起重机起升机构制动器平衡补偿装置及由其构成的制动器

摘要

本发明涉及建筑施工机械,是一种塔式起重机起升机构制动器自动平衡补偿装置。一种起重机起升机构制动器平衡补偿装置，包括弧形齿条、扇环齿、扇环齿夹板、扇环齿外夹板、拉簧，所述弧形齿条上设有锯齿Ⅰ，所述扇环齿上设有与所述弧形齿条上所设锯齿Ⅰ相啮合的锯齿Ⅱ，所述扇环齿夹在扇环齿夹板、扇环齿外夹板之间。所述的平衡补偿装置所构成的起重机起升机构制动器，包括松闸器、液压油缸、两组制动臂、制动臂力矩弹簧、两组制动块、调节螺钉，两组所述制动块通过铰接轴Ⅱ分别与两组所述制动臂铰接，还包括平衡补偿装置。本发明大大提高了起升机构制动系工作可靠性、耐久性、同时减少了对制动系的保养维修频次，结构简单、经济实用。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑施工机械,尤其是一种塔式起重机起升机构制动器自动平衡补偿 装置。

背景技术

普通塔式起重机起升机构制动装置为液压推杆瓦块式常闭式制动器，工作时靠液 压推杆的推力完成制动器打开、制动臂力矩弹簧的张力完成制动器的闭合，来完成制 动操作，从而使起升机构完成起升、下降和停止动作。但传统制动器打开时由于制动 块与制动臂是铰接，瓦块在重力作用下其上端有向制动轮25贴近的趋势，实际靠手工 调节螺钉取得平衡，即利用机械限制实现。

手工调节误差较大，当螺钉调整的偏长时，制动块制动时就会出现制动块下边与 制动轮25接触，摩擦面较小，造成制动片磨损加剧，或制动片出现局部高温而影响制 动效果。在制动初期即当制动轮与制动块接触摩擦产生制动力矩并相对运动时，因制 动轮25表面存在圆柱度误差、制动轮25中心线与轮轴中心线存在同轴度误差、制动 轮25轴存在直线度误差等现象，造成制动轮25旋转面不是正圆柱面即存在波动，这 就要求在制动过程中，制动块相对铰接轴应有一定的摆幅，以便来吸收或缓冲制动轮 25旋转时因轮面波动对制动块的冲击与振动。

当螺钉调整的偏短，制动器开启时就会出现制动块与制动轮25不能完全分离现 象，即制动块上部始终与制动轮25接触，造成制动块早期磨损、偏磨甚至影响制动效 果。

其次由于制动块与制动臂是铰接其销轴与孔的配合是间隙配合，当制动器开启时， 制动块在调整螺钉的顶撑作用下，铰接轴与铰接孔的最大间隙出现在(图9)所示90 度范围内，而制动器闭合时铰接轴与铰接孔的最大间隙出现在(图10)所示90度范 围内，两者相对位置不一致，相当于减少了制动器开启的有效行程，使制动器开启不 彻底，加剧制动块和和制动轮25的磨损，影响制动效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理、有效的避免了制动器调整不及时、铰接轴 孔磨损造成制动器磨损加剧而影响制动效果，可大大提高起升机构制动系工作可靠性、 耐久性、经济实用的起重机起升机构制动器平衡补偿装置，以及由其构成的起重机起 升机构制动器。

本发明公开了一种起重机起升机构制动器平衡补偿装置，其特征在于主要包括弧 形齿条1、扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4、拉簧7，所述弧形齿条1上设 有锯齿Ⅰ2，所述弧形齿条1端部设有铰接轴孔8，所述扇环齿6上设有与所述弧形齿 条1上所设锯齿Ⅰ2相啮合的锯齿Ⅱ12，所述弧形齿条1与所述扇环齿6相互啮合连 接，所述扇环齿6夹在扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4之间，所述扇环齿6、扇环齿夹 板9、扇环齿外夹板4上均设有安装孔Ⅰ5，所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿外 夹板4通过安装孔Ⅰ5固定连接，所述扇环齿外夹板4下部设有翻边3，所述翻边3 上设有安装孔Ⅱ13，所述拉簧7一端连接于弧形齿条1上。

