CN101070133B - 双40英尺集装箱堆场龙门起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双40英尺集装箱堆场龙门起重机，包括龙门架和设于龙门架上的一运行小车，该起重机包括两套起升机构、两套钢丝绳缠绕系统、以及两套吊具系统；两套起升机构设于运行小车上，每套起升机构配有一套钢丝绳缠绕系统，从起升机构引出的钢丝绳，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统，两套钢丝绳缠绕系统的钢丝绳相互交错。每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套吊具系统，每套吊具系统包括一上架和一吊具，每一上架下部设有一左右平移油缸，上架两侧分别设有一前后平移油缸，吊具设于上架下方，并受左右平移油缸驱动以产生左右平移，受两个前后平移油缸驱动而产生前后平移或回转。同时，两上架间用油缸相连，用以实现两部上架间的相对分离和结合。

Description

双40英尺集装箱堆场龙门起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机械，尤其涉及一种可吊双40英尺集装箱的堆场龙门起重机。

背景技术

随着集装箱船的大型化，集装箱起重机也向高效化发展，世界许多港口都出现了可吊2个40英尺集装箱的岸边集装箱起重机，前沿设备的效率成倍提高。然而长期以来，堆场龙门起重机只能一次吊一只40英尺集装箱，堆场龙门起重机的低效率成为制约码头生产率提高的瓶颈。堆场龙门起重机与岸边集装箱起重机相比，由于场地堆箱受空间所限，不但对多箱同时操作的相对位置协调要求更加苛刻，对单箱掏箱的工作状态也提出了特殊的要求，因此如何在堆场龙门起重机中设置双套吊具以实现双40英尺功能，是本领域技术人员需要解决的难题。

发明内容

为解决堆场起重机与码头前沿设备的不匹配问题，提高堆场起重机的效率，本发明提供一种双40英尺集装箱堆场龙门起重机。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种双40英尺集装箱堆场龙门起重机，包括龙门架和设于龙门架上的一运行小车，该起重机包括两套起升机构、两套钢丝绳缠绕系统、以及两套吊具系统；两套起升机构设于运行小车上，每套起升机构配有一套钢丝绳缠绕系统，从起升机构引出的钢丝绳，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统，且两套钢丝绳缠绕系统的钢丝绳相互交错，每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套吊具系统；每套吊具系统包括一上架和一吊具，每一上架下部设有一左右平移油缸，上架的左、右两侧分别设有一前后平移油缸，吊具设于上架下方，并受左右平移油缸驱动以产生左右平移，受两个前后平移油缸驱动而产生前后平移或回转。其中在两上架中，其中一上架上设有一对水平间距调节油缸、另一上架上的相对位置设有一对油缸夹紧座，用以与一对水平间距调节油缸连接，且通过水平间距调节油缸的行程变化，调整两上架间的距离。

上述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机中，两套钢丝绳缠绕系统均为8绳缠绕系统，该8绳缠绕系统包括分别设于起升机构前、后、左、右四个方向的多个滑轮，其中每个方向上的两侧分别设有至少一滑轮，每个方向的2条钢丝绳从起升机构引出，分别绕过滑轮以改变方向，到上架收尾，以在每个方向上形成倒三角形钢丝布置。

上述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机中，两套钢丝绳缠绕系统是在左、右两个倒三角形钢丝布置上的相邻的钢丝绳相互交错。

上述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机中，每套吊具系统还包括一对摆杆及一摆动油缸，该一对摆杆上端连接于上架，下端连接于吊具，摆动油缸一端设于上架，另一端与吊具相连，且通过油缸的行程变化使吊具相对上架产生摆动，从而调整两吊具间的相对位置。

本发明提供另一种双40英尺集装箱堆场龙门起重机，包括龙门架和设于龙门架上的一运行小车，该起重机包括两套起升机构、两套钢丝绳缠绕系统、以及两套吊具系统；两套起升机构设于运行小车上，每套起升机构配有一套钢丝绳缠绕系统，从起升机构引出的钢丝绳，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统，且两套钢丝绳缠绕系统的钢丝绳相互交错，每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套吊具系统；每套吊具系统包括一上架和一吊具，每一上架下部设有一左右平移油缸，上架的左、右两侧分别设有一前后平移油缸，吊具设于上架下方，并受左右平移油缸驱动以产生左右平移，受两个前后平移油缸驱动而产生前后平移或回转。每套吊具系统还包括一对摆杆及一摆动油缸，所述一对摆杆上端连接于上架，下端连接于吊具，所述摆动油缸一端设于所述上架，另一端与所述吊具相连，且通过油缸的行程变化使吊具相对上架产生摆动，从而调整两吊具间的相对位置。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有的堆场起重机相比，可以实现双40英尺集装箱的同时起吊，同时满足空间有限的堆场对空间的要求，对于双箱掏箱作业和单箱单箱作业等各种工况均可轻松完成。本发明可适应堆场集装箱的装卸要求，与码头的双40英尺集装箱起重机匹配，可提高堆场的工作效率。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的总体结构示意图。

