專利名稱：臂橋架變幅機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及起重運(yùn)輸機(jī)械，特別是涉及用于港口集裝箱裝卸的門座起重機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，岸邊集裝箱起重機(jī)主要有兩大類型橋式起重機(jī)與門座起重機(jī)。岸邊集裝箱橋式起重機(jī)由于裝卸效率高、工作范圍大已成為岸邊集裝箱起重機(jī)的主要機(jī)型，而門座起重機(jī)雖然在重量、成本以及兼作其他用途方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于碼頭前沿集裝箱裝卸作業(yè)，其性能遠(yuǎn)不及集裝箱橋式起重機(jī)。
門座起重機(jī)為臂架類起重機(jī)，貨物的水平移動(dòng)主要由變幅機(jī)構(gòu)完成。門座起重機(jī)的臂架結(jié)構(gòu)多采用單臂架或剛性四連桿組合臂架結(jié)構(gòu)，利用起升卷繞裝置中的滑輪組補(bǔ)償方式或利用剛性四連桿組合臂架中象鼻梁端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)現(xiàn)貨物在變幅過程中的近似水平位移，采用杠桿活對(duì)重平衡裝置補(bǔ)償臂架結(jié)構(gòu)重心在變幅過程中的升降。2001年1月由人民交通出版社出版的《港口起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》公開了現(xiàn)有臂架類起重機(jī)變幅機(jī)構(gòu)的型式與特點(diǎn)?，F(xiàn)有的門座起重機(jī)用于集裝箱裝卸存在以下不足1)工作速度低，依靠臂架擺動(dòng)獲得的貨物變幅速度遠(yuǎn)低于在橋架上移動(dòng)的小車運(yùn)行速度；2)工作范圍小，最大幅度難以滿足大船型的裝卸要求，最小幅度不能到達(dá)海側(cè)軌道以內(nèi)；3)工作方式落后，集裝箱的水平運(yùn)動(dòng)需要變幅與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)共同完成，還需進(jìn)行吊具的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)保持集裝箱的正確方位，降低了裝卸效率；4)起升卷繞裝置不適應(yīng)集裝箱自動(dòng)吊具，臂架頭部的兩個(gè)導(dǎo)向滑輪在變幅過程中不能始終保持水平使得集裝箱吊具不能始終保持水平，門座起重機(jī)多采用簡(jiǎn)易吊具，掛箱脫箱輔助時(shí)間較長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高工作速度、擴(kuò)大工作范圍、改變工作方式、可采用自動(dòng)吊具、提高岸邊集裝箱起重機(jī)裝卸效率的臂橋架變幅機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的由組合式平行四連桿臂橋架、繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置、曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置、半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置等組成。繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置中的多個(gè)導(dǎo)向滑輪、補(bǔ)償滑輪組的動(dòng)滑輪安裝在組合式平行四連桿臂橋架中的頭部橋架上，起升滑輪組的靜滑輪安裝平移小車上；曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置通過前拉桿與組合式平行四連桿臂橋架連接。
組合式平行四連桿臂橋架采用擺動(dòng)式臂架和平移式橋架的組合方式，由臂架、大拉桿、頭部橋架、平移小車組成。大拉桿與臂架等長(zhǎng)且與臂架軸線平行布置，臂架、大拉桿與頭部橋架各構(gòu)件分別鉸接且構(gòu)成平行四邊形，當(dāng)臂架繞下鉸點(diǎn)的擺動(dòng)時(shí)頭部橋架作平移運(yùn)動(dòng)，平移小車可在頭部橋架的軌道上移動(dòng)，臂架處于最大仰角位置時(shí)小車位于橋架最內(nèi)端，臂架處于最小仰角位置時(shí)小車位于橋架最外端。組合式平行四連桿臂橋架可有效地增大最大幅度和減小最小幅度，擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍；能保證集裝箱及吊具在變幅過程中處于水平位置，適用于集裝箱自動(dòng)吊具的起升卷繞裝置。
繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置采用起升繩補(bǔ)償、補(bǔ)償繩補(bǔ)償和平移小車補(bǔ)償?shù)慕M合補(bǔ)償方式。起升卷繞采用導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償方式，起升繩從起升卷筒繞出經(jīng)導(dǎo)向滑輪、導(dǎo)向滑輪接入起升滑輪組。補(bǔ)償繩卷繞采用滑輪組補(bǔ)償方式，補(bǔ)償繩連接小車通過頭部橋架前端的導(dǎo)向滑輪后在橋架后端的動(dòng)滑輪和人字架上的靜滑輪之間形成補(bǔ)償滑輪組，補(bǔ)償繩在變幅過程中總長(zhǎng)不變的特性決定了小車在橋架上的位置，起升繩、補(bǔ)償繩及平移小車的組合補(bǔ)償方式可實(shí)現(xiàn)貨物在變幅過程中作近似水平運(yùn)動(dòng)。繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置具有以下特點(diǎn)在臂架的擺動(dòng)過程中同時(shí)進(jìn)行小車的移動(dòng)，不需要小車驅(qū)動(dòng)裝置；貨物的復(fù)合運(yùn)動(dòng)可有效地提高變幅速度；起升繩與補(bǔ)償繩分開，使起升卷繞裝置較為簡(jiǎn)單，避免了起升繩在變幅過程中的多次卷繞和反復(fù)彎曲。
曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置由曲線滑道、活對(duì)重、后拉桿、平衡架、前拉桿等組成。前拉桿分別與頭部橋架和平衡架鉸接，后拉桿分別與活對(duì)重和平衡架鉸接，活對(duì)重可沿曲線滑道移動(dòng)，平衡架可繞固定支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。在變幅過程中利用活對(duì)重沿曲線滑道移動(dòng)來(lái)平衡臂橋架結(jié)構(gòu)重心的升降。曲線滑道的形狀根據(jù)臂橋架結(jié)構(gòu)重心的升降進(jìn)行設(shè)計(jì)，可保證完全平衡或獲得理想的自重不平衡力矩曲線。曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置具有以下特點(diǎn)活對(duì)重的移動(dòng)距離較大，可減少活對(duì)重的重量；獲得理想的自重不平衡力矩曲線，易于達(dá)到在大幅度時(shí)具有上仰的不平衡力矩、在小幅度時(shí)具有下俯的不平衡力矩的效果；可避免杠桿活對(duì)重平衡裝置對(duì)臂架較大的橫向彎曲作用，減輕臂架自重；易于布置半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置。
半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置由與平衡架相連的半齒輪、小齒輪和驅(qū)動(dòng)裝置組成。驅(qū)動(dòng)裝置通過小齒輪與半齒輪的嚙合將扭矩傳給平衡架，并通過前拉桿來(lái)克服臂橋架結(jié)構(gòu)的正、負(fù)不平衡力矩，從而驅(qū)動(dòng)臂架擺動(dòng)進(jìn)而改變貨物的工作幅度。
與現(xiàn)有變幅機(jī)構(gòu)相比較，本發(fā)明能夠達(dá)到較高的變幅速度，從而提高起重機(jī)的裝卸效率；能夠達(dá)到較大的最大幅度和較小的最小幅度，從而擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，且能到達(dá)海側(cè)軌道以內(nèi)裝卸作業(yè)；可得到良好的水平位移補(bǔ)償效果，曲線滑道的形狀保證了優(yōu)良的自重平衡效果，降低變幅機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率；結(jié)構(gòu)受力及重量分布合理；可使集裝箱及吊具在變幅過程中處于水平位置，不受機(jī)構(gòu)的動(dòng)作及集裝箱重心的偏心的影響；起升卷繞方式適用于集裝箱自動(dòng)吊具，易于自動(dòng)掛箱和脫箱；變幅機(jī)構(gòu)可取代回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而作為主要工作機(jī)構(gòu)。


