前大梁迴轉驅動裝置及港口起重機的製作方法

2023-04-25 10:31:06

專利名稱：前大梁迴轉驅動裝置及港口起重機的製作方法
技術領域：
本發明涉及港口起重機械領域，更具體而言，涉及一種前大梁迴轉驅動裝置及港口起重機。
背景技術：
目前，國內外港口的橋式起重機中，多採用前大梁俯仰的方式來實現船隻避讓。在橋式起重機上，實現前大梁繞大梁鉸點作俯仰運動的機構稱之為俯仰機構。俯仰機構由電動機驅動，通過聯軸器，經減速器等傳動裝置驅動鋼絲繩捲筒進行卷繞動作實現前大梁的俯仰動作。俯仰鋼絲繩從捲筒弓I出，繞過梯形架頂部滑輪組與前大梁輪組之間來回卷繞，最後固定於梯形架(或前大梁上)，通過鋼絲繩收放來實現前大梁的俯仰動作。通過前大梁的俯仰動作實現船隻避讓，存在如下問題 在外形上來看，採用俯仰機構，前大梁俯仰時(角度約82度)，非工作狀態時重心較工作狀態時上移，不利於整臺設備結構布置及本設備輪壓平衡；從海事規範要求考慮，大梁外形尺寸投影超出船舷部分，船舶航行時不符合海事規範要求；從功耗角度考慮，前大梁採用俯仰的形式，需要一套俯仰機構，俯仰電機工作功率很大(通常為90kw左右)，能耗高，不利於節能減排；從結構角度考慮，採用前大梁俯仰的形式，需要俯仰電機、齒式聯軸節、高速制動器、減速箱、應急機構、捲筒、低速制動器、軸承支座、俯仰鋼絲繩纏繞系統及安全鉤裝置等配套結構，不利於節減成本；從安全角度考慮，由於設備的工作環境決定了設備需考慮風載荷的影響，採用前大梁俯仰的形式，迎風面積大，不利於整機抗傾覆性能。

發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種前大梁可水平迴轉的技術方案，通過迴轉驅動裝置實現前大梁的水平迴轉，來實現船隻避讓，避免了港口起重機在非工作狀態時重心較工作狀態上移的問題，降低迎風面，提高作業安全性，符合海事規範，同時降低能耗,節約生產成本。有鑑於此，本發明提供了一種前大梁迴轉驅動裝置，用於港口起重機，所述前大梁與所述港口起重機的後大梁之間通過轉軸轉動連接，所述前大梁迴轉驅動裝置包括動力部件和傳動裝置，所述轉軸的軸線與水平面垂直，所述動力部件通過所述傳動裝置驅動所述前大梁繞所述轉軸在水平面內轉動。本發明提供的技術方案，採用前大梁水平迴轉的方式實現船隻避讓，徹底改變傳統港口起重機的避讓方式，避讓方式由俯仰變為在水平面內向後迴轉180°，港口起重機的穩定性大大提高，同時節省了原有港口起重機中的俯仰驅動裝置，降低零部件成本，同時節約了整機空間，減小了整機工作時的能耗，生產成本更低。在上述技術方案中，優選地，所述動力部件包括油缸，所述油缸的一端與所述後大梁轉動連接，所述油缸的另一端與所述傳動裝置的一端連接，所述傳動裝置的另一端驅動所述前大梁繞所述轉軸轉動。
油缸結構強度高，能提供充足的動力；油缸行程容易控制，且技術成熟，加工和採購成本低廉，能夠很好地降低生產成本；同時，油缸結構緊湊，節約整機的空間，便於整機結構的設計布置。在上述技術方案中，優選地，所述傳動裝置包括第一齒輪、第二齒輪和軸套，所述油缸的缸筒與所述後大梁鉸接，所述油缸的活塞杆與所述第一齒輪鉸接；所述第一齒輪可轉動地安裝在所述後大梁上；所述第二齒輪與所述轉軸通過鍵連接；所述軸套的一端與所述轉軸通過鍵連接，所述軸套的另一端與所述前大梁固定連接；所述第一齒輪和第二齒輪相Pw合。齒輪具有較高的強度及硬度，加工方便，工作狀態下噪聲、震動小，安裝簡便，齒輪傳動具有傳動可靠，穩定性好的特點。在上述技術方案中，優選地，所述軸套的一端通過花鍵與所述轉軸連接，所述第二 齒輪通過花鍵與所述轉軸連接，所述軸套的另一端與所述前大梁焊接。採用花鍵連接傳遞扭矩，花鍵與齒輪軸及軸套的接觸面積大，由於各鍵齒受力均勻，能傳遞較大的扭矩，承載能力強。在上述技術方案中，優選地，所述第一齒輪和所述第二齒輪的傳動比為1/2。