[实用新型]一种用于吊装作业的耗能缓冲安全装置

说明书

技术领域

本实用新型属于起重机械领域，尤其是一种用于吊装作业的耗能缓冲安全装置。 

背景技术

传统的起重机械在起吊重物时没有缓冲装置，起吊过程中经常会遇到较大的冲击载荷，引起起吊重物低频晃动和上下高频跳动，起吊重物跳动和晃动所储备的动能与吊绳、起重设备弹性变形所储备的弹性势能之间相互转化，并最终被吊绳与起重设备的结构阻尼缓慢衰减掉。在动能与弹性势能相互转化的过程中，吊绳和起重设备会承受交变的周期载荷，引起吊绳和起重设备的疲劳破坏。除此之外，在重物起吊瞬间、半空制动悬停瞬间，冲击载荷为作用时间很短、峰值很高瞬态冲击载荷，对吊绳和起重设备会产生很大冲击，实际应用中因此而引发的安全事故屡见不鲜。为降低交变周期载荷和瞬态冲击载荷的不利影响，通常采用两个方法：1、降低起吊速度，带来的问题就是生产效率降低，影响经济效益；2、加大设备的安全系数，对节能减排不利，不符合绿色设计的现代设计理念。 

为解决上述问题：申请号为201120078027.4的“一种弹性吊具”；申请号为201320368307.8的“弹性吊具”；申请号为201210101325.X的“吊装设备及其吊钩结构”；申请号为201210335304.4的“集装箱吊具缓冲装置、集装箱吊具及集装箱起重机”；申请号为200920233268.4的“起重吊钩缓冲装置”均希望通过一些改进解决起重机械在操作过程中产生的不利影响。 

以上技术方案及结构各有特点，但是其技术原理基本相似，对于降低瞬态冲击载荷的峰值有效，但是存在如下问题：1、缓冲装置只有弹簧，没有阻尼材料，由于没有阻尼材料对起吊重物晃动和上下跳动的动能进行快速衰减，因此会产生较大的晃动或者跳动，甚至引起共振，影响起吊过程的稳定性；2、缓冲弹簧在整个变形范围内的刚度特性均为线性，线性刚度特性不利于对瞬态冲击载荷的缓冲，如果刚度过大则对瞬态冲击载荷峰值的化解作用不大，起不到理想缓冲效果，如果刚度过小则会在起吊载荷较大时表现过“软”，不能对重物起到很好的支撑作用，引起重物过大的晃动和跳动，影响起吊的稳定性； 3、没有现场的紧急过载报警功能，现有技术一般在起重设备操控室设置有过载报警装置，但是由于其与现场操作者之间距离较远，当起吊力达到过载极限时，不能对现场操作人员在第一时间发出警告，实际使用当中仍然存在安全隐患。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种用于吊装作业的耗能安全装置，不仅能够对冲击载荷进行快速的化解，而且当冲击载荷超过允许极限值时，能够发出报警信号。 

为了解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为： 

一种用于吊装作业的耗能缓冲安全装置，所述耗能缓冲安全装置包括连接座、芯轴、阻尼结构和缓冲装置；所述连接座包括内导套和外导套，所述内导套位于外导套的内部，所述连接座、内导套分别套接在芯轴的外围，且所述芯轴的外圆柱面与外导套的内圆柱面相配合形成第一移动副；所述内导套的一端设置有圆柱凸台，所述芯轴一端形成空腔，所述圆柱凸台置于芯轴的空腔内部，所述圆柱凸台的外圆柱面与空腔的内圆柱面相配合构成第二移动副；所述芯轴两侧的空腔与外导套之间分别套接有缓冲装置，所述缓冲装置为变刚度的弹性组件，该变刚度弹性组件由刚度渐增的两个以上的蝶形弹簧片串联而成；所述变刚度的弹性组件周向均匀分布有多个第二阻尼孔，并沿内壁均匀分布有多个第三阻尼孔；所述缓冲装置与内导套的外围之间存在第二间隙；由空腔、内导套、外导套、圆柱凸台所围成的连续贯通的两个封闭空间内填充满粘性阻尼材料构成阻尼结构；

所述缓冲装置包括第一弹簧组、第二弹簧组和第三弹簧组，所述第一弹簧组的底端与外导套的下端面的内侧重合，所述第三弹簧组的顶端与空腔的下端面重合；所述第一弹簧组包括两片蝶形弹簧钢片对合组成，所述第二弹簧组由四片蝶形弹簧钢片两两叠合后对合组成，所述第三弹簧组由八片蝶形弹簧钢片四四叠合后对合组成；

所述内导套同轴设置在外导套内部，所述内导套的下部端面与外导套的下部端面刚性连接；所述芯轴包括第一连接杆和空腔，所述第一连接杆与空腔同轴设置，所述第一连接杆的上端面与空腔上端面的内侧刚性连接；所述芯轴通过内导套设置在连接座内部，且芯轴与连接座同轴设置；所述缓冲装置分别设置在芯轴两侧的空腔的下端面与外导套下端面的内侧之间；

所述第一连接杆设置成长杆形，其下端设置有第一圆孔；所述空腔的下端面上设置有若干第一阻尼孔；所述空腔下端面的内圆柱孔与第一连接杆的外圆柱面之间留有第一间隙；