一种卷扬装置及一种预制梁吊运方法与流程

1.本发明涉及卷扬提升领域，具体涉及一种卷扬装置及一种预制梁吊运方法。


背景技术：

2.目前，为了方便施工一般将梁预制成型，在施工时再将梁运送至指定地点进行搭建成型，从而完成梁的安装，在这个过程中，不需要实时搭建模具进行浇筑梁，也不需要将模板进行拆除，让施工变得简单。在预制梁安装的过程中需要用到卷扬和吊运设备，完成预制梁的转运和提升。
3.现在的电控卷扬机的控制系统是根据主令控制信号实现启动、加速、一次减速、二次减速、停车各节点位置的速度控制。但是当主令控制设备故障包括其控制电源异常时电机控制节点信号丢失，卷扬机的运行速度就无法调节，电机会超速运行无法正常停车而发生冲顶或者超速下落的事故，造成财产损失和人员伤亡，为此在卷扬装置中通常会配备制动装置，现有的制动装置大都采用单一的制动方式，导致制动系统可靠性差，设备使用性能不高。


技术实现要素：

4.根据现有技术的至少一个不足之处，本发明提出了一种卷扬装置及一种预制梁吊运方法，以解决现有的卷扬装置制动单一、使用性能差的问题。
5.本发明的一种卷扬装置采用如下技术方案：包括龙门架、起升机构和保护装置，起升机构和保护装置均安装于龙门架，起升机构包括电机、卷筒和钢索；保护装置包括：固定轴，设置于龙门架且沿前后方向水平延伸，固定轴上设置有内部中空的轮毂架；转轮，可转动地设置于固定轴且位于轮毂架外侧；第一动作环和第二动作环，分别可转动地设置于轮毂架的前后两端且位于转轮内侧；控制环，可转动且可前后移动地设置于转轮，并位于第一动作环、第二动作环和转轮之间，控制环的外周壁面设置有向外凸出的斜面滑台，斜面滑台的外表面前低后高倾斜设置且处于转轮外侧；斜面滑台和转轮之间设置有前后延伸的主弹簧，主弹簧使斜面滑台初始与第二动作环对应；钢索从卷筒拉出并在在斜面滑台的外侧缠绕预设圈数；卡块，沿控制环的径向可内外滑动地设置于斜面滑台内部，卡块向内移动预设距离后其内端插入第一动作环或第二动作环；配重块，沿转轮的径向可滑动地设置于转轮的内部，配重块和转轮之间设置有沿转轮径向延伸的复位拉簧，配重块通过传动机构连接卡块，传动机构配置成在配重块向外移动时使卡块向内移动；制动杆组，包括第一摆杆，第一摆杆的内端沿前后方向水平延伸的轴线铰接于固定轴，第一摆杆的内部设置有可随第一摆杆的摆动而内外滑动的伸缩杆，伸缩杆的外端前
后两侧分别铰接一个第二摆杆，其中一个第二摆杆的外端与第一动作环铰接、另一个第二摆杆的外端与第二动作环铰接，第一摆杆和固定轴之间设置有第一扭簧，第一动作环和第二动作环与第二摆杆之间均设置有第二扭簧。
6.可选地，卡块设置有两种，分别为第一卡块和第二卡块；第一卡块和第二卡块沿控制环的圆周方向间隔设置，第一卡块的宽度大于第二卡块的宽度；配重块设置有两个，分别为第一配重块和第二配重块，第一配重块通过传动机构作用于第一卡块、第二配重块通过传动机构作用于第二卡块，第一配重块的质量大于第二配重块的质量；第一动作环上设置有沿其圆周方向间隔设置的第一卡口和第二卡口，第一卡口的宽度大于第二卡口的宽度，第二动作环上设置有第三卡口，第三卡口的宽度等于第二卡口的宽度；第一卡口用于第一卡块插入、第二卡口和第三卡口用于第二卡块插入。
7.可选地，其中一个第二摆杆的外端铰接有第一滑块、另一个第二摆杆的外端铰接有第二滑块，第一滑块和第一动作环连接、第二滑块和第二动作环连接，第一滑块和第二滑块设置于轮毂架的外周壁且能够相对于轮毂架转动。
