專利名稱：起吊設(shè)備的安全制動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
起吊設(shè)備的安全制動裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種起吊設(shè)備，特別涉及一種應(yīng)用于特大型起重船上的起重設(shè)備上的安全制動裝置。
背景技術(shù)：
[0002]隨著重工業(yè)的發(fā)展，起吊船在大型工業(yè)場所體現(xiàn)出越來越大的作用。舉例而言， 2500t起重船為四鉤頭、單扒桿、鋼絲繩變幅浮吊，四鉤最大起重噸位是2500噸，為特大型起重設(shè)備。常規(guī)設(shè)備的起升/變幅機(jī)構(gòu)采用一套工作制動器，為保障安全，2500t起重船的起升變幅機(jī)構(gòu)采用工作制動器、安全制動器和棘輪制動裝置的三重保護(hù)。正常工況下，起升、變幅機(jī)構(gòu)主令開關(guān)發(fā)出停車指令后，起升、變幅機(jī)構(gòu)變頻器先對電機(jī)進(jìn)行制動，使其按照預(yù)設(shè)的速度斜坡減速，直至電機(jī)減速至設(shè)定速度，變頻器發(fā)出關(guān)閉工作制動器指令，工作制動器關(guān)閉，實現(xiàn)無損抱閘。在緊急情況下，例如急停開關(guān)動作或超速開關(guān)動作等，PLC控制器根據(jù)預(yù)設(shè)邏輯判斷應(yīng)緊急停車，一方面PLC控制器向變頻器發(fā)出緊急停車信號，變頻器按預(yù)設(shè)的緊急停車斜坡減速后立即關(guān)閉工作制動器；另一方面PLC發(fā)出關(guān)閉安全制動器指令，起升變幅機(jī)構(gòu)安全制動器關(guān)閉，起升變幅工作制動器和安全制動器互為冗余，即使工作制動器失效，仍有安全制動器制動，為安全提供保障。[0003]在現(xiàn)有技術(shù)下，但是，2500t起升/變幅機(jī)構(gòu)工作制動器和安全的雙保險作用有限，制動器的反應(yīng)速度非常重要，打開/關(guān)閉時間過長，則制動器起不到作用。如圖I所示， 起吊設(shè)備包括液壓泵站100、第一起升絞車210、第二起升絞車220、第三起升絞車230、第四起升絞車240每個起升絞車包括一個安全制動器(圖未示出)，每個安全制動器與液壓泵站 100通過供油管路110和回油管路120連接。起吊設(shè)備還包括第一變幅絞車310、第二變幅絞車320、第三變幅絞車330和第四變幅絞車340，每個變幅絞車同樣包括一個安全制動器 (圖未示出)，每個安全制動器與液壓泵站100通過供油管路110和回油管路120連接。該安全制動器工作狀態(tài)為常閉式，其磨擦元件為包于制動輪外側(cè)的撓性制動帶。制動帶一段為固定端，另一端是活動端。電·磁閥失電，油缸內(nèi)彈簧在預(yù)緊力作用下，推動杠桿板，推緊活動端，制動器合閘。當(dāng)電磁閥通電，液壓泵站油通入油缸，繼續(xù)壓縮彈簧接近并圈，活動端松開，制動器開閘。[0004]在一些情況下，由于油在供油管路110和回油管路120之中的阻尼過大，制動器油缸充油和回油速度過慢，安全制動器打開時間長達(dá)5分鐘，關(guān)閉時間也超過了一分鐘。打開時間長，影響了 2500t起升/變幅機(jī)構(gòu)的工作效率，關(guān)閉時間過長會使起升、變幅機(jī)構(gòu)安全制動器起不到保護(hù)。假設(shè)在緊急情況下，工作制動器失靈，全船失電，在安全制動器關(guān)閉前電動機(jī)進(jìn)入自由狀態(tài)，在重力作用下起升變幅機(jī)構(gòu)做帶阻尼的自由落體運動(此時僅有機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)和滑輪組的阻力)，起升變幅機(jī)構(gòu)以重力加速度加速，一旦出現(xiàn)該狀況，即使制動器抱閘開始制動，由于機(jī)構(gòu)的運動速度過高，制動器的摩擦片會劇烈磨損、發(fā)熱，直至燒毀，此時制動器失效，將導(dǎo)致嚴(yán)重安全事故，造成嚴(yán)重財產(chǎn)損失和人身安全事故，因此必須消除該安全隱患。[0005]本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種新型起吊設(shè)備的安全制動裝置。實用新型內(nèi)容[0006]本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，起吊設(shè)備的安全制動裝置打開和關(guān)閉的反應(yīng)時間過長的不足，提供一種新型安全制動裝置。[0007]本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的[0008]一種起吊設(shè)備的安全制動裝置，所述起吊設(shè)備包括一起升絞車，所述安全制動裝置包括一液壓泵站和一安全制動器，所述安全制動器通過一第一回油管路與所述液壓泵站相通，其特點在于所述回油管路臨近所述起升絞車的一端設(shè)置一第一機(jī)旁油箱。