CN110077978A - 一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机，包括控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、报警器；第一传速传感器检测驱动齿轮转速，第二传速传感器检测卷筒转速；在卷扬离合器处于接合状态时，控制器获取第一转速传感器和第二转速传感器信号，判断驱动齿轮与卷筒的转速差，转速差达到预设值时，控制器向报警器发出报警信号。本发明保护了卷扬离合器，延长卷扬离合器使用寿命，提高卷扬离合器使用安全性。

Description

一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机。

背景技术

强夯机是在建筑工程中由于需要对松土压实处理的机器，工作原理是反复提升夯锤至一定高度后，然后放下夯锤，自由落下的夯锤压实松土。卷扬驱动一般采用机械驱动或者液压驱动。目前，由于卷扬在起钩提升夯锤时，需要大扭矩，一般操作人员会加大油门提升发动机转速增大驱动卷扬扭矩，待发动机转速升高后，然后操纵卷扬手柄使卷扬离合器接合，该操作方式会使得卷扬的驱动齿轮与卷筒之间的速度差较大，卷扬离合器内部动摩擦加剧，造成卷扬离合器过早损坏，安全性下降。另外，卷扬离合器使用一段时间后，会出现卷扬离合器打滑现象，如何检测卷扬离合器打滑现象，提醒操作人员及时维修更换，是目前急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机。

一方面，本发明提供了一种卷扬离合器打滑报警系统，卷扬包括卷筒和驱动齿轮，在卷扬上安装有卷扬离合器，卷扬离合器安装在卷筒和驱动齿轮之间，用于驱动卷筒与驱动齿轮之间的接合和分离；包括控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、报警器；第一传速传感器检测驱动齿轮转速，第二传速传感器检测卷筒转速；在卷扬离合器处于接合状态时，控制器获取第一转速传感器和第二转速传感器信号，判断驱动齿轮与卷筒的转速差，转速差达到预设值时，控制器向报警器发出报警信号。

为了判断卷扬离合器接合与分离状态，在进一步地技术方案中，包括第三传感器和卷扬手柄，卷扬手柄用于操纵卷扬离合器接合与分离，第三传感器检测卷扬手柄位置信号，控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器接合或分离状态。

为了判断卷扬离合器接合与分离状态，在进一步地技术方案中，包括第三传感器，卷扬离合器包括卷扬离合器油缸，第三传感器检测卷扬离合器油缸的供油油路油压值，控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器接合或分离状态。

为了防止卷扬离合器打滑及动摩擦，在进一步地技术方案中，包括发动机转速传动器和卷扬手柄，卷扬手柄用于操纵卷扬离合器接合与分离，控制器通过发动机转速传动器实时采集发动机实际转速，控制器内预设有发动机转速阀值，当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，卷扬手柄才能操纵卷扬离合器接合。

为了防止卷扬离合器打滑及动摩擦，在进一步地技术方案中，包括液压泵、第一换向阀、卷扬手柄、控制阀；卷扬离合器包括卷扬离合器油缸，液压泵输出的液压油经第一换向阀至卷扬离合器油缸，卷扬手柄输出的先导压力油经控制阀至第一换向阀的控制油口；当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀得电，使卷扬手柄输出的先导压力油至第一换向阀的控制油口断开，卷扬离合器分离；当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀失电，卷扬手柄输出的先导压力油至第一换向阀的控制油口使第一换向阀换向，液压泵输出的液压油经第一换向阀至卷扬离合器油缸使卷扬离合器接合。

为了防止卷扬离合器打滑及动摩擦，在进一步地技术方案中，包括液压泵、第一换向阀、卷扬手柄、控制阀；卷扬离合器包括卷扬离合器油缸，液压泵输出的液压油经第一换向阀、控制阀至卷扬离合器油缸，卷扬手柄输出的先导压力油至第一换向阀的控制油口；当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀得电，使液压泵输出的液压油至卷扬离合器油缸之间的油路断开，卷扬离合器分离；当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀失电，卷扬手柄输出的先导压力油至第一换向阀的控制油口使第一换向阀换向，液压泵输出的液压油至卷扬离合器油缸使卷扬离合器接合。