图2A是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的小车布置示意图。

图2B是图2A的小车布置侧视图。

图2C是图2A的小车布置俯视图。

图3A是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的起升机构及绕绳系统示意图。

图3B是图3A的侧视图。

图3C是图3A的俯视图。

图4是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的单8绳系统示意图。

图5是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的双8绳系统示意图。

图6A～图6C是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的上架与吊具的连接状态示意图。

图7A～图7C分别是图6A～图6C的俯视图。

图8是本发明的反馈参照系统示意图。

图9A～图9D是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的工作状态示意图。

具体实施方式

图1是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的总体结构示意图。请首先参阅图1所示，本发明的双40英尺堆场龙门起重机包括龙门架10和设于龙门架10上面的一运行小车20。该龙门架10下面装有行走机构，能够在堆场内行走。该运行小车20可以在龙门架10上运行。在运行小车20上，设有两套起升机构30a、30b、两套钢丝绳缠绕系统40a、40b、以及两套吊具系统50a、50b。其中龙门架10、运行小车20以及单个起升机构30a或30b、单套钢丝绳缠绕系统40a或40b、以及单个吊具系统50a或50b的结构均与可吊单40英尺集装箱的堆场龙门起重机结构大致相同，因此其具体构成并非本发明的重点，在此不再详细描述。

图2A是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的小车布置示意图。图2B是图2A的小车布置侧视图。图2C是图2A的小车布置俯视图。请参阅图2A～图2C所示，两套起升机构30a、30b设于运行小车20上，每套起升机构具有用于缠绕钢丝绳的卷筒31，以及驱动卷筒的电机32。起升机构30a、30b周围设有一套包括多个滑轮401的钢丝绳缠绕系统40a、40b，每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套吊具系统50a或50b。吊具系统50a、50b包括上架51和吊具52，其中上架51悬挂于缠绕系统40a、40b，吊具52设于上架下方，用以起吊集装箱60。在本实施例中，钢丝绳的缠绕方式为：从起升机构30a、30b的卷筒31引出的钢丝绳301，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统40a、40b，最后在上架51上方收尾，以悬挂上架51。

图3A～图3C进一步示出钢丝绳缠绕的结构。其中图3A是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的起升机构及绕绳系统示意图。图3B是图3A的侧视图。图3C是图3A的俯视图。图4及图5进一步示出8绳系统的缠绕示意图。请参阅图3A～图3C、图4及图5所示，在本实施例中，钢丝绳缠绕系统40a、40b为8绳缠绕系统，它是由12个滑轮401和8根钢丝绳301构成的缠绕系统，这12个滑轮401分布在卷筒31的左、右(+X，-X方向，亦即大车方向)、前、后(+Y，-Y方向，亦即小车方向)上。在每个方向上至少布置2个滑轮，以左方(+X方向)的两个滑轮401a、401b为例，它们分别位于两侧。从卷筒31上引出的钢丝绳301a，经滑轮401c绕过滑轮401a改变方向，最后在上架51上收尾。从卷筒31上引出的钢丝绳301b，经滑轮401d绕过滑轮401b，最后在上架51上收尾。因此，形成一个倒三角形的钢丝布置。此外，通过调节螺杆402控制钢丝绳的长度。其他方向的缠绕类似，不再赘述。

8绳缠绕系统在前、后、左、右均具有良好的防摇性能，有利于实现集装箱的精确定位，但是这种结构复杂，占用空间，单独布置一套8绳系统已经很困难。在本发明中采用特殊的布置方式，如图5所示，将两套钢丝绳缠绕系统分部以实线和虚线表示，以实线表示的缠绕系统的滑轮401a、401c的位置相当于图4中的滑轮401a、401c，以虚线表示的缠绕系统的滑轮401b、401d的位置相当于图4中的滑轮401b、401d。滑轮401a、401c与滑轮401b、401d的位置重迭。通过这种设置，使两套缠绕系统40a、40b在左、右方向上的倒三角形钢丝布置的相邻的钢丝绳301相互交错但不互相干涉。以两个钢丝绳缠绕系统的左方的相邻钢丝绳301a、301b为例，它们在空间上交叉但并不互相干涉。这样，两套缠绕系统40a、40b在空间上相互重迭，有效缩短其中心距离，从而也缩短了吊具系统50a、50b的中心距离，使其结构更为紧凑。

