专利名称：塔式起重机的安全限制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及建筑机械设备的改进，确切地讲是一种塔式起重机的安全限制装置，其应用在塔式重起机的重量、幅度—力矩安全运行工作中，属于建筑机械技术领域。
在建筑工程机械中，塔式起重机的安全装置有一种座标式力矩显示安全限制器，其由重量传感器，幅度传感器和模拟起重量与幅度特征曲线的坐标显示盘的限制机构组成。这种限制器由于其曲线坐标盘是固定形状，不能准确表示重量与幅度的变化特征，当塔机的变幅卷筒不统一时，其显示的特征坐标点会出现超差。该器的重量传感器是三轮式强力检出器，其是靠压缩弹簧高度变化来传输起重重量不大的变量，精度也不高。在实际施工中，要根据塔机起重量来变动压缩弹簧地直径，这样更换设备的操作相当不方便。该器的幅度传感器是采用螺杆变幅，游动螺母往返来传输幅度变量的。这种游动螺母经常失灵而损坏螺杆两端的幅度开关。总之，这种限制器虽然有自己的特点，但也有上述不可微调，精度不高，适应性差，易失灵，易损机的缺点。还有一种重量、力矩、幅度、限制器，其幅度传感器安装在起重臂悬接端的钢丝绳导向滑轮附近，传递从变幅卷筒轴端输出的幅度变量给限制器，以达到安装调试方便的目的。然而，该器的幅度传感器较复杂，而且不能传递动臂角幅变量，其适应面小。
本实用新型的目的是要提供一种结构简单，灵敏度高，运行可靠，适应性强，力矩特征曲线可随需要调节而不用更换零件，维修方便，安全实用的塔式起重机的安全限制装置。
本实用新型的任务是以下技术方案实现的研制了一种塔式起重机的安全限制装置，其包括安装在起重臂悬接端的起重钢丝绳导向滑轮附近的幅度传感机构和重量传感机构，以及该两机构所分别连接的限制机构，在该限制机构的机壳内，架穿有在该机壳壳壁上的，由重量传感机构所传递重量变量的拉轴，该轴上套装有滑动套和压缩弹簧，该簧被压缩安装在滑动套和固定套之间，该固定套由螺钉固定安装在拉轴一端，该固定套上还固定有伸长托板、断电开关和予警开关，这三者自下而上地叠装在一起并有伸出该两开关有一段带长槽的伸长托板，该长槽内穿套在一触挡杆上，该档杆竖直固定在滑动套上，并作为两开关触头随拉轴滑行的触及限制终点，从而构成重量限制器；在滑动套下面还固定有触轮，该轮下触端伸到力矩限制器的空间内，该限制器内安装有、固定轴、转轮和转盘，在该转轮上逆时针缠绕有传递幅度变量的拉线，该转轮安装在固定轴上，该轴又固定在该机壳的底座内，该转轮的上侧面固定有转盘，该盘上垂直固定有外围圆立圈板和盘内力矩特征曲线立圈板，该转轮的下侧面安装有对该轮施加顺时针扭力的扭转弹簧，从而构成转盘式力矩限制器。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的幅度传感机构，其可以是水平变幅的蜗轮蜗杆式幅度传感机构，其蜗杆通过连轴器与变幅卷筒的中心轴对接并构成与该卷筒同步转动，由蜗杆带动的蜗轮上还固接有滑轮，该轮上缠绕有拉线，该线的另一端连固缠绕在力矩限制器的转轮上，作为变幅卷筒的水平幅度变量的输出拉线。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的幅度传感机构，其可以动臂变角幅的幅度传感机构，其是安装在起重臂悬接端的悬接铰链轴上的圆轮铰盘，该铰盘上固接有经过该铰盘中心的辐射角式的拉线，该线的另一端也连固在力矩限制器的转轮上，作为动臂变幅的角幅变量的输出拉线。