8.可选地，伸缩杆的内端设置有偏心轮，偏心轮的轴线和第一摆杆的摆动轴线偏心设置，偏心轮上设置有与偏心轮同轴的环形滑槽，安装第一摆杆的支座上设置有凸起，伸缩杆的内端贯穿第一摆杆且凸起滑动设置于环形滑槽内。
9.可选地，挡线结构包括设置在钢索前后两侧的第一绳夹和第二绳夹，第一绳夹和第二绳夹套设于斜面滑台的外侧且安装于转轮。
10.可选地，第一配重块的一侧设置有沿前后方向水平延伸的第一横臂，第二配重块的一侧设置有沿前后方向水平延伸的第二横臂；传动机构包括换向齿轮，换向齿轮沿控制环的轴线方向可转动地设置于斜面滑台内，换向齿轮沿控制环的圆周方向间隔设置有两个，第一横臂和第一卡块位于其中一个换向齿轮的两侧且均与该换向齿轮啮合；第二横臂和第二卡块位于另一个换向齿轮的两侧且均与该换向齿轮啮合。
11.可选地，轮毂架包括设置于固定轴的两个侧支架，两个侧支架沿固定轴的轴线方向间隔设置，两个侧支架的外周壁连接有支撑环架，第一滑块和第二滑块可滑动地设置于支撑环架。
12.可选地，转轮包括两个侧圆盘，两个侧圆盘沿固定轴的延伸方向间隔设置，两个侧圆盘之间通过若干弧形板连接，若干弧形板沿侧圆盘的圆周方向均匀分布且间隔设置，以使相邻两个弧形板之间形成断口，斜面滑台可前后滑动地设置于断口。
13.可选地，龙门架上设置有安装固定轴的脚架，龙门架的底部设置有行走轮。
14.本发明还提供了一种预制梁吊运方法，该方法使用了上述卷扬装置，该方法具体包括以下步骤：（1）将卷扬装置组装完成并移动至吊装地；（2）将预制梁吊装在钢索下端；（3）将卷扬装置移动至目的地；（4）启动起升机构将预制梁起吊至预设高度，拆卸预制梁。
15.本发明的有益效果是：本发明的一种卷扬装置中，在控制环上设置斜面滑台，使得装置在能够对重载和轻载状态分别进行控制，同时通过控制环与第一动作环和第二动作环
的配合，使制动杆组的第一摆杆和第二摆杆具有不同的偏摆方向和偏摆角度，进而使制动杆组在重载冲顶、重载坠落、轻载冲顶、轻载坠落时具有不同的制动策略，以此使得本发明在不同的状态下采用合适的制动方案来确保各零部件和钢索不会承受巨大冲击，制动方式多样化，保护设备和人员安全，最大化的提升设备的使用性能。
16.进一步地，本发明的一种卷扬装置中，通过第一配重块、第二配重块与第一卡块和第二卡块的配合，使得装置在重载状态下能够更早的启动制动程序，提早实现制动，减轻重载状态下起升机构超速失控带来的危害。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。
18.图1为本发明的一种卷扬装置在吊运预制梁时的使用示意图；图2为本发明的一种卷扬装置中保护装置的结构示意图；图3为本发明的一种卷扬装置中保护装置的内部结构示意图；图4为本发明的一种卷扬装置的剖视图；图5为图4中ⅰ处放大图；图6为本发明的一种卷扬装置的保护装置中第一动作环和第二动作环与制动杆组的连接示意图；图7为本发明的一种卷扬装置的保护装置中控制环与第一配重块和第二配重块的连接示意图；图8为图7的剖切主视图；图9为图8中ⅱ处放大图；图10为本发明的一种卷扬装置的保护装置中伸缩杆的结构示意图；图11为本发明的一种卷扬装置的保护装置中第一摆杆的结构示意图；图12为本发明的一种卷扬装置的保护装置中转轮的结构示意图；图13为本发明的一种卷扬装置的保护装置在初始时的状态示意图；图14为本发明的一种卷扬装置的保护装置在重载冲顶时的状态示意图；图15为本发明的一种卷扬装置的保护装置在重载坠落时的状态示意图；图16为本发明的一种卷扬装置的保护装置在轻载冲顶时的状态示意图；图17为本发明的一种卷扬装置的保护装置在轻载坠落时的状态示意图。
