专利名称：起重设备超载保护装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重机械的安全装置，具体地涉及四种对起重设备的超载行为进行限制和保护的装置。
背景技术：
目前，起重机械及其设备，尤其是塔式起重机上常用的机械式起重量保护装置，
一般都沿用引进自法国波坦(Potain)公司而改进的传统技术，即主体测力和控制动作核心部分是由测力环内的两片弓形弹片及弹片上安装的数只微动开关组成的。测力环内受力方向的两端各加工有两道沟槽，插入两片弓形弹片并用粘胶固定，微动开关和调节螺钉分别装在两块弓形弹片上并且相互对应。当受外部拉力时，测力环变形，带动弓形弹片相应舒展变形，从而使得微动开关与调节螺钉之间的距离拉近，直至达到设定的载荷限制量时，微动开关被调节螺钉顶至触发位，从而达到报警和切断起升回路的目的。
中国专利公开号CN207029IU，
公开日为1991年1月30日的发明90203350.6，该
申请案公开了一种起重量限制器，由环体、弹片和微动开关等组成。与前述现有技术类似，该专利的技术特征仍旧为，外部拉力引起测力环变形并带动弓形弹片相应变形，从而使得微动开关被紧定螺钉顶压而触发动作。
由于现有技术方案均为采用弓形弹片将测力环在受力方向的主要形变转变成与受力方向垂直方向上的微动开关动作的行程量，而弹片弯曲装配的方式又较难保证微动开关触头与调节螺钉对准成一直线和动作方向一致相对，造成形变量转换效率较低、灵敏度和精度较低，且弓形弹片易受我国南北地区间以及冬夏间的明显温差而发生相当的热胀冷縮形变差，以及粘胶易老化开裂甚至脱落，都使得现有技术的动作和控制不够灵敏和精确，稳定性和可靠性不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服公知技术及现有技术中的不足，提供更高精度和灵敏度、受环境温度变化影响小、稳定性好、可靠性更高的起重设备超载保护装置。
为实现上述目的，本发明提供四种超载保护装置，均包括以下技术方案包括测力环体、微动开关和调节螺钉，微动开关和调节螺钉通过刚性支架分别安装固定在测力环的两端，微动开关的触头和调节螺钉的钉头所指方向相对且一一对应，在沿着微动开关的触头和调节螺钉的钉头的指向方向上在测力环两端对测力环施以拉力时，经调质处理过而有弹性的测力环产生拉伸形变，微动开关与调节螺钉的间距则相应变小。
本发明提供的超载保护装置，在测力环沿着微动开关的触头和调节螺钉的钉头的指向方向上的两端受外部拉力而产生环体形变时，微动开关与调节螺钉间距相应变小，到达预先设定的额定拉力值(即一般为起重机的起重量额定值)，调节螺钉的钉头顶压微动开关触头的行程恰好达到触发微动开关的程度，从而执行报警及断电等安全保护功能。
本发明所述的刚性支架，是指所用的刚性材料，在本发明超载保护装置正常工作情况下不会发生弹性形变，包括但不限于钢铁等金属材料、合金、工程塑料等。
所述的刚性支架与测力环体的连接，可以是焊接或者螺钉紧固的方式，或者其它任何可以紧固连接的方式。
本发明的微动开关的数量， 一般为4个，但也可以因市场需要的不同而调整为其它数量。
本发明提供的第一种超载保护装置，其技术方案即为上述技术方案的集合。本发明提供的第二种超载保护装置，其技术方案为在上述本发明提供的第一种超载保护装置的技术方案的基础上，在调节螺钉的调节尾端对应的测力环体上，加工有贯穿环体的螺钉孔，可以使用较长一些的调节螺钉、使得调节螺钉的调节尾端外伸出测力环体至螺钉孔的外沿，以方便使用者直接在环体外壁上对调节螺钉进行调整而设定所需要的动作载荷量。此螺钉孔，还可以是贯穿环体的一般通孔。
本发明提供的第一种和第二种超载保护装置，其进一步的特点是，还可以用作压力测力型的超载保护在与微动开关的触头和调节螺钉的钉头的指向方向的垂直方向上在测力环两端对测力环施以压力时，微动开关与调节螺钉的间距亦会变小；到达设定的额定压力值时，微动开关被调节螺钉的钉头顶压触发动作，从而达到报警和断电的超载保护的目的。
