一种用于重型负载的升降防坠机构的制作方法

1.本实用新型涉及一种转运装置的领域，特别是涉及一种用于重型负载的升降防坠机构。


背景技术：

2.随着现代工业的快速发展，升降机的应用越来越广泛，作为液压技术的典范，他被运用在很多场合中。于是，升降机的安全性更显得尤为重要，对于大型的，承载很重的升降机，传统的防坠安全器采用弹簧甩块与内壁的凸起啮合，从而达到制动。这种制动方法会面临弹簧失效，甩块行程不够，不能啮合等问题，且承载能力有限，动作速度不稳定，经常会因为油污或磨损等问题使最大制动力矩不稳定，很难保障其制动力能够阻止升降机下坠。且一般的渐进式防坠安全器，存在较长的制动距离，而瞬时防坠安全器的冲击力过大，难以承受较重的物体的冲击。
3.有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种用于重型负载的升降防坠机构，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种更为安全的用于重型负载的升降防坠机构。
5.本实用新型的一种用于重型负载的升降防坠机构，包括框架以及位于所述框架内的工装，所述框架的两侧均设有用于升降所述工装的升降装置，所述升降装置中的升降气缸顶部的固定端连接有动滑轮，所述升降气缸的伸缩端固定在所述框架的底板上，穿过所述动滑轮的牵引绳的一端固定在所述框架上，所述牵引绳的另一端固定在所述工装上，所述牵引绳的另一端靠近所述工装处套设有感应块，所述工装上设有能够感应到所述感应块所处位置的传感器，所述框架的两侧均立有导向杆，所述工装的两侧分别固定有套设在所述导向杆外并与所述导向杆间隙配合的滑动夹紧装置，所述滑动夹紧装置包括套设在所述导向杆外的空心套筒以及位于所述空心套筒和导向杆外壁之间夹紧空间内的夹爪，所述空心套筒上开设有与所述夹紧空间相连通的通气孔，所述夹爪在与所述通气孔相连通的充/放气系统的调节下沿着所述导向杆升降进行夹紧或者放开所述导向杆，所述充/放气系统和传感器与控制器通讯控制连接。
6.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述框架的顶部固定有两个对称布置的高位夹紧装置，所述工装的顶部固定有位于所述高位夹紧装置正下方的卡块，所述高位夹紧装置包括伸缩装置以及由所述伸缩装置控制拉伸的挂钩，所述挂钩顶部设有两个分别铰接在所述框架顶部和所述伸缩装置的伸缩端处的铰接点。
7.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述框架的顶部架设的横梁上开设有滑槽，所述滑槽内卡设有能够沿着滑槽在横向上水平滑动的滑块，所述滑块上固定有所述高位夹紧装置。
8.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述卡块内开设有卡孔。
9.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述充/放气系统包括设置在连通所述通气孔和气泵的管路上的节流阀、单向阀和二位二通电磁阀，所述节流阀、单向阀和二位二通电磁阀均与所述控制器通讯控制连接。
10.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述夹紧空间是倒圆锥形空腔，所述夹爪的顶部和所述空心套筒的内顶面之间连接有若干弹簧，所述空心套筒的侧壁上开设有与所述倒圆锥形空腔的底部相连通的所述通气孔。
11.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述框架的两侧均立有两条分别位于所述升降气缸两侧的导轨，所述导轨与导向杆相互平行设置，所述升降装置还包括用于固定所述动滑轮的动滑轮座，所述动滑轮座上轴承固定有两个能够分别沿着位于所述动滑轮两侧的所述导轨上下滑行的导向轮。
12.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述框架的支柱上固定有与所述导向杆平行设置的刻度尺。
13.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述升降装置的顶部固定有定位销，所述框架上固定有与所述定位销相适配的定位销套筒。
14.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，所述牵引绳的一端穿过固定在框架上的吊环，所述牵引绳的另一端通过绳索节固定在所述工装上。
15.借由上述方案，本实用新型原理如下：
16.在要抬升的工装两端各设有一个框架，每个框架内均设有两个分别位于框架两侧的升降气缸进行抬升，升降气缸顶部连接动滑轮，作为牵引绳的钢丝绳穿过动滑轮，钢丝绳的一端用吊环固定在框架上，另一端用钢丝绳用的绳索节固定在要抬升的工装上。升降气缸推动，使动滑轮抬升，钢丝绳拉动工装沿着导向杆上升，在动滑轮两侧安装有能够沿着导轨上下滑动的导向轮，两个导向轮沿着导轨滑动可以控制抬升的方向，使动滑轮保持竖直向上运动。当工装达到最高抬升点时，动滑轮座顶部的定位销与定位销套筒完美配合时，即保证了抬升的精度，保证工装抬升的方向是沿着导向杆的。这样可以避免导向杆与滑动夹紧装置因工装倾斜而产生卡死。另外，钢丝绳的感应块安装在钢丝绳上，这样无论钢丝绳的哪端断裂都能检测出，当钢丝绳断裂，感应块掉落，传感器失去信号，通讯连接的控制器可以发信号给滑动夹紧装置夹紧导向杆。