19.图中：1、电机；2、卷筒；3、钢索；4、脚架；5、保护装置；6、龙门架；7、预制梁；8、固定轴；9、第二配重块；10、转轮；11、第一绳夹；12、第二绳夹；13、第一配重块；14、轴套；15、第一摆杆；16、伸缩杆；17、侧支架；18、支撑环架；19、第一滑块；20、第二滑块；21、控制环；22、第一动作环；23、第二动作环；24、第二摆杆；25、第一扭簧；26、第二扭簧；28、第二卡块；29、第一卡块；30、换向齿轮；141、支座；161、铰接轴；162、槽口销；163、偏心轮；164、环形滑槽；151、矩形通孔；152、槽口；153、铰接柱；101、滑道；102、断口；103、轴孔；901、复位拉簧；902、第二横臂；131、第一横臂；211、主弹簧；212、斜面滑台；213、突触；221、第一卡口；222、第二
卡口；231、第三卡口；232、环形突起。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1至图17所示，本发明的一种卷扬装置包括龙门架6、起升机构和保护装置5，龙门架6设置于地面且底部设置有行走轮，起升机构和保护装置5均安装于龙门架6，起升机构包括电机1、卷筒2和钢索3，钢索3从卷筒2拉出并在保护装置5上缠绕预设圈数后下垂悬吊重物。
22.其中保护装置5包括固定轴8、转轮10、第一动作环22和第二动作环23、控制环21、卡块、配重块和制动杆组。
23.固定轴8设置于龙门架6且沿前后方向水平延伸，固定轴8上设置有内部中空的轮毂架；需要说明的是，龙门架6上设置有安装保护装置5的脚架4，固定轴8设置于脚架4。
24.转轮10可转动地设置于固定轴8且位于（罩于）轮毂架外侧。第一动作环22和第二动作环23分别可转动地设置于轮毂架的外周壁面的前后两端且位于转轮10内侧。
25.控制环21可转动且可前后移动地设置于转轮10，且位于转轮10和第一动作环22与第二动作环23之间，控制环21的外周壁面设置有斜面滑台212，斜面滑台212位于转轮10径向方向的外侧；斜面滑台212的外表面前低后高倾斜设置；斜面滑台212和转轮10之间设置有前后延伸的主弹簧211，主弹簧211使斜面滑台212初始与第二动作环23对应；钢索3在斜面滑台212的外侧缠绕，钢索3的两侧设置有挡线结构，以阻碍钢索3前后窜动，保证钢索3的位置可靠。
26.卡块沿控制环21的径向可内外滑动地设置于斜面滑台212内部，卡块向内移动预设距离其内端插入第一动作环22或第二动作环23。配重块沿转轮10的径向可滑动地设置于转轮10的内部，配重块和转轮10之间设置有沿转轮10径向延伸的复位拉簧901，配重块通过传动机构连接卡块，传动机构配置成在配重块向外移动时使卡块向内移动。
27.制动杆组包括第一摆杆15，第一摆杆15的内端沿前后方向水平延伸的轴线铰接于固定轴8，第一摆杆15的内部设置有可随第一摆杆15的摆动而内外滑动的伸缩杆16，伸缩杆16的外端前后两侧分别铰接一个第二摆杆24，其中一个第二摆杆24的外端与第一动作环22铰接、另一个第二摆杆24的外端与第二动作环23铰接，第一摆杆15和固定轴8之间设置有第一扭簧25，第一动作环22和第二动作环23与第二摆杆24之间均设置有第二扭簧26。
