CN117003144B - 带排绳和负载保护的绞盘 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带排绳和负载保护的绞盘，包括：架体，安装在架体中、且位于前方的排绳装置，安装在架体中、且位于排绳装置后方、两者平行设置的滚筒，滚筒的两侧分别是与架体固定连接的液压马达和减速组件，还有在滚筒内部靠近液压马达一侧设置的刹车机构，该绞盘在刹车机构与减速组件之间还设有负载保护装置；负载保护装置在滚筒内，空间上节约，也不会受到外界环境的干扰，机械的传动结构，在制造时对各个动作相关部件试验出一个合理参数后，即可以获得稳定可靠的反应动作，因此，比现有技术监测缆绳张力的方式要更为可靠，并且该负载保护装置在停机的最后时刻能够自动复位，这样作业人员仅需消除缆绳缠绕就可以马上恢复作业。

Description

带排绳和负载保护的绞盘

技术领域

本发明属于绞盘技术领域，具体涉及一种带排绳和负载保护的绞盘。

背景技术

各式绞盘中，当配套的缆绳长度较长时一般需要再配套排绳装置以在收纳时使缆绳均匀有序的排列，如授权公告号CN201320506549.9的中国实用新型专利，它公开了一种绞盘的排绳装置，改进点在于对绞盘的收、放绳过程进行定位，实现钢丝绳在滚筒上有序排列，并且避免了钢丝绳乱绳及交叉存放对钢丝绳寿命的影响。一般具有排绳装置的绞盘还被用于长距离的牵引，比如跨江、跨桥等临时电缆线的收放，在长距离的收线过程中，缆绳与途中异物发生缠绕、牵绊的概率增加，缆绳被异物缠绕、牵绊如果没有及时停止，缆绳极易发生断裂损坏，为此现有技术中常常设置电子装置对缆绳的张力进行监测，当张力超过预设值也就是出现负荷过载的情况则主动关停动力，但是电子装置在户外不良环境下出现故障的几率高，为此，在这些使用场景中，要进一步保护缆绳，绞盘还需要具有在负荷过载时能稳定的使牵引立即失效的保护装置。

发明内容

本发明针对上述问题，提供了一种带排绳和负载保护的绞盘，该绞盘在排绳收线时机械结构组成的防过载保护装置能够在缆绳发生被异物缠绕、牵绊时，稳定且立即使牵引失效。

本发明的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种带排绳和负载保护的绞盘，包括：架体，安装在架体中、且位于前方的排绳装置，安装在架体中、且位于排绳装置后方、两者平行设置的滚筒，滚筒的两侧分别是与架体固定连接的液压马达和减速组件，还有在滚筒内部靠近液压马达一侧设置的刹车机构，该绞盘在刹车机构与减速组件之间还设有负载保护装置；

液压马达的输出轴穿过刹车机构后与负载保护装置的一端可拆卸的固定连接，减速组件的接收输入轴与负载保护装置的另一端可拆卸的固定连接；减速组件的输出端为外齿轮，该外齿轮直接和设有匹配内齿圈的滚筒啮合连接，整体收线工作时，液压马达输出轴穿过刹车机构将动力传递到负载保护装置，负载保护装置将动力传递到减速组件的接收输入轴，减速组件再将动力回传到滚筒，液压马达启动的同时排绳装置同步启动，收绳过程中，当出现缆绳被异物缠绊，滚筒拉动缆绳的牵引力发生增大的变化，当该牵引力达到设定值后将触发负载保护装置启动，液压马达输出的动力被中断，缆绳得以保护，负载保护装置在马达关停后能够自动复位。

作为优选，触发负载保护装置包括位于中间、直径最大的活动连接套，与活动连接套同轴且贯穿的传动长轴；活动连接套的主体部分在其中一端一体设置有轴承安装部，同一端、轴承安装部向远端延伸一连接部，该连接部与减速组件的接收输入轴连接；活动连接套的主体部分的另一端边沿具有直径向内缩小的缩口，在缩口内壁上、等间隔固定设置多个连接块，连接块远离缩口内壁的一侧为弧面、朝向活动连接套内部的一端具有延伸的一段，该延伸的一段外形趋向渐小、且延伸一段的弧面上具有两处避让槽；传动长轴朝向缩口一侧的一段具有连接键槽、另一端套设轴承。活动连接套为一体式的设计结构强度更好。

