阅读说明：本技术 一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置及起重机 (Steel wire rope luffing jib loading boom anti-falling device and crane ) 是由 肖利涛 赵增林 汪涛 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置,包括依次铰接的第一连杆、过渡连杆和第二连杆,所述第一连杆远离过渡连杆的一端用于铰接在起重臂的重心,所述第二连杆远离过渡连杆的一端铰接缓冲机构的一端,所述缓冲机构的另一端用于铰接在起重机顶端的人字架上；所述第一连杆和第二连杆的夹角随起重臂的变幅而改变,当起重臂处于最大变幅幅度时,第一连杆和第二连杆共线；当起重臂因变幅机构失效而导致起重臂坠落时,第一连杆和第二连杆被拉直,通过缓冲机构内部的阻尼作用出力,有效缓冲起重臂坠落时的惯性力,防止臂架坠落引起的巨大惯性对起重机钢结构造成冲击损伤。(The invention discloses a wire rope amplitude-changing cargo boom anti-falling device which comprises a first connecting rod, a transition connecting rod and a second connecting rod which are sequentially hinged, wherein one end of the first connecting rod, which is far away from the transition connecting rod, is hinged to the gravity center of a cargo boom, one end of the second connecting rod, which is far away from the transition connecting rod, is hinged to one end of a buffer mechanism, and the other end of the buffer mechanism is hinged to a propeller strut at the top end of a crane; the included angle between the first connecting rod and the second connecting rod is changed along with the amplitude of the jib, and when the jib is in the maximum amplitude, the first connecting rod and the second connecting rod are collinear; when the crane boom falls due to failure of the luffing mechanism, the first connecting rod and the second connecting rod are straightened, force is exerted through the damping effect in the buffer mechanism, the inertia force when the crane boom falls is effectively buffered, and impact damage to a crane steel structure caused by huge inertia caused by falling of the crane boom is prevented.)

一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置及起重机

技术领域

本申请涉及起重机领域，具体的说是一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置及起重机。

背景技术

钢丝绳变幅自重轻，成本低，在安装门座起重机中应用比较广泛；由于其自身结构形式原因，在变幅钢丝绳或变幅机构传动部分出现失效时，臂架会从工作状态坠落到地面，造成严重的安全事故。

发明人发现，为了提高使用过程中的安全性，在钢丝绳变幅起重机设计中增加了很多安全措施，如：在变幅机构卷筒尾部增加安全制动器，当变幅机构驱动部分出现失效时，可以通过安全制动器制动变幅机构卷筒保证臂架的安全，但在臂架坠落的过程中存在巨大的惯性力，这种强制制动方式往往会导致牵引钢丝绳的崩断，难以做到有效的制动；另外还有在变幅钢丝绳缠绕中增加防断绳保护装置，保证当一侧变幅钢丝绳断裂时，另一侧的钢丝绳还能够保证臂架的安全，但这种伴随移动的安全绳结构会引起变幅机构复杂度的增加，容易造成传动结构的相互干扰，具有安全隐患。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置及起重机，通过设置连杆机构配合缓冲机构，使缓冲机构内部阻尼作用对起重臂的坠落过程进行缓冲，从而抵消部分起重臂快速坠落引起的巨大惯性，减缓起重臂的坠落过程并最终实现安全制动防止坠落。

本申请的第一目的是提供一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置，采用以下技术方案：

包括依次铰接的第一连杆、过渡连杆和第二连杆，所述第一连杆远离过渡连杆的一端用于铰接在起重臂的重心，所述第二连杆远离过渡连杆的一端铰接缓冲机构的一端，所述缓冲机构的另一端用于铰接在起重机顶端的人字架上；所述第一连杆和第二连杆的夹角随起重臂的变幅而改变，当起重臂处于最大变幅幅度时，第一连杆和第二连杆共线；在起重臂从小幅度变幅至最大幅度前，缓冲机构对起重臂无牵引力。

进一步的，所述缓冲机构为液压缸，所述液压缸在起重臂超出最大变幅幅度后通过内部阻尼作用延缓起重臂的坠落速度。

进一步的，所述液压缸包括一个带有开口的腔体，液压缸远离开口的一端铰接在人字架上，所述腔体内配合有活塞，所述活塞将腔体分割为远离开口的第一腔体和靠近开口的第二腔体，所述活塞位于开口的一侧配合有活塞杆，所述活塞杆的圆周面与开口配合滑动，远离活塞的一端铰接第二连杆，所述活塞杆上设有溢流孔，当第一连杆和第二连杆共线后，在活塞杆受到拉力时，第二腔体内的液压油在活塞杆的作用下通过溢流孔流入第二腔体，用于形成阻尼作用延缓活塞杆的移动速度。

