專利名稱:用于卷揚(yáng)機(jī)一類設(shè)備的過載防護(hù)裝置的制作方法
本發(fā)明涉及一種過載防護(hù)裝置，優(yōu)先應(yīng)用于裝在起重機(jī)或類似機(jī)器上的卷揚(yáng)機(jī)及類似的設(shè)備。本發(fā)明尤其涉及一種防止起重機(jī)一類的機(jī)器在超過額定值的過載荷下受到損壞或變形的裝置及這種裝置的改進(jìn)。
對(duì)集裝箱起重機(jī)經(jīng)常發(fā)生這樣的情況，正被起吊的平臺(tái)或貨架會(huì)絆在船只的艙口處，以至其上的集裝箱被船突然擋住。另外類似的誤動(dòng)作也會(huì)發(fā)生。一旦遇到這類事故，起重機(jī)或船體的一部分就很可能受到損害。為了防止事故發(fā)生，一些關(guān)于在起重機(jī)上安裝過載防護(hù)裝置以防止起重機(jī)損害變形的建議已經(jīng)被提出。
典型的常用過載保護(hù)裝置公開在日本專利出版物官方公報(bào)號(hào)51878/1983(同GB 1538555和Dε-OS 2610267一致)和日本專利公開號(hào)125597/1983中。慣用的過載保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)為，當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)繩索吊著起吊平臺(tái)或類似裝置時(shí)，施加在繩索上的力受到直接或間接的檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)起吊的載荷重于額定值時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)就被停止起重操作。
另一種上述類型的慣用裝置公開在日本專利出版物官方公報(bào)號(hào)51878/1983中。這種先有裝置的結(jié)構(gòu)為，繩索在被夾具徑向張緊時(shí)是彈性支承著的，其支承部分有一限位開關(guān)，該開關(guān)通過夾具的位移來檢測(cè)過載。
更特別的慣用過載防護(hù)裝置包括一個(gè)裝在卷揚(yáng)機(jī)電機(jī)上的檢流計(jì)，以通過檢測(cè)電流值來檢測(cè)過載，該方案公開在日本專利公開的官方公報(bào)號(hào)125597/1983中。
當(dāng)限位開關(guān)、檢流計(jì)或相似儀器檢測(cè)出過載荷時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)電機(jī)就關(guān)斷而閘動(dòng)作。盡管卷揚(yáng)機(jī)趨于停止，但下述情況常常發(fā)生，由于電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)的慣性，轉(zhuǎn)鼓會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，以致卷揚(yáng)機(jī)繼續(xù)提升載荷。起重機(jī)越大，越容易發(fā)生這種情況。對(duì)于慣用的卷揚(yáng)機(jī)，當(dāng)檢測(cè)到過載荷時(shí)起重機(jī)必須經(jīng)常停機(jī)以防止損壞。在高速起吊時(shí)，當(dāng)貨架或類似裝置絆在艙沿或其它障礙上時(shí)，上述情況就成了一個(gè)嚴(yán)重問題，這種事故幾乎總要損壞起重機(jī)。
這樣，了解了先有技術(shù)，搞出了本發(fā)明。本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種改進(jìn)了的過載防護(hù)裝置。該裝置不會(huì)額外增加繩索的張力，體積較小并且更為可靠。
為了完成上述任務(wù)，根據(jù)本發(fā)明提出一種裝置，用于防止卷揚(yáng)機(jī)及其類似設(shè)備上的過載荷，其改進(jìn)之處在于該裝置包括一個(gè)有若干齒的帶齒另件，其上有一個(gè)挨一個(gè)交替排列的齒槽和齒;一個(gè)帶有嚙合部分的嚙合另件，該另件設(shè)計(jì)的形狀使其能夠進(jìn)入帶齒另件相鄰齒之間的齒槽中;一個(gè)支承件，該另件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承著嚙合件使其能轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)離帶齒另件;一個(gè)位于嚙合件和支承件之間的彈性元件，該件將嚙合件的嚙合部分壓向帶齒另件。帶齒另件或者支承件可以連接到卷揚(yáng)機(jī)平臺(tái)或類似裝置上，其中一件被裝置成在齒的伸展方向上相對(duì)另一件運(yùn)動(dòng)，并且嚙合件和齒裝置成隨著可運(yùn)動(dòng)件的移位，嚙合件就從齒槽中移開。