作为优选，触发负载保护装置还包括与传动长轴可转动连接的轴向固定环座，与轴向固定环座可转动配合、且一端贴靠在轴向固定环座上另一端为自由端的第一弹簧顶接转环，与第一弹簧顶接转环同轴且间隔设置的第二弹簧顶接转环以及同轴、且一端固定在第一弹簧顶接转环上、另一端固定在第二弹簧顶接转环上的压缩弹簧。第一弹簧顶接转环、第二弹簧顶接转环、压缩弹簧三者组合后用于提供凸轮面之间的摩擦力，通过摩擦力来承担荷载，也就是说压缩弹簧的弹力决定在多大的荷载下切换过载保护，而压缩弹簧的设置位置内外空间的留空，其选用的大小规格可以很广泛。

作为优选，轴向固定环座被贴靠安装在活动连接套的主体部分、且是朝向轴承安装部一侧的内底壁；第一弹簧顶接转环、第二弹簧顶接转环、压缩弹簧三者均处在活动连接套内部。 该设计让结构紧凑，空间占用小。

作为优选，触发负载保护装置还包括与传动长轴可转动连接的从动凸轮件，与从动凸轮件凸轮面接触配合、且与连接键槽连接的主动凸轮件，在主动凸轮件的平面端、与传动长轴通过径向设置连接销完成两者固连的固定挡圈，套设在主动凸轮件和从动凸轮件外周且与两者通过抵触的方式进行传动的驱动连接套；第二弹簧顶接转环可转动的套设在从动凸轮件其凸轮一侧的背面。动力传递选择凸轮面接触配合，这样与压缩弹簧配合下就能够自动找到平衡点，也就是在两个斜面一定的接触范围内，传动都是持续有效的，而一旦负荷过大，两个斜面之间发生滑移，压缩弹簧被挤压，连接结构脱离，牵引失效，也就达到了保护的目的。

作为优选，主动凸轮件和从动凸轮件一样均为一端是平面另一端为凸轮面，凸轮面由两段较缓的斜坡面衔接两段较急的斜坡面组成，较缓的斜坡面定义为长坡面，较急的斜坡面定义为短坡面，主动凸轮件上的两条长坡面定义为第一长坡面、短坡面定义为第一短坡面，从动凸轮件上的两条长坡面定义为第二长坡面、短坡面定义为第二短坡面；主动凸轮件和从动凸轮件的外圆直径相同、且在长坡面和短坡面交接对应的外周面均设置凸起的抵触部，主动凸轮件的抵触部定义为主动轮抵触部，从动凸轮件的抵触部定义为从动轮抵触部。

作为优选，驱动连接套一端为花键结构、另一端形似套筒的结构，套筒结构的内孔侧壁过直径相对的具有凸起的格挡段，花键一端与液压马达输出轴固定连接，格挡段在驱动连接套整体安装后与主动轮抵触部抵触。套筒结构和格挡段的设计类似与轴套连接中常用的键连接，连接可靠稳定。

作为优选，从动凸轮件朝向驱动连接套一侧的端面设有与连接块的数量、位置、形状均相匹配的接合孔。

作为优选，接合孔中设置了封堵门，封堵门外形贴合接合孔的弧面，封堵门的一端铰接在接合孔的底面、另一端为柱形。柱形的重量增大离心力，方便设定配重调节封堵门的启闭时机。

作为优选， 在接合孔的弧面设有磁吸石。磁吸石保证封堵门在离心力降低到一定程度后被吸附，以使得接合孔的空间完全开放，为接合做好准备。

综上，本发明与现有技术相比具有如下优点：

本发明的绞盘，在滚筒内设计了负载保护装置，由此空间上节约，也不会受到外界环境的干扰，机械的传动结构，在制造时对各个动作相关部件试验出一个合理参数后，即可以获得稳定可靠的反应动作，因此，比现有技术监测缆绳张力的方式要更为可靠，并且该负载保护装置在停机的最后时刻能够自动复位，这样作业人员仅需消除缆绳缠绕就可以马上恢复作业，由此，本发明在空间利用上、在作业效率、劳动强度上都取得了良好表现。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明另一角度的整体结构示意图；

