專利名稱：起升機構及其非能動安全制動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及起升機構，尤其涉及用于起升機構的一種非能動安全制動系統。
背景技術：
現有技術中，起升機構出于安全制動的需要，需要安裝安全制動系統，在卷筒超過額定轉速一定值后，使卷筒制動并停止轉動，起到安全制動作用。現在常用的安全制動系統，包括液壓盤式安全制動器(作用在卷筒的法蘭盤上)、包括液壓站在內的液壓系統、電磁閥及配套的管路、分別安裝在卷筒(低速軸)和電機(高速軸)的編碼器及相應的電氣控制系統等，當低速軸、高速軸的轉速比超過設定值(一般為減速器速比的I. 2-1. 4倍)時，電氣控制系統通過液壓系統使得安全制動器動作將卷筒制動。
上述安全制動系統結構繁雜，在整個制動過程中必須提供額外的動力一一電力，且由電氣控制系統參與整個系統的控制，如電氣控制系統出現問題則可能產生嚴重后果，或者如果有突然停電的情況，安全制動器也可能動作并抱死卷筒，產生嚴重后果，因此安全性不高。因此，需要一種不用提供額外動力的、結構簡單的安全制動系統，以解決以上問題。
發明內容
針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種不用提供額外動力的、結構簡單的安全制動系統，以解決現有技術的安全制動系統結構復雜、依賴外部動力和安全性不高的技術問題。本發明的另一目的在于提供一種具有本發明非能動安全制動系統的起升機構本發明是通過以下技術方案來實現的一種非能動安全制動系統，用于起升機構在其卷筒超過正常轉速一定值時的制動，所述非能動安全制動系統包括液壓/氣壓驅動的安全制動器，作用于所述卷筒，在被所述液壓或氣壓驅動時對所述卷筒進行制動；為所述安全制動器制動提供液壓/氣壓的蓄能液壓源/蓄能氣壓源；帶限速裝置的方向閥，軸連接于所述卷筒的尾部軸，并連接在所述安全制動器與所述蓄能液壓源/蓄能氣壓源之間的油路/氣路上，以在所述卷筒處于靜止或正常工作時使所述油路/氣路處于斷路狀態，在所述卷筒超速時使所述油路/氣路處于通路狀態。本發明的起升機構，具有本發明的非能動安全制動系統。本發明的有益效果在于，本發明的非能動安全制動系統，結構簡單，不需要在整個制動過程中提供額外的動力，也不需要由電氣系統進行控制，也不會因突然停電而抱死卷筒，在卷筒(起升機構的低速軸)超過額度轉速一定值后，自動啟動安裝在卷筒上的安全制動器，使起升機構制動并停止轉動，起到安全制動作用。增加了本發明的非能動安全制動系統及本發明的起升機構的有效性和安全性。
圖I為本發明實施例的起升機構及其非能動安全制動系統的示意圖；圖2為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在零轉速處于截止位的示意圖；圖3為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在正常工作轉速處于截止位的示意圖；圖4為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在超速時處于連通位的示意圖。
具體實施例方式體現本發明特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。本發明實施例的非能動安全制動系統能夠用在本發明實施例的起升機構中，能夠在無額外動力的條件下，在卷筒(低速軸)超過額定轉速一定值后，通過將驅動安全制動器的液壓系統或氣動系統由截止位切換至連通位，自動啟動安裝在卷筒上的安全制動器，使起升機構的卷筒制動并停止轉動，起到安全制動作用。以下具體介紹本發明實施例的非能動安全制動系統，本實施例以氣動系統驅動安全制動器，但本發明的非能動安全制動系統，同樣也可以由液壓系統驅動安全制動器。