本發(fā)明的其它任務(wù)，特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將在閱讀以下說明時(shí)明顯得出，與說明一同準(zhǔn)備有附圖。
下面簡(jiǎn)要地描述附圖。
圖1是一個(gè)起重機(jī)上部的示意軸測(cè)圖，特別說明卷揚(yáng)繩索如何延伸通過一個(gè)本發(fā)明的裝置。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的過載防護(hù)裝置的放大平面圖。
圖3是從圖2中箭頭A-A方向看的本裝置的前視圖。
圖4是圖2中裝置的局部放大平面圖。特別說明組成該裝置的基本另件。
圖5沿圖4中B-C-D-ε線剖開的，裝置的放大橫截面。
圖6是沿圖4中F-G-H線剖開的裝置的局部剖視圖。
圖7是用于本裝置的嚙合件的放大平面圖，特別說明嚙合件怎樣與一個(gè)齒條結(jié)合操作。
圖8(A)到(D)是特征曲線圖，各自說明本裝置的特?cái)?shù)據(jù)征。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一種實(shí)施方案的過載防護(hù)裝置的橫截面圖。
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述，這些附圖表明所推薦的實(shí)施方案。
首先參照附圖1到7，描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的裝置。
圖1中，件號(hào)1標(biāo)明用以在橫梁上移動(dòng)的小車。卷揚(yáng)機(jī)2和本發(fā)明的過載防護(hù)裝置10裝在小車1上。件號(hào)11標(biāo)明起吊平臺(tái)。卷揚(yáng)機(jī)2包括兩個(gè)轉(zhuǎn)鼓3a和3b，4根繩索12a、12b、12c和12d繞在其上。繩索12a、12b、12c和12d延伸繞過在起吊平臺(tái)11上的滑輪13a、13b、13c和13d以及在小車1部件上的滑輪14a、14b、14c和14d，它們接到本發(fā)明的過載防護(hù)裝置10處并要固定在其上。過載保護(hù)裝置與繩索12a、12b、12c和12d相聯(lián)接的固定端16a、16b、16c和16d的位置大體上與滑輪15a、15b、15c和15d相平齊。如圖清楚表明的，位于起吊平臺(tái)11右邊的繩索12a和12b固定到過載防護(hù)裝置10的右端，而位于平臺(tái)左邊的繩索12c和12d固定在裝置的左端。
接下，參照附圖2到7更詳細(xì)地描述本發(fā)明的過載防護(hù)裝置。很明顯，圖2和圖3比其它附圖更為示意地圖解了本發(fā)明。
如圖2所示，過載防護(hù)裝置是由兩個(gè)過載防護(hù)部件20a和20b組合而成，二者都設(shè)計(jì)成相同的結(jié)構(gòu)。繩索12a和12c固定到一個(gè)過載防護(hù)部件20a上。繩索12b和12d固定到另一個(gè)過載防護(hù)部件20b上。
進(jìn)而，每一個(gè)過載防護(hù)部件20a和20b包括兩個(gè)過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21a和21b，二者在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)相同，但所含的齒條做成向外運(yùn)動(dòng)的即互相離開。
為了簡(jiǎn)化描述，下面參照?qǐng)D4到6，典型地描述構(gòu)成過載防護(hù)部件20a的過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21。具體講，過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21a包括一根適于在滑座22上滑動(dòng)的齒條23;復(fù)數(shù)的適于與齒條23上的齒23a相嚙合的嚙合元件24a、24b和24c;復(fù)數(shù)的螺簧25a、25b和25c，其彈性力將嚙合件24a、24b和24c推向齒23a。圖中清楚表明，借助壓板26和螺栓27的壓緊，繩索12被不可移動(dòng)地固定在齒條26的夾口部分。這樣，在繩索12和夾口部分之間就不會(huì)發(fā)生任何滑動(dòng)。
齒條23是置于水平方向。在二過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21a和21b上的齒條23的齒23a是相反取向的。進(jìn)而，一根齒條23的帶夾口端對(duì)著另一根齒條23的不帶夾口端。
一個(gè)后座31固定地聯(lián)接到滑座22上邊的中部，使其能于齒條23滑動(dòng)接觸。件號(hào)32標(biāo)明一個(gè)用于構(gòu)成齒條23的滑槽的上座。該上座32通過復(fù)數(shù)的螺栓33可拆卸地聯(lián)接到后座31上。注意嚙合件24a、24b和24c，螺簧25a、25b和25c以及隨后要描述的有關(guān)另件都是以同樣的方式構(gòu)成。
