CN101412475A - 抓吊式散料平整装置 - Google Patents

Abstract

一种抓吊式散料平整装置，属于起重运输机电设备领域，特别适用于平整列车厢中装载散料时形成的锥形散料堆，还可以对散料进行少量的增减，为列车的安全、高效运行创造必要的条件，抓吊式散料平整装置是被起重抓斗抓起或由起重吊具吊起，完成散料平整或散料增减工作的，本发明的特征是：抓吊式散料平整装置(1)包括抓吊架系统、单向平整系统、双向平整系统、翻转斗系统、平衡运行系统及电气控制系统。

Description

抓吊式散料平整装置

本发明涉及一种抓吊式散料平整装置(以下简称平整装置)，特别适用于平整列车厢中装载散料时形成的锥形散料堆，也不排除在其它场所的运用，该装置除用于散料的平整外，还可以对散料进行少量的增减。该装置属于起重运输机电设备领域，不能单独运用，只能在起重设备的配合下才能完成散料的平整及增减工作。

背景技术

目前，所知的列车散料平整设备有专用的大型架构、行走系统、升降系统及专用轨道，例如：本人通过国家知识产权网查询到，德国汝克拉公司在中国申请的发明专利号为941005631的“散料平整装置”，其机械架构存在体积庞大，占地面积多，投资造价高等不利因素，结果是现有的列车散料平整设备没能在小型码头或企业中普及。经考证，列车中的散料装卸一般使用抓斗，各种起重设备已在许多企业中普及。

目前列车行驶速度大幅提高，车厢中未经平整的散料货物在弯道离心力的作用下会出现偏载，对列车运行安全带来很大的威胁，本发明的目的是提出一种更加简捷的平整散料的方案，并提供一种相对简易的散料平整装置，在散料平整及计量增减工作中发挥重要作用，为列车的安全、高效运行创造必要的条件。

发明内容

为了克服现有散料平整设备的不利因素，本发明提出了一种更加简捷的平整散料的方案，并提供了一种抓吊式散料平整装置，抓吊式散料平整装置是被起重抓斗抓起或由起重吊具吊起，完成散料平整或散料增减工作的，本发明的特征是：抓吊式散料平整装置(1)包括抓吊架系统、单向平整系统、双向平整系统、翻转斗系统、平衡运行系统及电气控制系统。图1至图10是平整装置结构与工作示意图，技术方案表述如下：

抓吊架系统是用来支撑其它系统的金属架构，它可以被抓斗或吊具抓吊住，类似于一张双人床大小，其长度略大于抓斗(抓斗闭合后形成的水平距离)，宽度略小于列车厢宽度，主要由金属板材和形材加工而成，由中间梁(2)、侧板(3)、侧板紧固件(4)、被抓耳(5)、加强筋(6)、钢丝绳吊耳(7)及靠轮(8)组成，中间梁与两侧板的连接可以是焊接，也可以是紧固件连接，建议一侧板焊接，另一侧板紧固件连接，这样有利于装配与维修。四只(但不限于四只)被抓耳固定在中间梁上，用来被抓斗抓住平整装置，被抓耳不限定形状，只要适合抓斗的内空间即可。为了使平整装置各部分连接牢固，中间梁下半部分还焊接了四根金属加强筋，加强筋可以限制抓斗切口的位置。为了起重吊具或抓斗吊住平整装置，抓吊架上设置了四只钢丝绳吊耳，用来安装钢丝绳，这四只吊耳不限定形状，只要方便安装钢丝绳就行。平整装置在工作中会产生侧向力，因而在抓吊架侧板上设计了四只靠轮，靠轮在列车厢侧板上惰性滚动，以减少平整装置运行的摩擦力。