进一步地，卷扬包括旋转轴、制动液压油缸、制动机构；卷筒可旋转的安装在旋转轴上，驱动齿轮与旋转轴连接，卷扬离合器油缸安装在驱动齿轮上，驱动齿轮与卷扬离合器相连接，卷扬离合器油缸驱动卷扬离合器使驱动齿轮与卷筒接合与分离；制动液压油缸驱动制动机构使卷筒制动。

进一步地，包括单向阀和液压储能器，单向阀和液压储能器连接在液压泵至第一换向阀之间的油路中。

另外，本发明提供了一种强夯机，包括如上述的卷扬离合器打滑报警系统；包括发动机、液力变矩器，发动机的动力通过液力变矩器传递给卷扬。

本发明的一种卷扬离合器打滑报警系统和强夯机有益效果在于：保护了卷扬离合器，延长卷扬离合器使用寿命，提高卷扬离合器使用安全性。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的第一实施例卷扬离合器打滑报警系统示意图；

图2为本发明的第二实施例卷扬离合器打滑报警系统示意图；

图3为本发明的卷扬离合器打滑报警系统电气控制示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供了第一实施例的一种卷扬离合器打滑报警系统，包括卷扬10、控制器、发动机转速传动器、卷扬手柄18，在卷扬10上安装有卷扬离合器104，卷扬手柄18用于操纵卷扬离合器104接合与分离，控制器通过发动机转速传动器实时采集发动机实际转速，控制器内预设有发动机转速阀值，当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，卷扬手柄18才能操纵卷扬离合器104接合，防止卷扬离合器104打滑和动摩擦。发动机转速阀值一般设置为发动机怠速转速。

如图1所示，包括液压泵3、第一换向阀16、卷扬手柄18、控制阀17、单向阀14、液压储能器15；卷扬离合器104包括卷扬离合器油缸107，液压泵3输出的液压油经第一换向阀16至卷扬离合器油缸107，单向阀14和液压储能器15连接在液压泵3至第一换向阀16之间的油路中，在液压泵3的输出油路中还连接有溢流阀19。卷扬手柄18输出的先导压力油经控制阀17至第一换向阀16的控制油口。控制阀17可以是电磁换向阀也可以是电磁通断阀。

卷扬10包括卷筒100、旋转轴101、驱动齿轮102、制动液压油缸105、制动机构103；卷筒100可旋转的安装在旋转轴101上，驱动齿轮102与旋转轴101连接，卷扬离合器油缸107安装在驱动齿轮102上，驱动齿轮102与卷扬离合器104相连接，卷扬离合器油缸107驱动卷扬离合器104使驱动齿轮102与卷筒100接合与分离；制动液压油缸105驱动制动机构103使卷筒(100)制动。

当发动机起动后，液压泵3旋转，当第一换向阀16处于左位时，液压泵3输出的压力油通过单向阀14向液压储能器15供油，当液压泵3的输出压力达到溢流阀预设值时，液压泵3输出的压力油通过溢流阀流回油箱。

当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀17得电，控制阀17处于左位。在此时，操作人员操纵卷扬手柄18动作，卷扬手柄18输出的先导压力油至第一换向阀16的控制油口断开，无法使第一换向阀16换向，第一换向阀16处于左位，液压泵3输出的液压油无法经过第一换向阀16至卷扬离合器油缸107，卷扬离合器104分离，驱动齿轮102与卷筒100分离。

当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀17失电，控制阀17处于右位。在此时，操作人员操纵卷扬手柄18动作，卷扬手柄18输出的先导压力油至第一换向阀16的控制油口使第一换向阀16换向，第一换向阀16处于右位，液压泵3输出的液压油经过第一换向阀16至卷扬离合器油缸107，卷扬离合器104接合，驱动齿轮102与卷筒100接合。

如图2所示，本发明提供的第二实施例的一种卷扬离合器打滑报警系统，第二实施例与第一实施例不同在于：控制阀17设置在第一换向阀16与卷扬离合器油缸107之间的油路中。

当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀17得电，控制阀17处于左位。在此时，第一换向阀16与卷扬离合器油缸107之间的油路断开，操作人员操纵卷扬手柄18动作，卷扬手柄18输出的先导压力油至第一换向阀16的控制油口使第一换向阀16换向，第一换向阀16处于右位，由于控制阀17处于左位，液压泵3输出的液压油无法经过控制阀17至卷扬离合器油缸107，卷扬离合器104分离，驱动齿轮102与卷筒100分离。