圖1為臂橋架變幅機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為組合式平行四連桿臂橋架結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為起升繩、補(bǔ)償繩的卷繞方式示意圖；圖5為曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-臂架；2-大拉桿；3-頭部橋架；4-平移小車；5-導(dǎo)向滑輪；6-導(dǎo)向滑輪；7-動(dòng)滑輪；8-補(bǔ)償繩；9-導(dǎo)向滑輪；10-起升繩；11-前拉桿；12-平衡架；13-后拉桿；14-活對(duì)重；15-曲線滑道。
具體實(shí)施例方式
由組合式平行四連桿臂橋架、繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置、曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置、半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置等部分構(gòu)成。繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置中的導(dǎo)向滑輪5、導(dǎo)向滑輪6、導(dǎo)向滑輪9、補(bǔ)償滑輪組的動(dòng)滑輪安裝在組合式平行四連桿臂橋架中的頭部橋架3上，起升滑輪組的靜滑輪安裝在平移小車4上；曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置通過前拉桿11與組合式平行四連桿臂橋架連接。
組合式平行四連桿臂橋架采用擺動(dòng)式臂架和平移式橋架的組合方式，由臂架1、大拉桿2、頭部橋架3、平移小車4組成。大拉桿2與臂架1等長(zhǎng)且與臂架1軸線平行布置，臂架1、大拉桿2與頭部橋架3分別鉸接且構(gòu)成平行四邊形，當(dāng)臂架1繞下鉸點(diǎn)的擺動(dòng)時(shí)頭部橋架3作平移運(yùn)動(dòng)，平移小車4可在頭部橋架3梁的軌道上移動(dòng)，臂架1處于最大仰角位置時(shí)平移小車4位于橋架最內(nèi)端，臂架1處于最小仰角位置時(shí)平移小車4位于頭部橋架3最外端。
繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置采用起升繩補(bǔ)償、補(bǔ)償繩補(bǔ)償和平移小車補(bǔ)償?shù)慕M合補(bǔ)償方式。起升卷繞裝置采用導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償方式，起升繩10從起升卷筒繞出經(jīng)導(dǎo)向滑輪9、導(dǎo)向滑輪6接入起升滑輪組。補(bǔ)償繩卷繞采用滑輪組補(bǔ)償方式，補(bǔ)償繩8連接平移小車4通過頭部橋架前端的導(dǎo)向滑輪5后在橋架后端的動(dòng)滑輪7和人字架上的靜滑輪之間形成補(bǔ)償滑輪組，補(bǔ)償繩8在變幅過程中總長(zhǎng)不變的特性決定了平移小車4在頭部橋架3上的位置，起升繩10、補(bǔ)償繩8及平移小車4的組合補(bǔ)償方式可實(shí)現(xiàn)貨物在變幅過程中作近似水平運(yùn)動(dòng)。
曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置由曲線滑道15、活對(duì)重14、后拉桿13、平衡架12、前拉桿11等組成。前拉桿11分別與頭部橋架3和平衡架12鉸接，后拉桿分13別與活對(duì)重14和平衡架12鉸接，活對(duì)重14可沿曲線滑道15移動(dòng)，平衡架12可繞固定支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。在變幅過程中利用活對(duì)重14沿曲線滑道15移動(dòng)來(lái)平衡臂橋架結(jié)構(gòu)重心的升降。
半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置由與平衡架相連的半齒輪、小齒輪和驅(qū)動(dòng)裝置組成。驅(qū)動(dòng)裝置通過小齒輪與半齒輪的嚙合將扭矩傳給平衡架12。
權(quán)利要求