17.借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
18.本实用新型通过开发重型升降机的防坠机构，能够达到对20多吨的重物进行瞬时制动，减少制动距离，且减少因为油污等而造成防坠失效的问题，避免因升降机意外坠落而带来的事故，保障人员安全与健康、设备和设施免受损坏、环境免遭破坏，达到安全生产的目的。
19.1)承载负荷大；
20.2)制动距离短；
21.3)能有效避免防坠失效，安全性高。
22.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详
细说明如后。
附图说明
23.图1是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构的结构示意图；
24.图2是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中升降装置的结构示意图；
25.图3是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中伸缩装置的剖视图；
26.图4是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中滑动夹紧装置处于解锁状态时空心套筒的剖视图；
27.图5是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中滑动夹紧装置处于锁定状态时空心套筒的剖视图；
28.图6是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中滑动夹紧装置处于锁紧状态时空心套筒的剖视图；
29.图7是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构中滑动夹紧装置的结构示意图；
30.图8是本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构在使用过程中的结构示意图。
31.1 框架
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2 高位夹紧装置
32.3 工装
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4 升降气缸
33.5 动滑轮
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6 牵引绳
34.7 感应块
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8 传感器
35.9 导向杆
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10 滑动夹紧装置
36.11 空心套筒
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12 夹紧空间
37.13 夹爪
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14 通气孔
38.15 卡块
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16 伸缩装置
39.17 挂钩
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18 气泵
40.19 节流阀
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20 单向阀
41.21 二位二通电磁阀
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22 导轨
42.23 动滑轮座
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24 导向轮
43.25 支柱
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26 刻度尺
44.27 定位销
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28 定位销套筒
45.29 吊环
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30 绳索节
46.31 横梁
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32 滑槽
47.33 滑块
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34 弹簧
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
