電動葫蘆、採用該電動葫蘆的鐵路貨車的製作方法

2023-06-17 11:38:31

專利名稱：電動葫蘆、採用該電動葫蘆的鐵路貨車的製作方法
技術領域：
本發明涉及起重才幾械:技術領域，具體涉及一種電動葫蘆。
背景技術：
電動葫蘆主要由電動機、傳動機構和巻筒或鏈輪組成，具有結構緊湊， 自重輕，操作簡單的特點。作為用以提升重物的輕小型起重設備廣泛應用 於機械製造、冶金礦山、交通運輸、石油化工、輕工、倉庫等物料搬運場 合。
如圖l所示，該圖示出了現有電動葫,的整體結構示意圖。如該圖所
示，行走小車100為由置於工字鋼梁200兩側的左、右分體式結構構成， 其一側設置與所述工字鋼梁200下沿配合的驅動輪300,其另一側設置有 與所述工字鋼梁200下沿配合的行走輪400;置於行走小車100上的電動 機500驅動所述驅動輪300,所述驅動4侖300通過與工字鋼梁200之間的 摩擦力實現走行動作。吊運工況時，行走小車IOO在工字鋼梁的下沿上行 走，由巻筒600和吊鉤700完成吊動作業。
由於驅動輪300與工字鋼梁200之間為滾動摩擦，現有電動葫蘆存在 著爬坡能力較小的問題，負載行走時爬坡能力僅為2%。左右。特別是，對 於船載起重機、車載起重機來說，在進行吊重作業時，船體、車體通常會 偏載而產生較大的傾角，因此，採用通用的電動葫,易產生溜車現象，甚 至無法實現走行動作。同樣，對於大跨度的橋式起重機來說，如撓跨比過 大，也同樣受電動葫，爬坡問題的困擾。
有鑑於此，亟待研製開發出一種具有較大爬坡能力的電動葫蘆，確保 行走小車沿工字鋼梁軌道正常勻速爬坡運行。

發明內容
針對上述缺陷，本發明解決的技術問題在於，提供一種電動葫蘆。本發明提供的電動葫蘆，包括可沿工字鋼梁的下沿走行的行走小車； 所述行走小車內固定設置有驅動走行輪的走行電機；還包括驅動齒輪和齒 條，所述驅動齒輪與所述走行輪的輪軸固定連接並同軸轉動，所述齒條沿 鋼梁的長度方向固定設置在所述工字鋼梁下沿的上表面上，所述驅動齒輪 與所述齒條相互嚙合組成齒輪齒條傳動機構。
優選地，沿鋼梁的長度方向，所述齒條由多段組成且連接處的齒形完整。
優選地，所述驅動齒輪的齒數為n 20個。
優選地，所述電動葫,還包括調節電機和齒輪傳動機構，所述調節電
機固定設置在所述走行電機一側的行走小車上；所述齒輪傳動機構中，首 級齒輪與所述調節電機輸出軸固定連接並同軸轉動；末級外齒輪套裝在所 述走行輪軸上組成絲杆絲母傳動機構，且末級齒4侖兩側設置有軸向限位部 件；所述走行輪套裝在所述走行輪軸上，且所述走行輪與所述走行輪軸之 間採用鍵連接，所述走行輪軸與走行輪同軸轉動且可沿軸向相對滑動；所 述走行輪軸與所述走行電機輸出軸之間採用鍵連接，所述走行輪軸與走行 電才幾輸出軸同軸轉動且可沿軸向相對滑動。
所述齒輪傳動機構為一對外嚙合齒輪。
優選地，所述走行輪軸與所述走行輪和走行電機輸出軸之間分別採用 花鍵連接。
本發明提供的電動葫蘆與現有技術相比，本發明技術方案結構簡單、 可靠，增設有齒輪齒條傳動機構，其中齒輪與走行輪同軸轉動，所述齒條 設置在工字鋼梁的走行面上，使用時，通過走行電機驅動該齒輪轉動，進 而帶動行走小車沿工字鋼梁完成走行動作。在本方案中，走行輪用於承載， 齒輪齒條傳動機構用於實現動力驅動，採用該結構可滿足20%。的爬坡能 力。
在本發明的優選方案中，設置有調節所述驅動齒輪與齒條之間嚙合、脫離關係的功能，在正常吊運工況，採用齒輪齒條脫離方式，提高行車速
度；在坡度較大的工況，採用齒輪齒條嚙合方式。因此，大大提高了電動 葫蘆的機動靈活性。