当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀17失电，控制阀17处于右位。在此时，操作人员操纵卷扬手柄18动作，卷扬手柄18输出的先导压力油至第一换向阀16的控制油口使第一换向阀16换向，第一换向阀16处于右位，液压泵3输出的液压油经过第一换向阀16、控制阀17至卷扬离合器油缸107，卷扬离合器104接合，驱动齿轮102与卷筒100接合。

如图3所示，本发明提供的一种卷扬离合器打滑报警系统，包括控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、报警器；第一传速传感器检测驱动齿轮102转速，第二传速传感器检测卷筒100转速；在卷扬离合器104处于接合状态时，控制器获取第一转速传感器和第二转速传感器信号，判断驱动齿轮102与卷筒100的转速差，转速差达到预设值时，控制器向报警器发出报警信号。

为了判断卷扬离合器104接合与分离状态，包括两种方案，在第一方案中包括第三传感器，第三传感器检测卷扬手柄18位置信号，控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器104接合或分离状态。在第二方案中包括第三传感器，第三传感器检测卷扬离合器油缸107的供油油路油压值。在图1的第一实施例中，第三传感器安装在卷扬离合器油缸107至第一换向阀16之间的供油油路中。在图2的第二实施例中，第三传感器安装在卷扬离合器油缸107至控制阀17之间的供油油路中。控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器104接合或分离状态。

如图1所示，本发明还提供了一种强夯机，包括发动机1、液力变矩器4、卷扬10，发动机1的动力通过液力变矩器4传递给卷扬10。

对于本领域技术人员都知道，液力变矩器4以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的形式之一。液力变矩器4有一个密闭工作腔，液体在腔内循环流动，其中泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相连。发动机1带动输入轴旋转时，液体从离心式泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力变矩器4靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。液力变矩器4不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。导轮对液体的导流作用使液力变矩器4的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器。输出扭矩与输入扭矩的比值称变矩系数，输出转速为零时的零速变矩系数通常约2～6。变矩系数随输出转速的上升而下降。液力变矩器4的输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间没有刚性联接。液力变矩器4的特点是：能消除冲击和振动,过载保护性能和起动性能好；输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速，两轴的转速差随传递扭矩的大小而不同；有良好的自动变速性能，载荷增大时输出转速自动下降，反之自动上升；保证发动机1有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到发动机1上。液力变矩器4在额定工况附近效率较高，最高效率为85％～92％。

因此，本发明将液力变矩器4应用于强夯机的传动系统中，驱动卷扬10旋转，可以提高强夯施工可靠性和稳定性，可以满足高强度的强夯施工要求。

另外，还包括输送泵11和散热器12，发动机1驱动输送泵11旋转，液力变矩器4的进油口通过进油路B与输送泵11的出油口连接，液力变矩器4的出油口通过回油路A分别与散热器12的进油口相连接，散热器12的出油口与输送泵11的进油口相连接。输送泵11与散热器12及液力变矩器4之间构成强制冷却系统。

在进一步的技术方案中，还包括分动箱2、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7、第二传动轴8、减速箱9；发动机1、分动箱2、液力变矩器4、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7沿X轴方向布置在卷扬10和减速箱9的右侧。如图2所示，发动机1、分动箱2、液力变矩器4、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7沿X轴方向布置在卷扬10和减速箱9的左侧。

第二传动轴8Y轴方向布置，发动机1的输出轴沿X轴方向布置，卷扬10的旋转轴101沿Y轴方向布置，传动箱7的输入轴沿X轴方向布置，传动箱7的输出轴沿Y轴方向布置；发动机1、分动箱2、液力变矩器4、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7、第二传动轴8、减速箱9、卷扬10为相互独立单元，每个单元可以单独拆除更换。