本发明提供的第三种超载保护装置，其技术方案为在上述本发明提供的第一种超载保护装置的技术方案的基础上，在测力环在工作状态下所承受拉力的两端均连接有测力环接头， 一端的测力环接头的通过短螺杆连接近端固定块，另一端的测力环接头通过长螺杆连接远端固定块。此种超载保护装置特别适合于安装在建筑塔式起重机的塔帽后弦杆上，用于对塔式起重机的力矩过载的限制和保护。
本发明提供的第四种超载保护装置，其技术方案为在上述本发明提供的第二种超载保护装置的技术方案的基础上，在测力环在工作状态下所承受拉力的两端均连接
4有测力环接头， 一端的测力环接头通过短螺杆连接近端固定块，另一端的测力环接头，通过长螺杆连接远端固定块。此种超载保护装置特别适合于安装在建筑塔式起重机的塔帽后弦杆上，用于对塔式起重机的力矩过载的限制和保护。
本发明提供的第三种和第四种超载保护装置，所述的长螺杆，还可以是由两段较短一些的螺杆通过螺杆接头连接而成较长的螺杆。这样做的好处是，减小了包装长度，避免了物流运输上的不便。并且，所述的测力环接头、长螺杆和螺杆接头，均还可以加工有一个或数个内凹的小的矩形平面，供现场安装时，安装工人用扳手取力、方便拧接螺杆和装配。
与现有技术比，本发明的优点是
1. 本发明与现有技术的最大差别，即微动开关与调节螺钉的间距变化方向与测力环的受外部拉力的方向在一直线上，使得测力环的在拉力方向上的最大形变几乎可以百分之百地反映和转变为微动开关与调节螺钉的相应的距离变化，而避免了现有技术普遍存在的形变量的间接转换的损失。这使得本发明的精度和灵敏度显著高于现有技术。
2. 相较于现有技术的弓形弹片式结构，本发明采用的刚性支架，更不容易受到外界热胀冷縮的温差影响，因此，精度更高，稳定性和可靠性更好。
3. 避免了现有技术中弓形弹片与测力环采用粘胶连接的这种方式的失效和脱落的风险。
4. 实际应用中，测力环的两侧的环形开口面一般均由盖板封闭以遮挡风雨和防尘等，现有公知技术一般是设有一矩形窗口用于设定额定载荷时调节调节螺钉用，平时此矩形窗口用窗口盖板密封；本发明提供的第二种和第四种超载保护装置，可以在环体外调节调节螺钉，使用者不必打开窗口盖板，即可直接在环体外设定所需要的微
动开关动作载荷量，极为方便。
图1、图2和图3是本发明提供的第一种超载保护装置的结构图，其中，图1是主体结构图，图2是左视图，图3是剖视图。
图4、图5和图6是本发明提供的第二种超载保护装置的结构图，其中，图4是剖视图，图5是左视图，图6是俯视图。
图7和图8是本发明提供的第一种超载保护装置的另一实施例的结构图，其中，图7是主体结构剖视图，图8是左视图。
图9和图10是本发明提供的第二种超载保护装置的另一实施例的结构图，其中，图9是主体结构剖视图，图10是左视图。
图11和图12是本发明提供的第三种超载保护装置的结构图，其中，图11是主体结
5构剖视图，图12是右视图。
图13和图14是本发明提供的第四种超载保护装置的结构图，其中，图13是主体结构剖视图，图14是右视图。
图中测力环体1微动开关2调节螺钉3刚性支架4螺钉孔5测力环接头6近端固定块7长螺杆8远端固定块9螺杆接头10短螺杆11内凹的小矩形平面1具体实施例方式
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细描述
图1、图2和图3是本发明提供的第一种超载保护装置的结构图，这是一种挂耳式的锻造的经调质的钢材料测力环结构，其中，图1是主体结构图，图2是左视图，图3是剖视图。有两个刚性支架4，由非弹性、足够厚的钢板和非弹性、足够粗的钢筋焊接而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3;两个刚性支架4在对应位置上开孔以便按照附图所示相互穿插好后，焊接紧固在测力环体1的内部。微动开关2和调节螺钉3安装好后一一对应，并且微动开关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。当测力环体1在图示方向上受拉力F产生形变时，微动开关2和调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好的额定拉力值即额定载荷时，微动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触发状态，从而执行报警或断电动作。