這樣，可以實現在第一齒輪轉動幅度較小的情況下，驅動第二齒輪及前大梁轉動較大的範圍，提高傳動效率。如動力部件動作帶動第一齒輪轉動，第一齒輪轉動帶動第二齒輪轉動，在第一齒輪轉動90°時，可帶動第二齒輪轉動180°，從而帶動前大梁迴轉180°。在上述技術方案中，優選地，所述第一齒輪為扇形齒輪，所述扇形齒輪不小於四分之一個圓弧，所述扇形齒輪與所述傳動部件通過銷連接。在該技術方案中，扇形齒輪能夠滿足工作需要，同時結構緊湊、佔用空間較小，容易與動力部件進行連接，而且更便於安裝和拆卸，節省材料，降低生產成本。在上述技術方案中，優選地，所述前大梁的兩側各設置有一所述動力部件和一所述傳動裝置。這樣，可以驅動前大梁從工作位置順時針旋轉180°，或逆時針旋轉180°，根據需要進行選擇，提高前大梁的迴轉靈活性。優選地，所述動力部件包括電機或液壓馬達；所述傳動裝置包括第一傳動輪、第二傳動輪、軸套和鋼絲繩，所述鋼絲繩的兩端分別固定在所述第一傳動輪和第二傳動輪上；所述第一傳動輪可轉動地安裝在所述後大梁上；所述第二傳動輪與所述轉軸通過鍵連接，所述軸套的一端與所述轉軸通過鍵連接，所述轉軸的另一端與所述前大梁固定連接；所述動力部件驅動所述第一傳動輪轉動，所述第一傳動輪通過所述鋼絲繩帶動所述第二傳動輪和所述前大梁轉動。通過鋼絲繩傳動，鋼絲繩強度高，韌性好，使用壽命長，且價格低廉。在上述技術方案中，優選地，所述動力部件包括電機或液壓馬達；所述傳動裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、軸套和鏈條，所述鏈條套設在所述第一鏈輪和第二鏈輪上；所述第一鏈輪可轉動地安裝在所述後大梁上；所述第二鏈輪與所述轉軸通過鍵連接，所述軸套的一端與所述轉軸通過鍵連接，所述轉軸的另一端與所述前大梁固定連接；所述動力部件驅動所述第一鏈輪轉動，所述第一鏈輪通過所述鏈條帶動所述第二鏈輪和所述前大梁轉動。鏈輪鏈條傳動平穩，強度高，應用範圍廣，成本低且裝卸方便。
另一方面，本發明還提供了一種港口起重機，包括上述的前大梁迴轉驅動裝置。本發明提供的上述技術方案，具有如下有益效果I)避讓船隻時，前大梁由原來的俯仰動作改為水平面內的迴轉運動，避免前大梁外形尺寸投影超出船舷部分，符合海事規範要求；2)採用前大梁迴轉的形式，在非工作狀態時，重心向後平移，有利於整臺設備結構的布置及本設備輪壓平衡，穩定性好；3)採用俯仰機構，需克服重力做功，改進後，重心位置水平移動，重力對系統無附加能耗，從而大幅消除了重力能耗，降低了動力系統輸出功率；4)省略了俯仰電機、齒式聯軸節、高速制動器、減速箱、應急機構、捲筒、低速制動器、軸承支座以及俯仰鋼絲繩纏繞系統組成的俯仰機構，用動力部件和傳動裝置代替，節約製造成本，使得機器房的面積減小，減小迎風面積和整機工作時的能耗；5)省略了安全鉤裝置，用簡單的人工插銷代替，操作更加方便；6)採用前大梁迴轉的形式，在處於非工作狀態下，前大梁迴轉後與後大梁平行、重疊，從而減小了整個結構的迎風面積，受風載荷的危害得到降低，整機抗傾覆的安全性能提聞。


圖I是根據本發明所述港口起重機正常工作時的狀態示意圖；圖2是圖I所示港口起重機處於非工作狀態時的示意圖；圖3是根據本發明所述前大梁迴轉驅動裝置一實施例的結構示意圖；圖4是圖3所示結構的俯視示意圖；圖5是圖4中A部放大圖；圖6是圖4中B部放大圖。其中，圖I至圖6中附圖標記與部件名稱之間的對應關係為I前大梁 2後大梁3轉軸4第一齒輪5第二齒輪 6銷7軸套8油缸11活塞杆 12第一銷軸 13第二銷軸
