施工升降機(jī)的雙向超速制動(dòng)器的設(shè)計(jì)

于志強(qiáng) 謝磊雷 王璐

（1上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院，上海 200233；2上海市質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，上海 200233）

0 引言

建筑起重機(jī)械是常用的必要設(shè)備。建筑起重機(jī)械事故在建筑行業(yè)事故中占有很高的比例，尤其是其中的載人施工升降機(jī)，由于其工作特點(diǎn)，一旦發(fā)生事故，會(huì)造成群死群傷的特大事故。為了增加載重量或提高設(shè)備的能效，帶對(duì)重的施工升降機(jī)對(duì)重的重量常超過(guò)吊籠的自重，曳引機(jī)驅(qū)動(dòng)的施工升降機(jī)對(duì)重的重量就更大，這就要求升降機(jī)具有向上及向下兩個(gè)方向的超速限制功能。但是，該種制動(dòng)器受結(jié)構(gòu)限制，存在速度彈簧干涉、有效制動(dòng)距離短、二次制動(dòng)可能發(fā)生零件脫落等隱患，以及制動(dòng)后復(fù)位困難等問(wèn)題。本設(shè)計(jì)研究新型技術(shù)，加以規(guī)避。

1 技術(shù)方案

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本設(shè)計(jì)的目的是提供一種施工升降機(jī)的雙向超速制動(dòng)器。為達(dá)到上述目的，本設(shè)計(jì)采用如下的技術(shù)方案。

一種用于施工升降機(jī)的雙向超速制動(dòng)器，包括水平設(shè)置的殼體、大端蓋以及雙向超速制動(dòng)機(jī)構(gòu)，大端蓋覆蓋在殼體的開(kāi)口端，并與殼體固定連接，殼體內(nèi)設(shè)有相互連通的離心制動(dòng)腔以及離心加壓腔，雙向超速制動(dòng)機(jī)構(gòu)包括離心制動(dòng)部件以及離心加壓部件。

離心制動(dòng)部件設(shè)于離心制動(dòng)腔內(nèi)，包括制動(dòng)鼓、摩擦片以及齒輪軸，制動(dòng)鼓外端的外側(cè)面通過(guò)摩擦片與殼體的內(nèi)側(cè)相連接；制動(dòng)鼓內(nèi)設(shè)有離心塊、速度調(diào)整彈簧、離心座以及制動(dòng)塊，齒輪軸水平穿過(guò)大端蓋，齒輪軸的內(nèi)端與離心座固定連接，齒輪軸的外端與升降機(jī)上相應(yīng)的齒條或齒輪嚙合；離心塊設(shè)于離心座的外側(cè)，速度調(diào)整彈簧穿過(guò)離心塊，其內(nèi)端與離心座固定連接；制動(dòng)塊均勻間隔設(shè)于制動(dòng)鼓外端的內(nèi)側(cè)面上，制動(dòng)塊至齒輪軸的距離略大于速度調(diào)整彈簧的外端至齒輪軸的距離；摩擦片、離心塊、速度調(diào)整彈簧以及制動(dòng)塊在同一平面上。

離心加壓部件設(shè)于離心加壓腔內(nèi)，包括螺桿、內(nèi)螺母、外螺母、阻轉(zhuǎn)環(huán)、碟形彈簧以及擋圈，螺桿的外端與制動(dòng)鼓的內(nèi)端固定連接，內(nèi)螺母套設(shè)在螺桿的內(nèi)端上，內(nèi)螺母內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)螺紋，內(nèi)螺母通過(guò)內(nèi)螺紋與螺桿相連；外螺母套設(shè)在內(nèi)螺母外，內(nèi)螺母外側(cè)設(shè)有外螺紋，內(nèi)螺母通過(guò)外螺紋與外螺母相連，內(nèi)螺母內(nèi)側(cè)螺紋與內(nèi)螺母外側(cè)螺紋的螺紋方向相反；外螺母還與阻轉(zhuǎn)環(huán)固定連接，阻轉(zhuǎn)環(huán)的長(zhǎng)柄從殼體的內(nèi)側(cè)穿出；碟形彈簧套設(shè)于螺桿外，碟形彈簧的一端與外螺母相連，另一端與加壓腔以及離心腔連通處的殼體相連；擋圈設(shè)于內(nèi)螺母的外端。螺桿的軸線與齒輪軸的軸線重合。離心塊的數(shù)量為2個(gè)，2個(gè)離心塊設(shè)于離心座的相對(duì)外側(cè)。制動(dòng)塊的數(shù)量為4個(gè)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本設(shè)計(jì)的一種用于施工升降機(jī)的雙向超速制動(dòng)器，由于齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)離心塊克服速度調(diào)整彈簧的壓力而向外移動(dòng)，當(dāng)齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)預(yù)定速度時(shí)，離心塊移動(dòng)至速度調(diào)整彈簧的外端，此時(shí)，離心塊的端部與制動(dòng)塊相抵，并帶動(dòng)制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)；并由于內(nèi)螺母、擋圈、外螺母及阻轉(zhuǎn)環(huán)的結(jié)構(gòu)，迫使碟形彈簧均沿螺桿的軸向朝制動(dòng)鼓方向移動(dòng)（不論齒輪軸的轉(zhuǎn)向），碟形彈簧的彈力通過(guò)制動(dòng)鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力的逐漸增加，最終通過(guò)制動(dòng)鼓與摩擦片的作用實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。見(jiàn)圖1所示。

圖1 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

2 工作原理

2.1 下行超速保護(hù)

雙向超速制動(dòng)器的齒輪軸與施工升降機(jī)上相應(yīng)的齒條或齒輪嚙合形成運(yùn)動(dòng)關(guān)系，齒輪軸在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)離心座、離心塊轉(zhuǎn)動(dòng)，升降機(jī)超速運(yùn)行時(shí)，離心塊在離心力的作用下克服調(diào)速?gòu)椈傻募s束力向外張開(kāi)，與制動(dòng)鼓的制動(dòng)塊嚙合帶動(dòng)制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，由于內(nèi)螺母在外螺母及阻轉(zhuǎn)環(huán)的約束下無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使內(nèi)螺母向壓縮碟形彈簧的方向移動(dòng)，碟形彈簧的彈力通過(guò)制動(dòng)鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力逐漸增加，最終通過(guò)制動(dòng)鼓與摩擦片的作用實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

2.2 上行超速保護(hù)

與下行超速保護(hù)相似，此時(shí)齒輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與下行超速保護(hù)相反，齒輪軸在外力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)離心座、離心塊轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)離心塊在離心力的作用下克服調(diào)速?gòu)椈傻募s束力向外張開(kāi)，與制動(dòng)鼓的制動(dòng)塊嚙合帶動(dòng)制動(dòng)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，由于內(nèi)螺母在擋圈的約束下不能運(yùn)動(dòng)，而外螺母在阻轉(zhuǎn)環(huán)的約束下只能向壓縮碟形彈簧的方向移動(dòng)，碟形彈簧的彈力通過(guò)制動(dòng)鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力逐漸增加，最終通過(guò)制動(dòng)鼓與摩擦片的作用實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

3 結(jié)語(yǔ)

本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來(lái)說(shuō)明本設(shè)計(jì)的目的，并非用作對(duì)本設(shè)計(jì)的限定，只要在本設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)，對(duì)以上實(shí)施例的變化、變型都將落在本設(shè)計(jì)的權(quán)利要求的范圍內(nèi)。