图4、图5和图6是本发明提供的第二种超载保护装置的结构图，这是一种外调式的、挂耳式的锻造的经调质的钢材料测力环结构，其中，图4是剖视图，图5是左视图，图6是俯视图。有两个刚性支架4，由非弹性、足够厚的钢板和非弹性、足够粗的钢筋焊接而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3;两个刚性支架4在对应位置上开孔以便按照附图所示相互穿插好后，焊接紧固在测力环体1的内部。微动开关2和调节螺钉3安装好后一一对应，并且微动开关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。测力环体1在对应调节螺钉3的位置加工有贯穿环体的螺钉孔5，使得调节螺钉3的调节尾端从测力环体1内部伸出至螺钉孔5外沿及测力环体壁以外。当测力环体1在图示方向上受拉力F产生形变时，微动开关2和调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好的额定拉力值即额定载荷时，微动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触发状态，从而执行报警或断电动作。由于调节螺钉3的调节尾端直接伸出到环体壁外，使用者可以很方便地直接在测力环体1外对调节螺钉3进行调整到所需要的载荷动作量。
图7和图8是本发明提供的第一种超载保护装置的另一实施例的结构图，这是一种非挂耳式的、以无缝钢管材料为基础的测力环结构，其中，图7是主体结构剖视图，图8是左视图。在此实施例中，测力环体1并非锻造生产，而是由无缝钢管经调质和机加工制造而成。测力环体1的受力两端不采用挂耳式结构，而是采用两个测力环接头6
与施加拉力的一方衔接。有两个刚性支架4，由非弹性、足够厚的钢板及足够粗的钢 筋焊接而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3;两个刚性支架4在对应 位置上开槽或开孔以便按照附图所示相互穿插好后，用于安装微动开关2的刚性支架4 焊接紧固在测力环体1的内部一端，另一个用于安装调节螺钉3的刚性支架4用螺杆拧 接固定在测力环体1内部的另一端。微动开关2和调节螺钉3安装好后一一对应，并且 微动开关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。当测力环体1在接头方向 上受拉力F产生形变时，微动开关2和调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好 的额定拉力值即额定载荷时，微动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触 发状态，从而执行报警或断电动作。
图9和图10是本发明提供的第二种超载保护装置的另一实施例的结构图，这是一种 外调式的、以无缝钢管材料为基础的测力环结构，其中，图9是主体结构剖视图，图 10是左视图。在此实施例中，测力环体1是由无缝钢管经调质和机加工制造而成的。 测力环体1的受力两端紧固有两个测力环接头6。有两个刚性支架4，由非弹性、足够 厚的钢板及足够粗的钢筋焊接而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3; 两个刚性支架4在对应位置上开槽或开孔以便按照附图所示相互穿插好后，用于安装 微动开关2的刚性支架4焊接紧固在测力环体1的内部一端，另一个用于安装调节螺钉3 的刚性支架4用螺杆拧接固定在测力环体1内部的另一端。微动开关2和调节螺钉3安装 好后一一对应，并且微动开关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。测力 环体1在对应调节螺钉3的位置加工有贯穿环体的螺钉孔5，使得调节螺钉3的调节尾端 从测力环体1内部伸出至螺钉孔5外沿及测力环体壁以外。当测力环体1在接头方向上 受拉力产生形变时，微动开关2和调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好的额 定拉力值即额定载荷时，微动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触发状 态，从而执行报警或断电动作。由于调节螺钉3的调节尾端直接伸出到环体壁外，使 用者可以很方便地直接在测力环体1外对调节螺钉3进行调整到所需要的载荷动作量。
