CN101298309A - 电动葫芦、采用该电动葫芦的铁路货车 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电动葫芦以及采用该电动葫芦的铁路货车。针对现有电动葫芦爬坡能力差的问题，本发明所述电动葫芦包括行走小车、走行电机以及相互啮合的驱动齿轮和齿条，所述驱动齿轮与所述走行轮的轮轴固定连接并同轴转动，所述齿条沿钢梁的长度方向固定设置在所述工字钢梁下沿的上表面上。通过走行电机驱动该齿轮转动，进而带动行走小车沿工字钢梁完成走行动作，在行走小车走行过程中，走行轮用于承载，齿轮齿条传动机构用于实现动力驱动，爬坡能力达到20‰。优选地，增加了调节电机和相应传动机构以控制所述驱动齿轮齿条的啮合、脱离关系，在正常吊运工况，采用齿轮齿条脱离方式，提高行车速度；在坡度较大的工况，采用齿轮齿条啮合方式。

Description

电动葫芦、采用该电动葫芦的铁路货车

技术领域

本发明涉及起重机械技术领域，具体涉及一种电动葫芦。

背景技术

电动葫芦主要由电动机、传动机构和卷筒或链轮组成，具有结构紧凑，自重轻，操作简单的特点。作为用以提升重物的轻小型起重设备广泛应用于机械制造、冶金矿山、交通运输、石油化工、轻工、仓库等物料搬运场合。

如图1所示，该图示出了现有电动葫芦的整体结构示意图。如该图所示，行走小车100为由置于工字钢梁200两侧的左、右分体式结构构成，其一侧设置与所述工字钢梁200下沿配合的驱动轮300，其另一侧设置有与所述工字钢梁200下沿配合的行走轮400；置于行走小车100上的电动机500驱动所述驱动轮300，所述驱动轮300通过与工字钢梁200之间的摩擦力实现走行动作。吊运工况时，行走小车100在工字钢梁的下沿上行走，由卷筒600和吊钩700完成吊动作业。

由于驱动轮300与工字钢梁200之间为滚动摩擦，现有电动葫芦存在着爬坡能力较小的问题，负载行走时爬坡能力仅为2‰左右。特别是，对于船载起重机、车载起重机来说，在进行吊重作业时，船体、车体通常会偏载而产生较大的倾角，因此，采用通用的电动葫芦易产生溜车现象，甚至无法实现走行动作。同样，对于大跨度的桥式起重机来说，如挠跨比过大，也同样受电动葫芦爬坡问题的困扰。

有鉴于此，亟待研制开发出一种具有较大爬坡能力的电动葫芦，确保行走小车沿工字钢梁轨道正常匀速爬坡运行。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种电动葫芦。

本发明提供的电动葫芦，包括可沿工字钢梁的下沿走行的行走小车；所述行走小车内固定设置有驱动走行轮的走行电机；还包括驱动齿轮和齿条，所述驱动齿轮与所述走行轮的轮轴固定连接并同轴转动，所述齿条沿钢梁的长度方向固定设置在所述工字钢梁下沿的上表面上，所述驱动齿轮与所述齿条相互啮合组成齿轮齿条传动机构。

优选地，沿钢梁的长度方向，所述齿条由多段组成且连接处的齿形完整。

优选地，所述驱动齿轮的齿数为17～20个。

优选地，所述电动葫芦还包括调节电机和齿轮传动机构，所述调节电机固定设置在所述走行电机一侧的行走小车上；所述齿轮传动机构中，首级齿轮与所述调节电机输出轴固定连接并同轴转动；末级外齿轮套装在所述走行轮轴上组成丝杆丝母传动机构，且末级齿轮两侧设置有轴向限位部件；所述走行轮套装在所述走行轮轴上，且所述走行轮与所述走行轮轴之间采用键连接，所述走行轮轴与走行轮同轴转动且可沿轴向相对滑动；所述走行轮轴与所述走行电机输出轴之间采用键连接，所述走行轮轴与走行电机输出轴同轴转动且可沿轴向相对滑动。