如圖I所示，本發明實施例的起升機構，主要由兩臺電機11、兩臺制動器12、一臺行星減速器14、兩個卷筒7組成，制動器12用于電機11正常停止工作時的制動，電機11與減速器14之間通過聯軸器13軸連接，卷筒7與減速器14之間通過聯軸器16軸連接。電機12是高速軸，卷筒7是低速軸。卷筒7的兩端具有端部法蘭71，卷筒7的遠離減速器14的一端具有尾部軸72。圖I為本發明實施例的非能動安全制動系統的示意圖，如圖I所示，本發明實施例的非能動自動安全制動系統，主要包括安全制動器9、作為制動氣源的蓄能壓力容器10及帶限速裝置的方向閥8 (以下簡稱方向閥)，還包括閘閥15、氣路管線17及管路間的接頭、氣動閥門(圖中未示出)等輔助部件。 其中，安全制動器9安裝且作用在起升機構的卷筒7的遠離減速器14端部法蘭71上，安全制動器9由氣缸推動，壓力容器10內可儲存有高壓惰性氣體，以為安全制動器9的氣缸供氣及提供氣壓。方向閥8安裝在卷筒7的尾部軸72的軸端，如圖2-圖4所示，本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥8，包括轉軸I、作為旋轉體的一對小鋼球2、一對轉臂3、閥芯4、作為彈性元件的壓縮彈簧5以及閥體6。當卷筒7轉速超速時，方向閥8在其一對小鋼球2的離心力的作用下推動閥芯4動作，使得方向閥8進行換位，將儲存在壓力容器10的高壓氣體送至安全制動器9的氣缸，進而推動安全制動器9動作，將卷筒7抱死制動，完成了在卷筒7超速時的安全制動功能。本發明實施例的非能動安全制動系統，可以適用于所有需要安全制動器的、各種型式的起升機構。起升機構正常工作時，由兩臺電機11、兩臺制動器12的動作來控制重物的起升或下降。當兩臺制動器12有故障、無法正常將重物制動住時、或者行星減速器14的內部齒輪有損壞時，低速軸的卷筒7在起吊重物重力的作用下，會加速轉動。當卷筒7轉速超過正常轉速一定值時，與卷筒7的尾部軸72軸連接的方向閥8開始動作，從氣路截止位切換至氣路連通位。這時儲存在壓力容器10的高壓惰性氣體通過氣路管線7、方向閥8流動至安全制動器9的氣缸，進而推動安全制動器9動作，將卷筒7的端部法蘭71抱住，最終使卷筒7停止轉動，將重物安全保持在空中，防止其高速墜地，造成嚴重事故。如果起升機構的電氣系統有故障或者突然停電時，正常工作的制動器12也能將起升機構制動，安全制動器9不會動作，不會產生不良后果。下面在具體介紹本發明實施例的非能動制動系統的方向閥的具體結構。圖2為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在卷筒零轉速的示意圖，處于截止位，圖3為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在卷筒正常工作轉速的示意圖，處于截止位，圖4為本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥在卷筒超速時的示意圖，處于連通位。圖中的箭頭表示的是連通或截止的狀態變化。 如前所述，本發明實施例的非能動安全制動系統的方向閥8，包括轉軸I、作為旋轉體的一對小鋼球2、一對轉臂3、閥芯4、作為彈性元件的壓縮彈簧5以及閥體6。以下依次介紹各個元件。轉軸I與卷筒7的尾部軸72軸連接，也即與起升機構的低速軸相連接。轉軸I與尾部軸72聯動，因此當卷筒7超速時，轉軸I的速度也將加快。如圖2所示，轉軸I的左端用于與尾部軸72軸連接，轉軸I的右端伸入閥芯4的外露部分41末端的凹陷內圓孔410中，轉軸I的旋轉并不帶動閥芯4旋轉。—對小鋼球2，連接在轉臂3上，當然，也可以是其他的金屬球體或有一定重量的非金屬球體作為旋轉體來替代這對小鋼球2。