图3为本发明的右视图；

图4为图3中A-A处的全剖视图；

图5为本发明隐藏了排绳装置和滚筒后的结构示意图；

图6为负载保护装置的结构示意图；

图7为负载保护装置的各零件爆炸图；

图8为负载保护装置隐藏了活动连接套后的结构示意图；

图9为负载保护装置隐藏了活动连接套、驱动连接套后的结构示意图；

图10为活动连接套的结构示意图；

图11为传动长轴、从动凸轮件、主动凸轮件三者组合后的结构示意图；

图12为驱动连接套的结构示意图；

图13为图11中A处的局部放大图；

图14为驱动连接套、从动凸轮件、主动凸轮件三者组合后的结构示意图。

图中标记：

架体01，轴承02，固定挡圈03，磁吸石04，排绳装置100，滚筒200，液压马达300，减速组件400，刹车机构500，负载保护装置600，活动连接套610，轴承安装部612，连接部613，缩口614，连接块615，避让槽616，传动长轴620，连接键槽621，轴向固定环座630，第一弹簧顶接转环640，第二弹簧顶接转环650，压缩弹簧660，从动凸轮件670，从动轮抵触部671，第二长坡面672、第二短坡面673，接合孔674，主动凸轮件680，主动轮抵触部681，第一长坡面682，第一短坡面683，驱动连接套690，格挡段691，封堵门700。

具体实施方式

下面结合附图所表示的实施例对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1-5所示，一种带排绳和负载保护的绞盘，其基本结构与现有技术中带排绳的绞盘相似，包括：架体01，安装在架体01中、位于前方的排绳装置100和位于后方两者平行设置的滚筒200，滚筒200的两侧分别是与架体01固定连接的液压马达300和减速组件400，还有在滚筒200内部靠近液压马达300一侧设置的刹车机构500以及在刹车机构500与减速组件400之间设置的负载保护装置600；

液压马达300的输出轴穿过刹车机构500后与负载保护装置600的一端可拆卸的固定连接，减速组件400的接收输入轴与负载保护装置600的另一端可拆卸的固定连接；减速组件400的输出端为外齿轮，该外齿轮直接和设有相匹配内齿的滚筒200啮合连接，整体收线工作时，液压马达300输出轴穿过刹车机构500将动力传递到负载保护装置600，负载保护装置600将动力传递到减速组件400的接收输入轴，减速组件400再将动力回传到滚筒200，液压马达300启动的同时排绳装置100同步启动，本实施例排绳采用的是丝杠带动的方式，此为现有技术不作赘述，收绳过程中，当出现缆绳被异物缠绊，滚筒200拉动缆绳的牵引力发生增大的变化，当该牵引力达到设定值后将触发负载保护装置600启动，负载保护装置600启动后液压马达300输出的动力在触发负载保护装置600中被中断，缆绳得以保护，操作人员关停马达，负载保护装置600在马达关停后能够自动复位，待消除异物缠绊，操作人员检查就绪后正常开启即可继续作业。

如图6所示，触发负载保护装置600包括位于中间、直径相对最大的活动连接套610，与活动连接套610同轴且贯穿的传动长轴620；活动连接套610如图10所示，最外圈、体形最大的为主体部分；活动连接套610的主体部分在其中一端一体设置有轴承安装部612，同一端、轴承安装部612向远端延伸一连接部613，该连接部613与减速组件400的接收输入轴连接；活动连接套610的主体部分的另一端边沿具有直径向内缩小的缩口614，在缩口614内壁上、等间隔固定设置多个连接块615，连接块615远离缩口614内壁的一侧为弧面、朝向活动连接套610内部的一端具有延伸的一段，该延伸的一段外形趋向渐小、且延伸一段的弧面上具有两处避让槽616；传动长轴620朝向缩口614一侧的一段具有连接键槽621、另一端套设轴承02，传动长轴620通过该轴承02与轴承安装部612的配合连接得以和活动连接套610可转动的连接组合。