本發明提供的電動葫蘆，特別適用於，機械製造、冶金礦山、交通運 輸、石油化工、輕工、倉庫等物料搬運場合。
本發明還提供了 一種鐵路貨車，在車廂內設置有如前所述的電動葫,， 具有自行裝卸貨物的功能；在不利工況，車體可產生15%。的傾斜角度，工 字鋼梁隨車體同時傾斜，本發明所述電動葫蘆能夠克IM岡梁傾斜產生的側 向力，確保行走小車帶載沿工字鋼梁正常勻速地爬坡運行。


圖l是現有電動葫,的結構示意圖2a和圖2b分別是本發明第一種實施例所述電動葫蘆的主視圖和側 視圖3a和圖3b分別是本發明第二種實施例所述電動葫,的主視圖和側 視圖4a和圖4b示出了本發明第二種實施例中所述兩種工作位置，其中， 圖4a為嚙合狀態，圖4b為脫離狀態。 圖2—圖4中
行走小車1、走行電機2、巻筒裝置3、吊鉤裝置4、支撐輪5、走行 輪6、齒條7、驅動齒輪8、走行輪軸9、調節電機IO、首級齒輪ll、調節 電機輸出軸12、末級外齒輪13、軸向限位部件14、鍵15、走行電機輸出 軸16、 4tl7、工字鋼梁18、電動葫蘆20
具體實施例方式
下面結合說明書附圖具體說明本實施方式。 請參見圖2a,該圖是本發明所述電動葫,的主視圖。 如圖2a所示，本實施例主要由沿工字鋼梁走行的行走小車1、走行電 機2、巻筒裝置3、吊鉤裝置4和齒輪齒條傳動機構組成，其中，所述行走小車1為左、右兩分結構組成，在左、右兩側的行走小車1上分別設置有
支撐輪5和走行輪6，所述走行電機2為小車走行的動力源；巻筒裝置3 和吊鉤裝置4依次設置在所述行走小車1的下方，用於完成重物的升、降 操作。為了詳細說明本發明所述電動葫蘆的具體結構，請一併參見圖2b， 該圖是本發明所述電動葫蘆的俯視圖。
如圖2b所示，所述支撐輪5和走行輪6分別設置在行走小車1的兩側， 其中所述走行輪6與所述走行電機2的輸出軸固定連接。特別說明的是， 行走小車1、巻筒裝置3、吊鉤裝置4等主要部件不是本發明的發明點所在， 本領域的普通技術人員基於現有技術可以實現，故在本實施例中未予詳細 闡述其具體組成及連接關係。
其中，所述齒輪齒條傳動^U構中，齒條7沿工字鋼梁的長度方向固定 設置在所述工字鋼梁18下沿的上表面上，驅動齒輪8與所述走行輪6的輪 軸9固定連接並同軸轉動。也就是說，所述行走小車1沿工字鋼梁走行工 作狀態時，所述走行電機2的動力輸出至走行輪6和驅動齒輪8。在本機 構中，走行輪6用於承載，所述驅動齒輪8和齒條構成的齒輪齒條傳動機 構用於實現動力驅動。
相比於現有技術，現有技術中行走小車沿工字鋼梁的行走是通過走行 輪與鋼梁上沿之間產生的摩擦力來實現的，受走行輪與鋼梁上沿之間摩擦 係數的影響，其爬坡能力僅為2%。左右。而本發明技術方案中，釆用驅動 齒輪齒條機構完成行走驅動，爬坡能力可達2096。左右。
實際上，對於承載較小的電動葫蘆來說，本方案中可以不使用走行輪 6,走行輪軸9處的載荷僅由驅動齒輪8承受，以節省製造成本。當然，對 於承載較大的電動葫蘆來說，使用走行輪6承載為最佳方案，以確保整機 運行的平穩、可靠性。
本發明所提供的電動葫蘆適用於大跨度的橋式起重機、船載起重機、 車載起重機。需要說明的是，沿鋼梁的長度方向，所述齒條7由多段組成 且連接處的齒形完整，也就是說，對於運行軌道較長的使用場合，所述齒條7可以分段加工後裝配為一體，便於齒形機械加工，降低加工成本。實
際上，從節約成本的角度來說，可以根據具體使用場合，僅在工字鋼梁傾