49.图1至图8所示的一种用于重型负载的升降防坠机构，包括框架1以及位于框架1内的工装3，框架1的两侧均设有用于升降工装3的升降装置，升降装置中的升降气缸4顶部的固定端连接有动滑轮5，升降气缸4的伸缩端固定在框架1的底板上，穿过动滑轮5的牵引绳6的一端固定在框架1上，牵引绳6的另一端固定在工装3上，牵引绳6的另一端靠近工装3处套设有感应块7，工装 3上设有能够感应到感应块7所处位置的传感器8，框架1的两侧均立有导向杆 9，工装3的两侧分别固定有套设在导向杆9外并与导向杆9间隙配合的滑动夹紧装置10，滑动夹紧装置10包括套设在导向杆9外的空心套筒11以及位于空心套筒11和导向杆9外壁之间夹紧空间12内的夹爪13，空心套筒11上开设有与夹紧空间12相连通的通气孔14，夹爪13在与通气孔14相连通的充/放气系统的调节下沿着导向杆9升降进行夹紧或者放开导向杆9，充/放气系统和传感器8与控制器通讯控制连接，这样，当传感器8感应不到感应块7套设在牵引绳6外，即牵引绳6断裂或者有放松的情况发生时，控制器收不到传感器8的信号，此时，控制器通讯控制充/放气系统通过调节空心套筒11内夹紧空间12，经过通气孔14来对夹紧空间12进行放气来使得夹爪13和导向杆9之间实现间隙配合，对导向杆9进行夹紧，防止工装3继续抬升，使其保持静止状态，防止工装3坠落。
50.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，由 100缸径的伸缩气缸作为伸缩装置16进行提升挂钩17，框架1的顶部固定有两个对称布置的高位夹紧装置2，工装3的顶部固定有位于高位夹紧装置2正下方的卡块15，高位夹紧装置2包括伸缩装置16以及由伸缩装置16控制拉伸的挂钩17，挂钩17顶部设有两个分别铰接在框架1顶部和伸缩装置16的伸缩端处的铰接点；这样，当工装3被抬高到高位时，高位夹紧装置2中的拉钩17勾住工装3上的卡块15上开设的卡口，进行高位夹紧作业，若需要高位夹紧装置2 放开工装3，则需要控制器通讯控制的伸缩装置16的伸缩端铰接的挂钩17进行向上的拉伸，使得挂钩17以铰接在框架1上的铰接点为轴心，围绕其旋转，抬起的挂钩17将对着伸缩装置2向上的拉伸，慢慢的从卡块15的卡口中抽离出来，从而实现对工装3的收紧和放松。
51.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，框架1的顶部架设的横梁31上开设有滑槽32，滑槽32内卡设有能够沿着滑槽32 在横向上水平滑动的滑块33，滑块33上固定有高位夹紧装置2，可以通过调节高位夹紧装置2在框架1上的位置，来实现对不同型号工装3的高位夹紧或者放松作业。
52.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，卡块15内开设有卡孔，方便通过卡块15上的卡孔配合挂钩17实现对工装3的夹紧或者放松作业。
53.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，充/ 放气系统包括设置在连通通气孔14和气泵18的管路上的节流阀19、单向阀20 和二位二通电磁阀21，节流阀19、单向阀20和二位二通电磁阀21均与控制器通讯控制连接，这样，可以共同调节夹紧空间12内的充气或者放气情况，从推动或者放松位于夹紧空间12内的夹爪13沿着导向杆9上下滑动。
54.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，夹紧空间12是倒圆锥形空腔，夹爪13的顶部和空心套筒11的内顶面之间连接有若干弹簧34，空心套筒11的侧壁上开设有与倒圆锥形空腔的底部相连通的通气孔14，弹簧34可以是刚性弹簧，保证随时夹爪13随时切换到对导向杆9的夹紧状态。
55.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，框架1的
两侧均立有两条分别位于升降气缸4两侧的导轨22，导轨22与导向杆9 相互平行设置，升降装置还包括用于固定动滑轮5的动滑轮座23，动滑轮座23 上轴承固定有两个能够分别沿着位于动滑轮5两侧的导轨22上下滑行的导向轮 24；这样，可以很好地而控制动滑轮5抬升的方向，保持竖直向上，防止滑动夹紧装置10中的空心套筒11内的夹爪13和导向杆9之间的间隙配合出现偏向从而卡住。
56.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，框架1的支柱25上固定有与导向杆9平行设置的刻度尺26，这样，可以精确直观的观察工装3抬升的高度。
57.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，升降装置的顶部固定有定位销27，框架1上固定有与定位销27相适配的定位销套筒28，这样，可以通过定位销27和定位销套筒28之间的精确配合来确定工装 3没有偏离竖直方向在抬升。
58.对本实用新型提供的一种用于重型负载的升降防坠机构作进一步改进，牵引绳6的一端穿过固定在框架1上的吊环29，牵引绳6的另一端通过绳索节30 固定在工装3上，这样，牵引绳6可以牢固的连接框架1和工装3，防止在抬升的过程中坠落。