如图7所示，触发负载保护装置600还包括与传动长轴620可转动连接的轴向固定环座630，与轴向固定环座630可转动配合、且一端贴靠在轴向固定环座630上另一端为自由端的第一弹簧顶接转环640，与第一弹簧顶接转环640同轴且间隔设置的第二弹簧顶接转环650以及同轴、且一端固定在第一弹簧顶接转环640上、另一端固定在第二弹簧顶接转环650上的压缩弹簧660；

轴向固定环座630被贴靠安装在活动连接套610的主体部分朝向轴承安装部612一侧的内底壁，安装后轴向固定环座630在轴向被固定，自身可沿轴线回转；第一弹簧顶接转环640、第二弹簧顶接转环650、压缩弹簧660三者均处在活动连接套610内部，第二弹簧顶接转环650受力后压缩弹簧660压缩，第二弹簧顶接转环650获得沿传动长轴620轴向的移动。

如图9所示，触发负载保护装置600还包括与传动长轴620可转动连接的从动凸轮件670，与从动凸轮件670凸轮面接触配合、且内孔壁上设有凸起以作为键与连接键槽621连接的主动凸轮件680，在主动凸轮件680的平面端、与传动长轴620通过径向设置连接销完成两者固连的固定挡圈03，套设在主动凸轮件680和从动凸轮件670外周且与两者通过抵触的方式进行传动的驱动连接套690；第二弹簧顶接转环650可转动的套设在从动凸轮件670其凸轮一侧的背面。

如图12和图7所示，主动凸轮件680和从动凸轮件670一样均为一端是平面另一端为凸轮面，凸轮面由两段较缓的斜坡面衔接两段较急的斜坡面组成，较缓的斜坡面定义为长坡面，较急的斜坡面定义为短坡面，主动凸轮件680上的两条长坡面定义为第一长坡面682、短坡面定义为第一短坡面683，从动凸轮件670上的两条长坡面定义为第二长坡面672、短坡面定义为第二短坡面673；主动凸轮件680和从动凸轮件670的外圆直径相同、且在长坡面和短坡面交接对应的外周面均设置凸起的抵触部，主动凸轮件680的抵触部定义为主动轮抵触部681，从动凸轮件670的抵触部定义为从动轮抵触部671。

如图12所示，驱动连接套690一端为花键结构、另一端形似套筒的结构，套筒结构的内孔侧壁过直径相对的具有凸起的格挡段691，花键一端与液压马达300输出轴固定连接，格挡段691则如图14所示，在驱动连接套690整体安装后与主动轮抵触部681抵触，此时，在压缩弹簧660的推力下，从动轮抵触部671不与格挡段691转动方向的面进行抵触，也就是从动轮抵触部671具有滑移转动的空间，以使从动凸轮件670能够沿轴向移动。

如图11所示，从动凸轮件670朝向驱动连接套690一侧的端面设有与连接块615的数量、位置、形状均相匹配的接合孔674，接合孔674的大小略微大于连接块615，以在慢速转动下两者更容易接合，在作业时，若缆绳被异物缠绊，牵引力增大的情况下，接合孔674和连接块615两者将脱开，脱开的瞬间从动凸轮件670的负载立即变得很小，因此将被主动凸轮件680带动而快速的转动，而快速的转动下接合孔674和连接块615无法完成接合，由此活动连接套610停止转动，相应的滚筒200也停滞，这样就保证了缆绳不被继续拉扯。