斜變形較大的上沿上設置所述齒條7，這樣，行走小車在全程走行過程中， 僅有一段距離的走行克服齒輪、齒條傳動所產生的阻力，可提高整機的運 行效率。
進一步地，受結構限制，驅動齒輪8選取17 20個齒較為合理。該齒 輪的模數需要根據爬坡能力的大小，進行齒輪的受力分析，初選模數後校 核其強度、齒面接觸疲勞強度及齒根彎曲疲勞強度，以保證安全可靠的運 行。
可以理解的是，所述驅動齒輪8和齒條7的齒形可以採用漸開線齒形、 擺線齒形和圓弧齒形，只要滿足使用需要均在本專利的保護範圍內。
請參見圖3a和圖3b,圖3a和圖3b給出另 一種電動葫蘆的主視圖和 側視圖。
第二種實施例與第 一種實施例的不同點在於，本方案增加了調節電機 IO和齒輪傳動機構，用於調節所述驅動齒輪8和齒條7之間的嚙合、脫離 狀態。
其中，所述調節電機IO固定設置在所述走行電機2—側的行走小車1 上；可以理解的是，所述調節電機10的相對位置關係無需要作具體限定。
所述齒輪傳動機構中的首級齒輪11與所述調節電機輸出軸12固定連 接並同軸轉動；末級齒輪13內具有內螺紋且所述走行輪軸9上具有外螺紋， 所述末級外齒輪13套裝在所述走行輪軸9上組成絲杆絲母傳動機構，在末 級齒輪13兩側設置有軸向限位部件14，由於對所述末級齒輪13進行了軸 向限位，因此，當所述末級齒輪13轉動時，通過絲母帶動絲杆發生軸向移 動。
請一併參見請參見圖4a和圖4b，所述走行輪6套裝在所述走行輪軸9 上，且所述走行輪6與所述走行輪軸9之間採用4定15連接，所述走行輪軸 9與走行輪6同軸轉動且可沿軸向相對滑動；所述走行輪軸9與所述走行電機輸出軸16之間採用鍵17連接，所述走行輪軸9與走行電機輸出軸16 同軸轉動且可沿軸向相對滑動。如前所述，當所述絲母帶動絲杆發生軸向 移動時，即所述走行輪軸9發生軸向移動；由於所述走4亍輪軸9與所述走 行輪6和走行電機輸出軸16之間為鍵連接，因此，當所述走行輪軸9發生 軸向^立移時， 軸向位移，
在上述所述部件之間的鍵連接配合關係中，若選用平鍵，該鍵與兩個 配合部件之間選用不同的配合間隙，即，分別選用過盈配合和間隙配合， 在所述走行輪軸9軸向發生位移時，該4定可隨所述走行輪輛9同向移動或 與相配合的走行輪6或走行電機輸出軸16同為固定不動。
綜上，本實施例所述電動葫,在走行過程中，通過調節電機10和傳動 機構，所述驅動齒輪8和齒條7之間有兩個工作位置，請參見圖4a和圖 4b。
如圖4a所示，第一個位置為應用於爬坡工況的嚙合關係，具有較大的 爬坡能力此時走行輪6用於承載，驅動齒輪8與齒條7嚙合用於完成走 行作業的驅動。
如圖4b所示，第二個位置為應用於非爬坡工況的脫離關係，可提高行 車速度此時，走行輪6即承載又用於完成走行作業的驅動，驅動齒輪8 與齒條7脫開，驅動齒輪8空轉。因此，大大提高了電動葫蘆的機動靈活性。
進一步地，如圖3b所示，所述調節電機輸出軸12與所述走行電機輸 出軸16平行設置，所述齒輪傳動機構為一對外嚙合齒壽侖。
特別說明的是，所述調節電機輸出軸12與所述走行電機輸出軸16之 間的位置關係不局限於圖中所示的平行設置，根據行走小車1內部空間位 置也可以為垂直^L置。
此外，實際上也可以設置一個輸入軸兩個輸出軸的傳動機構，這樣， 整機僅使用 一個電機即可實現驅動和調節兩個功能。進一步地，所述走行輪軸9與所述走行輪6和走行電機輸出軸16之間 分別採用花鍵連接。由於是多齒傳遞載荷，所以承載能力高，對軸的削弱 程度小，具有定心精度高和導向性能好，故進行工作位置的轉換時更加平 穩、可靠。