所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2的端面最好为向内凹的弧形面，与之相适配，所 述扇环齿6设有锯齿Ⅱ12的端面为向外凸的弧形面。

所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4最好均为扇形面，所述扇形面所形 成的角度A10为21度。

所述扇环齿6的扇形面上最好对称设有两个切角，所述切角所形成的角度B11为 63度。

所述扇环齿6上所设的锯齿Ⅱ12最好为斜齿，所述斜齿剖面的形状包括长斜边14、 短斜边16，所述长斜边14、短斜边16所形成的夹角C15为30度。

如前所述的平衡补偿装置所构成的起重机起升机构制动器，主要包括松闸器17、 液压油缸19、两组制动臂18、制动臂力矩弹簧20、两组制动块24、调节螺钉23，两 组所述制动块24通过铰接轴Ⅱ22分别与两组所述制动臂18铰接，其特征在于还包括 平衡补偿装置，所述平衡补偿装置包含弧形齿条1、扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿 外夹板4、拉簧7，所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2，所述弧形齿条1端部设有铰接轴 孔8，所述弧形齿条1通过铰接轴Ⅰ21与制动臂18铰接，所述扇环齿6上设有与所述 弧形齿条1上所设锯齿Ⅰ2相啮合的锯齿Ⅱ12，所述弧形齿条1与所述扇环齿6相互 啮合连接，所述扇环齿6夹在扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4之间，所述扇环齿6、扇 环齿夹板9、扇环齿外夹板4上均设有安装孔Ⅰ5，所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇 环齿外夹板4通过安装孔Ⅰ5固定连接，所述扇环齿外夹板4下部设有翻边3，所述翻 边3上设有安装孔Ⅱ13,通过安装孔Ⅱ13与制动块24固定连接，所述拉簧7一端连接 于弧形齿条1上，另一端与制动臂18连接。

在起重机起升机构制动器结构中，所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2的端面最好为 向内凹的弧形面，与之相适配，所述扇环齿6设有锯齿Ⅱ12的端面为向外凸的弧形面。

所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4最好均为扇形面，所述扇形面所形 成的角度A10为21度。

所述扇环齿6的扇形面上最好对称设有两个切角，所述切角所形成的角度B11为 63度。

所述扇环齿6上所设的锯齿Ⅱ12最好为斜齿，所述斜齿剖面的形状包括长斜边14、 短斜边16，所述长斜边14、短斜边16所形成的夹角C15为30度。

本发明制动块自动补偿装置安装运行原理：

1、在液压推杆制动器两制动块上部中间处分别安装一段弧形扇环齿，在两制动臂 上分别安装一段弧形齿条，弧形齿条一端与制动臂铰接，另一端与扇环齿啮合，齿条 与扇环齿形成荆轮机构，其齿形和齿距如图6所示。

2、当制动开启时，制动块在重力和弧形齿条拉力的共同作用下有靠紧各自制动臂 的趋势，此时铰接轴Ⅱ22与铰接孔27的最大间隙出现在(图11)所示90度范围内， 与制动器闭合时孔轴出现最大间隙的位置相近。这种状态有利于提高制动器开启与闭 合时的有效行程。

3、因弧形齿条与扇环齿是斜齿啮合，在制动初期制动块与制动轮接触且制动轮与 制动块相对运动时，制动块相对铰接轴Ⅱ22在一定角度范围内有摆幅余量，此余量能 够吸收和缓冲在制动过程中制动轮对制动块的冲击和振动。

