专利名称：一种集中驱动起重机安全保护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种起重机安全保护装置，尤其是涉及一种起升机构、变幅机构及回转机构集中驱动式桅杆起重机、防止各机构误动作的安全保护装置。
背景技术：
目前，许多码头使用的桅杆式起重机一般有起升、变幅、回转三大机构来实现该种起重机的功能起升、变幅、右旋、左旋。这些基本动作，桅杆起重机是分别用四个钢丝绳卷筒收放钢丝绳来完成，这四个卷筒分别为起升卷筒，变幅卷筒，右旋卷筒和左旋卷筒。各个机构的动力源都是由集中驱动方式提供驱动力的。即由一个动力源给若干个单独机构提供动力，各独立机构通过离合方式获得动力，使该钢丝绳卷筒工作，反向时经脱开离合，松开制动，靠自重自由放绳。参见图1原起升机构卷筒工作原理图，操控每个卷筒均须三个动作控制，四个机构共需十二个动作，其中以八个动作为主，且各动作间相互依存、相互制约，习惯上称为联动和互锁。目前使用中的桅杆式起重机，多数仍然是手动操控模式，即十二个动作分别独立操控，由于没有联动和互锁功能，操作起来难度较大，最大缺点是易出现误动作，难以实现安全保护，致使安全生产得不到足够的保障。
现有的桅杆起重机操纵这四个卷筒是采用手动控制方式，操纵各个卷筒的各单独动作都有其它动作配合，如表(1)示从表(1)知，每个动作除控制离合外还必须同时控制3～4个刹车，这对于原机构的纯手动控制方式是非常困难的，这必然是操作难度大，误动作机会增加，不能达到起重机所需的安全性能要求。
表1
例如以起升机构为例，参见图1，它的基本动作为钢丝绳卷筒正转——吊钩起升钢丝绳卷筒反转——吊钩下降钢丝绳卷筒停止——吊钩停止原起升机构工作原理(参见图1)动力源是由1飞轮带动2输入轴、提供一个恒定的转动力矩，动作前，先踩紧刹车踏板12，通过连杆11使10处于刹车状态，同时离合手柄9处于拉开位置，使离合器3处于分离状态，分开输入轴2与卷筒4的接合，以切断动力源，再将锁扣手柄7拉向右使插锁6与锁孔5分开，使卷筒4处于制动状态。
吊钩起升将离合手柄9推向左边、推动连杆8，使整个卷筒4轴向左移，压迫离合3，通过摩擦传动，使卷筒4获得输入轴2的转动力矩，同时松开脚刹12，卷筒4正向转动，收绕钢丝绳，使吊钩起升。
吊钩停止将离合手柄9拉向右边，使3分离，切断动力源同时踩紧脚刹12，使卷筒4停止转动吊钩停止。
吊钩下降在停止状态下，松开脚刹12，卷筒4受到吊钩等的重力拖动，自由反转放绳，使吊钩下降。
停机在吊钩停止状态下，将锁扣手柄推向左边，使插锁6插入锁孔5内，使卷筒不能转动，此时可松开脚刹，关机离开。
原机构是纯手动控制，由单独的手柄和踏板控制。
实用新型内容本实用新型的目的，就是提供一种集中驱动起重机安全保护装置，方便地实现各机构的联动和互锁，因此可方便地设置各种安全模式，而且操作起来方便简单，不会出现误动作，从而达到港口起重机所需要的安全性能要求。
为实现上述目的，本实用新型的集中驱动起重机安全保护装置，包括集中驱动的起升、变幅、右旋、左旋四个钢丝绳卷筒机构，以及各机构的离合器、刹车器、机械锁，其特征是所述的离合器、刹车器、机械锁的动力源为气缸加弹簧复位，所述的各气缸通过电磁换向阀控制，所述的电磁换向阀由低压电路控制，其可分为起升、变幅、右旋、左旋回路，各回路由一低压电源供电，其输出线路上装有急停开关JT；所述的起升回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K11、接触器C11；回路2上串联有常开按钮开关A11、常闭按钮开关A12、接触器C12，而按钮开关A11两端又与接触器C12的一对两常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A13、接触器C13；回路4上串联有常开按钮开关A14、接触器C14及接触器C11的一对常开触点；在回路2、3间联有接触器C12的一对常开触点；所述的变幅回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K21、接触器C21；回路2上串联有常开按钮开关A21、常闭按钮开关A22、接触器C22，而按钮开关A21两端又与接触器C22的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A23、接触器C23及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A24、接触器C24及接触器C21的一对常开触点；在回路2、3间联有接触器C22的一对常开触点；