[0009]較佳地，所述起吊設(shè)備還包括一變幅絞車，所述變幅絞車通過所述安全制動裝置制動，所述安全制動器通過一第二回油管路與所述液壓泵站相通，所述回油管路臨近所述變幅絞車的一端設(shè)置一第二機(jī)旁油箱。[0010]較佳地，所述液壓泵站的油泵為柱塞泵。[0011]較佳地，所述安全制動裝置還包括一油缸，所述油缸內(nèi)設(shè)置一彈簧，所述彈簧在額定制動扭矩2200. 143KN · M時，彈簧的工作行程H=92. 7mm。[0012]較佳地，所述起升絞車和變幅絞車數(shù)量為多個，對應(yīng)的機(jī)旁油箱數(shù)量也為多個。[0013]較佳地，所述起吊設(shè)備最大起吊重量為2500噸。[0014]本實用新型中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本實用新型各較 佳實施例。[0015]本實用新型的積極進(jìn)步效果在于總行程的制動時間從原先的約60秒縮短至約5 秒，相應(yīng)速度大大提高，安全制動器最大程度上起到了制動作用。本實用新型的安全制動裝置的打開時間在10秒以內(nèi)，關(guān)閉時間在5秒以內(nèi)，完全滿足實際工況要求。


[0016]圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的起吊設(shè)備的安全制動裝置示意圖。[0017]圖2為本實用新型的一個較佳實施例下起吊設(shè)備的安全制動裝置的示意圖。
具體實施方式
[0018]本實用新型的實施例將參照附圖進(jìn)行說明。在說明書附圖中，具有類似結(jié)構(gòu)或功能的元件或裝置將用相同的元件符號表示。附圖只是為了便于說明本實用新型的各個實施例，并不是要對本實用新型進(jìn)行窮盡性的說明，也不是對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。[0019]圖2示出了本實用新型的一個較佳實施例下起吊設(shè)備的安全制動裝置。在該實施例中，起吊設(shè)備包括液壓泵站100、第一起升絞車210、第二起升絞車220、第三起升絞車 230、第四起升絞車240每個起升絞車包括一個安全制動器(圖未示出)，每個安全制動器與液壓泵站100通過供油管路110和回油管路120連接?；赜凸苈放R近每個安全制動器的一端設(shè)置一機(jī)旁油箱，相應(yīng)地，機(jī)旁油箱包括第一機(jī)旁油箱410、第二機(jī)旁油箱420、第三機(jī)旁油箱430、第四機(jī)旁油箱440。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，機(jī)旁油箱的容量隨安全制動器油缸的容量而定。在一個實施例中，安全制動器油缸的容量為10升,則機(jī)旁油箱的容量為 30升。[0020]在該實施例中，起吊設(shè)備還包括第一變幅絞車310、第二變幅絞車320、第三變幅絞車330和第四變幅絞車340，每個變幅絞車同樣包括一個安全制動器(圖未示出)，每個安全制動器與液壓泵站100通過供油管路110和回油管路120連接。同樣地，機(jī)旁油箱相應(yīng)地包括第五機(jī)旁油箱450、第六機(jī)旁油箱460、第七機(jī)旁油箱470、第八機(jī)旁油箱480。這有些機(jī)旁油箱的容量設(shè)計與起升絞車的機(jī)旁油箱的容量設(shè)計方法一致。[0021]根據(jù)現(xiàn)場實際測量，變幅絞車的制動油缸預(yù)調(diào)行程約為100mm，總行程的制動時間從原先的約60秒縮短至約5秒，相應(yīng)速度大大提高，安全制動器真正發(fā)揮了作用。我們分析整個制動過程，開始時油缸推桿動作較快，當(dāng)工作行程為40mm，約40%總行程時，彈簧力 F=74970N,制動時間約I. 5秒；當(dāng)工作行程為70mm，約70%總行程時，彈簧力F=53890N，制動時間約3秒，達(dá)到理想制動效果。然后剎車杠桿板與彈簧作用力開始建立內(nèi)部平衡，油缸減速直至停止。[0022]安全制動器打開時間過長解決方案[0023]經(jīng)分析造成安全制動器打開時間過長的主要原因是油缸充油過慢造成的，充油時間主要受一下幾個因素影響[0024]I)液壓站供油壓力；[0025]2)管路阻尼系數(shù)；[0026]3)油缸內(nèi)彈簧的彈力大小。[0027]根據(jù)這些因素，技術(shù)人員可以做以下整改工作[0028]i.將原液壓站的齒輪泵更換為柱塞泵，提高供油壓力，增加泵站的出油量，從而提高制動器油缸的進(jìn)油量，縮短安全制動器的開啟時間；[0029]ii.減小管路阻尼系數(shù)，由于安全制動器管路是按絞車分布情況布置的，所以管路的長度沒辦法改變，要減 小管路阻尼系數(shù)只能通過其它途徑[0030]①使用大管徑油管供油；[0031]②盡可能的減小管路對液壓油的阻力一拆除油路中原有的溢流閥。[0032]③采用粘度較低的液壓油。