嚙合件24設(shè)計(jì)成能繞著軸36在滑座22上旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)，軸36位于該嚙合件的一端。進(jìn)而，滑動(dòng)件24固定地安裝在軸36上，后者伸過滑座22在其背面固定住。件號(hào)38標(biāo)明的另件用來防止襯套37從滑座22上脫開。從圖中可看出，嚙合件24有一個(gè)從其左端向上突出的嚙合部分41，這樣嚙合部分41就能嚙合進(jìn)入齒條23的相鄰兩齒23a之間的齒槽中。再而，嚙合件24上有一個(gè)彈簧座42，該簧座位于嚙合部分41的左邊頂端，用來彈性地頂著螺簧25?；勺?2可旋轉(zhuǎn)地裝在軸43上，軸43不可移動(dòng)地聯(lián)接到嚙合件24上，一個(gè)襯套44裝入件42和軸43之間。件號(hào)45標(biāo)明的另件用來防止襯套44從彈簧座42中脫出。件號(hào)46和47各自標(biāo)明一個(gè)墊圈。
如圖6所表明，簧座42上有一個(gè)與其整體做成的螺紋桿50。該螺紋桿伸過固定在滑座22上的托架51的孔52，一個(gè)墊圈53和螺母54a和54b通過螺紋裝在螺紋桿50前端部的螺紋部分上。圖中，件號(hào)55標(biāo)明一個(gè)支撐。
嚙合件24a、24b和24c的工作位置，即其上嚙合部分41和齒條齒23a之間的位置關(guān)系對(duì)每一個(gè)嚙合件24a、24b和24c來講，各自不同地取決于與之相關(guān)的齒23a，以相鄰兩齒間的周節(jié)來測(cè)量表示(表示為位置周相)。具體地講如圖4所示，嚙合件24a、24b和24c的位置關(guān)系以如下方式?jīng)Q定，嚙合件24a的嚙合部分41全部進(jìn)入相鄰兩齒23a的齒槽，嚙合件24c的嚙合部分41與齒23a的齒頂相接觸，而嚙合件24b處于一個(gè)在上述嚙合件24a和24c的工作位置之間的中間位置。從以上描述容易得出，相對(duì)于齒23a，嚙合件24a、24b和24c錯(cuò)開1/3個(gè)周節(jié)，而齒23a是等距分布的。
件號(hào)60標(biāo)明一個(gè)檢測(cè)齒條23的位移的開關(guān)。每一根齒條23都帶有接近開關(guān)60。件號(hào)61標(biāo)明一塊感應(yīng)金屬，它對(duì)著感應(yīng)開關(guān)60固定聯(lián)接在齒條23上。當(dāng)接近開關(guān)60檢測(cè)到齒條23的位移時(shí)，卷揚(yáng)機(jī)工就被停止。
在實(shí)踐中，繩索12a和12c整體聯(lián)接構(gòu)成一根繩索，其兩端固定在轉(zhuǎn)鼓3a和3b上。從圖3看出，在一個(gè)壓板26和另一個(gè)壓板26之間限定的聯(lián)接區(qū)域中，繩索12a和12c有一段放松部分12e。繩索12b與繩索12d整體地聯(lián)接在一起，其情況與上述的相同。
注意圖3中所示，從嚙合件24c的嚙合部分41處到齒條23右端頭量出的長度L做得要比吸收卷揚(yáng)操作的動(dòng)能所需長度更長一些，這個(gè)吸收動(dòng)能的情況發(fā)生在當(dāng)齒條23在過載荷的影響下。此外，在聯(lián)接區(qū)繩索12e的放松程度的決定是要保證齒條23的位移距離要明顯地短于長度L。
滑座22固定聯(lián)接在小車1上，二者之間裝入一個(gè)平臺(tái)30。
接下將描述裝配的過載防護(hù)部件20a。
二齒條23固定地聯(lián)接到繩索12a和12c上，二者之間保持著一個(gè)予定的距離，繩索12a和12c構(gòu)成一根單繩。上述予定距離是個(gè)尺寸，包括二壓板26之間的距離和上面提到的長度L，齒條23就如圖2所示那樣裝配。至于齒條23的取向，請(qǐng)參照?qǐng)D2。
現(xiàn)在描述滑座22的布置。從圖6可見，嚙合件24及與其組合在一起的簧座42可旋轉(zhuǎn)地裝在帶有軸36的滑座22上?；勺?2上裝備有螺簧25，螺紋桿50伸在其中。接著，螺紋桿50伸過支架51上的孔52以便螺母54a和54b旋裝在螺紋桿50的螺紋部分。通過轉(zhuǎn)動(dòng)螺母54a和54b，嚙合件24就離開齒條23向下移動(dòng)，如圖4所示，直到嚙合部分41與齒條23脫離嚙合。上述步驟要對(duì)所有嚙合件24完成。
接著，齒條23和固定在其上的繩索12a和12c裝到滑座22上。此時(shí)重要的是，二壓板26之間的距離要減至最小值，而嚙合件24的嚙合部分41是設(shè)于這樣一個(gè)位置，使它能完全進(jìn)入齒條23相鄰齒23a的齒槽中。然后上座32裝到齒條23組件上并用螺栓33固定在那里。擰松螺母54a和54b直到嚙合部分41與齒條齒23a相接觸。此刻從簧座42到螺母54a測(cè)出的距離設(shè)于一個(gè)予定值。經(jīng)上述調(diào)整后，嚙合件24b和24c處的螺母54a和支架51之間就產(chǎn)生間隙，如圖4所示。