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發明的上述目的、特徵和優點，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明進行進一步的詳細描述。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本發明，但是，本發明還可以採用其他不同於在此描述的方式來實施，因此，本發明的保護範圍並不受下面公開的具體實施例的限制。如圖I所示，為本發明提供的港口起重機正常起重作業時的狀態，前大梁I和後大梁2通過轉軸3連接，前大梁I和後大梁2位於同一直線上。如圖2所示，為本發明提供的港口起重機避讓船隻時的狀態，此時，前大梁I繞轉軸3水平旋轉180°，與後大梁摺疊重合，這樣就實現了船隻避讓，同時不必對前大梁進行俯仰操作，保證作業安全，同時降低能耗。圖3至圖6是根據本發明實施例的前大梁迴轉驅動裝置的結構示意圖。如圖3至圖6所示，本發明提供了一種前大梁迴轉驅動裝置，用於港口起重機，前大梁I與港口起重機的後大梁2之間通過轉軸3轉動連接，前大梁迴轉驅動裝置包括動力部件和傳動裝置，轉軸3的軸線與水平面垂直，動力部件通過傳動裝置驅動前大梁I繞轉軸3在水平面內轉動。本發明提供的技術方案，採用前大梁水平迴轉的方式實現船隻避讓，徹底改變傳統港口起重機的避讓方式，避讓方式由俯仰變為在水平面內向後180°迴轉，港口起重機的穩定性大大提高，同時節省了原有港口起重機中的俯仰驅動裝置，降低零部件成本，同時節約了整機空間，減小了整機工作時的能耗，生產成本更低。在本實施例中，動力部件包括油缸8，油缸8的一端與後大梁2轉動連接，油缸8的 另一端與傳動裝置的一端連接，傳動裝置的另一端驅動前大梁I繞轉軸3轉動。 油缸結構強度高，能提供充足的動力；油缸行程容易控制，且技術成熟，加工和採購成本低廉，能夠很好地降低生產成本；同時，油缸結構緊湊，節約整機的空間，便於整機結構的設計布置。在另一種具體實施方式
中，傳動裝置包括第一齒輪4、第二齒輪5和軸套7，油缸8的缸筒與後大梁2鉸接,油缸8的活塞杆11與第一齒輪4通過第一銷軸12連接；第一齒輪4可轉動地安裝在後大梁2上；第二齒輪5與轉軸3通過鍵連接；軸套7的一端與轉軸3通過鍵連接，軸套7的另一端與前大梁I固定連接；第一齒輪4和第二齒輪5相嚙合。如圖5所示，油缸8的活塞杆11通過第一銷軸12與第一齒輪4連接。如圖6所示，所述第一齒輪4通過第二銷軸13與所述第二齒輪5連接。齒輪具有較高的強度及硬度，加工方便，工作狀態下噪聲、震動小，安裝簡便，齒輪傳動具有傳動可靠，穩定性好的特點。在本實施例中，軸套7的一端通過花鍵與轉軸3連接，第二齒輪5通過花鍵與轉軸3連接，軸套7的另一端與前大梁I焊接。採用花鍵連接傳遞扭矩，花鍵與齒輪軸及軸套的接觸面積大，由於各鍵齒受力均勻，能傳遞較大的扭矩，承載能力強。該技術方案，第一齒輪4和第二齒輪5的傳動比為1/2。這樣，可以實現在第一齒輪轉動幅度較小的情況下，驅動第二齒輪及前大梁轉動較大的範圍，提高傳動效率。如動力部件動作帶動第一齒輪轉動，第一齒輪轉動帶動第二齒輪轉動，在第一齒輪轉動90°時，可帶動第二齒輪轉動180°，從而帶動前大梁迴轉180°。進一步，針對齒輪傳動，選用第一齒輪4為扇形齒輪，扇形齒輪不小於四分之一個圓弧，扇形齒輪與傳動部件通過銷6連接。第一齒輪也可選用普通齒輪傳動，這裡不做贅述。在該技術方案中，扇形齒輪能夠滿足工作需要，同時結構緊湊、佔用空間較小，容易與動力部件進行連接，而且更便於安裝和拆卸，節省材料，降低生產成本。總體來講，前大梁I的兩側各設置有一動力部件和一傳動裝置。這樣，可以驅動前大梁從工作位置順時針旋轉180°，或逆時針旋轉180°，根據需要進行選擇，提高前大梁的迴轉靈活性。