发动机1的动力一部分通过分动箱2传递给液力变矩器4,另一部分通过分动箱2传递给液压泵3；液力变矩器4的输出动力通过第一传动轴5、变速箱6传递给传动箱7，传动箱7的输出动力通过第二传动轴8、减速箱9驱动卷扬10旋转。卷扬10动力传递路线：发动机1—分动箱2—液力变矩器4—第一传动轴5—变速箱6—传动箱7—减速箱9—卷扬10。液压泵3传递路线：发动机1—分动箱2—液压泵3。两条动力传递路线相互独立，互不干涉。该传动路线布置相比现有技术优点在于：液压泵3的动力没有经过液力变矩器4，提高了传动效率。当液压泵3和卷扬10同时工作时，发动机1间歇驱动卷扬10旋动，产生扭矩波动，会被液力变矩器4吸收。液压传动和机械传动互不干涉，强夯机液压系统压力波动小，强夯机工作可靠性和稳定性高。

本发明将各功能模块分离，形成独立单元，采用该模块化设计，使得传动装置布置紧凑，安装维修方便，节约操作平台空间，从而减少操作平台宽度。另外各独立单元位于操作平台的两侧，可以方便更换和维修作业。

如图1所示：分动箱2包括在分动箱输入轴、分动箱中间轴、分动箱输出轴，分动箱输入轴上安装有分动箱主齿轮20，分动箱中间轴上安装有分动箱中间齿轮21，分动箱输出轴上安装有分动箱从动齿轮22；分动箱主齿轮20与分动箱中间齿轮21啮合，分动箱中间齿轮21与分动箱从动齿轮22啮合；液压泵3与分动箱输出轴连接；分动箱输入轴两端分别与发动机1和液力变矩器4连接。发动机1的一部分动力经过分动箱减速增扭之后传递给液压泵3，发动机1的另一部分动力经过分动箱2直接传递给液力变矩器4，此时的传动比为1：1。发动机1与分动箱2通过法兰刚性连接，分动箱2与液力变矩器4采用弹性联轴器连接。

变速箱6包括变速箱输入齿轮60、变速箱输出齿轮61、左减速中间齿轮组62、右减速中间齿轮组64、变速箱离合器63；左减速中间齿轮组62和右减速中间齿轮组64包括同轴连接的上下层两个中间齿轮，上下层两个中间齿轮存在齿数差；液力变矩器4通过第一传动轴5与变速箱输入齿轮60轴连接，变速箱输出齿轮61轴与传动箱7连接，它们之间均采用弹性联轴器相连接。变速箱离合器63位于变速箱输入齿轮60与变速箱输出齿轮61之间，使变速箱输入齿轮60轴与变速箱输出齿轮61轴分离或接合；变速箱输入齿轮60与左减速中间齿轮组62及右减速中间齿轮组64的上层中间齿轮常啮合，变速箱输出齿轮61与左减速中间齿轮组62及右减速中间齿轮组64的下层中间齿轮常啮合。

当变速箱离合器63接合时，变速箱输入齿轮60轴与变速箱输出齿轮61轴连接，此时传动比为1：1。当变速箱离合器63分离时，动力传递路线是：变速箱输入齿轮60—左减速中间齿轮组62和右减速中间齿轮组64—变速箱输出齿轮61，实现减速增扭传动。

传动箱7包括沿X轴方向对称布置的两个X轴锥齿轮70和沿Y轴方向对称布置的两个Y轴锥齿轮71，每个X轴锥齿轮70分别与对称两个Y轴锥齿轮71常啮合，每个Y轴锥齿轮71分别与对称两个X轴锥齿轮70常啮合。每个X轴锥齿轮70轴和Y轴锥齿轮71轴上均安装有连接法兰。

传动箱7的四个方位上均设置有法兰，因此，发动机1、分动箱2、液力变矩器4、变速箱6、传动箱7可以布置在操作平台的左侧，也可以布置在操作平台的右侧，可以适应不同的操作平台布置形式。如图2所示，第二传动轴8与传动箱7的右侧法兰连接。