很明顯，過載防護(hù)部件20b將用與過載防護(hù)部件20a相同的方法裝配。
接下描述以上述方式構(gòu)成的過載防護(hù)裝置的動(dòng)作。當(dāng)起吊平臺(tái)11帶著集裝箱進(jìn)行正常起吊時(shí)，4根繩索拉著4根齒條保持這樣一種狀態(tài)，4根齒條23在正常拉力下不發(fā)生位移，這是因?yàn)閲Ш霞?4的嚙合部分41與齒23a的斜面相接觸。
然而，舉例來講如果起吊平臺(tái)11的一個(gè)角66卡在一個(gè)艙沿上，當(dāng)滑輪13d意外地絆住艙沿時(shí)，額外的力就通過繩索12a傳遞到過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21a的齒條23上。作為對(duì)傳來的額外力的反應(yīng)，嚙合件24a就被導(dǎo)致從齒23a轉(zhuǎn)開，即如圖4所示，頂著螺簧25a的彈力逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由此嚙合件24a的嚙合部分41從齒槽中脫離嚙合。結(jié)果是齒條23如圖示那樣移到左邊，接近開關(guān)60就動(dòng)作致使卷揚(yáng)機(jī)停止。
一旦嚙合件24a的嚙合部分已經(jīng)從齒23a的齒槽中脫離嚙合，過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21a就取圖4中涉及嚙合件24b所說明的工作位置。此時(shí)，嚙合件24c的嚙合部分41進(jìn)入相鄰二齒間的齒槽，而嚙合件24b的嚙合部分41就在齒頂上滑動(dòng)。這樣就使嚙合件24c能防止齒條23進(jìn)一步移位。接著，當(dāng)作用在繩索12a上的過載荷使嚙合件24c從齒中脫離嚙合時(shí)，嚙合件24b的嚙合部分41就依次進(jìn)入齒槽，由此嚙合件24b起作用防止齒條23進(jìn)一步向左移位，如圖所見。隨著過載荷不斷傳遞到齒條23上，上述與齒嚙合和脫離嚙合的步驟就按嚙合件24a、24c和24b的順序重復(fù)進(jìn)行。
要得到齒條的位移，就要消耗掉一定量的能量以移動(dòng)嚙合件24的嚙合部分41。因?yàn)榍靶械膭?dòng)作變成與一定量的動(dòng)能相等，當(dāng)總的動(dòng)能消耗掉后，卷揚(yáng)機(jī)就停止其起吊動(dòng)作。
當(dāng)卷揚(yáng)需要額外的動(dòng)能量時(shí)，齒條23就移位直到放松部分用盡，一個(gè)裝在齒條23末端的擋塊(無圖示)貼到滑座22上。這樣齒條23即被停止。
當(dāng)不安裝上面提到的擋塊時(shí)，就導(dǎo)致另一根齒條23沿著與其正常位移相反的方向運(yùn)動(dòng)。在這種情況下，構(gòu)成另一個(gè)過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21b的齒條23之齒23a的另一斜面23c貼到嚙合部分41的斜面41c上，結(jié)果導(dǎo)致另一過載防護(hù)裝置21b的嚙合件24a朝著齒23a旋轉(zhuǎn)。這就使對(duì)著齒23a的嚙合件24a上的面4a與齒23a的頂部接觸。據(jù)此齒條23就被在相反的方向上防止了移位。
前述實(shí)施例中，表面4a與齒條23的齒頂相接觸以防止齒條23的反向移位，對(duì)此方案做些改動(dòng)，可以將從軸43伸到螺母54a的螺紋桿延長以達(dá)到同樣的目的。然而先提的方案有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)即螺紋桿的直徑可做得小些。
做為另一種改動(dòng)，一個(gè)擋塊可以設(shè)計(jì)成適于貼到齒條23的夾持部分，該擋塊可以裝在齒條23和滑座22之間來防止反向移位。
當(dāng)裝在船上的集裝箱起吊時(shí)，所有四根齒條23都進(jìn)入工作。
當(dāng)本發(fā)明的過載防護(hù)裝置工作時(shí)，嚙合件24就移動(dòng)進(jìn)入相鄰齒間的齒槽，由此產(chǎn)生了再嚙合。
由于如上所述的齒條23的水平方向的布置，齒條23容易定位和裝配。
接下參照?qǐng)D7描述齒23和嚙合件24的嚙合部分41的幾何形狀。
齒條23上的一種齒輪齒23a是在迄今已知齒條的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的。
與嚙合部分41相嚙合的齒23a上嚙合面23b的傾斜角θ1要比背面上的傾斜角θ2做得小。傾斜角θ1做得小一些是為了保證吸收多一些能量。傾斜角θ2做得大是為使齒23a的齒根處更結(jié)實(shí)。為了這些原因，背面上的傾斜角θ2做得比嚙合面上的傾斜角θ1大。由此，本發(fā)明的幾何形狀結(jié)實(shí)堅(jiān)固并能吸收相當(dāng)可觀的能量。