单向平整系统是平整装置中一只滚筒对散料产生一个方向旋转推力的装置，主要由单向平整电机(9)、单向平整减速箱(10)、单向平整滚筒(11)、固定挡料板(12)及轴承装置组成。单向平整电机可以采用交流或直流变速电机，也可以针对现场散料情况采用普通单速电机。电机的动力输出有多种方式，例如：蜗轮蜗杆传动、行星齿轮减速传动、电机布置在滚筒内做成电动轮式的传动、链条传动和平行齿轮减速传动等，最终目的是让平整滚筒获得较低的转速和较大的扭矩，图中只画出了单层平行齿轮减速箱传动(外形可以做得较薄)的示意图。因为平整装置是随着起重设备大车的运行而同步运行，所以设计平衡运行滚筒(23)的运行速度等于或小于起重设备大车的运行速度，由此分析得出单向平整滚筒(11)和双向平整滚筒(15)的运行速度只要大于平衡运行滚筒的运行速度(运行速度是指滚筒表面线速度)，旋转的平整滚筒就能对散料产生侧向推力，平整滚筒运行速度的设定还要根据实际散料(32)的情况而定。单向平整滚筒的特征是：在光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向一致的环形螺旋叶片，环形螺旋叶片表面是光滑的。单向平整滚筒正转时能把散料推向一侧，反转时把散料推向另一侧，在平整装置前进或后退过程中，单向平整滚筒能把列车厢中的散料锥形堆平整到任意一侧。固定挡料板(12)起着刮平散料及提高单向平整滚筒工作效力的作用。滚筒的轴承装置安装在抓吊架侧板上。

双向平整系统是平整装置中另一只滚筒对散料产生两个方向旋转推力的装置，主要由双向平整电机(13)、双向平整减速箱(14)、双向平整滚筒(15)、翻转挡料板(16)及轴承装置组成。双向平整电机与上述单向平整电机相同，双向平整减速箱也与上述单向平整减速箱相同，双向平整滚筒(15)与单向平整滚筒(11)有一定的区别，其区别在于滚筒上所布置的螺旋叶片不一样，双向平整滚筒的特征是：在一只光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向相反且镜向对称的两组环形螺旋叶片，两组环形螺旋叶片交汇于滚筒的中部，交汇处的叶片正面看去呈“V”字形，环形螺旋叶片的一面是光滑的，另一面(前进旋转受力面)布置了一些小齿。如此特征的双向平整滚筒能产生两方面的积极作用，一是双向平整滚筒前进状态下(称为正转)，能把列车厢中的散料锥形堆(32)平整到两侧(经实地观察，抓斗卸下的散料锥形堆，其顶部一般分布在沿钢轨方向的车厢中轴线区域)，因此，双向平整滚筒正转状态是最有效的平整工作状态，其反转作用不大；二是双向平整滚筒正转工作时，翻转挡料板在平卧状态下(做为斗底)，带齿的环形螺旋叶片更能有效地把散料旋入翻转斗内。翻转挡料板在竖起状态下，可以提高双向平整滚筒平整散料的工作效率。双向平整滚筒的轴承装置安装在抓吊架侧板上。

翻转斗系统是平整装置运送转移少量散料的装置，使平整装置兼有增减散料的功能，主要由翻转挡料板(16)、翻转斗固定板(17)、翻转斗电机(18)、翻转斗蜗轮蜗杆传动装置(19)及翻转钢丝绳转轴(20)组成。翻转挡料板是一块略带弧形的长方形金属板，下边沿布置了一根轴，轴的两端在两侧板下裙孔内可以转动，翻转挡料板在钢丝绳的操纵下可以翻转约90度，当翻转挡料板在平卧状态时，即成为翻转斗的底板，可以承装双向平整滚筒正转时旋入的散料，当翻转挡料板在竖起过程中，斗中的散料在重力及双向平整滚筒旋转作用下，会落入列车厢散料的低洼处，从而完成转移少量散料的工作，当翻转挡料板在竖起状态时，即成为双向平整滚筒的挡料板，可以提高双向平整滚筒平整散料的工作效率。翻转斗固定板是一块长方形的金属平板，垂直固定在抓吊架上，固定板的下边沿布置了一些小托块，当翻转挡料板在平卧状态时，小托块托住翻转挡料板，于是，翻转斗固定板、抓吊架两侧板及翻转挡料板组成了一个斗，翻转斗固定板还起着刮平散料的作用。翻转斗电机布置在翻转斗上方，通过蜗轮蜗杆传动装置，带动一根转轴，转轴的轴承装置布置在抓吊架加强筋(6)上，转轴上均匀布置了几根旋转方向一致的钢丝绳，钢丝绳与翻转挡料板的上边沿连接，当钢丝绳收紧时，翻转挡料板竖起成为挡料板，钢丝绳完全松驰时，翻转挡料板平卧成为斗底。

