施工升降機的雙向超速制動器的設計

于志強 謝磊雷 王璐

（1上海市計量測試技術研究院，上海 200233；2上海市質量監督檢驗技術研究院，上海 200233）

0 引言

建筑起重機械是常用的必要設備。建筑起重機械事故在建筑行業事故中占有很高的比例，尤其是其中的載人施工升降機，由于其工作特點，一旦發生事故，會造成群死群傷的特大事故。為了增加載重量或提高設備的能效，帶對重的施工升降機對重的重量常超過吊籠的自重，曳引機驅動的施工升降機對重的重量就更大，這就要求升降機具有向上及向下兩個方向的超速限制功能。但是，該種制動器受結構限制，存在速度彈簧干涉、有效制動距離短、二次制動可能發生零件脫落等隱患，以及制動后復位困難等問題。本設計研究新型技術，加以規避。

1 技術方案

針對現有技術缺陷，本設計的目的是提供一種施工升降機的雙向超速制動器。為達到上述目的，本設計采用如下的技術方案。

一種用于施工升降機的雙向超速制動器，包括水平設置的殼體、大端蓋以及雙向超速制動機構，大端蓋覆蓋在殼體的開口端，并與殼體固定連接，殼體內設有相互連通的離心制動腔以及離心加壓腔，雙向超速制動機構包括離心制動部件以及離心加壓部件。

離心制動部件設于離心制動腔內，包括制動鼓、摩擦片以及齒輪軸，制動鼓外端的外側面通過摩擦片與殼體的內側相連接；制動鼓內設有離心塊、速度調整彈簧、離心座以及制動塊，齒輪軸水平穿過大端蓋，齒輪軸的內端與離心座固定連接，齒輪軸的外端與升降機上相應的齒條或齒輪嚙合；離心塊設于離心座的外側，速度調整彈簧穿過離心塊，其內端與離心座固定連接；制動塊均勻間隔設于制動鼓外端的內側面上，制動塊至齒輪軸的距離略大于速度調整彈簧的外端至齒輪軸的距離；摩擦片、離心塊、速度調整彈簧以及制動塊在同一平面上。

離心加壓部件設于離心加壓腔內，包括螺桿、內螺母、外螺母、阻轉環、碟形彈簧以及擋圈，螺桿的外端與制動鼓的內端固定連接，內螺母套設在螺桿的內端上，內螺母內側設有內螺紋，內螺母通過內螺紋與螺桿相連；外螺母套設在內螺母外，內螺母外側設有外螺紋，內螺母通過外螺紋與外螺母相連，內螺母內側螺紋與內螺母外側螺紋的螺紋方向相反；外螺母還與阻轉環固定連接，阻轉環的長柄從殼體的內側穿出；碟形彈簧套設于螺桿外，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；擋圈設于內螺母的外端。螺桿的軸線與齒輪軸的軸線重合。離心塊的數量為2個，2個離心塊設于離心座的相對外側。制動塊的數量為4個。

與現有技術相比，采用本設計的一種用于施工升降機的雙向超速制動器，由于齒輪軸的轉動，帶動離心塊克服速度調整彈簧的壓力而向外移動，當齒輪軸的轉動超過預定速度時，離心塊移動至速度調整彈簧的外端，此時，離心塊的端部與制動塊相抵，并帶動制動鼓轉動；并由于內螺母、擋圈、外螺母及阻轉環的結構，迫使碟形彈簧均沿螺桿的軸向朝制動鼓方向移動（不論齒輪軸的轉向），碟形彈簧的彈力通過制動鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力的逐漸增加，最終通過制動鼓與摩擦片的作用實現制動。見圖1所示。

圖1 內部結構圖

2 工作原理

2.1 下行超速保護

雙向超速制動器的齒輪軸與施工升降機上相應的齒條或齒輪嚙合形成運動關系，齒輪軸在外力作用下轉動，同時帶動離心座、離心塊轉動，升降機超速運行時，離心塊在離心力的作用下克服調速彈簧的約束力向外張開，與制動鼓的制動塊嚙合帶動制動鼓轉動，由于內螺母在外螺母及阻轉環的約束下無法轉動，迫使內螺母向壓縮碟形彈簧的方向移動，碟形彈簧的彈力通過制動鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力逐漸增加，最終通過制動鼓與摩擦片的作用實現制動。

2.2 上行超速保護

與下行超速保護相似，此時齒輪軸的轉動方向與下行超速保護相反，齒輪軸在外力作用下轉動，同時帶動離心座、離心塊轉動，這時離心塊在離心力的作用下克服調速彈簧的約束力向外張開，與制動鼓的制動塊嚙合帶動制動鼓轉動，由于內螺母在擋圈的約束下不能運動，而外螺母在阻轉環的約束下只能向壓縮碟形彈簧的方向移動，碟形彈簧的彈力通過制動鼓反作用于摩擦片上，隨著碟形彈簧的彈力逐漸增加，最終通過制動鼓與摩擦片的作用實現制動。

3 結語

本技術領域的技術人員應認識到，以上的實施例僅是用來說明本設計的目的，并非用作對本設計的限定，只要在本設計的實質范圍內，對以上實施例的變化、變型都將落在本設計的權利要求的范圍內。