另外，为了让从动凸轮件670即使在相对慢速转动下，连接块615也无法进入接合孔674，而是在从动凸轮件670即将停止转动的最后一或两圈的时候连接块615得以进入接合孔674，此目的下，在接合孔674中设置了利用离心力自动打开的封堵门700，如图13所示，封堵门700外形贴合接合孔674的弧面，封堵门700的一端铰接在接合孔674的底面、另一端为柱形，作为配重，在接合孔674的弧面设有磁吸石04，当从动凸轮件670快速转动的时候，离心力将摆脱磁吸石04的吸力使得封堵门700处于打开的状态，而封堵门700的高度与从动凸轮件670的端面是齐平的设置，这样即使连接块615来到接合孔674的位置两者也因为被封堵门700阻挡而不会完成接合，这样滚筒200保持停滞，缆绳也将不会被继续拉扯，而当按下液压马达300停止按钮后，从动凸轮件670速度逐渐下降，将封堵门700的重量设计在最后几圈的时候重量克服离心力回到初始位置并被磁吸石04吸附，这样连接块615也就能够在最后的几圈与接合孔674完成接合，此时，液压马达300也完全的停止。

主动凸轮件680、从动凸轮件670、传动长轴620三者组合后如图11所示，三者间的动态关系如图8-9所示，在压缩弹簧660的作用力下，第一长坡面682与第二长坡面672相互抵触，固定挡圈03限制了主动凸轮件680的移动，也就是主动凸轮件680与从动凸轮件670在压缩弹簧660的作用力下处于平衡的状态，此时主动凸轮件680转动将带动从动凸轮件670一起转动，而如果从动凸轮件670在外力下加入载荷，则第一长坡面682与第二长坡面672以及压缩弹簧660三者将重新寻找一个平衡点，也就是载荷下第一长坡面682与第二长坡面672的接触位置由低处向高处一侧转移，而压缩弹簧660被进一步挤压也就提供更大的反作用力，使得第一长坡面682与第二长坡面672的抵触摩擦力增大，这样平衡以后就能承载更大的载荷，而此时活动连接套610是通过连接块615与接合孔674接合在传递动力，载荷增大，等于从动凸轮件670是往压缩弹簧660一侧发生位移的，也就是连接块615与接合孔674的接合的深度在变小，当载荷增大到一定的数值时（或者说设定数值时），连接块615将完全的脱离出接合孔674，此时，如前述，连接块615无法立即回到接合孔674中，连接块615的端面接合孔674处的平面接触摩擦，此时，刹车机构500设定为介入以保证滚筒200稳定，虽然连接块615处于摩擦的状态，但是作业人员是在操作状态下，会立即关停液压马达300，因此摩擦损害不大，关停液压马达300后，如前述连接块615重新进入接合孔674，完成复位，整体的动作过程达到了控制超负荷、保护缆绳的目的。

文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种带排绳和负载保护的绞盘，包括：架体（01），安装在架体（01）中、且位于前方的排绳装置（100），安装在架体（01）中、且位于排绳装置（100）后方、两者平行设置的滚筒（200），滚筒（200）的两侧分别是与架体（01）固定连接的液压马达（300）和减速组件（400），还有在滚筒（200）内部靠近液压马达（300）一侧设置的刹车机构（500），其特征在于，该绞盘在刹车机构（500）与减速组件（400）之间还设有负载保护装置（600）；

液压马达（300）的输出轴穿过刹车机构（500）后与负载保护装置（600）的一端可拆卸的固定连接，减速组件（400）的接收输入轴与负载保护装置（600）的另一端可拆卸的固定连接；减速组件（400）的输出端为外齿轮，该外齿轮直接和设有匹配内齿圈的滚筒（200）啮合连接，整体收线工作时，液压马达（300）输出轴穿过刹车机构（500）将动力传递到负载保护装置（600），负载保护装置（600）将动力传递到减速组件（400）的接收输入轴，减速组件（400）再将动力回传到滚筒（200），液压马达（300）启动的同时排绳装置（100）同步启动，收绳过程中，当出现缆绳被异物缠绊，滚筒（200）拉动缆绳的牵引力发生增大的变化，当该牵引力达到设定值后将触发负载保护装置（600）启动，液压马达（300）输出的动力被中断，缆绳得以保护，负载保护装置（600）在马达关停后能够自动复位；