进一步的，所述第二腔体内设有弹簧，所述弹簧套设在活塞杆上，在活塞杆的作用下压缩或伸长。

进一步的，所述第一连杆和过渡连杆通过第一销轴配合第一套筒铰接，所述第二连杆和过渡连杆通过第二销轴配合第二套筒铰接。

进一步的，当起重臂处于最小变幅幅度时，所述过渡连杆靠近第一销轴端受到的水平分力大于第二销轴端受到的水平分力。

进一步的，还包括支座，所述支座用于安装在起重臂上并将第一连杆的圆周面与起重臂隔离。

本申请的第二目的是提供一种起重机，采用以下技术方案：

包括底座、人字架、起重臂和上述的钢丝绳变幅起重臂防坠落装置，所述起重臂铰接在底座上，所述人字架安装在底座的上方，所述起重臂配合有变幅机构，所述变幅机构的钢丝绳绕过人字架顶端的滑轮组连接起重臂末端，所述钢丝绳变幅起重臂防坠落装置的第一连杆铰接在起重臂的重心处，缓冲机构铰接在人字架上；所述起重臂在变幅机构的驱动下改变起重臂与水平面的夹角实现变幅。

进一步的，所述起重臂从小幅度增大到最大幅度前的过程中，所述缓冲机构的活塞与缸体不发生相对位移。

与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：

(1)通过缓冲机构配合第一连杆、第二连杆和过渡连杆组成的连杆结构，不干扰起重机的正常运行，当起重臂因变幅机构失效而导致起重臂坠落时，第一连杆和第二连杆被拉直，通过缓冲机构内部的阻尼作用出力，有效缓冲起重臂坠落时的惯性力，防止臂架坠落引起的巨大惯性对起重机钢结构造成冲击损伤，并在缓冲过程中最终实现连杆配合缓冲机构牵引起重臂的稳定制动；

(2)通过销轴配合套筒作为铰接点处的承力机构，减少铰接点处的摩擦系数，有效降低连杆随起重臂转动时的磨损；

(3)选用多段连杆机构作为防坠落装置的迁移机构，相较于传动的安全绳能够提供更为稳定的刚性拉力，且能够保持一定的活动范围，不会对起重机其他元件部分的运行产生干扰；

(4)起重臂在正常范围内运行时，防坠落装置跟随起重臂的变幅而改变第一连杆和第二连杆的夹角，不对起重臂输出拉力，而不会对起重臂的变幅造成阻碍或干扰；当起重臂超出最大幅度时，缓冲机构开始工作，吸收起重臂的惯性作用，减缓起重臂的坠落过程，从而避免了在起重臂坠落时冲击力过大导致的起重臂损伤的问题；相较于普通防坠落结构的强制制动，本申请通过缓冲机构将坠落过程中的瞬时惯性作用通过一个持续的液压缸活塞移动过程进行吸收，从而也减缓了对人字架的瞬时冲击力，达到保护起重机整体结构的效果；

(5)通过液压缸作为缓冲机构，相较于其他缓冲机构能够承受更大的冲击力，缩小了缓冲机构整体的体积，并且避免了如弹簧这类弹性缓冲结构引起的回弹，从而解决了回弹对起重机造成的二次冲击问题；

(6)所述第一连杆和第二连杆在布置时，当起重臂处于最小变幅幅度时，所述过渡连杆靠近第一销轴端受到的水平分力大于第二销轴端受到的水平分力，防止起重臂在小幅度时，连杆自重增加起重臂向后的倾斜力，有利于保证臂架的变幅过程中的稳定。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请实施例1的防坠落装置与起重机的配合示意图；

图2为本申请实施例1的起重臂与第一连杆的配合示意图；

图3为本申请实施例1的第一连杆的结构示意图；

图4为本申请实施例1的支座的结构示意图；

图5为本申请实施例1的过渡连杆的结构示意图；

图6为本申请实施例1第二连杆的结构示意图；

图7为本申请实施例1的缓冲装置的结构示意图；

图8为本申请实施例2的起重臂和防坠落装置的配合示意图。

其中：1、起重臂连接座，2、第一连杆，3、过渡连杆，4、第二连杆，5、缓冲机构，501、液压缸，502、活塞杆，503、弹簧，6、人字架连接座，7、支座，8、起重臂，9、人字架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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申请的示例性实施方式。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；