平衡运行系统是控制平整装置运行方向及运行速度的装置，主要由平衡运行电机(21)、平衡运行减速箱(22)、平衡运行滚筒(23)及轴承装置组成。平衡运行电机及平衡运行减速箱类似于平整系统中的平整电机及平整减速箱，但功率和体积可以小些。平衡运行电机固定在平衡运行减速箱上，平衡运行减速箱固定在抓吊架一侧板上并可以适当调节位置，调节位置的方法是在抓吊架侧板上钻出一些相应的孔，用来固定平衡运行减速箱及轴承装置。平衡运行滚筒是一只圆柱形滚筒，滚筒表面可以是光滑的，也可以是粗糙的，还可以做上一些文字标记，有可能使得平整出的散料表面有一种特定的标记。平衡运行滚筒一端安装在平衡运行减速箱上，另一端通过轴承装置安装在另一侧板上，轴承装置也可以适当调节位置，因此，整个平衡运行系统在设备试用期可以适当调整位置，使平整散料的效果达到最佳。总体要求是：平衡运行滚筒要处在平整装置重心中间区域，它的中轴线既要垂直于抓吊架侧板，又要平行于两个平整滚筒。

电气控制系统是平整装置的重要组成部分，主要包括：电气控制箱(24)、电源及控制线插座(25)、平整装置行程开关(26)、翻转斗行程开关(图中未画出)、各个系统的电机、从起重设备上引下的绝缘电缆(30)、控制线及控制器(31)。平整装置的电力来自于起重设备，从起重设备上垂下的绝缘电缆通过插头插入平整装置的插座中，插座中的电源及控制线接入电气控制箱，电力通过电气控制箱的控制输出到各系统的电机中，控制器与电气控制箱的电气连接是由多芯控制电缆及插件装置完成的。平整装置的前后两端装设有行程开关，当平整装置运行并触碰到车厢任意一端时，行程开关发生作用，停止起重设备大车电机，启动闹铃和灯光提醒操作人员采取正确的操作步骤。翻转斗行程开关限定控制着翻转斗电机，使翻转钢丝绳转轴在一定的行程范围内转动。

许多小码头和企业为了平整列车散料锥堆，在没有合适的平整设备情况下，只有动用大量的人力去平整，结果是效率低下，影响列车厢的周转。而本发明提供的抓吊式散料平整装置类似于一张双人床大小，可以很方便地被起重设备抓吊住，起重设备可以是起重抓斗、单梁吊、双梁吊或龙门吊，甚至是汽车吊，平整装置闲置时可以卸放在约3米乘3米的小场地中，因而不影响现有起重设备的使用，最大限度地利用了现有的起重设备和场地，如果平整装置安置在计量磅站，则不但可以平整散料，而且可以提高计量增减的效率。总体来说，抓吊式散料平整装置的优点是，高效实用、省时省力、投资较少、相对小巧。