在减速箱9内安装有减速齿轮组件，减速齿轮组件包括减速箱输入齿轮90、减速箱输出齿轮92、减速箱中间齿轮91，减速箱输出齿轮92与减速箱中间齿轮91同轴连接，传动箱7的动力传递给减速箱输入齿轮90，减速箱输入齿轮90与减速箱中间齿轮91常啮合；减速箱输出齿轮92与卷扬10的驱动齿轮102常啮合。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卷扬离合器打滑报警系统，卷扬(10)包括卷筒(100)和驱动齿轮(102)，在卷扬(10)上安装有卷扬离合器(104)，卷扬离合器(104)安装在卷筒(100)和驱动齿轮(102)之间，用于驱动卷筒(100)与驱动齿轮(102)之间的接合和分离；其特征在于，包括控制器、第一转速传感器、第二转速传感器、报警器；第一传速传感器检测驱动齿轮(102)转速，第二传速传感器检测卷筒(100)转速；在卷扬离合器(104)处于接合状态时，控制器获取第一转速传感器和第二转速传感器信号，判断驱动齿轮(102)与卷筒(100)的转速差，转速差达到预设值时，控制器向报警器发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括第三传感器和卷扬手柄(18)，卷扬手柄(18)用于操纵卷扬离合器(104)接合与分离，第三传感器检测卷扬手柄(18)位置信号，控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器(104)接合或分离状态。

3.根据权利要求1所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括第三传感器，卷扬离合器(104)包括卷扬离合器油缸(107)，第三传感器检测卷扬离合器油缸(107)的供油油路油压值，控制器获取第三传感器信号判断卷扬离合器(104)接合或分离状态。

4.根据权利要求1所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括发动机转速传动器和卷扬手柄(18)，卷扬手柄(18)用于操纵卷扬离合器(104)接合与分离，控制器通过发动机转速传动器实时采集发动机实际转速，控制器内预设有发动机转速阀值，当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，卷扬手柄(18)才能操纵卷扬离合器(104)接合。

5.根据权利要求4所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括液压泵(3)、第一换向阀(16)、卷扬手柄(18)、控制阀(17)；卷扬离合器(104)包括卷扬离合器油缸(107)，液压泵(3)输出的液压油经第一换向阀(16)至卷扬离合器油缸(107)，卷扬手柄(18)输出的先导压力油经控制阀(17)至第一换向阀(16)的控制油口；当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀(17)得电，使卷扬手柄(18)输出的先导压力油至第一换向阀(16)的控制油口断开，卷扬离合器(104)分离；当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀(17)失电，卷扬手柄(18)输出的先导压力油至第一换向阀(16)的控制油口使第一换向阀(16)换向，液压泵(3)输出的液压油经第一换向阀(16)至卷扬离合器油缸(107)使卷扬离合器(104)接合。

6.根据权利要求4所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括液压泵(3)、第一换向阀(16)、卷扬手柄(18)、控制阀(17)；卷扬离合器(104)包括卷扬离合器油缸(107)，液压泵(3)输出的液压油经第一换向阀(16)、控制阀(17)至卷扬离合器油缸(107)，卷扬手柄(18)输出的先导压力油至第一换向阀(16)的控制油口；当发动机实际转速超过控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀(17)得电，使液压泵(3)输出的液压油至卷扬离合器油缸(107)之间的油路断开，卷扬离合器(104)分离；当发动机实际转速低于控制器内的发动机转速阀值时，控制器控制控制阀(17)失电，卷扬手柄(18)输出的先导压力油至第一换向阀(16)的控制油口使第一换向阀(16)换向，液压泵(3)输出的液压油至卷扬离合器油缸(107)使卷扬离合器(104)接合。

7.根据权利要求4至6任意一项所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，卷扬(10)包括旋转轴(101)、制动液压油缸(105)、制动机构(103)；卷筒(100)可旋转的安装在旋转轴(101)上，驱动齿轮(102)与旋转轴(101)连接，卷扬离合器油缸(107)安装在驱动齿轮(102)上，驱动齿轮(102)与卷扬离合器(104)相连接，卷扬离合器油缸(107)驱动卷扬离合器(104)使驱动齿轮(102)与卷筒(100)接合与分离；制动液压油缸(105)驱动制动机构(103)使卷筒(100)制动。

8.根据权利要求4至6任意一项所述的卷扬离合器打滑报警系统，其特征在于，包括单向阀(14)和液压储能器(15)，单向阀(14)和液压储能器(15)连接在液压泵(3)至第一换向阀之间的油路中。

9.一种强夯机，其特征在于，包括如权利要求1至8任意一项所述的卷扬离合器打滑报警系统；包括发动机(1)、液力变矩器(4)，发动机(1)的动力通过液力变矩器(4)传递给卷扬(10)。