起重机起升机构的升降平衡蓄能装置的制作方法

本发明涉及起重机技术领域，特别是涉及起重机起升机构的升降平衡蓄能装置。

背景技术：

现有起重机起升机构提升或下降货物一般采用卷扬式，是起重机机构中最重要、最基本的机构，也是起重机在整个工作过程中功率消耗最主要的部份。起升机构可分为提升和下降货物两个工况，要提升货物时所需消耗的功率最大，达到峰值。而在下降货物时，消耗的功率最小，达到谷值。在额定起重量和起升速度确定的情况下设计选择起升机构的额定功率必须以峰值为依据。因此，现有的起升机构设计存在提升、下降过程中的功率消耗的峰和谷。如果以在额定起重量、起升速度的工况下，起升时功率消耗为100%，在下降时功率消耗一般为25%左右（且此时消耗的功率为电机空载运转的功率，且为无用功）。反差存在明显，有大幅度提高效率，降低消耗的空间。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了起重机起升机构的升降平衡蓄能装置，为了克服上述现有起升机构的不合理之处，设计一种平衡蓄能装置，使新的起升系统包容原有起升机构共同作用于起重物上。使提升和下降货物时功率的消耗趋于平衡。从而大幅度地提高机械效率、降低消耗、环保、高效、降低起重机的运营成本。

本发明所采用的技术方案是：起重机起升机构的升降平衡蓄能装置，与起升机构并列地连接在起重物和主起升卷筒之间，包括至少一组从吊臂至主起升卷筒依次设置的吊臂头定滑轮、平衡定滑轮组、平衡蓄能动滑轮组、砝码、过渡定滑轮、平衡蓄能卷筒和连接在上述机构之间的钢索，每一组砝码与其对应的平衡蓄能动滑轮组相连接；每一个平衡蓄能卷筒连接在其对应的主起升卷筒上。

本发明的进一步改进在于，平衡定滑轮组包括入端定滑轮和出端定滑轮；蓄能动滑轮组包括依次设置的动滑轮一、动滑轮二、动滑轮三，以及设置在动滑轮一和动滑轮二之间的蓄能定滑轮；蓄能定滑轮通过固定支架a和固定支架b将其固定；钢索包括第一蓄能部和第二蓄能部，第一蓄能部依次连接吊臂头定滑轮、入端定滑轮、动滑轮一、蓄能定滑轮和动滑轮二，并且最终固定在蓄能定滑轮的固定支架a上；第二蓄能部从蓄能定滑轮的固定支架b开始依次连接动滑轮三、出端定滑轮、过渡定滑轮和平衡蓄能卷筒。

本发明的进一步改进在于，蓄能动滑轮组为0～n组，优选0～2组。

本发明的进一步改进在于，每一组所述蓄能动滑轮组包括0-n个动滑轮，优选1-3个。

本发明的进一步改进在于，所述平衡蓄能装置与起重机起升机构配合运动，所述平衡蓄能装置的数量为一套或者两套及以上。本发明的进一步改进在于，起重机上对应砝码的升降位置处还设有轨道支架。

本发明的进一步改进在于，砝码为组合式调整砝码；并且砝码包括设置其主体内的叠加式砝码单元，以及连接在砝码单元上的调节装置，和连接在其主体外侧的滚轮，调节装置还包括若干调节螺栓。

本发明的进一步改进在于，每一组平衡蓄能卷筒包括一个主卷筒，或者包括一个主卷筒和辅卷筒。

本发明的进一步改进在于，主卷筒和辅助卷筒通过设置在其一端的主、辅同步齿轮，并列地连接在主起升卷筒上，主卷筒和辅助卷筒的轴线平行并且上下设置。

本发明的进一步改进在于，主卷筒和辅助卷筒通过设置在其一端的主、辅同步齿轮，并列地连接在主起升卷筒上，主卷筒和辅助卷筒的轴线平行并且前后设置，主卷筒和辅助卷筒的端部分别设有固定座a和固定座b。