附图说明

图1是抓吊式散料平整装置立体图。

图2是一侧板透明状态下的平整装置立体图。

图3是卸去一侧板的抓吊架(翻转挡料板竖起状态)立体图。

图4是卸去一侧板的抓吊架(翻转挡料板平卧状态)立体图。

图5是卸去一侧板的平整装置(翻转挡料板竖起状态)立体图。

图6是卸去一侧板的平整装置(翻转挡料板平卧状态)立体图。

图7是抓斗与平整装置结合的侧视图。

图8是抓斗及平整装置双向平整滚筒在列车厢中工作示意图。

图9是起重吊勾与平整装置结合的侧视图。

图10是吊勾及平整装置单向平整滚筒在列车厢中工作示意图。

图中标注代号与名称：1、抓吊式散料平整装置；2、抓吊架中间梁；3、抓吊架侧板；4、侧板紧固件；5、被抓耳；6、抓吊架加强筋；7、钢丝绳吊耳；8、靠轮；9、单向平整电机；10、单向平整减速箱；11、单向平整滚筒；12、固定挡料板；13、双向平整电机；14、双向平整减速箱；15、双向平整滚筒；16、翻转挡料板；17、翻转斗固定板；18、翻转斗电机；19、翻转斗蜗轮蜗杆传动装置；20、翻转钢丝绳转轴；21、平衡运行电机；22、平衡运行减速箱；23、平衡运行滚筒；24、电气控制箱；25、电源及控制线插座；26、平整装置行程开关；27、抓斗；28、多孔钢板；29、保险钢丝绳；30、电缆；31、控制器；32、列车箱中的散料；33、静止的列车厢；34、起重吊勾；35、吊装钢丝绳。

具体实施方式

参照图1至图2，平整装置(1)由六个部分组成，包括抓吊架系统、单向平整系统、双向平整系统、翻转斗系统、平衡运行系统及电气控制系统。平整装置抓吊架主梁与两侧板垂直固定，一侧板(3)是可拆装的，拆装的功能是由紧固件(4)完成的。三只滚筒平行安装在抓吊架两侧板上。抓吊架两侧板上布置了四个钢丝绳吊耳(7)和四组靠轮(8)。

参照图3至图4(图中省去了一侧板及滚筒部分)，抓吊架中间梁(2)上半部分焊接了四根被抓耳(5)，下半部分焊接了四根加强筋(6)，加强筋与固定挡料板(12)、翻转斗固定板(17)等连接，并托住翻转钢丝绳转轴(20)。翻转斗电机(18)布置在翻转斗上方，通过蜗轮蜗杆传动装置(19)使翻转钢丝绳转轴转动，翻转钢丝绳转轴上布置了多根旋转方向一致的钢丝绳，钢丝绳控制着翻转挡料板(16)，翻转挡料板可以翻转约90度，当它竖起时成为双向平整滚筒(15)的挡料板，并触碰翻转斗行程开关(图中未画出)，当它平卧时触碰翻转斗另一个行程开关，与固定挡料板、两侧板组成一个斗。

参照图5至图6(图中省去了一侧板)，单向平整电机(9)、单向平整减速箱(10)、单向平整滚筒(11)、固定挡料板(12)及轴承装置组成了单向平整系统，单向平整滚筒的特征是：在光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向一致的环形螺旋叶片，环形螺旋叶片表面是光滑的。双向平整电机(13)、双向平整减速箱(14)、双向平整滚筒(15)、翻转挡料板(16)及轴承装置组成了双向平整系统，双向平整滚筒的特征是：在一只光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向相反且镜向对称的两组环形螺旋叶片，两组环形螺旋叶片交汇于滚筒的中部，交汇处的叶片正面看去呈“V”字形，环形螺旋叶片的一面是光滑的，另一面(前进旋转受力面)布置了一些小齿。平衡运行电机(21)、平衡运行减速箱(22)、平衡运行滚筒(23)及轴承装置组成了平衡运行系统，平衡运行滚筒是一只圆柱形滚筒，滚筒表面可以是光滑的，也可以是粗糙的，还可以做上一些文字标记，有可能使得平整出的散料表面有一种特定的标记。平衡运行滚筒一端安装在平衡运行减速箱上，另一端通过轴承装置安装在另一侧板上，整个平衡运行系统在设备试用期可以适当调整位置，使平整散料的效果达到最佳。