为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术中所介绍的，现有技术变幅机构卷筒尾部增加安全制动器，当变幅机构驱动部分出现失效时，可以通过安全制动器制动变幅机构卷筒保证臂架的安全，但在臂架坠落的过程中存在巨大的惯性力，这种强制制动方式往往会导致牵引钢丝绳的崩断，难以做到有效的制动；另外还有在变幅钢丝绳缠绕中增加防断绳保护装置，保证当一侧变幅钢丝绳断裂时，另一侧的钢丝绳还能够保证臂架的安全，但这种伴随移动的安全绳结构会引起变幅机构复杂度的增加，容易造成传动结构的相互干扰，具有安全隐患，针对上述技术问题，本申请提出了一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置及起重机。

实施例1

本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图7所示，提出了一种钢丝绳变幅起重臂防坠落装置。

结合图1所示，包括依次铰接的第一连杆2、过渡连杆3和第二连杆4，所述第一连杆远离过渡连杆的一端用于铰接在起重臂8的重心，所述第二连杆远离过渡连杆的一端铰接缓冲机构5的一端，所述缓冲机构的另一端用于铰接在起重机顶端的人字架9上；所述第一连杆和第二连杆的夹角随起重臂的变幅而改变，当起重臂处于最大变幅幅度时，第一连杆和第二连杆共线；在起重臂从小幅度变幅至最大幅度前，缓冲机构对起重臂无牵引力。

通过缓冲机构配合第一连杆、第二连杆和过渡连杆组成的连杆结构，不干扰起重机的正常运行，当起重臂因变幅机构失效而导致起重臂坠落时，第一连杆和第二连杆被拉直，通过缓冲机构内部的阻尼作用出力，有效缓冲起重臂坠落时的惯性力，防止臂架坠落引起的巨大惯性对起重机钢结构造成冲击损伤，并在缓冲过程中最终实现连杆配合缓冲机构牵引起重臂的稳定制动。

当然，起重臂的长度值要大于人字架的高度值，因此，在设置时，连接起重臂和过渡连杆的第一连杆的长度要大于第二连杆的长度，所述过渡杆的长度根据第一连杆和第二连杆的长度做适当调整；在此处设置过渡连杆的目的是为第一连杆和第二连杆的连接关系提供一个过渡，使第一连杆和第二连杆处于下垂状态，避免因第一连杆的长度过程造成变幅时第二连杆活动范围过大与其他元件产生干涉的问题。

选用多段连杆机构作为防坠落装置的迁移机构，相较于传动的安全绳能够提供更为稳定的刚性拉力，且能够保持一定的活动范围，不会对起重机其他元件部分的运行产生干扰。

为了方便第一连杆和起重臂的连接，在起重臂上设置起重臂连接座1，通过焊接的方式安装在起重臂的中心附近，并与第一杆件铰接，为了减少磨损量，起重臂连接座与销轴之间设置有套筒，用于减小摩擦系数；为了方便缓冲机构与人字架的连接，在人字架上设置人字架连接座6，通过焊接的方式固定在人字架上，并与缓冲机构铰接，同样为了减少磨损量，人字架连接座与销轴之间设置有套筒，用于减小摩擦系数。

当然，对于其他铰接点，同样为了降低摩擦系数，也可以采用上述的配合方式，所述第一连杆和过渡连杆通过第一销轴配合第一套筒铰接，所述第二连杆和过渡连杆通过第二销轴配合第二套筒铰接。

进一步的，所述第一连杆为工字型结构，一端与起重臂连接座采用销轴连接到一起，一端与过渡连杆采用销轴连接到一起；第一连杆长度保证起重臂收到最小幅度时，过渡连杆上与第一连杆连接的铰点水平分力要大于过渡连杆上与第二连杆连接的铰点产生的水平分力；防止起重臂在小幅度时，连杆的自重增加起重臂向后的力；起重臂连接座下方设置有支座7，当起重臂变幅到小幅度时，第一连杆可以落到支座上支撑第一连杆，将第一连杆的圆周面与起重臂隔离。