本发明的进一步改进在于，主卷筒和辅助卷筒分别独立地连接在两个不同的主起升卷筒上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的起升机构平衡蓄能装置，与原有的起升机构相结合，在起升机构提升货物时，起升机构卷筒收绳，平衡蓄能机构卷筒放钢索，同步下放砝码（略快于取物装置的上升速度），蓄能释放砝码的平衡力设置为额定起重量（含抓斗吊钩等）的40%～50%（以原系统额定负载为100%），因此所需消耗的功率对应大幅度下降40%～50%；在起重机下降货物时，卷扬机同步提升砝码（略快于取物装置的下放速度），此时，砝码起升既保证了取物装置的下放，又在达到相应高度后，取得了新的势能，如此循环。在取物装置下放时，此时的功率消耗在原有空载消耗25%左右的基础上平衡蓄能装置卷筒提升砝码增加功率消耗25%左右，使起重机起升机构的提升、下放时的功率基本达到平衡。该发明大幅度降低了起重机起升机构的总装机容量（降低40%～50%）及整个工作过程中的功率消耗。（与原有系统相比，总功率消耗下降25%左右）。

本发明的平衡装置，它的平衡砝码力的作用在起升机构提升货物时能降低功率消耗40%～50%；在下降货物时增加功率消耗（蓄能）15%～25%，总功率的消耗降低25%左右，提升和下降货物时工况功率消耗趋于平衡。

附图说明

图1为起重机起升机构的升降平衡蓄能装置的一个实施例的结构示意图；

图2为起重机起升机构的升降平衡蓄能装置的另一个实施例的结构示意图；

图3为起重机起升机构的升降平衡蓄能装置的砝码与导轨支架配合的结构示意图；

图4为平衡蓄能卷筒4与主起升卷筒5的连接结构的第一个实施例示意图；

图5为平衡蓄能卷筒4与主起升卷筒5的连接结构的第二个实施例示意图；图6为平衡蓄能卷筒4与主起升卷筒5的连接结构的第三个实施例示意图；

图7为平衡蓄能卷筒4与主起升卷筒5的连接结构的第四个实施例示意图；

图8为砝码6的一个实施例的结构示意图；

图9为起重机起升机构加装升降平衡蓄能装置的一个实施例与未加装平衡蓄能装置的起重机的电机的电流随时间变化的关系图，其中13为加装平衡蓄能装置前的起重机的电流随时间变化的关系图，14为加装之后起重机的电流随时间的变化关系图，其中纵坐标为电流，单位为a，横坐标为时间，单位为min；

其中:1-吊臂，2-吊臂头定滑轮，3-起升机构，4-平衡蓄能卷筒，41-主卷筒，42-辅助卷筒，43-主同步齿轮，44-辅同步齿轮，45-固定座a，46-固定座b；5-主起升卷筒，6-砝码，61-调节螺栓，62-调节装置，63-砝码单元，64-滚轮；7-，8-钢索，81-第一蓄能部，82-第二蓄能部；9-蓄能动滑轮组，91-动滑轮一，92-蓄能定滑轮，93-动滑轮二，94-动滑轮三，95-固定支架a，96-固定支架b；10-平衡定滑轮组，101-入端定滑轮，102-出端定滑轮；11-过渡定滑轮，12-轨道支架；13-未加装平衡蓄能装置的起重机的电机的电流随时间变化曲线，14-加装平衡蓄能装置的起重机的电机的电流随时间变化曲线。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

起重机起升机构的升降平衡蓄能装置，与起升机构3并列地连接在起重物1和主起升卷筒5之间，平衡蓄能装置包括至少一组从起重物1至主起升卷筒5依次设置的吊臂头定滑轮2、平衡定滑轮组10、平衡蓄能动滑轮组9、砝码6、过渡定滑轮11、平衡蓄能卷筒4和连接在上述机构之间的钢索8，每一组砝码6与其对应的平衡蓄能动滑轮组9相连接；每一个平衡蓄能卷筒4连接在其对应的主起升卷筒5上。

如图1所示为包含一组平衡蓄能装置的起重机起升机构，该平衡蓄能装置的钢索8缠绕路径与原有的起升机构3的起升钢索7路径基本相互平行，并且吊臂头定滑轮2与原有的起升机构3的吊臂头定滑轮紧靠设置，以便节约空间。