在卷筒7超速時，在轉軸I的帶動下，小鋼球2高速旋轉產生離心力，帶動轉臂3從小夾角(與轉軸I的夾角，由于受到凹陷內圓孔410的限位而夾角較小)位置擺動到垂直于轉軸I的位置，小鋼球2高速轉動產生的離心力帶動轉臂3克服壓縮彈簧5的彈性力使閥芯4的外露部分41移動，進而推動閥芯4在閥體6內滑動，實現方向更換，將氣動系統從氣路截止位轉換為氣路連通位。一對轉臂3，每一轉臂3的一端鉸接于轉軸1，另一端固定連接一小鋼球2 ;兩個轉臂3鉸接于轉軸I的縱向上的同一位置。可在轉軸I上開一橫向的軸孔，在軸孔中穿設一長度大于轉軸I直徑的銷軸，分別將兩轉臂3鉸接于伸出于上述軸孔的銷軸的兩端。轉軸I轉動時，也帶動轉臂3 —起轉動。本實施例中，如圖I所示，轉軸I在轉臂3的鉸接位置又向右延伸了一段距離。當然，轉軸I也可以只延伸到轉臂3的鉸接位置，并且，轉軸I與轉臂3的鉸接點也伸入閥芯4的外露部分41末端的凹陷內圓孔410中。閥芯4包括露在閥體6外側的外露部分41和在閥體6內滑動的閥芯體42，外露部分41的直徑大于閥芯體42的直徑,外露部分41的末端(即非與閥芯體42相連的一端)具有一凸緣411和一凹陷內圓孔410，凹陷內圓孔410例如為圓柱狀或半橢球狀，轉軸I的非與尾部軸72連接的一端連同轉軸I與轉臂3的鉸接點伸進凹陷內圓孔410中。閥芯體42在閥體6的中心滑動，閥芯體42上具有供閥體6氣路連通的通道(例如通孔)。壓縮彈簧5套裝在閥芯4的外露部分41的外周，壓縮彈簧5的一端抵頂于凸緣411內側，另外一端抵頂于閥體6的外表面，壓縮彈簧5也可以由其他的彈性元件來代替。在卷筒7處于靜止(或稱零速)或正常工作轉速時，壓縮彈簧的張力使閥芯體42處于截止位，卷筒7轉速超過正常轉速一定值時，小鋼球2旋轉的離心力克服壓縮彈簧5的張力使閥芯體42滑動至截止位。閥體6具有進口 61和出口 62，閥芯4在如圖I-圖3所示的左側位置時，閥體6的進口 61和出口 62互不連通，為氣路截止位；滑動到右側位置時，閥體6的進口 61和出口 62通過閥芯體42上設置的通孔(或通道)而連通，為氣路連通位。進口 61和出口 62連接在非能動安全制動系統的驅動安全制動器9的氣動系統的氣路上，以切換氣路的連通與截止。如圖3所示，當轉軸I隨卷筒7正常工作轉動時，小鋼球2在離心力的作用下，帶動轉臂3擺動到與轉軸I具有一定的夾角，并推動閥芯4向右滑動一定的距離，并在壓縮彈簧5的作用下，確保正常轉速下，閥芯4處于氣路截止位，防止出現誤動作。如圖4所示，當卷筒7轉速超過正常轉速一定值時，小鋼球2在離心力的作用下，
帶動轉臂3擺動到與轉軸I垂直的位置，克服壓縮彈簧5的張力并推動閥芯4繼續向右滑動一定的距離，使得閥芯4處于氣路連通位，這時閥體6的進口 61和出口 62通過閥芯體42上設置的通道而連通，實現連通氣路的功能，氣路連通后，即可驅動安全制動器9以對卷筒7進行制動。本發明實施例的非能動安全制動系統，驅動安全制動器9的動力也可以來自液壓系統，由液壓缸代替氣動系統中的氣缸，這時，液壓系統的液壓源為儲存有高壓液壓油的壓力容器(含蓄能器)，管線中的流動介質可以是液壓油。另外，氣動驅動的安全制動器9可為氣缸推動的作用在卷筒7端部法蘭71的盤式制動器，也可以是氣缸推動的作用在卷筒7端部外圓的輪式制動器。方向閥8除可為上述的帶限速裝置的兩位兩通方向閥外，也可以是任何型式的帶限位裝置的多位多通方向閥，只要能完成卷筒7超速時閥芯4由截止位切換至連通位的功能即可。本發明的技術方案已由優選實施例揭示如上。本領域技術人員應當意識到在不脫離本發明所附的權利要求所揭示的本發明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發明的權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種非能動安全制動系統，用于起升機構在其卷筒超過正常轉速一定值時的制動，其特征在于，所述非能動安全制動系統包括 液壓/氣壓驅動的安全制動器，作用于所述卷筒，在被所述液壓或氣壓驅動時對所述卷筒進行制動； 為所述安全制動器制動提供液壓/氣壓的蓄能液壓源/蓄能氣壓源； 帶限速裝置的方向閥，軸連接于所述卷筒的尾部軸，并連接在所述安全制動器與所述蓄能液壓源/蓄能氣壓源之間的油路/氣路上，以在所述卷筒處于靜止或正常工作時使所述油路/氣路處于斷路狀態，在所述卷筒超速時使所述油路/氣路處于通路狀態。