当然，对于第二连杆和人字架的隔离，也可以采用支座，对于支座的结构可以选择多种，在本实施例中，支座设有U型开口，并对应焊接在起重臂和人字架上，当起重臂变幅到最小幅度时，第一拉杆和第二拉杆分别对应卡到支座中，防止第一拉杆和第二拉杆与起重机的其他结构发生干涉。

在本实施例中，所述的过渡连杆也可以为板状结构，两端均设有铰接孔；所述的第二连杆为工字型截面的结构，采用工字型能够提高第二连杆的刚度，避免第二连杆受到牵引力时变形。

起重臂在正常范围内运行时，防坠落装置跟随起重臂的变幅而改变第一连杆和第二连杆的夹角，不对起重臂输出拉力，而不会对起重臂的变幅造成阻碍或干扰；当起重臂超出最大幅度时，缓冲机构开始工作，吸收起重臂的惯性作用，减缓起重臂的坠落过程，从而避免了在起重臂坠落时冲击力过大导致的起重臂损伤的问题；相较于普通防坠落结构的强制制动，本申请通过缓冲机构将坠落过程中的瞬时惯性作用通过一个持续的液压缸活塞移动过程进行吸收，从而也减缓了对人字架的瞬时冲击力，达到保护起重机整体结构的效果。

进一步的，所述缓冲机构为液压缸，所述液压缸在起重臂超出最大变幅幅度后通过内部阻尼作用延缓起重臂的坠落速度。

所述液压缸501包括一个带有开口504的腔体，液压缸远离开口的一端铰接在人字架上，所述腔体内配合有活塞，所述活塞将腔体分割为远离开口的第一腔体和靠近开口的第二腔体，所述活塞位于开口的一侧配合有活塞杆502，所述活塞杆的圆周面与开口配合滑动，远离活塞的一端铰接第二连杆，所述活塞杆上设有溢流孔，当第一连杆和第二连杆共线后，在活塞杆受到拉力时，第二腔体内的液压油在活塞杆的作用下通过溢流孔流入第二腔体，用于形成阻尼作用延缓活塞杆的移动速度；所述第二腔体内设有弹簧503，所述弹簧套设在活塞杆上，在活塞杆的作用下压缩或伸长。

缸体内部装有液压油，活塞杆连接的活塞将缸体分为两个腔室，活塞上设有溢流孔，弹簧位于第二腔体内。出现安全事故，起重臂下坠时，液压油通过溢流孔从第二腔体进入到第一腔体，由于溢流孔的孔径较小，从而能够对起重臂起到一定的缓冲作用，保证最大载荷下5s时长的缓冲时间；当不承受载荷时，活塞杆上套设的弹簧将活塞慢慢推到油缸顶部。

通过液压缸作为缓冲机构，相较于其他缓冲机构能够承受更大的冲击力，缩小了缓冲机构整体的体积，并且避免了如弹簧这类弹性缓冲结构引起的回弹，从而解决了回弹对起重机造成的二次冲击问题。

实施例2

本申请的另一典型实施例中，如图8所示，提供一种利用实施例1所述防坠落机构的起重机。

所述起重机包括底座、人字架、起重臂和上述的钢丝绳变幅起重臂防坠落装置，所述起重臂铰接在底座上，所述人字架安装在底座的上方，所述起重臂配合有变幅机构，所述变幅机构的钢丝绳绕过人字架顶端的滑轮组连接起重臂末端，所述钢丝绳变幅起重臂防坠落装置的第一连杆铰接在起重臂的重心处，缓冲机构铰接在人字架上；所述起重臂在变幅机构的驱动下改变起重臂与水平面的夹角实现变幅。

进一步的，所述起重臂从小幅度增大到最大幅度前的过程中，所述缓冲机构的活塞与缸体不发生相对位移。

起重臂结构向大幅度变幅时，钢丝绳变幅起重臂防坠落装置逐渐拉直；当起重臂结构超过最大幅度时，缓冲机构开始工作；当起重臂结构以一定的速度往下坠落时，缓冲机构能够有效的缓冲起重臂结构坠落造成的惯性力。

起重臂结构向小幅度变幅时，钢丝绳变幅起重臂防坠落装置逐渐弯曲；到最小幅度时，第一拉杆卡入到防护座中。

通过结构，保证了钢丝绳变幅系统失效时起重臂坠落造成机毁人亡的风险，更避免了起重臂在坠落时冲击太大导致起重臂损伤的现象；此装置能够作为钢丝绳变幅门座起重机的重要组成部分。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。