所述的右旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K31、接触器C31；回路2上串联有常开按钮开关A31、常闭按钮开关A32、接触器C32，而按钮开关A3 1两端又与接触器C32的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A33、接触器C33及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A34、接触器C34及接触器C31的一对常开触点，而按钮开关A34两端又与接触器C43的一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C32的一对常开触点；所述的左旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K41、接触器C41；回路2上串联有常开按钮开关A41、常闭按钮开关A42、接触器C42，而按钮开关A41两端又与接触器C42的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A43、接触器C43；回路4上串联有常开按钮开关A44、接触器C44及接触器C41的一对常开触点，而按钮开关A44两端又分别与接触器C23、C33的各一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C42的一对常开触点。
本实用新型的有益效果是由于采用了“逻辑电路——气动——机械传动”的方式，实现对集中驱动多机构的控制，使各机构按照安全模式实现相应的联动或自锁，操作简便安全可靠。
图1为原起升机构卷筒工作原理示意图。
图2为本实用新型实施例起升机构卷筒工作原理示意图。
图3为实施例的气压系统原理示意图。
图4为实施例的电路原理示意图。
图5为本实用新型实施例集中驱动各机构卷筒工作原理示意图。
具体实施方式
如图2至图5所示，本实用新型实施例的集中驱动起重机安全保护装置，采用“逻辑电路——气动——机械传动”的方式，实现对集中驱动多机构的控制，使各机构按照安全模式实现相应的联动或自锁，达到操作简便，安全可靠目的。
从图1与图2对比可知，改进后的机构是采用气缸推动替代了原机构的手动操作，而各气缸是采用电磁换向阀控制，各电磁换向阀由一个低压电路控制。由于引入电路控制，不但使该电路具有一定的逻辑性，设置所需的互联锁及联动功能，使操作既简单方便，又能严格按表(1)的动作要求，实现对该起重机的安全控制，这无疑是一种较为理想的安全保险装置。
本实用新型实施例的集中驱动起重机安全保护装置，包括集中驱动的起升、变幅、右旋、左旋四个钢丝绳卷筒机构，以及各机构的离合器、刹车器、机械锁，离合器、刹车器、机械锁的动力源为气缸加弹簧复位，各气缸通过电磁换向阀控制，电磁换向阀由低压电路控制，其可分为起升、变幅、右旋、左旋回路，各回路由一低压电源供电，其输出线路上装有急停开关JT；在市压供电的电路上，串联有常开按钮开关QA及常闭按钮开关TA、接触器C，而按钮开关QA两端又与接触器C的另两常开触点并联；起升回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K11、接触器C11；回路2上串联有常开按钮开关A11、常闭按钮开关A12、接触器C12，而按钮开关A11两端又与接触器C12的一对两常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A13、接触器C13；回路4上串联有常开按钮开关A14、接触器C14及接触器C11的一对常开触点；在回2、3间联有接触器C12的一对常开触点；变幅回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K21、接触器C21；回路2上串联有常开按钮开关A21、常闭按钮开关A22、接触器C22，而按钮开关A21两端又与接触器C22的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A23、接触器C23及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A24、接触器C24及接触器C21的一对常开触点；在回路2、3间联有接触器C22的一对常开触点；右旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K31、接触器C31；回路2上串联有常开按钮开关A31、常闭按钮开关A32、接触器C32，而按钮开关A31两端又与接触器C32的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A33、接触器C33及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A34、接触器C34及接触器C31的一对常开触点，而按钮开关A34两端又与接触器C43的一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C32的一对常开触点；左旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K41、接触器C41；回路2上串联有常开按钮开关A41、常闭按钮开关A42、接触器C42，而按钮开关A41两端又与接触器C42的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A43、接触器C43；回路4上串联有常开按钮开关A44、接触器C44及接触器C41的一对常开触点，而按钮开关A44两端又分别与接触器C23、C33的各一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C42的一对常开触点。