從圖7可見，構(gòu)成齒23a的嚙合面23b的上部設(shè)計(jì)成半徑為R1的部分圓弧。
特別是在參考分度線(以點(diǎn)劃線標(biāo)出)的齒23a的頂部，從該面看出具有圓弧形狀。這就使嚙合部分41的嚙合面41a能在齒23a的嚙合面23b上平滑地滑動(dòng)。
從齒條23的運(yùn)動(dòng)方向看去，嚙合部分41具有一個(gè)予定的厚度。從運(yùn)動(dòng)方向看位于前邊的嚙合部分41上的工作面41C具有圓弧形狀，其中心由參考字母P1表示。嚙合件24的旋轉(zhuǎn)中心與軸36的軸心重合。注意當(dāng)嚙合件24繞著中心P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，嚙合段41的最末端41d劃出的規(guī)跡用圓弧S1表示。如圖所示，釋放面41C是從圓弧S1向里分開的。這樣，參考字母△H表示嚙合部分41在齒頂處的分開距離。
既然前工作面41C是設(shè)計(jì)成縮進(jìn)去的狀態(tài)，嚙合部分41就能從圖7表示的位置狀態(tài)容易地進(jìn)入齒條23的齒槽中。具體地，當(dāng)齒23在箭頭所示方向移動(dòng)一小段距離時(shí)，嚙合部分41就立即進(jìn)入齒槽中，致使嚙合面41a立即與嚙合面23b相接觸。假設(shè)嚙合部分41齒根處的釋放面41C從圓弧S1向外突出，嚙合段41C就不能進(jìn)入齒槽，除非齒條23移動(dòng)的距離大于從圓弧S1向外突出的距離。所以關(guān)鍵之處是在于圓弧S1。面41C可以設(shè)計(jì)成直線形狀而不失上面提到的任何特點(diǎn)。
由于嚙合部分41迅速地與嚙合面23C相接觸，許多能量便被吸收掉。
以下參照?qǐng)D8(A)到(D)說明被過載防護(hù)裝置21a消耗掉的能量。圖8(A)到(D)表示以繩索張力(噸)的形式消耗掉的能量如何隨齒條(23)的位移(CM)變化。所消耗的能量與將齒條23保持在滑座22上的所需之力相應(yīng)，該力是在嚙合件24和螺簧25的作用下防止齒條進(jìn)一步移位的力。在圖中，上述力表示為繩索12a的張力。
再次參照?qǐng)D8(A)到(D)，嚙合部分41和齒23a的結(jié)構(gòu)與上述相同。具體地講，圖8(A)表示對(duì)于嚙合件24a的齒條位移(CM)和繩索張力(噸)之間的關(guān)系;圖8(B)表示對(duì)于嚙合件24b的同樣關(guān)系;圖8(C)表示對(duì)于嚙合件24(C)的同樣關(guān)系;圖8(D)表示根據(jù)圖8(A)到(C)的結(jié)合側(cè)量出的總的繩索張力(噸)相對(duì)于嚙條位移(CM)的關(guān)系。圖8(A)示出，齒條23從一個(gè)工作狀態(tài)，開始其運(yùn)動(dòng)，在該狀態(tài)嚙合部分41保持在齒條23的齒槽中，隨著齒條23移位，繩索張力增加，而上述工作狀態(tài)保持著。當(dāng)嚙合部分41從嚙合面23b脫離嚙合時(shí)，它與齒頂相接觸，這與圖4中表示的嚙合件24b的工作狀態(tài)一致，繩索張力突然減小。當(dāng)它與齒頂接觸時(shí)，這種工作狀態(tài)就繼續(xù)，一旦它進(jìn)入下一個(gè)齒槽，繩索張力就又增加。圖中P0與P1之間的距離等于齒23a一個(gè)周節(jié)的長度，即一段周相。
注意這些圖是基于計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果得出的。已發(fā)現(xiàn)從單個(gè)嚙合件24得出的試驗(yàn)值與模擬計(jì)算值非常接近。參考模擬數(shù)值而準(zhǔn)備了這些圖。圖中假設(shè)在上述一個(gè)周相中，各嚙合件互相錯(cuò)開一段距離，該距離等于1/3周節(jié)長的一個(gè)相位差，而齒條的移動(dòng)速度保持一個(gè)常數(shù)。
從圖8(A)到(C)中明顯看出，每一次齒條重復(fù)地移位時(shí)，嚙合件24就斷續(xù)地消耗能量。明顯地，重復(fù)消耗的和就是總消耗能量。一個(gè)嚙合件24在一個(gè)周節(jié)(一個(gè)周相)限定的區(qū)域內(nèi)所消耗的能量主要地取決于螺簧25的彈性力。由此就有可能增加能量的消耗量。由于齒條23移動(dòng)直到其停止的距離能被縮短，該裝置就能做得小一些。因?yàn)槟芰渴怯缮鲜龇绞奖粐Ш霞亩啻蝿?dòng)作消耗掉，就沒有必要使嚙合件24一次動(dòng)作消耗的能量達(dá)到最大值。在卷揚(yáng)機(jī)工作過程中，剛剛描述過的裝置的布置不會(huì)給繩索12加上額外高的張力，這就意味著不須增大繩索12的直徑。