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的重量传感机构，其安装在起重钢丝绳导向滑轮上方，由牵拉滑轮挂牵在起重钢丝绳上并将该绳拉紧成一钝角，该滑轮由支承夹板所支承，该夹板还连固有拉杆和斜拉孔板，该拉杆穿固在该孔板的座架底套上，并伸套在压缩弹簧和固定套架管内，该簧及其压紧挡圈和螺母螺固在拉杆末端并可在该管内滑动，在该管外壁上固定有限制机构机壳前方的铰链轴座，该管外壁下面还通过管底座架固在塔机机架上；所述的斜拉孔板，其与支承夹板呈一固定角度地斜伸在该夹板上方一侧，该孔板的长孔槽里固定有一销轴，该销轴中段再铰套接有一铰链，该铰链固接在牵拉连杆的一端头上，而该杆另一端又通过活动销轴铰接在微调摆板的长孔槽中，该摆板上还设有与该孔槽平行的微调滑槽，该滑槽内设有一滑套，该套又连接在从限制机构机壳内穿伸出的拉轴轴端开口槽里，该摆板的下端又铰接在固定套架管外壁上的铰链轴座上，并以该座的铰链轴为轴心而摆动，从而将重量变更传递到重量限制器的拉轴上。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的压缩弹簧，其压缩在固定套架管里，其压缩弹性限度的规格依其被压缩的长度与起重重量成正比为设计标准，选定该簧的簧丝直径规格在φ6～20mm。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的外围圆立圈板，其立圈板板筒外壁固定有最大幅度和最小幅度的螺栓触块，当传递幅变量的拉线拉动转轮及其转盘上的外围圆立圈板逆时针转动时，最大幅度的螺栓触块可触及设在该机壳内壁上的限位开关，从而断开向前增大的幅度控制电源，停止变幅卷筒的转动；当拉线松开时，则由扭转弹簧对转轮施顺时针拉力，进而带动外围圆立圈板顺时针转动，这样设在该立圈板上的最小幅度的螺栓触块触及设在该机壳内壁上的另一限位开关，从而断开向后变幅的幅度控制电源停止变幅卷筒的转动。
本塔式起重机的安全限制装置，所述的盘内力矩特征曲线立圈板，其曲线形状是依据力×力臂＝力矩的公式和塔机的起重重量与幅度特性曲线数据表制成的；该板垂直固定在转盘盘面上是由设在该板底沿上的数枚垂直于该板的带调节孔的底脚片及其螺栓而安装固定在转盘盘面上的，相应地该盘面上也设有对应安装调节孔，该孔作为微量调节该曲线立圈板曲率特征的安装调节孔，其孔与螺栓配合将该板固定在该盘面上，构成适应安全限制精度的力矩特征曲线立圈板。
本塔式起重机的安全限制装置的优点有一、由于重量传感机构设计了微调摆板与限制机构的拉轴铰链连接并自动微调达到了重量传感精度高，动作简单又准确的限制效果。二、由于限制机构上半部的重量限制器与下半部的转盘式力矩限制器通过触轮和曲线立圈板而有机动态配合，实现了重量、幅度—力矩的安全限制和优化配合，达到了运行可靠，适应性强，安全实用的目的。三、由于力矩特征曲线立圈板本身又可微调曲率，实现了本装置特有的适应优化范围大的性能。四、由于采用动臂变角幅的幅度传感机构和采用水平变幅长的幅度传感机构，都可传输入限制机构的力矩限制器内，达到满足各种变幅要求，是其它限制器所办不到的。本装置经实现证明运行平稳，动作灵敏，安全可靠，适应性强是目前塔式起重机较为理想的安全限制装置。
本实用新型的实施例结合附图进一步描述如下，如图所示
图1为水平变幅的塔式起重机的安全限制装置安装示意图。
图2为动臂变角幅的起重机的安全限制装置安装示意图。
图3为塔式起重机的安全限制装置的重量传感机构结构示意图。
图4为塔式起重机的安全限制装置的重量微调机构结构俯视图。(图3的A-A视图)
图5为塔式起重机的安全限制装置的限制机构剖视图。
图6为塔式起重机的安全限制装置的限制机构俯剖视图。(图5的B-B视图)制成的塔式起重机的安全限制装置，如图1、2、3所示，其安装在起重臂5、(5’)悬接端的起重钢丝绳6导向滑轮8附近。其主要包括三大机构幅度传感机构3，(3’)，重量传感机构和限制机构1。其中幅度传感机构和重量传感机构分别连接在限制机构1的拉线2和拉轴14上。本装置的限制机构1具体结构如图5、6所示在该机构1的机壳53之内，架穿有在该机壳53壳壁上的，由重量传感机构所传递重量变量的拉轴14。该轴14上套装有滑动套39和压缩弹簧41。该簧41被压缩安装在滑动套39和固定套38之间。