优选地，所述调节电机的输出轴与所述走行电机的输出轴平行设置，所述齿轮传动机构为一对外啮合齿轮。

优选地，所述走行轮轴与所述走行轮和走行电机输出轴之间分别采用花键连接。

本发明提供的电动葫芦与现有技术相比，本发明技术方案结构简单、可靠，增设有齿轮齿条传动机构，其中齿轮与走行轮同轴转动，所述齿条设置在工字钢梁的走行面上，使用时，通过走行电机驱动该齿轮转动，进而带动行走小车沿工字钢梁完成走行动作。在本方案中，走行轮用于承载，齿轮齿条传动机构用于实现动力驱动，采用该结构可满足20‰的爬坡能力。

在本发明的优选方案中，设置有调节所述驱动齿轮与齿条之间啮合、脱离关系的功能，在正常吊运工况，采用齿轮齿条脱离方式，提高行车速度；在坡度较大的工况，采用齿轮齿条啮合方式。因此，大大提高了电动葫芦的机动灵活性。

本发明提供的电动葫芦，特别适用于，机械制造、冶金矿山、交通运输、石油化工、轻工、仓库等物料搬运场合。

本发明还提供了一种铁路货车，在车厢内设置有如前所述的电动葫芦，具有自行装卸货物的功能；在不利工况，车体可产生15‰的倾斜角度，工字钢梁随车体同时倾斜，本发明所述电动葫芦能够克服钢梁倾斜产生的侧向力，确保行走小车带载沿工字钢梁正常匀速地爬坡运行。

附图说明

图1是现有电动葫芦的结构示意图；

图2a和图2b分别是本发明第一种实施例所述电动葫芦的主视图和侧视图；

图3a和图3b分别是本发明第二种实施例所述电动葫芦的主视图和侧视图；

图4a和图4b示出了本发明第二种实施例中所述两种工作位置，其中，图4a为啮合状态，图4b为脱离状态。

图2-图4中：

行走小车1、走行电机2、卷筒装置3、吊钩装置4、支撑轮5、走行轮6、齿条7、驱动齿轮8、走行轮轴9、调节电机10、首级齿轮11、调节电机输出轴12、末级外齿轮13、轴向限位部件14、键15、走行电机输出轴16、键17、工字钢梁18、电动葫芦20

具体实施方式

下面结合说明书附图具体说明本实施方式。

请参见图2a，该图是本发明所述电动葫芦的主视图。

如图2a所示，本实施例主要由沿工字钢梁走行的行走小车1、走行电机2、卷筒装置3、吊钩装置4和齿轮齿条传动机构组成，其中，所述行走小车1为左、右两分结构组成，在左、右两侧的行走小车1上分别设置有支撑轮5和走行轮6，所述走行电机2为小车走行的动力源；卷筒装置3和吊钩装置4依次设置在所述行走小车1的下方，用于完成重物的升、降操作。为了详细说明本发明所述电动葫芦的具体结构，请一并参见图2b，该图是本发明所述电动葫芦的俯视图。

如图2b所示，所述支撑轮5和走行轮6分别设置在行走小车1的两侧，其中所述走行轮6与所述走行电机2的输出轴固定连接。特别说明的是，行走小车1、卷筒装置3、吊钩装置4等主要部件不是本发明的发明点所在，本领域的普通技术人员基于现有技术可以实现，故在本实施例中未予详细阐述其具体组成及连接关系。

其中，所述齿轮齿条传动机构中，齿条7沿工字钢梁的长度方向固定设置在所述工字钢梁18下沿的上表面上，驱动齿轮8与所述走行轮6的轮轴9固定连接并同轴转动。也就是说，所述行走小车1沿工字钢梁走行工作状态时，所述走行电机2的动力输出至走行轮6和驱动齿轮8。在本机构中，走行轮6用于承载，所述驱动齿轮8和齿条构成的齿轮齿条传动机构用于实现动力驱动。