相對(duì)于齒條23的一個(gè)周節(jié)(一個(gè)周相)，復(fù)數(shù)的嚙合件24互相錯(cuò)開等距排列，由于這種特別的布置，被消耗的能量連續(xù)地做周期性波動(dòng)，如圖8(D)所示。當(dāng)裝置上裝備有3個(gè)嚙合件24時(shí)，它就以圖示方式連續(xù)波動(dòng)。因此，繩索12不會(huì)過分繃緊。所耗能量的總量可以增加并且裝置可以做小。最好是嚙合件的數(shù)目取決于齒23的幾何形狀并且盡可能將其做的大一些。理想地是嚙合件24的數(shù)目應(yīng)做成3的整數(shù)倍并等距分開布置。
注意所消耗的能量不總是全部取決于摩擦。當(dāng)它是摩擦的結(jié)果時(shí)，摩擦的程度隨表面狀態(tài)變化，例如油潤滑摩擦或干摩擦。既便是本發(fā)明，摩擦也隨表面狀態(tài)變化，即后座31和齒23a是否有油潤滑或干摩擦;但是對(duì)這些表面的潤滑毫不影響使螺簧25變形所須力的強(qiáng)度。由于上述這些特點(diǎn)，本發(fā)明能提供一種工作非?？煽康难b置。進(jìn)而，由于所消耗能量大小容易計(jì)算，本裝置能容易地進(jìn)行設(shè)計(jì)。
從圖7可見，就嚙合件24的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來講，嚙合件24的轉(zhuǎn)軸36是對(duì)著嚙合部分41的后部，由此嚙合件24轉(zhuǎn)動(dòng)的距離就能減小而使螺簧25容易布置，并且螺簧25的工作行程能夠縮短。
如圖所示，由于螺簧25置于轉(zhuǎn)軸36的前面，裝置能夠做得小。
從圖中顯而易見，當(dāng)一根齒條23被螺簧25推著與后座31接觸時(shí)，另一根齒條23也被螺簧25驅(qū)到后座31上。這樣，兩根齒條23都相對(duì)于后座31處于很好平衡的位置。因此使簧座設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單。
兩根齒條23互相平行伸出，從而一根齒條的動(dòng)作立即導(dǎo)致另一根齒條的動(dòng)作。
在所說明的本發(fā)明的實(shí)施例中，螺紋桿50和嚙合件24聯(lián)接到軸43上以完成一定動(dòng)作。做為變化，可以用任何容許的方式改動(dòng)設(shè)計(jì)，只要使簧承座42在螺簧25的推動(dòng)下起把嚙合件24推向齒條23的作用。典型的改動(dòng)可以是這樣，通過把螺紋桿50拉向支承51，螺簧25被壓縮而使簧承座42脫離嚙合件24。在這種情況下，可使嚙合件24手動(dòng)地進(jìn)入齒條的齒槽中。
在上述本發(fā)明的實(shí)施例中，采用了4根齒條聯(lián)接繩索。齒條的數(shù)目是取決于繩索的數(shù)目?？梢杂面湕l代替繩索。
推壓嚙合件的彈性元件可以是碟形彈簧，或采用其它任何型狀的彈性元件，只要當(dāng)嚙合部分動(dòng)作時(shí)，該彈性元件能夠使嚙合部分與相應(yīng)的齒條上的齒槽相嚙合就可以。
一個(gè)嚙合件還可以做成在齒條移位方向帶有兩個(gè)并聯(lián)的嚙合部分。
與相應(yīng)齒嚙合的一個(gè)嚙合部分上可裝有復(fù)數(shù)的滾柱，這些滾柱是沿著接觸面布置。
另一種方法中，兩根齒條23可以齒與齒相對(duì)平行布置，嚙合件放在二者之間，繩索互相聯(lián)接并使放松部分12e處于聯(lián)接區(qū)。
圖9表示本發(fā)明的一種改變方案，其中用一個(gè)齒輪代替齒條。一根繩索12繞在滑輪60上，它的一端固定在滑輪60上。齒輪61與滑輪60同心地固定聯(lián)接。一組嚙合件63在彈簧63的推壓下與齒輪61相接觸。彈簧62和嚙合件63與以上描述過的結(jié)構(gòu)大體一致。嚙合件63應(yīng)該在齒輪61的外圓圍上等距分開布置。
與前述方案比較，根據(jù)本發(fā)明的改動(dòng)方案，本裝置的實(shí)際長度可以顯著地減小。當(dāng)需要更多的繩索時(shí)，滑輪60可以是一個(gè)轉(zhuǎn)鼓，在其上可繞有多圈繩索。
在上述每一個(gè)本發(fā)明的方案中，其結(jié)構(gòu)都是齒條做成一個(gè)運(yùn)動(dòng)另件而嚙合件和彈簧是靜止的。然而本發(fā)明并不僅限于這種結(jié)構(gòu)。做為一種選擇，本發(fā)明可以相反的方式布置。
例如，在圖4所示的齒條裝置中，其布置可以做成齒條被固定住，而帶著嚙合件和彈簧的滑座設(shè)計(jì)成相對(duì)于齒條運(yùn)動(dòng)，這時(shí)繩索是聯(lián)接在滑座上。繩索聯(lián)接到滑座上的位置可以定為繩索12c聯(lián)接到過載防護(hù)機(jī)構(gòu)的右端而繩索12a聯(lián)接到過載防護(hù)機(jī)構(gòu)21b的左端，參考圖4。
就圖9所示采用齒輪裝置的改動(dòng)方案來講，也可以做成與上述結(jié)構(gòu)相反的布置。例如，一組嚙合件圍繞卷著繩索的轉(zhuǎn)鼓軸排列，一個(gè)內(nèi)齒輪相對(duì)于轉(zhuǎn)鼓軸同心固定安裝，并位于嚙合件外面的位置。
本發(fā)明的過載防護(hù)裝置的安裝位置可以定在任何容許之處。例如橫梁，起吊平臺(tái)或其它地方，該處與繩索聯(lián)接的位置一致。在繩索互相聯(lián)接之處有一放松部分。