改进后的工作原理仍以起升机构卷筒为例说明，参见图2，动力源仍是由飞轮1带动输入轴2提供一个恒定的转动力矩，动作前先启动气缸14(GQ01)活塞杆顶出，推动摆杆7向右摆动，带动插锁6与锁孔5分开，相应离合器3常态已在分离状态，不需辅加动作，脚刹12常态也是刹车状态，同样不需辅加动作，换言之，卷筒4的常态是处于工作时的停止状态(或称制动状态)。
吊钩起升启动气缸16(GQ02)活塞缸顶出，推动连杆8使整个卷筒4轴向左移，压迫离合器3通过摩擦传动，使卷筒4获得输入轴2的转动力矩，同时启动气缸18(GQ03)推动刹车卡板19向下移动，使连杆11自由松开，从面使刹车带10松开，卷筒4正向转动，收绕钢丝绳，使吊钩起升。
吊钩停止气缸16(GQ02)复位使3分离，切断动力源，气缸18(GQ03)复位，19上移通过连杆11使刹车带10处于刹车状态，使卷筒4停止转动吊钩停止。
吊钩下降启动气缸18(GQ03)推动刹车卡板19向下移动，使连杆11自由松开，从而使刹车带10松开，卷筒4受到吊钩等的重力拖动，自由反向放绳，使吊钩下降。
停机气缸14(GQ01)复位，推动摆杆7向左摆动，使插锁6插入锁孔5内卷筒4锁死不能转动，关机离开。
从图1与图2对比可知，改进后的机构是采用气缸推动替代了原机构的手动操作，而各气缸是采用电磁换向阀控制，各电磁换向阀由一个低压电路控制。
本新型还可方便获得以下几点安全保护1.急停保护在任何情况下，只要按下急停开关，则整机各机构均处于制动状态。
2.停电保护若在工作过程中突然停电，则整机处于静止状态。
3.失气保护当气路突然中断，或气管突然断裂致使气压骤然降到常压时，该系统所控制的机构将立刻自动刹车。
4.意外保护万一操作者发生意外(例如跌到等)，其手离开控制按钮时，该机马上制动，整机立刻停止工作。
5、限位保护当机构运动到达某一极限时，立即自动停止动作。此时操作只能后退不能前进。
6.安全电压保护控制电路采用36V的安全电压，确保操作者操作安全。
整机工作原理桅杆式起重机的基本动作为起升——吊钩上升(平面位置不变)下降——吊钩下降(平面位置不变)减幅——臂杆上摆(吊钩到回转中心的水平距离缩短)增幅——臂杆下摆(吊钩到回转中心的水平距离增加)左旋——臂杆左摆右旋——臂杆右摆桅杆式起重机就是运用上述六个基本动作在规定的空间内进行装卸货物作业的。上述六个基本动作，该起重机是分别用四个钢丝绳卷筒收放钢丝绳来完成，这四个卷筒分别为起升卷筒，变幅卷筒，右旋卷筒和左旋卷筒。
各单独动作都有其它动作配合，如表(1)示。
下面就以本实用新型——集中驱动条件下的起重机安全保险装置，应用在桅杆式起重机上，按表(1)所列各基本动作要求，逐一说明其工作原理。
集中驱动方式说明图5是总工作原理图，中部表示集中驱动方式，由一个集中驱动输入，带动两个飞轮单方向转动，分别带动传动轴输出恒定的转动力矩，作为各机构的动力源，这就是集中驱动方式。
工作前准备系统通电通气、打开各插锁，按下按钮A41、A31、A21、A11，各卷筒插锁脱离锁孔各卷筒开锁；开锁确定各气缸动作至摆杆碰到相应的行程开关，表示插锁已完全脱离各锁孔，即卷筒开锁确定。
从图4知，相对应的C41、C31、C21、C11四接触器工作从而打开了以下各电路的通道，也就是说，只有开锁确定后才能开始机构动作，否则不能动作，这是防止误动作的一种安全功能。
1、起升按下按钮A13，则接触器C13工作，F12、F13两电磁阀通电，QG02、QG03两气缸顶出，由于气缸QG02顶出，起升卷筒左移，压迫离合片，接通了由飞轮、转轴传来的动力源，卷筒被带动正转，吊钩起升，同时由于气缸QG03顶出刹车松开，卷筒正常转动，对照表(1)起升卷筒离合处于合状态，刹车处于松状态，其余各机构处于静止刹车状态均符合。
2、起升停止当松开按钮开关A13，则接触器C13立刻停止工作，F12、F13两电磁换向阀断电，从图3知，由于F12、F13断电复位，QG02、QG03两气缸反向动作复位；从图5知由于气缸QG02复位，起升卷筒右移脱开离合，切断由飞轮、转轴传来的动力源，同时由于气缸QG03复位，刹车压紧，起升卷筒停止转动，呈刹死状态。
3、下降按住按钮开关A14，则接触器C14工作，电磁换向阀F13通电，气缸QG03顶出，刹车松开，起升卷筒受到吊钩等的重力拖动，自由反向转动(放绳)，使吊钩下降，对照表(1)各机构状态均符合。
4、下降停止与上述2起升停止同理，当松开按钮开关A14，气缸QG03复位，起升卷筒停止转动，呈刹停状态。
5、起升机构停机按动按钮开关A12，则接触器C12失电各C12触点打开，导至C13，C14失电，C13、C14各触点随即打开，使F11、F12、F13三个电磁换向阀断电，QG01，QG02，QG03三气缸复位，即离合分开，刹车刹停，插锁由于气缸QG01回程有节流作用，稍迟一步动作，待卷筒完全刹停时才插向锁孔，如图3、图5示。
6、减幅按住按钮开关A23，此变幅原理与起升原理大致相同，所不同的就是减幅时多了一个C41触点，也就是说它必须在左旋电路C41工作时才能启动C23，C41工作意味着K41闭合，即左旋卷筒插锁完全打开。