相比于现有技术，现有技术中行走小车沿工字钢梁的行走是通过走行轮与钢梁上沿之间产生的摩擦力来实现的，受走行轮与钢梁上沿之间摩擦系数的影响，其爬坡能力仅为2‰左右。而本发明技术方案中，采用驱动齿轮齿条机构完成行走驱动，爬坡能力可达20‰左右。

实际上，对于承载较小的电动葫芦来说，本方案中可以不使用走行轮6，走行轮轴9处的载荷仅由驱动齿轮8承受，以节省制造成本。当然，对于承载较大的电动葫芦来说，使用走行轮6承载为最佳方案，以确保整机运行的平稳、可靠性。

本发明所提供的电动葫芦适用于大跨度的桥式起重机、船载起重机、车载起重机。需要说明的是，沿钢梁的长度方向，所述齿条7由多段组成且连接处的齿形完整，也就是说，对于运行轨道较长的使用场合，所述齿条7可以分段加工后装配为一体，便于齿形机械加工，降低加工成本。实际上，从节约成本的角度来说，可以根据具体使用场合，仅在工字钢梁倾斜变形较大的上沿上设置所述齿条7，这样，行走小车在全程走行过程中，仅有一段距离的走行克服齿轮、齿条传动所产生的阻力，可提高整机的运行效率。

进一步地，受结构限制，驱动齿轮8选取17～20个齿较为合理。该齿轮的模数需要根据爬坡能力的大小，进行齿轮的受力分析，初选模数后校核其强度、齿面接触疲劳强度及齿根弯曲疲劳强度，以保证安全可靠的运行。

可以理解的是，所述驱动齿轮8和齿条7的齿形可以采用渐开线齿形、摆线齿形和圆弧齿形，只要满足使用需要均在本专利的保护范围内。

请参见图3a和图3b，图3a和图3b给出另一种电动葫芦的主视图和侧视图。

第二种实施例与第一种实施例的不同点在于，本方案增加了调节电机10和齿轮传动机构，用于调节所述驱动齿轮8和齿条7之间的啮合、脱离状态。

其中，所述调节电机10固定设置在所述走行电机2一侧的行走小车1上；可以理解的是，所述调节电机10的相对位置关系无需要作具体限定。

所述齿轮传动机构中的首级齿轮11与所述调节电机输出轴12固定连接并同轴转动；末级齿轮13内具有内螺纹且所述走行轮轴9上具有外螺纹，所述末级外齿轮13套装在所述走行轮轴9上组成丝杆丝母传动机构，在末级齿轮13两侧设置有轴向限位部件14，由于对所述末级齿轮13进行了轴向限位，因此，当所述末级齿轮13转动时，通过丝母带动丝杆发生轴向移动。

请一并参见请参见图4a和图4b，所述走行轮6套装在所述走行轮轴9上，且所述走行轮6与所述走行轮轴9之间采用键15连接，所述走行轮轴9与走行轮6同轴转动且可沿轴向相对滑动；所述走行轮轴9与所述走行电机输出轴16之间采用键17连接，所述走行轮轴9与走行电机输出轴16同轴转动且可沿轴向相对滑动。如前所述，当所述丝母带动丝杆发生轴向移动时，即所述走行轮轴9发生轴向移动；由于所述走行轮轴9与所述走行轮6和走行电机输出轴16之间为键连接，因此，当所述走行轮轴9发生轴向位移时，走行轮轴9相对于所述走行轮6和走行电机输出轴16会发生轴向位移，且位移后其依然与所述走行轮6和走行电机输出轴16同轴转动。

在上述所述部件之间的键连接配合关系中，若选用平键，该键与两个配合部件之间选用不同的配合间隙，即，分别选用过盈配合和间隙配合，在所述走行轮轴9轴向发生位移时，该键可随所述走行轮辆9同向移动或与相配合的走行轮6或走行电机输出轴16同为固定不动。

