前展翼拉索式防后弹防后倾装置的制作方法

本发明涉及一种前展翼拉索式防后弹防后倾装置，它属于起重吊装与工程机械安全技术领域。

背景技术：

履带与全地面起重机是将起重作业部分装在履带与轮胎底盘上，行走依靠履带与轮胎装置的流动式起重机。履带与全地面起重机用途广泛：履带与全地面起重机可以进行物料起重、运输、装卸和安装等作业。履带与全地面起重机具有起重能力强、接地比压小、转弯半径小、爬坡能力大、不需支腿、带载行驶、作业稳定性好以及桁架组合高度可自由更换等优点，在电力、市政、桥梁、石油化工、水利水电等建设行业应用广泛。

履带与全地面起重机作业过程中安全性很重要，既涉及吊装设备安全，又涉及到人身安全和起吊货物的安全。履带与全地面起重机的后倾现象一旦发生，会导致重特大事故。因此，防后弹防后倾在履带与全地面起重机安全性设计中受到重视。

履带与全地面起重机后倾现象发生在小幅度作业时，受到向后的风力或货物骤然落下时使臂架向后弹回的情况。例如，风电叶片的吊装过程中，突遇大风或吊装协调失误，会使叶片碰到塔筒或起重机臂上，叶片破碎，造成突然卸载。如果是同时吊装一组叶片，一个叶片破碎，会引起其他叶片的摆动，进而使其他叶片破碎，造成二次或多次突然卸载。突然卸载会使臂架向后弹回，其后果不堪设想，极其危险。

现有的起重机防后弹防后倾装置，采用防后倾保险杆的形式。保险杆是一种套筒伸缩机构，其上端铰接在吊臂上，下端铰接在转台上，随吊臂的俯仰而伸缩。在套筒中安装有缓冲弹簧，对吊臂有缓冲、减振和限位作用。保险杆也有采用液压或油气结合方式的。这种方式使应力集中，受力很不合理，会造成主臂弯曲折断。

技术实现要素：

本发明的目的是解决现有起重机防后弹防后倾装置存在的上述技术问题，提供一种前展翼拉索式防后弹防后倾装置。该装置可以完全代替现有的起重机防后弹防后倾装置，且可使力学状态优于现状，避免防后弹防后倾装置对臂架的弯折破坏。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种前展翼拉索式防后弹防后倾装置，其由前展翼式臂杆、限位装置、防后倾拉索、张紧机构、拉索拉力传感器和三合一仰俯驱动装置等组成；所述限位装置包括限位增强压杆、前限位插销和后固定限位块；所述前展翼式臂杆尾部安装在主臂外侧，其回转铰点与主臂根部的回转铰点同轴心；所述防后倾拉索一端固定在主臂头部，另一端固定在张紧机构上；所述张紧机构安装在前展翼式臂杆头部；所述拉索拉力传感器安装在防后倾拉索上且靠近主臂的回转铰点的位置；所述三合一仰俯驱动装置安装在前展翼式臂杆后部外侧，其电动机轴与前展翼式臂杆尾部回转轴连接；所述限位增强压杆的俯仰回转轴安装在回转平台外侧，使其转到水平位置时，其下表面压到前展翼式臂杆上表面；所述前限位插销和后固定限位块安装在主臂底部位置。

所述前展翼拉索式防后弹防后倾装置用于履带与全地面起重机主副臂组合式的复杂臂架时，可在主臂和副臂单独设置或同时设置。

进一步地，所述副臂设置本装置时，前展翼式臂杆安装在副臂外侧，其回转铰点与副臂根部的回转铰点同轴心；防后倾拉索一端固定在副臂头部，另一端固定在张紧机构上；限位装置、张紧机构、拉索拉力传感器和三合一仰俯驱动装置的连接方式与主臂防臂架后弹后倾装置相同。

本发明的有益效果为：

1)受力合理，安全可靠。现有履带与全地面起重机防后倾保险杆装置的着力点在靠近主臂底部的点，这种方式使应力集中，受力很不合理，会造成主臂弯曲折断。本发明提出的履带与全地面起重机防后倾保险绳装置的着力点在主臂头部和副臂头部，与吊装物品时主副臂受力情况类似，更符合臂架的力学性能，受力合理，避免了造成新的应力集中，安全性高。

2)本发明可以保证吊装物品、吊装设备和现场施工人员的安全，有利于保护财产安全和人事安全，创造更多的安全效益。

3)加工简单，装配方便。装置中所用的各机构结构多为标准件或常用件，采购成本低。机构模块明确，装配简单方便。

4)机构合理，功能完善。主臂的防后倾功能和副臂的防后倾功能可以分别实现。即主臂工况时，只安装主臂防臂架后弹后倾装置。其他带有副臂工况时，副臂防臂架后弹后倾装置随副臂一同安装。二者机构上分离，功能上协同。