图6A～图6C是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的上架与吊具的连接状态示意图。图7A～图7C分别是图6A～图6C的俯视图。首先请参阅图6A及图7A，其示出上架与吊具处于常规的连接状态，两上架51相互平行，每个上架51下部设有一左右平移油缸511，通过该油缸511的伸缩来驱动其下的吊具52左右移动(X方向)。上架51的两侧分别设有前后平移油缸512a、512b，当这两个前后平移油缸512a、512b的动作方向相同时(例如均为向前或向后)，则驱动吊具52产生平移(向前或向后，Y方向)；而当这两个前后平移油缸512a、512b的动作方向相反时，例如一个为向前，另一个为向后，则驱动吊具52产生回转。

在通常工况下，两个上架51的中心距离为S1，S1一般为2840mm。而两吊具52的间距(亦即所吊集装箱60的间距)为L1，L1一般为400mm，以适应堆场集装箱的间距。在运输集卡上，集装箱的间距为L2，L2一般为144mm。因此将集装箱由堆场起吊至集卡时，需缩小集装箱的间距。在本实施例中，两个上架51中的其中一上架上设有一对水平间距调节油缸513，而另一上架上的相对位置设有一对油缸夹紧座514。每个水平间距调节油缸513伸出，而与对应的油缸夹紧座514，使两个上架51连接，通过该油缸513的行程变化，调节两上架的中心距离。此外，每个吊具系统50a、50b还包括一对摆杆515及一摆动油缸516，该对摆杆515的上端连接于上架51，下端连接于吊具52，该摆动油缸516一端设于上架51，另一端设于吊具52，且可通过其行程变化使吊具52相对上架51产生摆动。如图6A所示，水平间距调节油缸513处于伸出状态，两上架51中心距离S1为2840mm，而摆动油缸516处于收缩状态，两吊具52的间距为400mm。此时，吊具52和上架51间并未发生相对位移。

图6B是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的吊具相对上架摆动示意图，图7B是其俯视图。当图6A中两个摆动油缸516分别伸出时，即向内顶抵各自的吊具52，一对摆杆515向内摆动，而两吊具52分别相对各自的上架51向内动作(即相向动作)，它们之间的距离缩短为L2，L2为144mm，可满足装载到集卡的要求。在此工况下，两对水平间距调节油缸513并未动作，两上架51的中心距离仍然为S1(2840mm)。

图6C是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的上架间相对位移示意图，图7C是其俯视图。当图6A中的两对水平间距调节油缸513收缩时，两个上架51随之相向动作，它们之间的距离缩短为S2，S为2584mm。此时，吊具52的间距随之缩短到L2(144mm)。在此工况下，两摆动油缸516并无动作，仍然处于收缩状态，吊具52与上架51间并无相对移动。

上述两种改变吊具间距离，从而改变集装箱间的距离的方式可以相互补充，微动协调，然而在本发明中，也可只采用一种方式。

由于两套起升机构30a、30b、两套吊具系统50a、50b需要进行协作，以避免出现冲突。为实现两起升机构30a、30b的协作运行，本发明设计了一套反馈参照系统，对起升机构30a、30b位置的实时检测，将一套起升机构的运行参数反馈，作为另一套起升机构运行的参照基准，两套起升机构相互间进行调控，保证两套起升机构间的同步运行或单独操作。请参阅图8所示，该反馈参照系统包括第一位置检测器61、第二位置检测器62、以及电控系统63。第一位置检测器61设于其中一起升机构30a中，第二位置检测器62设于另一起升机构30b中，它们均用以确定所吊集装箱的位置，并反馈给电控系统63。电控系统63与两个起升机构30a、30b的电机32连接，根据第一位置检测器61所确定的集装箱的位置P1，输出控制信号C1，改变另一起升机构的电机32的转速，或者根据第二位置检测器62所确定的集装箱的位置P2，输出控制信号C2，改变起升机构的电机32的转速。第一位置检测器61、第二位置检测器62可以采用本领域所常用的位置检测部件，例如设于电机32上的编码器和超速开关，设于卷筒31一端的凸轮限位等，在此不再详细描述。

图9A～图9D是本发明的双40英尺堆场龙门起重机的工作状态示意图。如图9A所示，两个吊具系统50a、50b同时吊起两个40英尺集装箱60(其间距为L1)，移动至集卡101上方，然后装载(其间距为L2)，如图9C所示。在图9B中，两个吊具系统30a、30b同时进行掏箱作业，起吊后移动至集卡101上方，然后装载，如图9C所示。在图9D中，还可只令一吊具系统50a工作，进行单箱掏箱作业。