综上，本实施例所述电动葫芦在走行过程中，通过调节电机10和传动机构，所述驱动齿轮8和齿条7之间有两个工作位置，请参见图4a和图4b。

如图4a所示，第一个位置为应用于爬坡工况的啮合关系，具有较大的爬坡能力：此时走行轮6用于承载，驱动齿轮8与齿条7啮合用于完成走行作业的驱动。

如图4b所示，第二个位置为应用于非爬坡工况的脱离关系，可提高行车速度：此时，走行轮6即承载又用于完成走行作业的驱动，驱动齿轮8与齿条7脱开，驱动齿轮8空转。因此，大大提高了电动葫芦的机动灵活性。

进一步地，如图3b所示，所述调节电机输出轴12与所述走行电机输出轴16平行设置，所述齿轮传动机构为一对外啮合齿轮。

特别说明的是，所述调节电机输出轴12与所述走行电机输出轴16之间的位置关系不局限于图中所示的平行设置，根据行走小车1内部空间位置也可以为垂直设置。

此外，实际上也可以设置一个输入轴两个输出轴的传动机构，这样，整机仅使用一个电机即可实现驱动和调节两个功能。

进一步地，所述走行轮轴9与所述走行轮6和走行电机输出轴16之间分别采用花键连接。由于是多齿传递载荷，所以承载能力高，对轴的削弱程度小，具有定心精度高和导向性能好，故进行工作位置的转换时更加平稳、可靠。

本实施例还提供一种铁路货车，请参见图5，该图是本发明所述铁路货车的结构示意图。在车体内设置有工字钢梁18，它包括如前所述电动葫芦20，具体结构在此不予赘述。所述行走小车1沿工字钢梁走行至车箱外侧，可自行装卸货物。

在吊运较重货物等不利工况时，工字钢梁随车体可产生倾斜角度，本发明采用齿轮齿条驱动，完全能够克服载荷沿钢梁长度方向的分力，确保行走小车带载沿工字钢梁正常匀速地爬坡运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1、电动葫芦，包括可沿工字钢梁的下沿走行的行走小车；所述行走小车内固定设置有驱动走行轮的走行电机，其特征在于，还包括：

驱动齿轮，与所述走行轮的轮轴固定连接并同轴转动；

齿条，沿钢梁的长度方向固定设置在所述工字钢梁下沿的上表面上，所述驱动齿轮与所述齿条相互啮合组成齿轮齿条传动机构。

2、根据权利要求1所述的电动葫芦，其特征在于，沿钢梁的长度方向，所述齿条由多段组成且连接处的齿形完整。

3、根据权利要求2所述的电动葫芦，其特征在于，所述驱动齿轮的齿数为17～20个。

4、根据权利要求1、2或3所述的电动葫芦，其特征在于，还包括：

调节电机，固定设置在所述走行电机一侧的行走小车上；

齿轮传动机构，其中，首级齿轮与所述调节电机输出轴固定连接并同轴转动；末级外齿轮套装在所述走行轮轴上组成丝杆丝母传动机构，且末级齿轮两侧设置有轴向限位部件；

所述走行轮套装在所述走行轮轴上，且所述走行轮与所述走行轮轴之间采用键连接，所述走行轮轴与走行轮同轴转动且可沿轴向相对滑动；所述走行轮轴与所述走行电机输出轴之间采用键连接，所述走行轮轴与走行电机输出轴同轴转动且可沿轴向相对滑动。

5、根据权利要求4所述的电动葫芦，其特征在于，所述调节电机的输出轴与所述走行电机的输出轴平行设置，所述齿轮传动机构为一对外啮合齿轮。

6、根据权利要求5所述的电动葫芦，其特征在于，所述走行轮轴与所述走行轮和走行电机输出轴之间分别采用花键连接。

7、铁路货车，其特征在于，在车厢内设置有如权利要求1至权利要求6任一权利要求所述的电动葫芦。

Images