起重機(jī)上常常裝有一種裝置來控制起吊平臺(tái)或其它操作的縱向傾斜，橫向傾斜或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了減小這些裝置所占據(jù)的空間，可以使這些控制裝置附加帶有本發(fā)明的過載防護(hù)裝置。
從以上可明顯得出，本發(fā)明的裝置是如此構(gòu)成，使嚙合件在彈性力的驅(qū)使下與齒條上的齒工作地嚙合。由此以最小的工作行程能吸收掉很多能量并且本裝置工作可靠。
權(quán)利要求
1.一種用于防止卷揚(yáng)機(jī)或類似設(shè)備上的過載荷的裝置。其改進(jìn)之處基本包括一個(gè)帶有若干齒的帶齒另件，其上有一個(gè)挨一個(gè)交替排列的齒槽和齒牙；一個(gè)帶有一個(gè)嚙合部分的嚙合另件，其尺寸設(shè)計(jì)成能使嚙合部分進(jìn)入帶齒另件相鄰齒之間的齒槽中；一個(gè)用于可旋轉(zhuǎn)地支承嚙合另件的支承另件，使嚙合另件能轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)離帶齒另件。；一個(gè)安置在嚙合另件和支承另件之間的彈性元件，將嚙合另件上的嚙合部分推向帶齒另件；所說帶齒另件或所說支承另件是可與起吊平臺(tái)或類似裝置聯(lián)接的，一個(gè)另件布置成可沿齒的伸展方向相對(duì)于另一另件運(yùn)動(dòng)，并且，所說嚙合另件和所說齒設(shè)計(jì)成隨著可移動(dòng)件的移位，嚙合另件就從齒槽中移開。
2.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，沿帶齒另件相對(duì)于支承另件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向看去，嚙合另件相對(duì)于支承另件的轉(zhuǎn)動(dòng)中心是對(duì)著嚙合部分的后部，從帶齒另件看，彈性另件的彈力作用到嚙合另件的位置是在嚙合另件轉(zhuǎn)動(dòng)中心的前面。
3.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中沿帶齒另件相對(duì)于支承另件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向看去，嚙合另件相對(duì)于支承另件的轉(zhuǎn)動(dòng)中心是對(duì)著嚙合部分的后部，并且當(dāng)嚙合另件轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，嚙合部分上的前面是對(duì)著由嚙合部分的最遠(yuǎn)端畫出的軌跡的內(nèi)側(cè)。
4.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，沿帶齒另件相對(duì)于支承另件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向看，構(gòu)成帶齒另件的齒牙上前面的傾斜角做得比其后面的傾斜角大。
5.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中，該裝置包括復(fù)數(shù)的嚙合另件，每一個(gè)嚙合另件從每一個(gè)齒的位置按一位差排列，另外，該裝置包括復(fù)數(shù)的彈性元件，每一個(gè)彈性元件與選定的嚙合另件工作地聯(lián)系。
6.一種如權(quán)利要求
5所述的裝置，其中嚙合另件在齒的一個(gè)周相的范圍內(nèi)互相錯(cuò)開。
7.一種如權(quán)利要求
6所述的裝置，其中嚙合另件在齒的一個(gè)周相的范圍內(nèi)等距分開布置。
8.一種如權(quán)利要求
7所述的裝置，其中，在齒的一個(gè)周相的范圍內(nèi)測(cè)量，嚙合另件的數(shù)目做成3的整數(shù)倍。
9.一種如權(quán)利要求
5所述的裝置，其中這些嚙合另件布置在由復(fù)數(shù)的齒周節(jié)限定的區(qū)域內(nèi)。
10.一種如權(quán)利要求
9所述的裝置，其中，在一個(gè)周相的范圍內(nèi)排列的那些嚙合另件中，第一個(gè)嚙合另件是處于與相關(guān)的齒反相的位置，第二個(gè)嚙合另件是處于與相關(guān)的齒稍許錯(cuò)開的位置，接下的各嚙合另件從各相關(guān)的齒進(jìn)一步遞次錯(cuò)開。
11.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中帶齒另件設(shè)計(jì)成直線形狀，并且可移動(dòng)件設(shè)計(jì)成能直線移動(dòng)。
12.一種如權(quán)利要求
11所述的裝置，其中帶齒另件設(shè)計(jì)成齒條的形狀。
13.一種如權(quán)利要求
