上卡楔1和上殼體2組成，下單向卡緊機(jī)構(gòu)由下卡楔7和下殼體8組成。向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由正反扣絲杠15、左旋螺母14和右旋螺母16組成。驅(qū)動(dòng)裝置由2個(gè)作同步異向旋轉(zhuǎn)的同步液壓馬達(dá)17組成。
左旋螺母14和右旋螺母16分別固定連接在上、下單向卡緊機(jī)構(gòu)上。正反扣絲杠 15兩端加裝軸承13，并安裝到軸承座12上。正反扣絲杠15在同步液壓馬達(dá)17的驅(qū)動(dòng)下作順時(shí)針及逆時(shí)針的往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)兩個(gè)單向卡緊機(jī)構(gòu)作上下相向及相背移動(dòng)。軸承座12和同步液壓馬達(dá)17的外殼分別固定連接在機(jī)架II 18上。被牽引件11交替被上下單向卡緊機(jī)構(gòu)卡緊，并做單向移動(dòng)。
如圖3所示，上單向卡緊機(jī)構(gòu)由上卡楔1和上殼體2組成，下單向卡緊機(jī)構(gòu)由下卡楔7和下殼體8組成。向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由內(nèi)同步液壓油缸19、外同步液壓油缸21和連通器20組成。驅(qū)動(dòng)裝置由內(nèi)同步液壓油缸19和外同步液壓油缸21共同組成。上單向卡緊機(jī)構(gòu)與外同步液壓油缸21相連，下單向卡緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)同步液壓油缸19相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔通過連通器20相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔和連通器20中充滿液壓油。
外同步液壓油缸21的活塞桿端部固定連接在上單向卡緊機(jī)構(gòu)上，內(nèi)同步液壓油缸19的活塞桿端部固定連接在下單向卡緊機(jī)構(gòu)上。連通器20固定連接于內(nèi)外同步液壓油缸之間，使兩油缸上部腔體相通。內(nèi)外同步液壓油缸19和21的缸體固定連接在機(jī)架III22 上。在內(nèi)外同步液壓油缸19和21及連通器20之間充滿液壓油。當(dāng)外同步液壓油缸21進(jìn)油內(nèi)同步液壓油缸19出油時(shí)，外同步液壓油缸的活塞桿推動(dòng)上單向卡緊機(jī)構(gòu)向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)外同步液壓油缸活塞桿腔的壓力油通過連通器流向內(nèi)同步液壓油缸19的活塞桿腔，從而推動(dòng)下單向卡緊機(jī)構(gòu)向下運(yùn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)了上下單向卡緊機(jī)構(gòu)的相背運(yùn)動(dòng)。同理，當(dāng)內(nèi)同步液壓油缸19進(jìn)油外同步液壓油缸21出油時(shí)，便實(shí)現(xiàn)了上下單向卡緊機(jī)構(gòu)的相向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)內(nèi)外同步液壓油缸19和21作往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，被牽引件11則交替被上下單向卡緊機(jī)構(gòu)卡緊，并做單向移動(dòng)。
對(duì)兩套單向卡緊機(jī)構(gòu)施以一定的控制，例如用輔助油缸提起下單向卡緊機(jī)構(gòu)卡楔，再落下同步提升油缸。便可實(shí)現(xiàn)本機(jī)構(gòu)的逆向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)載荷下降，擴(kuò)展其靈活性。
權(quán)利要求
1. 一種單向不間歇牽引機(jī)構(gòu)，該牽引機(jī)構(gòu)包括上單向卡緊機(jī)構(gòu)和下單向卡緊機(jī)構(gòu)，其特征是上單向卡緊機(jī)構(gòu)位于下單向卡緊機(jī)構(gòu)上方，上單向卡緊機(jī)構(gòu)外側(cè)與向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)下端與驅(qū)動(dòng)裝置相連，被牽引件穿過驅(qū)動(dòng)裝置、下單向卡緊機(jī)構(gòu)及上單向卡緊機(jī)構(gòu)，向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括內(nèi)齒條和外齒條，內(nèi)齒條連接在上單向卡緊機(jī)構(gòu)的外側(cè)，外齒條的下端與下單向卡緊機(jī)構(gòu)相連，從動(dòng)齒輪位于內(nèi)齒條和外齒條之間，向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可為正反扣絲杠穿過單向卡緊機(jī)構(gòu)上的左旋螺母和右旋螺母，正反扣絲杠上端與機(jī)架相連，正反扣絲杠下端與驅(qū)動(dòng)裝置相連，向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可為上單向卡緊機(jī)構(gòu)與外同步液壓油缸相連，下單向卡緊機(jī)構(gòu)與內(nèi)同步液壓油缸相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔通過連通器相連，內(nèi)外同步液壓油缸的上腔和連通器中充滿液壓油。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種單向不間歇牽引機(jī)構(gòu)，該牽引機(jī)構(gòu)包括上單向卡緊機(jī)構(gòu)和下單向卡緊機(jī)構(gòu)，上單向卡緊機(jī)構(gòu)位于下單向卡緊機(jī)構(gòu)上方，上單向卡緊機(jī)構(gòu)外側(cè)與向背往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連，向背式往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)下端與驅(qū)動(dòng)裝置相連，被牽引件穿過驅(qū)動(dòng)裝置、下單向卡緊機(jī)構(gòu)及上單向卡緊機(jī)構(gòu)。磨損小，使用安全，成本低。實(shí)現(xiàn)了低速重載下的不間歇運(yùn)動(dòng)，工作行程沒有限制，并且簡(jiǎn)化了驅(qū)動(dòng)及控制裝置，進(jìn)而縮小了占地面積，也提高了系統(tǒng)的可靠性。用于在低速重載下使具有一定剛性的線性體作單向牽引運(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)B66D3/00GKCN101774515 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請(qǐng)?zhí)朇N 201010030208
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2010年1月15日
發(fā)明者匡增河, 孟建, 羅述棟 申請(qǐng)人:孟建導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (3),