[0033]拆除油路中的溢流閥就必須要改變整個液壓系統(tǒng)的控制方式，重新設(shè)計液壓保護(hù)系統(tǒng)，對原來的油路進(jìn)行調(diào)整，更換了控制用的電磁閥，修改液壓站PLC控制程序，從而使得整個油路的阻尼達(dá)到理論最小值。[0034]iii.油缸內(nèi)彈簧的彈力大小是根據(jù)絞車制動安全要求計算選用，不能隨便更改。 對油缸所選彈簧我們進(jìn)行了驗算復(fù)核(以IlOOkN變幅絞車為例)[0035]根據(jù)技術(shù)協(xié)議制動負(fù)載按卷筒工作負(fù)載的I. 5倍，制動力矩2200. 143kN · m。[0036]已知條件[0037]制動輪直徑DzX 寬度 B Φ2600 · 280mm[0038]制動帶包角α=300。[0039]制動帶摩擦系數(shù)μ = O. 30[0040]剎車帶許用壓比[P] = 14MPa[0041]最大工作制動力矩T=IlOOXL 5X1333. 4=2200. 143kN · m[0042]杠桿比I杠桿=10[0043]杠桿傳動效率η = O. 96[0044]鋼帶材料Q690 σ s=690MPa[0045]鋼帶厚度δ =25mm[0046]鋼帶許用拉應(yīng)力[σ ] = O. 9X σ s=621MPa[0047]梯形螺桿Tr50X8[0048]緊邊拉力S1^ 2 X 7' X βμα 2 X 2200.143 χ 4.81 χ 1000 ^ ι ο ^ ( τι \'[0049]S1 =-=-=21.)6.62kNDzXief"1 - )2600x3.81[0050]剎車帶松邊拉力S2:[0051]S2= =2136.62/4,81 =444.2kNβ[0052]杠桿比I杠桿=10彈簧額定工作壓力F (按μ =0. 30，η=0. 97計算)「 ^ c S, 444.2x1000[0054]F=-^== 4)793.SNI χ η 10x0.9/[0055]彈簧剛度352.8N/mm ；自由高度747. 52mm ；[0056]壓并高度495mm ;并圈負(fù)荷89089NF 4S7Q18[0057]彈簧額定工作壓力的壓縮高度Η=。=129.8mmCj 352.8[0058]根據(jù)彈簧剛度計算，在額定制動扭矩2200. 143ΚΝ·πι時，彈簧的工作行程 ^=92. 7mm，這個距離是根據(jù)計算得到的理想工作狀態(tài)。根據(jù)設(shè)計計算該型制動器能最大程度上優(yōu)化絞車制動要求。[0059]本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本技術(shù)方案可以不僅使用在起吊船的起吊設(shè)備中， 同樣可以適用在其它需要對起吊設(shè)備進(jìn)行快速開啟和緊急制動的工業(yè)場合。[0060]雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 這些僅是舉例說明，本實用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種起吊設(shè)備的安全制動裝置，所述起吊設(shè)備包括一起升絞車，所述安全制動裝置包括一液壓泵站和一安全制動器，所述安全制動器通過一第一回油管路與所述液壓泵站相通，其特征在于所述回油管路臨近所述起升絞車的一端設(shè)置一第一機(jī)旁油箱。
2.如權(quán)利要求I所述的安全制動裝置，其特征在于所述起吊設(shè)備還包括一變幅絞車， 所述變幅絞車通過所述安全制動裝置制動，所述安全制動器通過一第二回油管路與所述液壓泵站相通，所述回油管路臨近所述變幅絞車的一端設(shè)置一第二機(jī)旁油箱。
3.如權(quán)利要求I所述的安全制動裝置，其特征在于所述液壓泵站的油泵為柱塞泵。
4.如權(quán)利要求I所述的安全制動裝置，其特征在于所述安全制動裝置還包括一油缸，所述油缸內(nèi)設(shè)置一彈簧，所述彈簧在額定制動扭矩2200. 143KN · M時，彈簧的工作行程 H=92. 7mm。
5.如權(quán)利要求2至4任一項所述的安全制動裝置，其特征在于所述起升絞車和變幅絞車數(shù)量為多個，對應(yīng)的機(jī)旁油箱數(shù)量也為多個。
6.如權(quán)利要求I至4任一項所述的安全制動裝置，其特征在于所述起吊設(shè)備最大起吊重量為2500噸。
專利摘要本實用新型公開了一種起吊設(shè)備的安全制動裝置，所述起吊設(shè)備包括一起升絞車，所述安全制動裝置包括一液壓泵站和一安全制動器，所述安全制動器通過一第一回油管路與所述液壓泵站相通，所述回油管路臨近所述起升絞車的一端設(shè)置一第一機(jī)旁油箱。本實用新型使起吊設(shè)備總行程的制動時間從原先的約60秒縮短至約5秒，相應(yīng)速度大大提高，安全制動器最大程度上起到了制動作用。本實用新型的安全制動裝置的打開時間在10秒以內(nèi)，關(guān)閉時間在5秒以內(nèi)，完全滿足實際工況要求。
文檔編號B66D5/28GK202785453SQ20122041497
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者童子勇, 楊裕凡, 辛鴻明, 張文治 申請人:上海船廠船舶有限公司