4、因弧形齿条与扇环齿是斜齿啮合其齿形和尺寸(图6)所示，当制动块与制动 臂铰接孔轴磨损或制动片磨损导致制动器开启制动块上部分离不彻底，即制动器开启 时制动块与制动轮的分离间隙上小下大或制动块上部不能和制动轮完全分离时，制动 器在完成下一个工作循环制动块与制动轮的完全贴合后，弧形齿条与扇环齿就会向前 进一个齿，起到即时补偿作用，从而使制动器分离时制动块与制动轮的间隙始终保持 在规定的范围值内，有效的避免了制动器调整不及时、铰接轴孔磨损造成制动器磨损 加剧，影响制动效果，大大提高了起升机构制动系工作可靠性、耐久性、同时减少了 对制动系的保养维修频次。

本发明补偿装置设计加工说明：

1、弧形齿条，使用宽25mm、厚5mm，长12mm的40Cr钢板铣削或插削加工成型， 并在钻两铰接孔后淬火加低温回火处理，在提高其硬度的同时消除局部应力。

2、扇环齿，使用厚5mm，40Cr钢板铣削或插削加工，加工成型后再与扇环齿夹板、 扇环齿外夹板所示两块厚2mm的夹板(45号钢)配对加工圆孔和长孔后淬火加低温回 火处理。

3、两扇环齿夹板加工成型后调质处理。

4、翻边为连接钢板，在与制动块连接时，在制动块连接处应铣削或刨削出相应平 面以保证连接钢板与制动块有一定接触面，在此平面上钻直径为8mm深18mm孔距28mm 的两个孔,并攻丝处理。

5、在左右制动臂分别距制动块铰接孔中心170mm处钻直径为8mm的通孔，用螺栓 与弧形齿条铰接。

6、用弧形齿条上的双孔及扇环齿上的长孔调节弧形齿条与扇环齿的啮合饱满度。

7、拉簧给予弧形齿条4-6N的拉力，从而保证装置工作时弧形齿条与扇环齿不随 意跳齿。

8、使用时应定期向扇环齿啮合处及铰接处涂抹润滑油。

与现有技术相比，本发明所提供的起重机起升机构制动器平衡补偿装置，结构简 单，在实际使用中，有效的避免了制动器调整不及时、铰接轴孔磨损造成制动器磨损 加剧而影响制动效果；所提供的由其构成的起重机起升机构制动器，大大提高了起升 机构制动系工作可靠性、耐久性、同时减少了对制动系的保养维修频次，是一种经济 实用的起重机起升机构制动器。

附图说明

图1为本发明实施例中的起重机起升机构制动器平衡补偿装置的连接关系结构示 意图。

图2为图1中扇环齿夹板9的结构示意图。

图3为图1中扇环齿6的结构示意图。

图4为图1中扇环齿外夹板4的结构示意图。

图5为图4中A-A方向的结构示意图。

图6为图1中扇环齿6上锯齿Ⅱ局部放大的结构示意图。

图7为本发明实施例中的平衡补偿装置所构成的起重机起升机构制动器的连接关 系结构示意图。

图8为图7中左视的制动块、扇环齿外夹板4、扇环齿6、扇环齿夹板9及制动臂 之间的连接位置关系结构示意图。

图9为现有技术中，制动器开启时，制动块在调整螺钉的顶撑作用下，铰接轴Ⅱ 与铰接孔27出现最大间隙26的结构示意图。

图10为现有技术中，制动器闭合时，铰接轴Ⅱ与铰接孔27出现最大间隙26的结 构示意图。

图11为本发明在实施例中，制动器开启时，制动块在重力和弧形齿条的共同作用 下靠紧各自制动臂时，铰接轴Ⅱ与铰接孔27出现最大间隙26的结构示意图。

如图所示：1为弧形齿条，2为锯齿Ⅰ，3为翻边，4为扇环齿外夹板，5为安装 孔Ⅰ，6为扇环齿，7为拉簧，8为铰接轴孔，9为扇环齿夹板，10为角度A，11为角 度B，12为，13为安装孔Ⅱ，14为长斜边，15为夹角C，16为短斜边，17为松闸器， 18为制动臂，19为液压油缸，20为制动臂力矩弹簧，21为铰接轴Ⅰ，22为铰接轴 Ⅱ，23为调节螺钉，24为制动块，25为制动轮，26为最大间隙，27为制动块与制动 臂的铰接孔。