所述触发负载保护装置（600）包括位于中间、直径最大的活动连接套（610），与活动连接套（610）同轴且贯穿的传动长轴（620）；活动连接套（610）的主体部分在其中一端一体设置有轴承安装部（612），同一端、轴承安装部（612）向远端延伸一连接部（613），该连接部（613）与减速组件（400）的接收输入轴连接；活动连接套（610）的主体部分的另一端边沿具有直径向内缩小的缩口（614），在缩口（614）内壁上、等间隔固定设置多个连接块（615），连接块（615）远离缩口（614）内壁的一侧为弧面、朝向活动连接套（610）内部的一端具有延伸的一段，该延伸的一段外形趋向渐小、且延伸一段的弧面上具有两处避让槽（616）；传动长轴（620）朝向缩口（614）一侧的一段具有连接键槽（621）、另一端套设轴承（02）；

所述触发负载保护装置（600）还包括与传动长轴（620）可转动连接的轴向固定环座（630），与轴向固定环座（630）可转动配合、且一端贴靠在轴向固定环座（630）上另一端为自由端的第一弹簧顶接转环（640），与第一弹簧顶接转环（640）同轴且间隔设置的第二弹簧顶接转环（650）以及同轴、且一端固定在第一弹簧顶接转环（640）上、另一端固定在第二弹簧顶接转环（650）上的压缩弹簧（660）；

所述轴向固定环座（630）被贴靠安装在活动连接套（610）的主体部分、且是朝向轴承安装部（612）一侧的内底壁；第一弹簧顶接转环（640）、第二弹簧顶接转环（650）、压缩弹簧（660）三者均处在活动连接套（610）内部；

所述触发负载保护装置（600）还包括与传动长轴（620）可转动连接的从动凸轮件（670），与从动凸轮件（670）凸轮面接触配合、且与连接键槽（621）连接的主动凸轮件（680），在主动凸轮件（680）的平面端、与传动长轴（620）通过径向设置连接销完成两者固连的固定挡圈（03），套设在主动凸轮件（680）和从动凸轮件（670）外周且与两者通过抵触的方式进行传动的驱动连接套（690）；第二弹簧顶接转环（650）可转动的套设在从动凸轮件（670）其凸轮一侧的背面。

2.根据权利要求1所述的带排绳和负载保护的绞盘，其特征在于，所述主动凸轮件（680）和从动凸轮件（670）一样均为一端是平面另一端为凸轮面，凸轮面由两段较缓的斜坡面衔接两段较急的斜坡面组成，较缓的斜坡面定义为长坡面，较急的斜坡面定义为短坡面，主动凸轮件（680）上的两条长坡面定义为第一长坡面（682）、短坡面定义为第一短坡面（683），从动凸轮件（670）上的两条长坡面定义为第二长坡面（672）、短坡面定义为第二短坡面（673）；主动凸轮件（680）和从动凸轮件（670）的外圆直径相同、且在长坡面和短坡面交接对应的外周面均设置凸起的抵触部，主动凸轮件（680）的抵触部定义为主动轮抵触部（681），从动凸轮件（670）的抵触部定义为从动轮抵触部（671）。

3.根据权利要求1所述的带排绳和负载保护的绞盘，其特征在于，所述驱动连接套（690）一端为花键结构、另一端形似套筒的结构，套筒结构的内孔侧壁过直径相对的具有凸起的格挡段（691），花键一端与液压马达（300）输出轴固定连接，格挡段（691）在驱动连接套（690）整体安装后与主动轮抵触部（681）抵触。

4.根据权利要求1所述的带排绳和负载保护的绞盘，其特征在于，所述从动凸轮件（670）朝向驱动连接套（690）一侧的端面设有与连接块（615）的数量、位置、形状均相匹配的接合孔（674）。

5.根据权利要求4所述的带排绳和负载保护的绞盘，其特征在于，所述接合孔（674）中设置了封堵门（700），封堵门（700）外形贴合接合孔（674）的弧面，封堵门（700）的一端铰接在接合孔（674）的底面、另一端为柱形。

6.根据权利要求5所述的带排绳和负载保护的绞盘，其特征在于，在所述接合孔（674）的弧面设有磁吸石（04）。