附图说明

图1是本发明所述防后弹后倾装置小幅度作业时的三维整体示意图；

图2是本发明所述防后弹后倾装置小幅度作业时的三维局部示意图；

图3是本发明所述防后弹后倾装置小幅度作业时的整体正视图；

图4是本发明所述防后弹后倾装置小幅度作业时的局部正视图；

图5是本发明所述防后弹致后倾装置大中幅度作业时的整体正视图；

图6是本发明所述防后弹致后倾装置大中幅度作业时的局部正视图；

图7是本发明拉索拉力传感器的放大图；

图中：1—前展翼式臂杆，2—三合一仰俯驱动装置，3—防后倾拉索，4—限位增强压杆，5—张紧机构，6—拉索拉力传感器，7—前限位插销，8--后固定限位块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

如图1～图4所示，本实施例中的前展翼拉索式防后弹防后倾装置，其由前展翼式臂杆1、限位装置、防后倾拉索3、张紧机构5、拉索拉力传感器6和三合一仰俯驱动装置2组成；所述限位装置包括限位增强压杆4、前限位插销7和后固定限位块8；所述前展翼式臂杆尾部安装在主臂外侧，其回转铰点与主臂根部的回转铰点同轴心；所述防后倾拉索一端固定在主臂头部，另一端固定在张紧机构上；所述张紧机构安装在前展翼式臂杆头部；所述拉索拉力传感器安装在防后倾拉索上且靠近主臂的回转铰点的位置；所述三合一仰俯驱动装置安装在前展翼式臂杆后部外侧，其电动机轴与前展翼式臂杆尾部回转轴连接；所述限位增强压杆的俯仰回转轴安装在回转平台外侧，使其转到水平位置时，其下表面压到前展翼式臂杆上表面；所述前限位插销和后固定限位块安装在主臂底部位置。所述张紧机构5为卷扬机构且不限于卷扬机构。

本发明所述前展翼拉索式防后弹防后倾装置用于履带与全地面起重机主副臂组合式的复杂臂架时，可在主臂和副臂单独设置或同时设置。

所述副臂设置本装置时，前展翼式臂杆安装在副臂外侧，其回转铰点与副臂根部的回转铰点同轴心；防后倾拉索一端固定在副臂头部，另一端固定在张紧机构上；限位装置、张紧机构、拉索拉力传感器和三合一仰俯驱动装置的连接方式与主臂防臂架后弹后倾装置相同。

本发明的工作过程为：

1)小幅度工作状态，如图1～图4所示。前展翼式臂杆1靠三合一驱动装置2转动到水平工作位置，此时三合一驱动装置2所装的离合器使前展翼式臂杆1与驱动装置分离，限位增强压杆4进行限位。当主臂与水平面夹角小于85°时，防后倾拉索3处于预紧状态，一旦主臂与水平面夹角达到或大于85°，防后倾拉索3拉紧，起到有效的防后倾作用，切实保障起重机安全。

2)大中幅度工作状态，如图5和图6所示。前展翼式臂杆1收回并用前限位插销7和后固定限位块8锁定到与主臂侧中面的位置，防后倾拉索3仍张紧，起到臂架侧向增强作用。限位增强压杆4收回并锁定到桅杆上。前展翼式臂杆1达到主臂侧中面的后固定限位块8限位位置后，三合一俯仰驱动装置2所装的离合器，使前展翼式臂杆1与驱动装置分离，前展翼式臂杆1可随主臂架做任意仰俯运动。

3)拉索拉力传感器6的作用。如图7所示，拉索拉力传感器6安装在防后倾拉索3上，靠防后倾拉索3拉紧使拉索拉力传感器6上的弹簧压缩的原理，实时检测防后倾拉索3的拉力。该检测到的拉力值通过无线传输，传输到司机室，为司机操作提供参考，可有效增加吊装作业安全性。

具体地，防后倾拉索3直径的计算和校核方法参照如下公式：

L＝cosθC

式中：L为防后倾拉索3所在直线与主臂和回转平台铰接处的点线距离，θ为防后倾拉索3铅垂线夹角，C为拉绳杆固定拉索位置与主臂和回转平台铰接处的距离。

S＝M/L

式中：S为防后倾拉索3最大工作静拉力，M为后倾力矩。

Fmin≥Sn

式中：Fmin防后倾拉索3最小破断拉力，n为安全系数，根据机构工作级别和防后倾拉索3工作状态选取。

Fmin＝K'd²σt

式中：K'为经验折算系数，d为拉索公称直径，σt为表示防后倾拉索3破断拉力水平的拉索级别。

K'＝fkπ/4

式中，f为防后倾拉索3充填系数，k为公称损失换算系数。

以上为结合附图详细描述的本发明的实施方式。但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。