動力部件包括電機或液壓馬達；傳動裝置包括第一傳動輪、第二傳動輪、軸套7和鋼絲繩，所述鋼絲繩的兩端分別固定於第一傳動輪和第二傳動輪上；第一傳動輪可轉動地安裝在後大梁2上；第二傳動輪與所述轉軸3通過鍵連接，軸套7的一端與所述轉軸3通過鍵連接，轉軸3的另一端與前大梁I固定連接；動力部件驅動第一傳動輪轉動，第一傳動輪通過鋼絲繩帶動第二傳動輪和前大梁I轉動。通過鋼絲繩傳動，鋼絲繩強度高，韌性好，使用壽命長，且價格低廉。在上述技術方案中，動力部件包括電機或液壓馬達；傳動裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、軸套7和鏈條，所述鏈條套設在第一鏈輪和第二鏈輪上；第一鏈輪可轉動地安裝在後大梁2上；第二鏈輪與轉軸3通過鍵連接，軸套7的一端 固定連接在轉軸3上，轉軸3的外壁與前大梁I固定連接；動力部件驅動第一鏈輪轉動，第一鏈輪通過鏈條帶動第二鏈輪和前大梁I轉動。鏈輪鏈條傳動平穩，強度高，應用範圍廣，成本低且裝卸方便。迴轉裝置工作形式為如圖3至圖6所示油缸8內活塞推動活塞杆11作往復運動，活塞杆11的端部與扇形齒輪的端部鉸接配合，活塞杆11作往復運動帶動扇形齒輪在0 90°的範圍內轉動，扇形齒輪與第二齒輪5嚙合，從而推動第二齒輪5轉動，扇形齒輪的分度圓直徑為第二齒輪
5的分度圓直徑的2倍，故扇形齒輪轉動90度時，第二齒輪5轉動180度。第二齒輪5與轉軸3通過花鍵聯接，軸套7也與轉軸3通過此花鍵聯接，第二齒輪5轉動帶動花鍵轉動，花鍵轉動帶動軸套7轉動，軸套7與前大梁I焊接在一起，軸套7旋轉帶動前大梁I繞轉軸3迴轉。第二齒輪5旋轉180度，前大梁I單臂迴轉角度為180度，兩邊平面迴轉裝置同步作用，前大梁I兩根主梁同步平行繞轉軸3迴轉，直至幾乎與後大梁2平行。此時，卸貨船即可進入卸貨指定位置。前大梁I的收回過程是展開的逆過程。當卸貨船進入指定位置後，平面迴轉裝置再次作用，使前大梁I回到工作狀態的位置。再人工固定好前大梁I間的固定銷與鋼絲繩卷取裝置上的固定銷，即可進行裝卸貨工作。另一方面，本發明還提供了一種港口起重機，如圖I和圖2所示，包括上述的前大梁迴轉驅動裝置。本發明提供的上述技術方案，具有如下有益效果I)避讓船隻時，前大梁由原來的俯仰動作改為水平面內的迴轉運動，避免前大梁外形尺寸投影超出船舷部分，符合海事規範要求；2)採用前大梁迴轉的形式，在非工作狀態時，重心向後平移，有利於整臺設備結構的布置及本設備輪壓平衡，穩定性好；3)採用俯仰機構，需克服重力做功，改進後，重心位置水平移動，重力對系統無附加能耗，從而大幅消除了重力能耗，降低了動力系統輸出功率；4)省略了俯仰電機、齒式聯軸節、高速制動器、減速箱、應急機構、捲筒、低速制動器、軸承支座以及俯仰鋼絲繩纏繞系統組成的俯仰機構，用動力部件和傳動裝置代替，節約製造成本，使得機器房的面積減小，減小迎風面積和整機工作時的能耗；5)省略了安全鉤裝置，用簡單的人工插銷代替，操作更加方便；6)採用前大梁迴轉的形式，在處於非工作狀態下，前大梁迴轉後與後大梁平行、重疊，從而減小了整個結構的迎風面積，受風載荷的危害得到降低，整機抗傾覆的安全性能提聞。以上僅為本發明的優選實 施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種前大梁迴轉驅動裝置，用於港口起重機，其特徵在於，所述前大梁(I)與所述港口起重機的後大梁(2)之間通過轉軸(3)轉動連接，所述前大梁迴轉驅動裝置包括動力部件和傳動裝置，所述轉軸(3)的軸線與水平面垂直，所述動力部件通過所述傳動裝置驅動所述前大梁(2)繞所述轉軸(3)在水平面內轉動。
2.根據權利要求I所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述動力部件包括油缸(8)，所述油缸(8)的一端與所述後大梁(2)轉動連接，所述油缸(8)的另一端與所述傳動裝置的一端連接，所述傳動裝置的另一端驅動所述前大梁(I)繞所述轉軸(3)轉動。