59.本实用新型的原理如下：
60.在要抬升的工装3两端各设有一个框架1，每个框架1内均设有两个分别位于框架1两侧的升降气缸4进行抬升，升降气缸4顶部连接动滑轮5，作为牵引绳6的钢丝绳穿过动滑轮5，钢丝绳的一端用吊环29固定在框架1上，另一端用钢丝绳用的绳索节30固定在要抬升的工装3上。升降气缸4推动，使动滑轮 5抬升，钢丝绳拉动工装3沿着导向杆9上升，在动滑轮5两侧安装有能够沿着导轨22上下滑动的导向轮24，两个导向轮24沿着导轨22滑动可以控制抬升的方向，使动滑轮5保持竖直向上运动。当工装3达到最高抬升点时，动滑轮座 23顶部的定位销27与定位销套筒28完美配合时，即保证了抬升的精度，保证工装3抬升的方向是沿着导向杆9的。这样可以避免导向杆9与滑动夹紧装置 10因工装3倾斜而产生卡死。另外，钢丝绳的感应块7安装在钢丝绳上，这样无论钢丝绳的哪端断裂都能检测出，当钢丝绳断裂，感应块7掉落，传感器8 失去信号，通讯连接的控制器可以发信号给滑动夹紧装置夹紧导向杆9。
61.滑动夹紧装置与导向杆的精度：
62.导向杆9与滑动夹紧装置10为间隙配合，配合公差为φ56h8/f7，导向杆9 和空心套筒11之间的间距《0.1mm，可避免夹紧装置夹紧不到等问题，以及有效防止油污的进入。使用前，需要先进行水平调试，分别位于工装3两端的框架1 的四个角上分别装有四个测距仪，可以测量工装3抬升的高度，实时反馈信号，调节升降气缸4的出油速度，使他们同步抬升。刻度尺26进行精度校准，避免因各端升降气缸4抬升速度不一致而产生工装3卡死。
63.滑动夹紧装置10正常工作状态下给定压力为60bar，即6mpa，二位二通电磁阀21处于进气位，进气压力推动夹爪13，使夹爪13保持在升高的位置，与导向杆9中间形成空隙，导向杆9能够自由滑动。节流阀19调整气压，防止压力过大，使空心套筒11内部产生撞击。单向阀20防止气体回流，防止主气源不稳定时，夹爪13来回晃动。当传感器8失去信号，控制器控制二位二通电磁阀21切换至泄气位，压力消失，空心套筒11内部的弹簧34推动夹爪13，与导向杆9贴合，此时进入锁定状态，夹爪13固定了导向杆9，但此时并未受力。当工装3继续下落，空心套筒11内部夹爪13被静摩擦拉入锁紧位置，达到制动的效果。此夹紧装置制动距离
即为夹爪13从锁定位置到锁紧位置所运动的距离，这个距离为5～15mm，制动距离非常的短。整个工装3的四周共设有八个传感器8，只要有任意一个失去信号，都会锁定所有的滑动夹紧装置10，使工装3 的四个端头同时固定住。
64.当需要把夹爪13从锁紧状态切换回解锁状态时，仅提供压力并不足以使他解锁，还需要将工装3向上抬，摩擦力带动夹爪13抬升一个制动距离后，方能解锁。这样就保证了装置的安全性，因为只有在四个升降气缸4完全修理完毕的状态下才能解锁。
65.整个工装3两侧的框架1内共立有四根立柱，单个滑动夹紧装置10最大锁紧力为67kn，整个抬升工装的机构可承重26.8吨的工装，一般工装重量为17 吨，小于最大承重，故可以满足抬升要求。
66.高位夹紧机构结构的受力分析：
67.如图4所示，l1＝120.5mm，l2＝92mm，工装总重量17000kg，提供给拉伸装置的拉升气缸的气源压力0.5mpa。
68.拉伸气缸力力矩：
69.m
气
＝l1*f
气
70.＝l1*p
主气源
*π*r^2
71.＝120.5(mm)*0.5(mpa)*3.14*50^2(cm^2)
72.＝4635.0325(nm)
73.工装重力矩：
74.m
工
＝g/4*l275.＝17000/4(kg)*9.8(n/kg)*92(mm)
76.＝3831.8(nm)
77.m
气
/m
工
＝4635.0325/3831.8≈1.2，安全系数为1.2
78.拉伸气缸的出力能满足工装夹紧。
79.本实用新型的优势在于：
80.1)承载负荷大，最大承重26.8吨；
81.2)制动距离短，制动距离5-15mm；
82.3)能有效防止油污进入，避免防坠失效，安全性高。
83.本实用新型通过开发重型升降机的防坠机构，能够达到对20多吨的重物进行瞬时制动，减少制动距离，且减少因为油污等而造成防坠失效的问题，避免因升降机意外坠落而带来的事故，保障人员安全与健康、设备和设施免受损坏、环境免遭破坏，达到安全生产的目的。
84.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。
85.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个
以上，除非另有明确具体的限定。
86.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或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实用新型中的具体含义。
87.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
88.以上仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。