该固定套38由螺钉固定安装在拉轴14一端。该固定套38上还固定有伸长托板42，断电开关45和予警开关44。这三者自下而上地叠装在一起并有伸出该两开关有一段带长槽40的伸长托板42。该长槽40内穿套在一触挡杆43上。该档杆43竖直固定在滑动套39上，并作为两开关触头32、33随拉轴14滑行的触及限制终点，从而构成重量限制器。在滑动套39下面还固定有触轮46，该轮46下触端伸到力矩限制器的空间内。该限制器内安装有固定轴47，转轮48和转盘49。在该转轮上逆时针缠绕在传递幅度变量的拉线2。该转轮48安装在固定轴47上。该轴47又固定在该机壳53的底座内。该转轮48的上侧面固定有转盘49，该盘49上垂直固定有外围圆立圈板50和盘内力矩特征曲线立圈板51，该转轮48的下侧面安装有对该轮48施加顺时针扭力的扭转弹簧52，从而构成转盘式力矩限制器。
本装置的幅度传感机构有两种形式一种为水平变幅的蜗轮蜗杆式幅度传感机构3，如图1所示其蜗杆9通过连轴器与变幅卷筒4的中心轴对接并构成与该卷筒4同步转动。由蜗杆9带动的蜗轮10上还固接有滑轮11。该轮11上缠绕有拉线2。该线2的另一端连固缠绕在力矩限制器的转轮48上作为变幅卷筒4的水平幅度变更的输出拉线2。
本装置的另一种动臂变角幅的幅度传感机构如图2所示其是安装在起重臂5’悬接端的悬接铰链轴上的圆轮铰盘3’。该铰盘3’上固接有经过该铰盘中心的辐射角式的拉线2，该拉线2的另一端也连固在力矩限制器的转轮48上，作为动臂变幅的角幅变量的输出拉线2。
本装置的限制机构1，如图1、2所示其固定在管底座13上，该底座13上架承有重量传感机构的固定套架管12，并架固在塔机机架7″上。该两种幅度传感机构分别由拉线2传输幅度变量入限制机构1。塔机的起重钢丝绳6的重量变量则由牵拉滑轮17将起重钢丝绳6拉紧成一钝角，而该绳6的两端架挂在起重臂5，(5’)悬接端的导向滑轮8和塔机转体架7’顶部的滑轮7之间。
本装置的重量传感机构，如图1、2、3、4所示。其安装在起重钢丝绳6的导向滑轮8上方，由牵拉滑轮17挂牵在起重丝绳6上并将该绳6拉紧成一钝角。该滑轮17由支承夹板15所支承。该夹板15还连固有拉杆24和斜拉孔板18。该拉杆24穿固在该孔板18的座架底套16上，并伸套在压缩弹簧25和固定套架管12内。弹簧25及其压紧挡圈26和螺母27螺固在拉杆24末端并可在该管12内滑动。在该管12外壁上固定有限制机构1的机壳53前方的铰链轴座23。该管12外壁下面还通过管底座13架固在塔机机架7″上。本机构的斜拉孔板18与支承夹板15呈一固定角度(60度)地斜伸在该夹板15上方一侧。该孔板18的长孔槽30里固定有一销轴28。该销轴28中段再铰套接有一铰链29。该铰链29固接在牵拉连杆19的一端，而该杆/9另一端又通过活动销轴31铰接在微调摆板20的长孔槽21中。该摆板20上还设有与该孔槽21平行的微调滑槽22。该滑槽22内设有一滑轴35及其滑套36。该套36又连接在从限制机构1的机壳53内穿伸出的拉轴14轴端开口槽37里。该摆板20的下端又铰接在固定套架管12外壁上的铰链轴座23上，并以该座20的铰链轴为轴心而摆动，从而将重量变量传递到限制机构1的重量限制器的拉轴14上。
当塔机提升重物时，起重钢丝绳6合力拉动牵动滑轮17，从而带动拉杆24向外伸，这样就压缩设在固定套架管12内的压缩弹簧25缩短。该簧25的缩短尺寸与起重量大小成正比，在压缩弹性限度内选定弹簧簧丝直径为6mm。其适应为矩为16T·M。与拉杆24连固的斜拉孔板18随拉杆24前移，从而带动牵拉连杆19前移，进而使微调摆板20以铰链轴座23为轴心摆动一角度。该连杆19的端铰链轴13在长孔槽21中上、下滑动，从而使微调滑槽22里的滑套36拉动铰接在拉轴14上的开口槽37中的滑轴35，使拉轴14外伸，达到传递重量变量的目的。为了提高传递精度，微调摆板20摆动的弧线长于斜拉孔板18的平移直线，这就以平移直线转换成弧线提高传递幅度。