3.根據權利要求2所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述傳動裝置包括第一齒輪(4)、第二齒輪(5)和軸套(7)， 所述油缸(8)的缸筒與所述後大梁(2)鉸接，所述油缸(8)的活塞杆(11)與所述第一齒輪(4)鉸接； 所述第一齒輪(4)可轉動地安裝在所述後大梁(2)上； 所述第二齒輪(5)與所述轉軸(3)通過鍵連接； 所述軸套(7)的一端與所述轉軸(3)通過鍵連接，所述軸套(7)的另一端與所述前大梁(I)固定連接； 所述第一齒輪(4)和第二齒輪(5)相哨合。
4.根據權利要求3所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述軸套(7)的一端通過花鍵與所述轉軸(3)連接，所述第二齒輪(5)通過花鍵與所述轉軸(3)連接，所述軸套(7)的另一端與所述前大梁(I)焊接。
5.根據權利要求4所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述第一齒輪(4)和所述第二齒輪(5)的傳動比為1/2。
6.根據權利要求4所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述第一齒輪(4)為扇形齒輪，所述扇形齒輪不小於四分之一個圓弧且所述扇形齒輪與所述動力部件通過銷連接。
7.根據權利要求I至6中任一項所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述前大梁(1)的兩側各設置有一所述動力部件和一所述傳動裝置。
8.根據權利要求I所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於， 所述動力部件包括電機或液壓馬達； 所述傳動裝置包括第一傳動輪、第二傳動輪、軸套(7)和鋼絲繩，所述鋼絲繩的兩端分別固定於所述第一傳動輪和第二傳動輪上；所述第一傳動輪可轉動地安裝在所述後大梁(2)上； 所述第二傳動輪與所述轉軸(3 )通過鍵連接，所述軸套(7 )的一端與所述轉軸(3 )通過鍵連接，所述轉軸(7)的另一端與所述前大梁(I)固定連接； 所述動力部件驅動所述第一傳動輪轉動，所述第一傳動輪通過所述鋼絲繩帶動所述第二傳動輪和所述前大梁(I)轉動。
9.根據權利要求I所述的前大梁迴轉驅動裝置，其特徵在於，所述動力部件包括電機或液壓馬達； 所述傳動裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、軸套(7)和鏈條，所述鏈條套設在所述第一鏈輪和第二鏈輪上； 所述第一鏈輪可轉動地安裝在所述後大梁(2)上；所述第二鏈輪與所述轉軸(3 )通過鍵連接，所述軸套(7 )的一端與所述轉軸(3 )通過鍵連接，所述轉軸(3)的另一端與所述前大梁(I)固定連接； 所述動力部件驅動所述第一鏈輪轉動，所述第一鏈輪通過所述鏈條帶動所述第二鏈輪和所述前大梁(I)轉動。
10.一種港口起重機，其特徵在於，包括如權利要求I至9中任一項所述的前大梁迴轉驅動裝置。
全文摘要
本發明提供了一種採用前大梁水平迴轉的方式來避讓船隻的新方案，主要是一種驅動前大梁水平迴轉的驅動裝置，包括動力部件和傳動裝置，動力部件通過傳動裝置驅動前大梁繞轉軸在水平面內轉動。本發明還提供了一種港口起重機。本發明提供的技術方案，在避讓船隻時，不必再通過控制前大梁的俯仰動作來實現，只需將前大梁水平迴轉至與後大梁重合，即可實現船隻的避讓。該驅動裝置的結構簡單，操作方便，作業安全，節約能耗。
文檔編號B66C17/06GK102774749SQ20121028693
公開日2012年11月14日 申請日期2012年8月13日 優先權日2012年8月13日
發明者李國傑, 胡江峰, 趙少青 申請人:三一集團有限公司