参照图7至图8(图8中看到的是双向平整系统一面)，平整装置的宽度(即两侧板的距离)略小于列车厢(33)的宽度，平整装置的长度即侧板的长度，应略大于抓斗闭合后形成的水平距离。抓斗(27)打开，在平整装置被抓耳的正上方缓慢下降，当抓斗切口的高度与抓吊架被抓耳下部的高度位置一致时，抓斗闭合，抓斗即可抓住被抓耳并与平整装置结合在一起(要求被抓起的平整装置的两个平整滚筒中轴线在一个水平面上)。为了防止抓斗在高处错误打开致使平整装置坠地事故的发生，抓斗两侧与散料平整装置有四根保险钢丝绳(29)柔性联结，钢丝绳的松驰度是可以调整的，调整的方法有多种，这里建议在抓斗上焊接四只多孔钢板(28)，一定长度的保险钢丝绳下端固定在抓吊架钢丝绳吊耳(7)上，上端通过联结销与抓斗上的多孔钢板联结，联结销在不同的孔内联结会改变钢丝绳的松驰度，改变钢丝绳松驰度的目的是，使平整装置工作时有一定的前倾，保证一只平整滚筒在散料(32)中旋转时，另一只平整滚筒抬高一些。平整装置的电力来自于起重设备，从起重设备上垂下的绝缘电缆(30)通过插头插入平整装置的插座中，插座中的电源及控制线接入电气控制箱，电力通过电气控制箱的控制输出到各系统的电机中，控制箱的电器装置是由操作工手中的控制器操纵的(控制器也可以设计到起重设备操作室内)，当平整装置运行到车厢端头时，平整装置行程开关发生作用，由此产生必要的保护和提醒。双向平整滚筒的正转，可以把列车厢中轴线上的散料锥堆平整到车厢的两侧。

参照图9至图10(图10中看到的是单向平整系统一面)，平整装置两侧板的四只钢丝绳吊耳(7)上装设两根钢丝绳(35)，起重吊勾(34)吊起平整装置时，两根钢丝绳平均分为四段，此时吊勾勾尖朝向平整装置的任意一侧板，在吊勾下部两根钢丝绳的中间部位，用一小段钢丝绳通过钢丝绳卡子与两根钢丝绳连接在一起(每个钢丝绳卡子内有三根钢丝绳)，从图9中可以看到，吊勾处的钢丝绳顶部形成了一个三角形，因而吊勾限制在三角形钢丝绳区域内。单向平整滚筒的旋转，可以把列车厢中的散料锥堆平整到车厢的任意一侧。

平整装置的操作方案(举例所用的起重设备是有操作室的双梁起重吊)：控制起重设备的操作工(以下简称行车工)必须要与平整装置操作工(以下简称平整工)密切配合才能干好这项工作。首先要把平整装置吊装稳妥并接好电缆插头，再准确放入需平整散料且静止的列车厢中，平整装置的升降、前进、后退都需要行车工的控制，平整工作从列车厢的一端平整到另一端，行车工只需把大车从车厢的一端开到另一端并循环往复，且在平整工的指挥下适量升降平整装置，而平整工要站在列车侧面平台上，肩负指挥行车工与操作平整装置的双重任务，平整工手握平整装置控制器，根据散料锥堆分布的情况，及时操作控制器，对平整装置的三只滚筒进行控制，平衡滚筒是起辅助作用的，可以根据实际情况使其正转、反转、或停止，两只平整滚筒可以单独开动一只，也可以同时开动两只平整滚筒，通过三只滚筒的配合运行，最终目的是把列车厢中的锥形散料堆平整到相对的水平位置。

Claims (7)

1、一种抓吊式散料平整装置，属于起重运输机电设备领域，抓吊式散料平整装置是被起重抓斗抓起或由起重吊具吊起，完成散料平整或散料增减工作的，本发明的特征是，抓吊式散料平整装置(1)包括抓吊架系统、单向平整系统、双向平整系统、翻转斗系统、平衡运行系统及电气控制系统。

2、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的抓吊架系统是由中间梁(2)、侧板(3)、侧板紧固件(4)、被抓耳(5)、加强筋(6)、钢丝绳吊耳(7)及靠轮(8)组成，中间梁与两侧板的连接可以是焊接，也可以是紧固件连接，四只(但不限于四只)被抓耳固定在中间梁上，中间梁下半部分还焊接了四根金属加强筋，抓吊架上设置了四只钢丝绳吊耳，抓吊架侧板上设计了四只靠轮。

3、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的单向平整系统是由单向平整电机(9)、单向平整减速箱(10)、单向平整滚筒(11)、固定挡料板(12)及轴承装置组成，单向平整滚筒的特征是，在光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向一致的环形螺旋叶片，环形螺旋叶片表面是光滑的。

4、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的双向平整系统是由双向平整电机(13)、双向平整减速箱(14)、双向平整滚筒(15)、翻转挡料板(16)及轴承装置组成，双向平整滚筒(15)与单向平整滚筒(11)有一定的区别，其区别在于滚筒上所布置的螺旋叶片不一样，双向平整滚筒的特征是，在一只光滑的圆柱形金属滚筒表面，布置了旋转方向相反且镜向对称的两组环形螺旋叶片，两组环形螺旋叶片交汇于滚筒的中部，环形螺旋叶片的一面是光滑的，另一面(前进旋转受力面)布置了一些小齿。

5、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的翻转斗系统是由翻转挡料板(16)、翻转斗固定板(17)、翻转斗电机(18)、翻转斗蜗轮蜗杆传动装置(19)及翻转钢丝绳转轴(20)组成，翻转挡料板是一块略带弧形的长方形金属板，下边沿布置了一根轴，轴的两端在两侧板下裙孔内可以转动，翻转挡料板在钢丝绳的操纵下可以翻转约90度，翻转斗固定板是一块长方形的金属平板，垂直固定在抓吊架上，固定板的下边沿布置了一些小托块，当翻转挡料板在平卧状态时，小托块托住翻转挡料板，于是，翻转斗固定板、抓吊架两侧板及翻转挡料板组成了一个斗，翻转斗电机布置在翻转斗上方，通过蜗轮蜗杆传动装置，带动一根转轴，转轴上均匀布置了几根旋转方向一致的钢丝绳，钢丝绳与翻转挡料板的上边沿连接，当钢丝绳收紧时，翻转挡料板竖起成为挡料板，钢丝绳完全松驰时，翻转挡料板平卧成为斗底。

6、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的平衡运行系统由平衡运行电机(21)、平衡运行减速箱(22)、平衡运行滚筒(23)及轴承装置组成，平衡运行电机固定在平衡运行减速箱上，平衡运行减速箱固定在抓吊架一侧板上并可以适当调节位置，平衡运行滚筒是一只圆柱形滚筒，滚筒表面可以是光滑的，也可以是粗糙的，还可以做上一些文字标记，平衡运行滚筒一端安装在平衡运行减速箱上，另一端通过轴承装置安装在另一侧板上，轴承装置也可以适当调节位置，整个平衡运行系统在设备试用期可以适当调整位置，平衡运行滚筒要处在平整装置重心中间区域，它的中轴线既要垂直于抓吊架侧板，又要平行于两个平整滚筒。

7、根据权利要求1所述的抓吊式散料平整装置，其特征在于，所述的电气控制系统主要包括电气控制箱(24)、电源及控制线插座(25)、平整装置行程开关(26)、翻转斗行程开关(图中未画出)、各个系统的电机、从起重设备上引下的绝缘电缆(30)、控制线及控制器(31)，平整装置的电力来自于起重设备，电力通过电气控制箱的控制输出到各系统的电机中，平整装置的前后两端装设有行程开关，翻转斗行程开关限定控制着翻转斗电机。

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