1.一種臂橋架變幅機(jī)構(gòu)，包括半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于還包括組合式平行四連桿臂橋架、繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置、曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置；繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置中的導(dǎo)向滑輪(5)、導(dǎo)向滑輪(6)、導(dǎo)向滑輪(9)、補(bǔ)償滑輪組的動(dòng)滑輪(7)安裝在組合式平行四連桿臂橋架中的頭部橋架(3)上，起升滑輪組安裝在平移小車(4)上；曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置通過前拉桿(11)與組合式平行四連桿臂橋架連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種臂橋架變幅機(jī)構(gòu)，其特征在于組合式平行四連桿臂橋架采用擺動(dòng)式臂架和平移式橋架的組合方式，由臂架(1)、大拉桿(2)、頭部橋架(3)、平移小車(4)組成；大拉桿(2)與臂架(1)等長(zhǎng)且與臂架(1)軸線平行布置，臂架(1)、大拉桿(2)與頭部橋架(3)分別鉸接且構(gòu)成平行四邊形，當(dāng)臂架(1)繞下鉸點(diǎn)的擺動(dòng)時(shí)頭部橋架(3)作平移運(yùn)動(dòng)，平移小車(4)可在頭部橋架(3)的軌道上移動(dòng)，臂架(1)處于最大仰角位置時(shí)平移小車(4)位于橋架最內(nèi)端，臂架(1)處于最小仰角位置時(shí)平移小車(4)位于頭部橋架(3)最外端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種臂橋架變幅機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置采用起升繩補(bǔ)償、補(bǔ)償繩補(bǔ)償和平移小車補(bǔ)償?shù)慕M合補(bǔ)償方式；起升卷繞采用導(dǎo)向滑輪補(bǔ)償方式，起升繩(10)從起升卷筒繞出經(jīng)導(dǎo)向滑輪(9)、導(dǎo)向滑輪(6)接入起升滑輪組；補(bǔ)償繩卷繞采用滑輪組補(bǔ)償方式，補(bǔ)償繩(8)連接平移小車(4)通過頭部橋架前端的導(dǎo)向滑輪(5)后在橋架后端的動(dòng)滑輪(7)和人字架上的靜滑輪之間形成補(bǔ)償滑輪組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種臂橋架變幅機(jī)構(gòu)，其特征在于所述的曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置由曲線滑道(15)、活對(duì)重(14)、后拉桿(13)、平衡架(12)、前拉桿(11)等組成；前拉桿(11)分別與頭部橋架(3)和平衡架(12)鉸接，后拉桿分(13)別與活對(duì)重(14)和平衡架(12)鉸接，活對(duì)重(14)可沿曲線滑道(15)移動(dòng)，平衡架(12)可繞固定支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)；在變幅過程中利用活對(duì)重(14)沿曲線滑道(15)移動(dòng)來(lái)平衡臂橋架結(jié)構(gòu)重心的升降。
全文摘要
一種臂橋架變幅機(jī)構(gòu)，由組合式平行四連桿臂橋架、繩索小車式貨物水平位移補(bǔ)償裝置、曲線滑道活對(duì)重式臂橋架自重平衡裝置、半齒輪式變幅驅(qū)動(dòng)裝置等組成。與現(xiàn)有變幅機(jī)構(gòu)相比較，本發(fā)明能夠達(dá)到較高的變幅速度，從而提高起重機(jī)的裝卸效率；能夠達(dá)到較大的最大幅度和較小的最小幅度，從而擴(kuò)大起重機(jī)的工作范圍，且能到達(dá)海側(cè)軌道以內(nèi)裝卸作業(yè)；可得到良好的水平位移補(bǔ)償效果，曲線滑道的形狀保證了優(yōu)良的自重平衡效果，降低變幅機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)功率；結(jié)構(gòu)受力及重量分布合理；起升卷繞機(jī)構(gòu)適用于集裝箱自動(dòng)吊具，易于自動(dòng)掛箱和脫箱；變幅機(jī)構(gòu)可取代回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)而作為主要工作機(jī)構(gòu)。適用于港口的集裝箱岸邊起重機(jī)。
文檔編號(hào)B66C23/82GK1775649SQ200510019888
公開日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月25日
發(fā)明者李勇智 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)