同时当按住A23，则C23工作，从左旋电路图知C44也跟着动作，F43通电，QG12顶出，左旋刹车松开。接触器C23、C44工作，电磁换向阀F22、F23、F43通电，气缸QG05、QG06，QG12工作，由于QG05工作变幅卷筒右移压迫离合器，接通了由飞轮，转轴传来的动力源，卷筒被带动正转，臂杆上升，幅度减少同时由于QG06顶出，刹车松开，以使卷筒正常转动，另外，由于QG12顶出，左旋卷筒刹车放松，以防止因臂杆上升而导致左右旋两绳互相拉死现象，此是另一种安全保护方式，习惯上称为联动保护。对照表(1)各机构状态均符合。
7、减幅停止与上述起升停止同理，当松开按钮开关A23，接触器C23失电，C23各触点打开，使电磁换向阀F22、F23、F43断电，QG05、QG06、QG12三气缸复位，变幅卷筒停止转动，呈刹停状态。
8、增幅与上述3、下降同理，按住按钮开关A24。
9、增幅停止与上述2、起升停止同理，当松开按钮开关A24。
10、变幅机构停机与上述5、起升机构停机同理，按动按钮开关A22。
11、右旋与上述6，减幅同理，同样与左旋构成联动保护。
按住按钮开关A33。
12、右旋停止与上述7、减幅停止同理，松开按钮A33。
13、左旋与上述11、右旋同理，按住按钮开关A43则接触器C43工作。
14、左旋停止与上述12、右旋停止同理，松开按钮开关A43。
15、左右旋机构停机与上述5、起升机构停机同理，分别按住按钮开关A42及A32。
权利要求1.一种集中驱动起重机安全保护装置，包括集中驱动的起升、变幅、右旋、左旋四个钢丝绳卷筒机构，以及各机构的离合器、刹车器、机械锁，其特征是所述的离合器、刹车器、机械锁的动力源为气缸加弹簧复位，所述的各气缸通过电磁换向阀控制，所述的电磁换向阀由低压电路控制，其可分为起升、变幅、右旋、左旋回路，各回路由一低压电源供电，其输出线路上装有急停开关JT；所述的起升回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K11、接触器C11；回路2上串联有常开按钮开关A11、常闭按钮开关A12、接触器C12，而按钮开关A11两端又与接触器C12的一对两常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A13、接触器C13；回路4上串联有常开按钮开关A14、接触器C14及接触器C11的一对常开触点；在回路2、3间联有接触器C12的一对常开触点；所述的变幅回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K21、接触器C21；回路2上串联有常开按钮开关A21、常闭按钮开关A22、接触器C22，而按钮开关A21两端又与接触器C22的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A23、接触器C23及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A24、接触器C24及接触器C21的一对常开触点；在回路2、3间联有接触器C22的一对常开触点；所述的右旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K31、接触器C31；回路2上串联有常开按钮开关A31、常闭按钮开关A32、接触器C32，而按钮开关A31两端又与接触器C32的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A33、接触器C33及接触器C41的一对常开触点；回路4上串联有常开按钮开关A34、接触器C34及接触器C31的一对常开触点，而按钮开关A34两端又与接触器C43的一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C32的一对常开触点；所述的左旋回路又并联有四回路回路1上串联有行程开关K41、接触器C41；回路2上串联有常开按钮开关A41、常闭按钮开关A42、接触器C42，而按钮开关A41两端又与接触器C42的一对常开触点并联；回路3上串联有常开按钮开关A43、接触器C43；回路4上串联有常开按钮开关A44、接触器C44及接触器C41的一对常开触点，而按钮开关A44两端又分别与接触器C23、C33的各一对常开触点并联；在回路2、3间联有接触器C42的一对常开触点。
专利摘要一种适用于起升机构、变幅机构及回转机构集中驱动式桅杆起重机、防止各机构误动作的安全保护装置，包括起升、变幅、右旋、左旋四个钢丝绳卷筒机构，以及各机构的离合器、刹车器、机械锁，离合器、刹车器、机械锁的动力源为气缸加弹簧复位，各气缸通过电磁换向阀控制，电磁换向阀由低压电路控制，其可分为起升、变幅、右旋、左旋回路，各回路由一低压电源供电，其输出线路上装有急停开关JT；采用了“逻辑电路－气动－机械传动”的方式，实现对集中驱动多机构的控制，使各机构按照安全模式实现相应的联动或自锁，操作简便安全可靠。
文档编号B66C13/18GK2705438SQ20042004582
公开日2005年6月22日 申请日期2004年5月17日 优先权日2004年5月17日
发明者梁坚 申请人:梁坚