图11和图12是本发明提供的第三种超载保护装置的结构图，这是一种以无缝钢管 材料为基础的测力环结构，主要用于塔式起重机的力矩限制和保护，其中，图11是主 体结构剖视图，图12是右视图。在此实施例中，测力环体1是由无缝钢管经调质和机 加工制造而成的。有两个刚性支架4，由非弹性、足够厚的钢板及足够粗的钢筋焊接 而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3;两个刚性支架4在对应位置上 开槽或开孔以便按照附图所示相互穿插好后，用于安装微动开关2的刚性支架4焊接紧 固在测力环体1的内部一端，另一个用于安装调节螺钉3的刚性支架4用螺杆拧接固定 在测力环体1内部的另一端。微动开关2和调节螺钉3安装好后一一对应，并且微动开 关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。测力环体1的受力两端各紧固有
7测力环接头6， 一个测力环接头6通过短螺杆11与近端固定块7连接，另一个测力环接 头6通过长螺杆8与远端固定块9连接；长螺杆8实际上是由两根较短的螺杆由螺杆接头 10装配而成的。测力环接头6、长螺杆8和螺杆接头10，均按图示铣有数个内凹的小的 矩形平面12，供现场安装时，安装工人用扳手取力、方便拧紧装配。该超载保护装置 将其近端固定块7和远端固定块9焊接在塔式起重机的塔帽后主弦杆上，用于对塔机的 力矩监测和过载保护；塔机的吊臂在起吊经受力矩作用时，塔帽后主弦杆会相应产生 拉伸形变，由于固定块7和9均焊接固定在主弦杆上，使得本发明所述的超载保护装置 同样被拉伸，微动开关2和调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好的额定拉力 值即额定力矩载荷时，微动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触发状 态，从而执行报警或断电动作。
图13和图14是本发明提供的第四种超载保护装置的结构图，这是一种外调式的、 以无缝钢管材料为基础的测力环结构，主要用于塔式起重机的力矩限制和保护，其中， 图13是主体结构剖视图，图14是右视图。在此实施例中，测力环体1是由无缝钢管经 调质和机加工制造而成的。有两个刚性支架4，由非弹性、足够厚的钢板及足够粗的 钢筋焊接而成，分别用于安装四只微动开关2和四颗调节螺钉3;两个刚性支架4在对 应位置上开槽或开孔以便按照附图所示相互穿插好后，用于安装微动开关2的刚性支 架4焊接紧固在测力环体1的内部一端，另一个用于安装调节螺钉3的刚性支架4用螺杆 拧接固定在测力环体1内部的另一端。微动开关2和调节螺钉3安装好后一一对应，并 且微动开关2的触头与调节螺钉3的钉头指向相对呈同一直线。测力环体1在对应调节 螺钉3的位置加工有贯穿环体的螺钉孔5，使得调节螺钉的调节尾端从测力环体内部伸 出至螺钉孔5外沿及测力环体壁以外，使用者可以很方便地直接在测力环体1外对调节 螺钉3进行调整到所需要的载荷动作量。测力环体1的受力两端各紧固有测力环接头6， 一个测力环接头6通过短螺杆11与近端固定块7连接，另一个测力环接头6通过长螺杆8 与远端固定块9连接；长螺杆8实际上是由两根较短的螺杆由螺杆接头10装配而成的。 测力环接头6、长螺杆8和螺杆接头10，均按图示铣有数个内凹的小的矩形平面12，供 现场安装时，安装工人用扳手取力、方便拧紧装配。该超载保护装置将其近端固定块 7和远端固定块9焊接在塔式起重机的塔帽后主弦杆上，用于对塔机的力矩监测和过载 保护；塔机的吊臂在起吊经受力矩作用时，塔帽后主弦杆会相应产生拉伸形变，由于 固定块7和9均焊接固定在主弦杆上，使得该超载保护装置同样被拉伸，微动开关2和 调节螺钉3之间间距相应縮小，直至达到设定好的额定拉力值即额定力矩载荷时，微 动开关2的触头行程恰好被调节螺钉3的钉头顶压至触发状态，从而执行报警或断电动 作。