在斜拉孔板18上的长孔槽30中牵拉连杆19的铰链轴28是固定的，而在微调摆板20的长孔槽21中的该连杆19的铰链轴31则是在该孔槽21中上、下滑动的。该摆板20上的微调滑槽22中也有滑套36，其在随该摆板20摆动而时该滑槽22中上、下滑动。安装调试时，可调节好在斜拉孔板18的长孔槽30中的销轴28，并固定在该孔板18上，还可调节好在拉轴14的轴端开口槽37中的滑轴35，并固定在拉轴14上。这样在微调摆板20上的两槽21、22中的销轴31、滑轴35则可上、下滑动，从而实现微调重量变量的传递精度。
本装置的重量限制器在限制重量变量的过程中，当塔机起重量达90％以上时，由于拉轴14的外伸，可使固定套38上的予警开关44的触头32，首先触及到触挡杆43，则由予警发出警报信号。当负荷重量达到105％时，更加伸出的拉轴14，可使固定套38上的断电开关45的触头33，也触及到触挡杆43，则可切断起重电源，塔机停止提升。这样塔机的起重运行只能在最大起重量之内运行。
本装置的力矩、限制器在限制力矩变量的过程中，当起重力矩达90％以上时，由于滑动套39可在拉轴14上滑动，该套39下面固接的触轮46可以在力矩特征曲线立圈板51逆时针转动时，触及到该立圈板51而被阻止随拉轴/4外移，这时随拉轴14继续移动的固定套38上的予警开关44和断电开关45的触头32和33移了就会被触挡而起作用，达到安全控制力矩变化在一定的最佳安全范围内。本装置的起重臂的工作幅度达到最大限度时，由于幅度传感机构的拉线2拉动转轮48逆时针方向转动，与该轮48同步转动的外围圆立圈板50上的最大幅度螺栓触块56就会触及到限位开关54，该开关54安置在机壳53的内壁上，进而断开向前运行吊钩的变幅钢丝绳的控制电源，保证幅度变化不会超限。塔机起重臂的最小工作幅度达最小限度时，由于扭转弹簧52的作用，使该立圈板50顺时针转动，这样就会使该立圈板50上的最小幅度螺栓触块57触及到设在机壳53内壁上的另一限位开关55，从而断开向后运行吊钩的变幅钢丝绳的控制电源停止变幅卷筒的转动。
本装置的盘内力矩特征曲线立圈板51，可以固塔机变幅卷筒的直径不同而调节成不同曲率的曲线立圈板51，该板51是由底脚片58与其螺栓将该板51垂直固定在转盘49上的。相应地该盘49盘面上对应设有安装调节孔60。该孔60与该片58上的调节孔59配合由螺栓固定构成适应安全限制精度的力矩特征曲线立圈板51的各种形状的曲线形，从而实现最佳的幅度，重量—力矩的安全控制。
权利要求1.一种塔式起重机的安全限制装置，其包括安装在起重臂悬接端的起重钢丝绳导向滑轮附近的幅度传感机构和重量传感机构，以及该两机构所分别连接的限制机构，其特征在于在该限制机构的机壳内，架穿有在该机壳壳壁上的，由重量传感机构所传递重量变量的拉轴，该轴上套装有滑动套和压缩弹簧，该簧被压缩安装在滑动套和固定套之同，该固定套由螺钉固定安装在拉轴一端，该固定套上还固定有伸长托板、断电开关和予警开关，这三者自下而上地叠装在一起并有伸出该两开关有一段带长槽的伸长托板，该长槽内穿套在一触挡杆上，该档杆竖直固定在滑动套上，并作为两开关触头随拉轴滑行的触及限制终点，从而构成重量限制器；在滑动套下面还固定有触轮，该轮下触端伸到力矩限制器的空间内，该限制器内安装有、固定轴、转轮和转盘，在该转轮上逆时针缠绕有传递幅度变量的拉线，该转轮安装在固定轴上，该轴又固定在该机壳的底座内，该转轮的上侧面固定有转盘，该盘上垂直固定有外围圆立圈板和盘内力矩特征曲线立圈板，该转轮的下侧面安装有对该轮施加顺时针扭力的扭转弹簧，从而构成转盘式力矩限制器。
2.根据权利要求1所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的幅度传感机构，其可以是水平变幅的蜗轮蜗杆式幅度传感机构，其蜗杆通过连轴器与变幅卷筒的中心轴对接并构成与该卷筒同步转动，由蜗杆带动的蜗轮上还固接有滑轮，该轮上缠绕有拉线，该线的另一端连固缠绕在力矩限制器的转轮上，作为变幅卷筒的水平幅度变量的输出拉线。