由此，本发明的双40英尺堆场龙门起重机，可以实现双40英尺集装箱的同时起吊，同时满足空间有限的堆场对空间的要求，对于双箱掏箱作业和单箱单箱作业等各种工况均可轻松完成。本发明可适应堆场集装箱的装卸要求，与码头的双40英尺集装箱起重机匹配，可提高堆场的工作效率。

以上的实施例说明仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员可依据本发明的上述实施例说明而作出其它种种等效的替换及修改。然而这些依据本发明实施例所作的种种等效替换及修改，属于本发明的发明精神及由权利要求所界定的专利范围内。

Claims (7)

1.双40英尺集装箱堆场龙门起重机，包括龙门架和设于龙门架上的一运行小车，其特征在于，所述起重机包括两套起升机构、两套钢丝绳缠绕系统、以及两套吊具系统；

所述两套起升机构设于所述运行小车上，每套起升机构配有一套所述钢丝绳缠绕系统，从所述起升机构引出的钢丝绳，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统，且所述两套钢丝绳缠绕系统的钢丝绳相互交错，每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套所述吊具系统；

每套吊具系统包括一上架和一吊具，每一上架下部设有一左右平移油缸，上架的左、右两侧分别设有一前后平移油缸，所述吊具设于所述上架下方，并受所述左右平移油缸驱动以产生左右平移，受两个前后平移油缸驱动而产生前后平移或回转；

其中所述两上架中，其中一上架上设有一对水平间距调节油缸、另一上架上的相对位置设有一对油缸夹紧座，用以与一对水平间距调节油缸连接，且通过水平间距调节油缸的行程变化，调整所述两上架间的距离。

2.如权利要求1所述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机，其特征在于，两套钢丝绳缠绕系统均为8绳缠绕系统，该8绳缠绕系统包括分别设于起升机构前、后、左、右四个方向的多个滑轮，其中每个方向上的两侧分别设有至少一滑轮，每个方向的2条钢丝绳从起升机构引出，分别绕过滑轮以改变方向，到所述上架收尾，以在每个方向上形成倒三角形钢丝布置。

3.如权利要求2所述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机，其特征在于，所述两套钢丝绳缠绕系统是以在左、右两个倒三角形钢丝布置上的相邻的钢丝绳相互交错。

4.如权利要求1所述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机，其特征在于，每套吊具系统还包括一对摆杆及一摆动油缸，所述一对摆杆上端连接于上架，下端连接于吊具，所述摆动油缸一端设于所述上架，另一端与所述吊具相连，且通过油缸的行程变化使吊具相对上架产生摆动，从而调整两吊具间的相对位置。

5.一种双40英尺集装箱堆场龙门起重机，包括龙门架和设于龙门架上的一运行小车，其特征在于，所述起重机包括两套起升机构、两套钢丝绳缠绕系统、以及两套吊具系统；

所述两套起升机构设于所述运行小车上，每套起升机构配有一套所述钢丝绳缠绕系统，从所述起升机构引出的钢丝绳，缠绕于对应的钢丝绳缠绕系统，且所述两套钢丝绳缠绕系统的钢丝绳相互交错，每套钢丝绳缠绕系统下方悬挂一套所述吊具系统；

每套吊具系统包括一上架和一吊具，每一上架下部设有一左右平移油缸，上架的左、右两侧分别设有一前后平移油缸，所述吊具设于所述上架下方，并受所述左右平移油缸驱动以产生左右平移，受两个前后平移油缸驱动而产生前后平移或回转；

每套吊具系统还包括一对摆杆及一摆动油缸，所述一对摆杆上端连接于上架，下端连接于吊具，所述摆动油缸一端设于所述上架，另一端与所述吊具相连，且通过油缸的行程变化使吊具相对上架产生摆动，从而调整两吊具间的相对位置。

6.如权利要求5所述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机，其特征在于，两套钢丝绳缠绕系统均为8绳缠绕系统，该8绳缠绕系统包括分别设于起升机构前、后、左、右四个方向的多个滑轮，其中每个方向上的两侧分别设有至少一滑轮，每个方向的2条钢丝绳从起升机构引出，分别绕过滑轮以改变方向，到所述上架收尾，以在每个方向上形成倒三角形钢丝布置。

7.如权利要求5所述的双40英尺集装箱堆场龙门起重机，其特征在于，所述两套钢丝绳缠绕系统是以在左、右两个倒三角形钢丝布置上的相邻的钢丝绳相互交错。

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