28.工作时，起升机构收卷或释放钢索3，控制环21在钢索3的带动下转动并带动转轮10转动，装置正常工作。初始状态如图13所示，两个第二摆杆24分别位于第一摆杆15的两侧，且第一动作环22对应的第二摆杆24位于第二动作环23对应的第二摆杆24的顺时针方向的前侧，图13中e为初始两个第二摆杆24的夹角。初始控制环21与第二动作环23对应，因钢索3直接压在斜面滑台212的斜面上，提升的重物质量越大，钢索3对斜面的束紧力越大，控制环21就会向后位移的越多，即轻载时控制环21控制第二动作环23，重载时控制第一动作环22。需要说明的是，控制环21上设置有突触213，第一动作环22和第二动作环23上设置有
和突触213配合的环形突起232，以便于控制环21从第二动作环23上弹越到第一动作环22环上。
29.以图1所示为参考，保护装置5顺时针转动重物提升，保护装置5逆时针转动重物下落。
30.在起升机构失控超速时配重块在离心力的作用下向外侧移动，通过传动机构带动卡块向内移动，卡块向内移动插进第一动作环22或者第二动作环23，带动第一动作环22或第二动作环23转动，进而带动第二摆杆24转动，第二摆杆24带动第一摆杆15转动，第一扭簧25和第二扭簧26蓄力使转轮10逐渐减速。当第二摆杆24与第一摆杆15共线时，机构处于死点位置，第一摆杆15和第二摆杆24将转轮10卡住完成制动，同时在第一摆杆15摆动过程中伸缩杆16会沿着第一摆杆15伸出或缩回，且顺时针转动时缩回，逆时针动时转伸出。在制动过程中，两个第二摆杆24处的第二扭簧26的转动角度与第一扭簧25的转动角度之和代表制动力的大小，第二摆杆24转动至与第一摆杆15共线时所转动的角度代表制动时间长短。
31.以下结合图14至图17具体描述重物在重载和轻载下失控超速的几种状态，在图14至图17中，a减去90度为第一摆杆15顺时针摆动的角度，b为第一摆杆15顺时针摆动时两个第二摆杆24的夹角；c减去90度为第一摆杆15逆时针摆动的角度，d为第一摆杆15逆时针摆动时两个第二摆杆24的夹角。需要说明的是，图中标注a和c仅仅是为了做图方便。
32.在重载下超速提升重物，装置处于重载冲顶状态（如图14所示），此时控制环21顺时针转动且控制第一动作环22，控制环21转动带动第一动作环22转动，第一动作环22带动相应的第二摆杆24顺时针摆动，该第二摆杆24带动第一摆杆15摆动，直至该第二摆杆24与第一摆杆15共线完成制动，此状态制动力为a （e-b），制动时间为a-e/2。
33.在重载下超速下放重物，装置处于重载坠落状态（如图15所示），此时控制环21逆时针转动且控制第一动作环22，控制环21转动带动第一动作环22转动，第一动作环22带动相应的第二摆杆24逆时针摆动，该第二摆杆24带动第一摆杆15摆动，直至该第二摆杆24与第一摆杆15共线完成制动，此状态制动力为c e，制动时间为c e/2。
34.在轻载下超速提升重物，装置处于轻载冲顶状态（如图16所示），此时控制环21顺时针转动且控制第二动作环23，控制环21转动带动第二动作环23转动，第二动作环23带动相应的第二摆杆24顺时针摆动，该第二摆杆24带动第一摆杆15摆动，直至该第二摆杆24与第一摆杆15共线完成制动，此状态制动力为a e，制动时间为a e/2。
35.在轻载下超速下放重物，装置处于轻载坠落状态（如图17所示），此时控制环21逆时针转动且控制第二动作环23，控制环21转动带动第二动作环23转动，第二动作环23带动相应的第二摆杆24逆时针摆动，该第二摆杆24带动第一摆杆15摆动，直至该第二摆杆24与第一摆杆15共线完成制动，此状态制动力为c （e-d），制动时间为c-e/2。