如图2所示包含两组平衡蓄能装置的起重机起升机构，其中一组钢索8的缠绕方式与图1中的缠绕方式一致，另一组钢索的缠绕以保证两组砝码相互平行上下运动为原则进行各种定滑轮和动滑轮的位置设置，从而保证具有较好的蓄能效果。

在上述实施例中，从图1或者图2中均可以看出，平衡定滑轮组10包括入端定滑轮101和出端定滑轮102；蓄能动滑轮组9包括依次设置的动滑轮一91、动滑轮二93、动滑轮三94，以及设置在动滑轮一91和动滑轮二93之间的蓄能定滑轮92；蓄能定滑轮92通过固定支架a95和固定支架b96将其固定；钢索8包括第一蓄能部81和第二蓄能部82，第一蓄能部81依次连接吊臂头定滑轮2、入端定滑轮101、动滑轮一91、蓄能定滑轮92和动滑轮二93，并且最终固定在蓄能定滑轮92的固定支架a95上；第二蓄能部82从蓄能定滑轮92的固定支架b96开始依次连接动滑轮三94、出端定滑轮102、过渡定滑轮11和平衡蓄能卷筒4。蓄能动滑轮组9的动滑轮一91、动滑轮二93和动滑轮三94排列成为一条直线，并且蓄能定滑轮92位于其上方位置处。过渡定滑轮11的高度位置设于蓄能动滑轮组9和平衡定滑轮组10之间，并且过渡定滑轮11靠近平衡定滑轮组10设置。

在上述实施例中，蓄能动滑轮组为0～n组，优选0～2组。每一组所述蓄能动滑轮组包括0-n个动滑轮，优选1-3个。

在上述实施例中，所述平衡蓄能装置与起重机起升机构配合运动，所述平衡蓄能装置的数量为一套或者两套及以上。

如图3所示，起重机上对应砝码6的升降位置处还设有轨道支架12。

如图8所示，同一起重机为适应不同工况（某一时期工况变化较大时）因此将砝码设计为组合式，方便装、拆，可适时增减，以达到理想的平衡蓄能效果。在上述实施例中，砝码6为组合式调整砝码；并且砝码6包括设置其主体内的叠加式砝码单元63，以及连接在砝码单元63上的调节装置62，和连接在其主体外侧的滚轮64，调节装置62还包括若干调节螺栓61。

在上述实施例中，参见图4至图7，每一组平衡蓄能卷筒4包括一个主卷筒41，或者包括一个主卷筒41和辅卷筒42。其中图4所示为平衡蓄能卷筒4仅包括一个主卷筒41的结构连接图。

如图5所示，主卷筒41和辅助卷筒42通过设置在其一端的主、辅同步齿轮43，44并列地连接在主起升卷筒5上，主卷筒41和辅助卷筒42的轴线平行并且上下设置。

如图6所示，主卷筒41和辅助卷筒42通过设置在其一端的主、辅同步齿轮43，44并列地连接在主起升卷筒5上，主卷筒41和辅助卷筒42的轴线平行并且前后设置，主卷筒41和辅助卷筒42的端部分别设有固定座a45和固定座b46。

如图7所示，主卷筒41和辅助卷筒42分别独立地连接在两个不同的主起升卷筒5上。单独平衡卷扬机构工作远离以及步骤：主辅卷筒单独独立工作，通过设置电机、卷筒等参数，保证两个独立的系统同步工作。

本发明的平衡蓄能装置，它的平衡砝码力的作用在起升机构提升货物时能降低功率消耗40%～50%；参见图9所示，起重机起升机构加装升降平衡蓄能装置的一个实施例与未加装平衡蓄能装置的起重机的电机的电流随时间变化的关系图，其中13为加装平衡蓄能装置前的起重机的电流随时间变化的关系图，14为加装之后起重机的电流随时间的变化关系图，其中纵坐标为电流，单位为a，横坐标为时间，单位为min。从图上可以看出，在下降货物时增加功率消耗（蓄能）15%～25%，总功率的消耗降低25%左右，提升和下降货物时工况功率消耗趋于平衡。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。