2.如權利要求I所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述蓄能氣壓源為儲存有高壓惰性氣體的壓力容器，所述蓄能液壓源為儲存有高壓液體的壓力容器。
3.如權利要求2所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述安全制動器為氣缸或油缸推動的作用在所述卷筒的端部法蘭的盤式制動器或氣缸或油缸推動的作用在所述卷筒的端部外圓的輪式制動器。
4.如權利要求I所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述帶限速裝置的方向閥包括 轉軸，一端連接于所述卷筒的尾部軸，與所述尾部軸聯動； 一對旋轉體； 一對轉臂，一端鉸接于所述轉軸，另一端連接所述旋轉體，以使所述旋轉體在所述轉軸的帶動下旋轉產生離心力； 一閥體，具有一進口和一出口，所述進口和出口連接在所述油路/氣路上，以切換所述油路/氣路的連通與截止； 一閥芯，所述閥芯包括露在所述閥體外側的外露部分和在閥體內滑動的閥芯體，所述轉軸的另一端連同所述轉軸與所述轉臂的鉸接點伸入所述外露部分末端的凹陷內圓孔中；所述閥芯體具有閥體的所述進口和所述出口互不連通的截止位和所述進口和所述出口通過所述閥芯體上設置的通道而連通的連通位； 一彈性元件，套設于所述外露部分的外周，在所述尾部軸處于靜止或正常工作轉速時，所述彈性元件的彈性力使所述閥芯體處于所述截止位，所述尾部軸轉速超過正常轉速一定值時，所述離心力克服所述彈性力使所述閥芯體滑動至所述連通位。
5.如權利要求4所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述外露部分的所述凹陷內圓孔為圓柱狀，所述轉軸的中心線與所述凹陷內圓孔的中心線共線。
6.如權利要求5所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述彈性元件為壓縮彈簧。
7.如權利要求6所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述外露部分的末端還具有一凸緣，所述壓縮彈簧設置于所述凸緣內側與所述閥體外表面之間。
8.如權利要求4所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述旋轉體為小鋼球。
9.如權利要求4所述的非能動安全制動系統，其特征在于，所述通道為通孔。
10.一種起升機構，其特征在于，所述起升機構具有權利要求1-9任一所述的非能動安全制動系統。
全文摘要
本發明公開了一種起升機構及其非能動安全制動系統，該非能動安全制動系統包括液壓/氣壓驅動的安全制動器，作用于所述卷筒，在被所述液壓或氣壓驅動時對所述卷筒進行制動；為所述安全制動器制動提供液壓/氣壓的蓄能液壓源/氣壓源；帶限速裝置的方向閥，軸連接于所述卷筒的尾部軸，并連接在所述安全制動器與所述液壓源/氣壓源之間的油路/氣路上，以在所述卷筒處于靜止或正常工作時使所述油路/氣路處于斷路狀態，在所述卷筒超速時使所述油路/氣路處于通路狀態。本發明提高了起升機構的安全性。
文檔編號B66D5/26GK102874707SQ201210374380
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者王志剛, 申昌宏, 顧紅澤 申請人:太原重工股份有限公司