具体实施方式

实施例1：

参照图1—图6，一种起重机起升机构制动器平衡补偿装置，其特征在于主要包括 弧形齿条1、扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4、拉簧7，所述弧形齿条1上 设有锯齿Ⅰ2，所述弧形齿条1端部设有铰接轴孔8，所述扇环齿6上设有与所述弧形 齿条1上所设锯齿Ⅰ2相啮合的锯齿Ⅱ12，所述弧形齿条1与所述扇环齿6相互啮合 连接，所述扇环齿6夹在扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4之间，所述扇环齿6、扇环齿 夹板9、扇环齿外夹板4上均设有安装孔Ⅰ5，所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿 外夹板4通过安装孔Ⅰ5固定连接，所述扇环齿外夹板4下部设有翻边3，所述翻边3 上设有安装孔Ⅱ13，所述拉簧7一端连接于弧形齿条1上。

所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2的端面为向内凹的弧形面，与之相适配，所述扇 环齿6设有锯齿Ⅱ12的端面为向外凸的弧形面。

实施例2：

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环 齿外夹板4均为扇形面，所述扇形面所形成的角度A10为21度。

实施例3：

与实施例2相比，本实施例的不同之处在于：所述扇环齿6的扇形面上对称设有 两个切角，所述切角所形成的角度B11为63度。

实施例4：

与实施例3相比，本实施例的不同之处在于：所述扇环齿6上所设的锯齿Ⅱ12为 斜齿，所述斜齿剖面的形状包括长斜边14、短斜边16，所述长斜边14、短斜边16所 形成的夹角C15为30度。

实施例5：

参照图7—图11，一种由平衡补偿装置所构成的起重机起升机构制动器，主要包 括松闸器17、液压油缸19、两组制动臂18、制动臂力矩弹簧20、两组制动块24、调 节螺钉23，两组所述制动块24通过铰接轴Ⅱ22分别与两组所述制动臂18铰接，还包 括平衡补偿装置，平衡补偿装置的结构包含弧形齿条1、扇环齿6、扇环齿夹板9、扇 环齿外夹板4、拉簧7，所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2，所述弧形齿条1端部设有铰 接轴孔8，所述弧形齿条1通过铰接轴Ⅰ21与制动臂18铰接，所述扇环齿6上设有与 所述弧形齿条1上所设锯齿Ⅰ2相啮合的锯齿Ⅱ12，所述弧形齿条1与所述扇环齿6 相互啮合连接，所述扇环齿6夹在扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4之间，所述扇环齿6、 扇环齿夹板9、扇环齿外夹板4上均设有安装孔Ⅰ5，所述扇环齿6、扇环齿夹板9、 扇环齿外夹板4通过安装孔Ⅰ5固定连接，所述扇环齿外夹板4下部设有翻边3，所述 翻边3上设有安装孔Ⅱ13,通过安装孔Ⅱ13与制动块24固定连接，所述拉簧7一端连 接于弧形齿条1上，另一端与制动臂18连接。

实施例6：

与实施例5相比，本实施例的不同之处在于所述弧形齿条1上设有锯齿Ⅰ2的端 面为向内凹的弧形面，与之相适配，所述扇环齿6设有锯齿Ⅱ12的端面为向外凸的弧 形面。

实施例7：

与实施例6相比，本实施例的不同之处在于所述扇环齿6、扇环齿夹板9、扇环齿 外夹板4均为扇形面，所述扇形面所形成的角度A10为21度。

实施例8：

与实施例7相比，本实施例的不同之处在于所述扇环齿6的扇形面上对称设有两 个切角，所述切角所形成的角度B11为63度。

实施例9：

与实施例8相比，本实施例的不同之处在于所述扇环齿6上所设的锯齿Ⅱ12为斜 齿，所述斜齿剖面的形状包括长斜边14、短斜边16，所述长斜边14、短斜边16所形 成的夹角C15为30度。