本實施例還提供一種鐵路貨車，請參見圖5,該圖是本發明所述鐵路 貨車的結構示意圖。在車體內設置有工字鋼梁18,它包括如前所述電動葫 ,20,具體結構在此不予贅述。所述行走小車1沿工字鋼梁走行至車箱外 側，可自行裝卸貨物。
在吊運較重貨物等不利工況時，工字鋼梁隨車體可產生傾斜角度，本 發明採用齒輪齒條驅動，完全能夠克服載荷沿鋼梁長度方向的分力，確保 行走小車帶載沿工字鋼梁正常勻速地爬坡運行。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的 普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進 和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。
權利要求
1、電動葫蘆，包括可沿工字鋼梁的下沿走行的行走小車；所述行走小車內固定設置有驅動走行輪的走行電機，其特徵在於，還包括驅動齒輪，與所述走行輪的輪軸固定連接並同軸轉動；齒條，沿鋼梁的長度方向固定設置在所述工字鋼梁下沿的上表面上，所述驅動齒輪與所述齒條相互嚙合組成齒輪齒條傳動機構。
2、 根據權利要求l所述的電動葫聲，其特徵在於，沿鋼梁的長度方向， 所述齒條由多^殳組成且連接處的齒形完整。
3、 根據權利要求2所述的電動葫,，其特徵在於，所述驅動齒輪的齒 數為17~20個。
4、 根據權利要求l、 2或3所述的電動葫蘆，其特徵在於，還包括 調節電機，固定設置在所述走行電機一側的行走小車上； 齒輪傳動機構，其中，首級齒 輪與所述調節電機輸出軸固定連接並同軸轉動；末級外齒輪套裝在所述走行輪軸上組成絲杆絲母傳動機構，且末級齒 輪兩側設置有軸向限位部件；所述走行輪套裝在所述走行輪軸上，且所述走行輪與所述走行輪軸之間 採用^l定連接，所述走行輪軸與走行輪同軸轉動且可沿軸向相對滑動；所述走 行輪軸與所述走行電機輸出軸之間採用鍵連接，所述走行輪軸與走行電機輸 出軸同軸轉動且可沿軸向相對滑動。
5、 根據權利要求4所述的電動葫蘆，其特徵在於，所述調節電機的輸 出軸與所述走行電機的輸出軸平行設置，所述齒輪傳動機構為一對外嚙合齒 輪。
6、 根據權利要求5所述的電動葫蘆，其特徵在於，所述走行輪軸與所 述走行輪和走行電機輸出軸之間分別採用花鍵連接。
7、 鐵路貨車，其特徵在於，在車廂內設置有如權利要求1至權利要求6 任一權利要求所述的電動葫，。
全文摘要
本發明公開一種電動葫蘆以及採用該電動葫蘆的鐵路貨車。針對現有電動葫蘆爬坡能力差的問題，本發明所述電動葫蘆包括行走小車、走行電機以及相互嚙合的驅動齒輪和齒條，所述驅動齒輪與所述走行輪的輪軸固定連接並同軸轉動，所述齒條沿鋼梁的長度方向固定設置在所述工字鋼梁下沿的上表面上。通過走行電機驅動該齒輪轉動，進而帶動行走小車沿工字鋼梁完成走行動作，在行走小車走行過程中，走行輪用於承載，齒輪齒條傳動機構用於實現動力驅動，爬坡能力達到20‰。優選地，增加了調節電機和相應傳動機構以控制所述驅動齒輪齒條的嚙合、脫離關係，在正常吊運工況，採用齒輪齒條脫離方式，提高行車速度；在坡度較大的工況，採用齒輪齒條嚙合方式。
文檔編號B66C9/14GK101298309SQ20081012655
公開日2008年11月5日 申請日期2008年7月1日 優先權日2008年7月1日
發明者於彥斌, 於躍斌, 勇 付, 吳齊生, 震 祝 申請人:齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司