权利要求
1.一种起重设备超载保护装置，包括测力环体(1)、微动开关(2)和调节螺钉(3)，其特征是微动开关(2)和调节螺钉(3)通过刚性支架(4)分别固定在测力环(1)的两端，微动开关(2)的触头和调节螺钉(3)的钉头所指方向相对且一一对应，在沿着微动开关(2)的触头和调节螺钉(3)的钉头的指向方向上在测力环两端对测力环体(1)施以拉力时，微动开关(2)与调节螺钉(3)的间距变小。
2. —种起重设备超载保护装置，其特征是具有权利要求1所述的全部特征， 并且调节螺钉(3)的调节尾端对应的测力环体(1)上，加工有贯穿环体的螺钉孔(5)， 使得调节螺钉(3)的调节尾端可以外伸出测力环体(1)至螺钉孔(5)的外沿。
3. —种起重设备超载保护装置，其特征是具有权利要求1所述的全部特征，并 且测力环(1)在工作状态下所承受拉力的两端均安装有测力环接头(6)， 一端的测 力环接头(6)通过短螺杆(11)连接近端固定块(7)，另一端的测力环接头(6)通 过长螺杆(8)连接远端固定块(9)。
4. 一种起重设备超载保护装置，其特征是具有权利要求2所述的全部特征，并 且测力环(1)在工作状态下所承受拉力的两端均连接有测力环接头(6)， 一端的测 力环接头(6)通过短螺杆(11)连接近端固定块(7)，另一端的测力环接头(6)， 通过长螺杆(8)连接远端固定块(9)。
5. 根据权利要求1或2或3或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于， 所述的刚性支架(4)，是在该超载保护装置正常工作情况下不会发生弹性形变的刚性 材料制成的。
6. 根据权利要求1或2或3或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于， 所述的刚性支架(4)与测力环体(1)的固定连接，是采用焊接方式或螺钉紧固的方 式。
7. 根据权利要求1或2或3或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于， 所述微动开关(2)的数量为4个。
8. 根据权利要求2或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于，所述的贯穿 环体的螺钉孔(5)，还可以是通孔。
9. 根据权利要求3或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于，所述的长螺 杆(8)，是由两段螺杆通过螺杆接头(10)连接而成。
10. 根据权利要求3或4所述的起重设备超载保护装置，其特征在于，所述的测 力环接头(6)、长螺杆(8)和螺杆接头(10)，均加工有内凹的小的矩形平面(12)。
全文摘要
本发明公开了四种起重设备超载保护装置，旨在提供一系列更高精度和灵敏度的起重设备超载保护装置。本发明的基本结构包括测力环体、微动开关和调节螺钉，微动开关和调节螺钉通过刚性支架分别固定在测力环的两端，微动开关的触头和调节螺钉的钉头所指方向相对且一一对应，在测力环两端对测力环施以拉力时，微动开关与调节螺钉的间距变小。在上述基本结构的基础上，还通过在调节螺钉所对应的测力环体上加工有螺钉孔或通孔，使得调节螺钉的尾部外伸至测力环体外的结构，提供一种外调式的超载保护装置。同时，在前述两种结构的基础上，通过在测力环两端安装测力环接头、螺杆和固定块，本发明还提供两种用于塔机力矩限制的超载保护装置。
文档编号B66C15/00GK101648677SQ20081004157
公开日2010年2月17日 申请日期2008年8月11日 优先权日2008年8月11日
发明者攀 潘 申请人:攀 潘