36.因第一摆杆15摆动过程中伸缩杆16会沿着第一摆杆15伸出或缩回，且顺时针转动时缩回，逆时针动时转伸出，则a小于c，b小于d。根据以上分析得出，在制动力上：重载坠落＞轻载冲顶＞轻载坠落≈重载冲顶；在制动时间上：重载坠落＞轻载冲顶＞轻载坠落＞重载冲顶。也就是装置在重载冲顶时制动力较大，制动时间最短；重载坠落时制动力最大，制动时间最长；轻载冲顶时制动力很大，制动时间很长；轻载坠落时制动力小，制动时间较短，以此使得装置能够针对轻载重载，提升和下落时的失控超速提供4种不同的制动策略，在不同的状态下采用合适的制动方案来确保各零部件和钢索3不会承受巨大冲击，保护设备和
人员安全，最大化的提升设备的使用性能。
37.在进一步的实施例中，如图7、8和9所示，卡块设置有两种，分别为第一卡块29和第二卡块28；第一卡块29和第二卡块28沿控制环21的圆周方向间隔设置，第一卡块29的宽度大于第二卡块28的宽度。配重块设置有两个，分别为第一配重块13和第二配重块9，第一配重块13通过传动机构作用于第一卡块29、第二配重块9通过传动机构作用于第二卡块28，第一配重块13的质量大于第二配重块9的质量。
38.第一动作环22上设置有沿其圆周方向间隔设置的第一卡口221和第二卡口222，第一卡口221的宽度大于第二卡口222的宽度，第二动作环23上设置有第三卡口231，第三卡口231的宽度等于第二卡口222的宽度；第一卡口221用于第一卡块29插入、第二卡口222和第三卡口231用于第二卡块28插入。
39.工作中，因第一配重块13的质量大于第二配重块9的质量，在起升机构失控超速时，第一配重块13会先于第二配重块9动作。在轻载状态下，第一配重块13控制的第一卡块29向内移动后无法插入第二动作环23的第三卡口231上，因此第二动作环23仅能在第二配重块9控制的第二卡块28向内移动插入第三卡口231后才会转动。但是在重载状态下，第一配重块13控制的第一卡块29向内移动后能够插入第一动作环22的第一卡口221，此时第一动作环22已经能够转动，此后第二配重块9控制的第二卡块28内移后插入第二卡口222不影响第一动作环22的动作。以此在重载状态下，装置能够比轻载状态下更早启动制动程序（重载失控危害程度更大），提早实现制动，减轻重载状态下起升机构失控超速的危害程度。
40.在进一步的实施例中，如图10、11所示，伸缩杆16的内端设置有偏心轮163，偏心轮163的轴线和第一摆杆15的摆动轴线偏心设置，偏心轮163上设置有与偏心轮163同轴的环形滑槽164，安装第一摆杆15的支座141上设置有凸起，伸缩杆16的内端贯穿第一摆杆15且凸起滑动设置于环形滑槽164内。工作时，在第二摆杆24带动第一摆杆15转动的过程中，通过偏心轮163的设置，伸缩杆16能够随第一摆杆15的摆动沿第一摆杆15伸出或缩回。且偏心轮163沿第一摆杆15转动轴线的顺时针方向向前凸出，也就是偏心轮163的方向设置使的伸缩杆16在随第一摆杆15顺时针摆动时缩回，逆时针摆动时伸出。
41.伸缩杆16的外端设置有前后延伸的铰接轴161，两个第二摆杆24分别铰接在铰接轴161的两端。为保证受力平衡和传动可靠，第一摆杆15和伸缩杆16在前后方向设置有两组，铰接轴161连接在两个伸缩杆16的外端。第一摆杆15的内部设置有沿其杆长方向延伸的矩形通孔151，伸缩杆16滑动插装于矩形通孔151内，为便于定位和安装，矩形通孔151的前后两内侧面设置有沿第一摆杆15杆长方向延伸的槽口152，偏心轮163的前后两侧面设置有槽口销162，槽口销162滑动设置于槽口152内。第一摆杆15的前后两侧面设置有铰接柱153，铰接柱153与支座141铰接连接。