12所述的裝置，其中所說齒條設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的。
14.一種如權(quán)利要求
13所述的裝置，其中兩根齒條平行地布置在一個(gè)后座的兩邊，該后座固定到支承另件的中部，每根上述齒條布置成使其齒沿著與后座相反的外側(cè)布置，嚙合另件和彈性元件布置在齒條外側(cè)，以將齒條推向后座。
15.一種如權(quán)利要求
1所述的裝置，其中帶齒另件至少設(shè)計(jì)成一圓弧形，并且可移動(dòng)件是可旋轉(zhuǎn)地安裝的，有一個(gè)另件固定地安裝在可移動(dòng)件上，該另件設(shè)計(jì)成能容納一個(gè)卷繞在其上的另件，最后提到的這個(gè)另件延伸到卷揚(yáng)平臺(tái)或類似裝置上并聯(lián)接在該處。
16.一種如權(quán)利要求
15所述的裝置，其中帶齒另件設(shè)計(jì)成一個(gè)齒輪的形狀，一個(gè)另件固定地安裝到可移動(dòng)件以容納一個(gè)繞在其上的另件，最后提到的另件延伸到卷揚(yáng)平臺(tái)或類似裝置上并聯(lián)接在該處。
17.在一種用于防止卷揚(yáng)機(jī)或類似設(shè)備上的過載荷的裝置中，其改進(jìn)之處基本包括一個(gè)帶有若干齒的帶齒另件，其上有一個(gè)挨一個(gè)交替排列的齒槽和齒牙;一個(gè)帶有一個(gè)嚙合部分的嚙合另件，其尺寸設(shè)計(jì)成能使嚙合部分進(jìn)入帶齒另件相鄰齒之間的齒槽中;一個(gè)用于可旋轉(zhuǎn)地支承嚙合另件的支承另件，使嚙合另件能轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)離帶齒另件;一個(gè)安置在嚙合另件和支承另件之間的彈性元件，將嚙合另件上的嚙合部分推向帶齒另件;所說帶齒另件或所說支承另件設(shè)計(jì)成相對(duì)另一件運(yùn)動(dòng)，可移動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)方向決定于齒的延伸方向。嚙合另件和齒設(shè)計(jì)成，隨著可移動(dòng)件移位，嚙合件就從齒槽中脫離嚙合;一個(gè)另件將可移動(dòng)另件聯(lián)接到一個(gè)卷揚(yáng)平臺(tái)或類似裝置上，從而使后者懸吊在卷揚(yáng)機(jī)或類似設(shè)備上。
18.一種如權(quán)利要求
17所述的裝置，其中帶齒另件設(shè)計(jì)成一個(gè)可移動(dòng)齒條的形狀，兩根齒條平行布置使二者沿相反方向運(yùn)動(dòng)，其中沿一根齒條的運(yùn)動(dòng)方向看，一根繩索的半邊聯(lián)接到該齒條的前端，該繩索的另半邊聯(lián)接到另一齒條的后端，在二齒條端頭之間的中間區(qū)域備有該繩索松動(dòng)的一段。
19.一種如權(quán)利要求
18所述的裝置，其中兩根齒條布置在安裝在支承另件中部的后座的兩側(cè)，每一根齒條的齒取向向外，嚙合另件和彈性元件安排在每根齒條的外側(cè)以將齒條推向后座，嚙合另件朝著齒的推壓方向要做成水平的。
20.一種如權(quán)利要求
17所述的裝置，其中帶齒另件設(shè)計(jì)成一個(gè)齒輪的形狀并且可移動(dòng)件是可旋轉(zhuǎn)地安裝，以使一繩索聯(lián)接到可移動(dòng)件上并以予定的圈數(shù)卷繞在其上。
專利摘要
一種改進(jìn)的過載防護(hù)裝置包括一個(gè)其上做有若干齒的帶齒零件，一個(gè)帶有嚙合部分的嚙合件，其尺寸設(shè)計(jì)成能使后者進(jìn)入帶齒零件的齒槽中；一個(gè)支承件用來可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承嚙合件以使嚙合件能轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)離帶齒零件；一個(gè)置于支承件和嚙合件之間的彈性元件，用來把嚙合件上的嚙合部分推向帶齒零件。帶齒零件或者支承件做成相對(duì)于另一零件運(yùn)動(dòng)。可移動(dòng)件的移動(dòng)方向取決于帶齒零件上齒的延伸方向。當(dāng)卷揚(yáng)繩索以超過額定值的力拉動(dòng)可移動(dòng)件時(shí)，就導(dǎo)致帶齒零件頂著由彈性元件產(chǎn)生的嚙合件的推力移動(dòng)，由此卷揚(yáng)繩索進(jìn)一步松開。其結(jié)果是額外的能量被成功地吸收掉。
文檔編號(hào)B66D1/58GK85101376SQ85101376
公開日1987年1月10日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者牧野和央, 沼田成夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan