CN102229412B - 水平变幅带斗门座起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明水平变幅带斗门座起重机，包括四连杆水平变幅臂架系统、运行机构、门架结构，其特征是：变幅机构包括三头螺杆、螺杆座和电传动机构，三头螺杆的外部设有伸缩套，螺杆座的内部设有带螺母的套筒，套筒外侧两端的螺杆座内安装有轴承，电传动机构包括电动机、驱动齿轮、制动装置，三头螺杆端部与臂架铰接，变幅机构具有一套可调速的控制系统，四连杆臂架系统以及门架横梁均为桁架结构，桁架结构采用T形结构和矩形管，T形结构为主弦杆，矩形管作腹杆焊接于腹杆节点板上，T形结构和腹杆节点板下料过程中数控切割成一体。本发明的优点是：工作循环次数高，可以达到600万次，变幅速度高，抓斗运行平稳，工作效率高，使用寿命久。
Description
技术领域
本发明涉及一种水平变幅带斗门座起重机，属于重大机械装备技术领域。
背景技术
根据国内起重机设计规范要求，一般的起重机使用工作循环次数在400万次以内。国内以前同类型的起重机设计都采用箱形结构，箱形结构一般和迎风面积较大。另外现有的装卸起重机采用齿条变幅机构较多，其变幅速度一般为50—60m/min，应用此变幅机构的起重机每小时的卸载量一般在300吨上下，工作效率较低，传统的齿条变幅机构在使用过程中会产生较大的噪声，在增减幅过程中因齿条啮合间隙较大产生冲击使其运行不稳定。此外，常规变幅机构的速度为恒速，通过象鼻梁、臂架、大拉杆和人字架组成的四连杆机构，反映到抓斗水平平移的速度上就为变速运行，且在小幅度的情况下速度变化更大，因此抓斗在作水平运动时运行状态不稳定，影响了司机操作以及抓斗运行时的平稳性和安全性，继而对卸料造成了很大的影响，浪费资源的同时也降低了整机的工作效率，因此，应该提供一个新的技术方案解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是：针对上述不足，提供一种工作循环次数高、变幅速度高、抓斗运行平稳的带斗门座起重机。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
水平变幅带斗门座起重机，包括四连杆水平变幅臂架系统、运行机构和门架结构，所述四连杆水平变幅臂架系统包括象鼻梁、臂架、大拉杆及人字架，所述四连杆水平变幅臂架系统通过旋转架下的回转大轴承齿圈固定于门架横梁上，所述四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁、臂架及大拉杆之间通过铰轴连接，所述臂架根部铰点与旋转架铰接，所述大拉杆另一端与人字架顶部支座铰接，所述人字架下部焊接于旋转架上，所述人字架头部支座上还铰接有对重平衡梁，所述对重平衡梁通过对重拉杆与臂架铰接，所述运行机构包括变幅机构、旋转机构、行走机构、物料输送系统，所述变幅机构具有一套可调速的控制系统，所述变幅机构安装于人字架的平台上，所述旋转机构安装于旋转架上，其驱动小齿轮与回转大轴承齿圈相互啮合，可带动旋转架360°转动，物料输送系统安装于门架结构上，所述物料输送系统包括接料板系统、料斗、给料皮带机、中间皮带机和伸缩皮带机，所述接料板系统包括海侧接料板和陆侧接料板，以承接抛落物料，并将物料转运到码头皮带机系统，接料板为绞车拉动上升，靠自身重力下放，所述门架结构包括门架横梁、门架刚腿和门架柔腿，所述门架刚腿与门架横梁焊接，所述门架柔腿与门架横梁通过铰轴连接，所述门架结构与设于门架结构下部的行走机构采用铰轴连接，所述变幅机构包括三头螺杆、螺杆座和电传动机构，行走机构即可方便整机移动的行走滚轮，所述三头螺杆的外部设有伸缩套，螺杆座的内部沿三头螺杆的长度方向设有带螺母的套筒，套筒外侧两端的螺杆座内安装有轴承，所述电传动机构包括电动机、驱动齿轮以及制动装置，所述驱动齿轮包括小齿轮和大齿轮，所述电动机通过联轴器与小齿轮轴连接，所述小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮与带有螺母的套筒固定连接，小齿轮轴端安装有制动装置和绝对值编码器，所述三头螺杆端部与臂架铰接。四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁、臂架、大拉杆以及门架结构的门架横梁均为桁架结构，所述桁架结构采用T形结构和矩形管，所述T形结构为主弦杆，矩形管作腹杆焊接于T形结构的腹杆节点板上，所述T形结构和腹杆节点板下料过程中数控切割成一体。
所述变幅机构的可调速控制系统包括主控制器和变频器，所述主控制器与变频器连接，所述变频器与电动机连接，所述电动机带有旋转编码器，所述电动机带动三头螺杆运动，所述三头螺杆的运动位置通过绝对值编码器反馈给主控制器，所述电动机的转速通过旋转编码器反馈给变频器。
本发明水平变幅带斗门座起重机，以三头螺杆的变幅机构代替传统的齿条变幅机构，克服了齿条变幅噪声大和增减幅过程中的冲击大的缺点，改善了运行的平稳性，提高了工作效率；三头螺杆相比于普通的单头螺杆，具有传动效率高，能实现较高伸缩速度、受力效果好、运行稳定、使用寿命长的优点。本发明的行走机构是方便整机移动的行走滚轮。
四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁、臂架、大拉杆和门架横梁均为桁架结构，桁架结构采用T形结构和矩形管，其中T形结构为主弦杆，矩形管作腹杆焊接于腹杆节点板上，T形结构与腹杆节点板在下料过程中数控切割成一体，减少了焊缝应力，提高了钢材的允用应力。腹杆节点板的几何形状及焊缝设计充分考虑了结构的高循环次数，并经严格的疲劳寿命计算，满足600万次的疲劳寿命要求。桁架结构的迎风面积少，减少了风载荷，同时使整机重量得到了很好的控制，节约了能源。
本发明水平变幅带斗门座起重机采用全变频调速驱动，PLC程序控制。变幅机构中装有的绝对值编码器可随时将三头螺杆的位置反馈给主控制器，电动机带有的旋转编码器可随时将电动机的速度反馈给变频器，为保证抓斗水平平移运行速度的稳定，根据变幅机构各区间的变幅机构速度和抓斗平移速度的速比关系，主控制器可根据变幅螺杆的位置来控制变频器的输出频率从而改变变幅机构的速度，使抓斗水平平移的速度保持恒定，有利于抓斗的稳定运行和快速卸料。
本发明的优点是：工作循环次数高，可以达到600万次，变幅速度高，抓斗运行平稳，工作效率高，使用寿命久。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细叙述。
图1为本发明结构示意图。
图2为图1C-C向示意图。
图3为变幅机构示意图。
图4为门架结构示意图。
图5为变幅机构控制系统的控制原理图。
其中：1、旋转架，2、回转大轴承齿圈，3、门架横梁，4、象鼻梁，5、臂架，6、大拉杆，7、铰轴，8、人字架，9、对重平衡梁，10、对重拉杆，11、旋转机构，12、行走机构，13、料斗，14、门架刚腿，15、门架柔腿，16、三头螺杆，17、螺杆座，18、伸缩套，19、螺母，20、套筒，21、轴承，22、电动机，23、制动装置，24、小齿轮，25、大齿轮，26、联轴器，27、旋转编码器，28、绝对值编码器，29、T形结构，30、矩形管，31、腹杆节点板，32、主控制器，33、变频器，34、接料板系统，35、给料皮带机，36、中间皮带机，37、伸缩皮带机，38、海侧接料板，39、陆侧接料板。
具体实施方式
如图1—5所示，水平变幅带斗门座起重机，包括四连杆水平变幅臂架系统、运行机构和门架结构，四连杆水平变幅臂架系统包括象鼻梁4、臂架5、大拉杆6及人字架8，四连杆水平变幅臂架系统通过旋转架1下的回转大轴承齿圈2固定于门架横梁3上，四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁4、臂架5及大拉杆6之间通过铰轴7连接，臂架5根部铰点与旋转架1铰接，大拉杆6另一端与人字架8顶部支座铰接，人字架8下部焊接于旋转架1上，人字架8头部支座上还铰接有对重平衡梁9，对重平衡梁9通过对重拉杆10与臂架5铰接，运行机构包括变幅机构、旋转机构11、行走机构12、物料输送系统，变幅机构具有一套可调速的控制系统，变幅机构安装于人字架8的平台上，旋转机构11安装于旋转架1上，其驱动小齿轮24与回转大轴承齿圈2相互啮合，可带动旋转架1 360°转动，物料输送系统安装于门架结构上，物料输送系统包括接料板系统34、料斗13、给料皮带机35、中间皮带机36和伸缩皮带机37，接料板系统包括海侧接料板38和陆侧接料板39，以承接抛落物料，并将物料转运到码头皮带机系统，接料板为绞车拉动上升，靠自身重力下放，门架结构包括门架横梁3、门架刚腿14和门架柔腿15，门架刚腿14与门架横梁3焊接，门架柔腿15与门架横梁3通过铰轴7连接，门架结构与设于门架结构下部的行走机构12采用铰轴7连接，行走机构12即可方便整机移动的行走滚轮，变幅机构包括三头螺杆16、螺杆座17和电传动机构，三头螺杆16的外部设有伸缩套18，螺杆座17的内部沿三头螺杆16的长度方向设有带螺母19的套筒20，套筒20外侧两端的螺杆座17内安装有轴承21，电传动机构包括电动机22、驱动齿轮以及制动装置23，驱动齿轮包括小齿轮24和大齿轮25，电动机22通过联轴器26与小齿轮24轴连接，小齿轮24与大齿轮25啮合，大齿轮25与带螺母19的套筒20固定连接，小齿轮24轴端安装有制动装置23和绝对值编码器28，三头螺杆16端部与臂架5铰接。四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁4、臂架5、大拉杆6以及门架结构的门架横梁3均为桁架结构，桁架结构采用T形结构29和矩形管30，T形结构29为主弦杆，矩形管30作腹杆焊接于腹杆节点板31上，T形结构29和腹杆节点板31下料过程中数控切割成一体。变幅机构的可调速控制系统包括主控制器32和变频器33，主控制器32与变频器33连接，变频器33与电动机22连接，电动机22带有旋转编码器27，电动机22带动三头螺杆16运动，三头螺杆16的运动位置通过绝对值编码器28反馈给主控制器32，电动机22的转速通过旋转编码器27反馈给变频器33。
本发明水平变幅带斗门座起重机，以三头螺杆16的变幅机构代替传统的齿条变幅机构，克服了齿条变幅噪声大和增减幅过程中的冲击大的缺点，改善了运行的平稳性，提高了工作效率；三头螺杆16相比于普通的单头螺杆，具有传动效率高，能实现较高伸缩速度、受力效果好、运行稳定、使用寿命长的优点。四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁4、臂架5、大拉杆6和门架横梁3均为桁架结构，主弦杆与腹杆节点板31在下料过程中数控切割成一体，减少了焊缝应力，提高了钢材的允用应力。腹杆节点板31的几何形状及焊缝设计充分考虑了结构的高循环次数，并经严格的疲劳寿命计算，满足600万次的疲劳寿命要求。桁架结构的迎风面积少，减少了风载荷，同时使整机重量得到了很好的控制，节约了能源。
Claims (2)
1.水平变幅带斗门座起重机，包括四连杆水平变幅臂架系统、运行机构和门架结构，所述四连杆水平变幅臂架系统包括象鼻梁、臂架、大拉杆及人字架，所述四连杆水平变幅臂架系统通过旋转架下的回转大轴承齿圈固定于门架横梁上，所述四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁、臂架及大拉杆之间通过铰轴连接，所述臂架根部铰点与旋转架铰接，所述大拉杆另一端与人字架顶部支座铰接，所述人字架下部焊接于旋转架上，所述人字架头部支座上还铰接有对重平衡梁，所述对重平衡梁通过对重拉杆与臂架铰接，所述运行机构包括变幅机构、旋转机构、行走机构、物料输送系统，所述变幅机构具有一套可调速的控制系统，所述变幅机构安装于人字架的平台上，所述旋转机构安装于旋转架上，所述物料输送系统安装于门架结构上，所述物料输送系统包接料板系统、料斗、给料皮带机、中间皮带机和伸缩皮带机，所述接料板系统包括海侧接料板和陆侧接料板，所述门架结构包括门架横梁、门架刚腿和门架柔腿，所述门架刚腿与门架横梁焊接，所述门架柔腿与门架横梁通过铰轴连接，所述门架结构与设于门架结构下部的行走机构通过铰轴连接，其特征是：所述变幅机构包括三头螺杆、螺杆座和电传动机构，所述三头螺杆的外部设有伸缩套，螺杆座的内部沿三头螺杆的长度方向设有带螺母的套筒，套筒外侧两端的螺杆座内安装有轴承，所述电传动机构包括电动机、驱动齿轮以及制动装置，所述驱动齿轮包括小齿轮和大齿轮，所述电动机通过联轴器与小齿轮轴连接，所述小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮与带螺母的套筒固定连接，小齿轮轴端安装有制动装置和绝对值编码器，所述三头螺杆端部与臂架铰接，四连杆水平变幅臂架系统的象鼻梁、臂架、大拉杆以及门架结构的门架横梁均为桁架结构，所述桁架结构采用T形结构和矩形管，所述T形结构为主弦杆，矩形管作腹杆焊接于T形结构的腹杆节点板上，所述T形结构和腹杆节点板下料过程中数控切割成一体。
2.根据权利要求1所述的水平变幅带斗门座起重机，其特征是：所述变幅机构的可调速控制系统包括主控制器和变频器，所述主控制器与变频器连接，所述变频器与电动机连接，所述电动机带有旋转编码器，所述电动机带动三头螺杆运动，所述三头螺杆的运动位置通过绝对值编码器反馈给主控制器，所述电动机的转速通过旋转编码器反馈给变频器。
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