42.在进一步的实施例中，为便于传动，其中一个第二摆杆24的外端铰接有第一滑块19、另一个第二摆杆24的外端铰接有第二滑块20，第一滑块19和第一动作环22连接、第二滑块20和第二动作环23连接，第一滑块19和第二滑块20设置于轮毂架的外周壁且能够相对于轮毂架转动。工作中，第一动作环22转动并通过第一滑块19带动相应的第二摆杆24摆动，第二动作环23转动并通过第二滑块20带动相应的第二摆杆24摆动。
43.在进一步的实施例中，第一配重块13的一侧设置有沿前后方向水平延伸的第一横臂131，第二配重块9的一侧设置有沿前后方向水平延伸的第二横臂902。
44.传动机构包括换向齿轮30，换向齿轮30沿控制环21的轴线方向可转动地设置于斜面滑台212内，换向齿轮30沿控制环21的圆周方向间隔设置有两个，第一横臂131和第一卡块29位于其中一个换向齿轮30的两侧且均与该换向齿轮30啮合；第二横臂902和第二卡块28位于另一个换向齿轮30的两侧且均与该换向齿轮30啮合。工作时，第一配重块13和第二配重块9向外带动第一横臂131和第二横臂902向外移动，进而通过换向齿轮30实现第一卡块29和第二卡块28的向内运动。需要说明的是，为便于安装，斜面滑台212的内部设置有贯穿其内表面的空腔，斜面滑台212的前后两侧壁设置有贯穿其内部空腔的通过孔，第一横臂131和第二横臂902面对面设置且穿过通过孔。
45.在进一步的实施例中，挡线结构包括设置在钢索3前后两侧的第一绳夹11和第二绳夹12，第一绳夹11和第二绳夹12套设于斜面滑台212的外侧且安装于转轮10。工作时，钢索3缠绕在斜面滑台212的外侧且位于第一绳夹11和第二绳夹12限定的空间内，以实现传动过程中钢索3的位置可靠，防止窜动。
46.在进一步的实施例中，轮毂架包括设置于固定轴8的两个侧支架17，两个侧支架17沿固定轴8的轴线方向间隔设置，两个侧支架17的外周壁连接有支撑环架18，支撑环架18上设置有沿其圆周方向延伸的弧形滑槽，弧形滑槽沿前后方向设置有两组，第一滑块19和第二滑块20均呈工字形，也就是第一滑块19和第二滑块20的内外两端的宽度大于其中间的宽度，第一滑块19和第二滑块20的中部分别可滑动地设置于其中一组弧形滑槽。
47.在进一步的实施例中，转轮10包括两个侧圆盘，两个侧圆盘沿固定轴8的延伸方向间隔设置，两个侧圆盘之间通过若干弧形板连接，若干弧形板沿侧圆盘的圆周方向均匀分布且间隔设置，以使相邻两个弧形板之间形成断口102，斜面滑台212可前后滑动地设置于断口102。两个侧圆盘的中心设置有轴孔103，侧圆盘通过轴孔103可转动地安装于固定轴8。
48.两个侧圆盘的外周壁均设置有沿其径向延伸的滑道101，第一配重块13可滑动地设置于后方侧圆盘的滑道101内、第二配重块9可滑动地设置于前方侧圆盘的滑道101内。
49.在进一步的实施例中，固定轴8上固定套设有轴套14，轮毂架和支座141均设置于轴套14上。
50.本发明还提供了一种预制梁吊运方法，该方法使用了上述卷扬装置，该方法具体包括以下步骤：（1）将设备组装完成并移动至吊装地；（2）将预制梁7吊装在钢索3下端；（3）将装置移动至目的地；（4）启动起升机构将预制梁7起吊至预设高度，拆卸预制梁7即可。
51.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。