3.根据权利要求1所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的幅度传感机构，其可以动臂变角幅的幅度传感机构，其是安装在起重臂悬接端的悬接铰链轴上的圆轮铰盘，该铰盘上固接有经过该铰盘中心的辐射角式的拉线，该线的另一端也连固在力矩限制器的转轮上，作为动臂变幅的角幅变量的输出拉线。
4.根据权利要求1所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的重量传感机构，其安装在起重钢丝绳导向滑轮上方，由牵拉滑轮挂牵在起重钢丝绳上并将该绳拉紧成一钝角，该滑轮由支承夹板所支承，该夹板还连固有拉杆和斜拉孔板，该拉杆穿固在该孔板的座架底套上，并伸套在压缩弹簧和固定套架管内，该簧及其压紧挡圈和螺母螺固在拉杆末端并可在该管内滑动，在该管外壁上固定有限制机构机壳前方的铰链轴座，该管外壁下面还通过管底座架固在塔机机架上；所述的斜拉孔板，其与支承夹板呈一固定角度地斜伸在该夹板上方一侧，该孔板的长孔槽里固定有一销轴，该销轴中段再铰套接有一铰链，该铰链固接在牵拉连杆的一端头上，而该杆另一端又通过活动销轴铰接在微调摆板的长孔槽中，该摆板上还设有与该孔槽平行的微调滑槽，该滑槽内设有一滑套，该套又连接在从限制机构机壳内穿伸出的拉轴轴端开口槽里，该摆板的下端又铰接在固定套架管外壁上的铰链轴座上，并以该座的铰链轴为轴心而摆动，从而将重量变更传递到重量限制器的拉轴上。
5.根据权利要求4所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的压缩弹簧，其压缩在固定套架管里，其压缩弹性限度的规格依其被压缩的长度与起重重量成正比为设计标准，选定该簧的簧丝直径规格在φ6～20mm。
6.根据权利要求1所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的外围圆立圈板，其立圈板板筒外壁固定有最大幅度和最小幅度的螺栓触块，当传递幅变量的拉线拉动转轮及其转盘上的外围圆立圈板逆时针转动时，最大幅度的螺栓触块可触及设在该机壳内壁上的限位开关，从而断开向前增大的幅度控制电源，停止变幅卷筒的转动；当拉线松开时，则由扭转弹簧对转轮施顺时针拉力，进而带动外围圆立圈板顺时针转动，这样设在该立圈板上的最小幅度的螺栓触块触及设在该机壳内壁上的另一限位开关，从而断开向后变幅的幅度控制电源停止变幅卷筒的转动。
7.根据权利要求1所述塔式起重机的安全限制装置，其特征在于所述的盘内力矩特征曲线立圈板，其曲线形状是依据力×力臂＝力矩的公式和塔机的起重重量与幅度特性曲线数据表制成的；该板垂直固定在转盘盘面上是由设在该板底沿上的数枚垂直于该板的带调节孔的底脚片及其螺栓而安装固定在转盘盘面上的，相应地该盘面上也设有对应安装调节孔，该孔作为微量调节该曲线立圈板曲率特征的安装调节孔，其孔与螺栓配合将该板固定在该盘面上，构成适应安全限制精度的力矩特征曲线立圈板。
专利摘要一种塔式起重机的安全限制装置,其有幅度、重量、力矩传感机构和限制机构所组成。通过拉线和拉轴传入力矩限制器和重量限制器内,再由力矩特征曲线立圈板式的转盘与弹簧拉管式重量限位器,将起重量、幅度－力矩限制在安全的最佳范围内。该装置可调试,改变曲线形状和起重量范围,其各部件安装位置紧凑,体积小,动作灵敏,安全可靠,运行安全,使用寿命长,适应面广,广泛应用在动臂角变幅和水平变幅的各种型号的塔式起重机上。
文档编号B66C23/00GK2297433SQ9624843
公开日1998年11月18日 申请日期1996年11月19日 优先权日1996年11月19日
发明者田昆 申请人:田昆