CN103253600B - 臂架生产线数控龙门吊 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及臂架生产线数控龙门吊。目的是提供的设备应能用于弯曲变形或折弯成形后的非平面板料的移位，并在移位过程中不会改变板料的几何形状，具有移位准确、运输效率高的特点。技术方案是：臂架生产线数控龙门吊，包括两条相互平行且水平设置在地面的地轨、由纵向动力机构驱动沿地轨运动的龙门架以及控制箱；其特征在于：龙门架的横梁分别通过导轨定位两个可横向移动的移动梁，并通过安装在移动梁两端的横向驱动机构实现移动梁的横向移动；每个移动梁通过两组升降组件连接一个可竖直升降和横向移动的升降架；升降架上还安装着若干组用于起吊工件的电磁升降组件，并且龙门架与地轨之间还装有用于控制龙门架纵向精确位移的纵向驱动刹车组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种桥式起重设备，尤其是臂架生产线中的龙门吊。
背景技术
臂架(图6所示)是混凝土泵车中的重要组件，其作用是为物料输送提供足够的高度以满足施工要求。通常混凝土泵车设有至少一节臂架，臂架的两端与设备的其它部件或者其它臂架铰接，以提升作业高度或者按要求方向伸展至作业区域。
由于臂架的几何形状有确定要求，且尺寸、重量均较大(通常尺寸长达十几米)，固定在臂架四面的中厚钢板也具有相应的尺寸和形状；并且在组装输送过程中要求中厚钢板不能改变尺寸和形状。普通行车或真空吸盘龙门吊虽然可以起吊平面薄板，但对于易变形或成型的中厚板的吊装则不理想(吊装过程会改变板料或成形件的形状及尺寸，从而不符合组箱要求)。如何设计一种符合臂架生产线要求的起重设备，已经成为需要解决的关键问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种臂架生产线配套用的起重设备，该设备应能用于弯曲变形或折弯成形后的非平面板料的移位，并在移位过程中不会改变板料的几何形状，具有移位准确、运输效率高的特点。
本发明提供的技术方案是：臂架生产线数控龙门吊，包括两条相互平行且水平设置在地面的地轨、由纵向动力机构驱动沿地轨运动的龙门架以及控制箱；其特征在于：所述龙门架的横梁分别通过导轨定位两个可横向移动的移动梁，并通过安装在移动梁两端的横向驱动机构实现移动梁的横向移动；每个移动梁通过两组升降组件连接一个可竖直升降和横向移动的升降架；所述升降架上还安装着若干组用于起吊工件的电磁升降组件，并且龙门架与地轨之间还装有用于控制龙门架纵向精确位移的纵向驱动刹车组件；
所述电磁升降组件，包括一与升降架固定的固定座，固定座上安装一升降机以及若干个滑套；升降机中的丝杠以及与所述滑套滑动配合的导向杆均轴线竖直设置且底端均与同一移动座连接，该移动座又设置有若干个竖直布置的小导向杆，这些小导向杆的底端与同一带有失电带磁电磁铁的吸盘座固定连接。
所述丝杠的底端通过一关节轴承与移动座上的联接座铰接，其铰接轴的轴线水平布置。
所述移动座上设置着若干个轴线竖直布置且与小导向杆一一滑动配合的小滑套，所述小导向杆插入小滑套中且顶端分别制有直径大于小滑套内径以用于限位的凸台。
所述移动座上还配置一检测工件位置的接近开关。
所述升降组件的结构：包括一与移动梁固定的固定架，固定架上安装一大升降机以及若干个导向座；大升降机中的长丝杠以及与所述导向座滑动配合的大导向杆均轴线竖直设置且底端均通过同一固定座与升降架连接。
所述长丝杠的底端通过一关节轴承与固定座上的大联接座铰接，其铰接轴的轴线水平布置。
所述导轨是安装在横梁与移动梁之间的直线滑轨。
所述横向驱动机构，包括定位在移动梁上且由电机及减速机驱动的齿轮以及固定在横梁侧面且与前述齿轮啮合配合的齿条。
所述横向驱动机构还设置一用于消除齿轮齿条啮合间隙的弹性联接组件；该弹性联接组件包括一可带动电机在移动梁上滑动的滑动板、与滑动板上的腰圆孔插入配合以使滑动板定向滑动的导向套以及施力于滑动板使齿轮齿条紧密啮合的弹性调节结构。
所述弹性调节结构包括固定在移动梁上的固定块、横向穿过固定块上的通孔后与滑动板螺纹连接的螺杆以及穿套在螺杆上且通过螺杆对滑动板施力的弹簧。
所述纵向驱动刹车组件的结构，包括安装在滚轮一端的电磁失电制动器，该制动器的动盘通过平键固定在滚轮轴上，制动器的静盘以及摩擦片则固定在龙门架箱体上。
所述纵向动力机构：包括分别固定在两个地轨侧面的齿条以及定位在龙门架上由电机及减速机驱动分别与前述两个齿条啮合配合的齿轮。
所述纵向动力机构还配置一用于消除齿轮齿条啮合间隙的弹性联接结构；包括一可带动电机在龙门架上滑动的滑板、与滑板上的长腰孔配合使滑板定向滑动的滑动套以及施力于滑板使齿轮齿条紧密啮合的弹性结构。
所述弹性结构包括固定在龙门架上的第一固定块、横向穿过第一固定块上的通孔后与滑板连接的拉杆以及穿套在拉杆上且通过拉杆对滑板施力的压簧。
本发明的工作过程是：
首先根据工件位置及高度，设定程序、启动设备，按慢速启动、快速运行、慢速停止将本发明移到工件上方，然后按慢速启动、快速运行、慢速停止将移动梁分别移到工件(板料)的正上方，按程序设定值将升降架落到设定高度，启动各组电磁升降部件，使各组电磁升降部件中的移动座带动该组电磁铁一起下降。随后在磁铁碰到工件时吸盘座停止下移，而移动座继续下移；当装在移动座上的接近开关感应到小导向杆时，移动座停止下移，当六组电磁升降部件均接到信号后，电磁铁断电吸牢工件，然后六组电磁升降组件同时升起，各自升到设定高度；接着升降架升起至设定高度。另一组升降架部件与该组升降架部件动作同时进行，移动梁将工件按设定程序沿横向移到设定的位置。龙门架按设定程序纵向移动；待移动到位后，升降架下降到设定高度，六组电磁升降组件开始下移工件；当工件某处受到支承时，该处磁铁及吸盘座停止下移，而移动座继续下移；当接近开关感应到小导向杆时，该组移动座停止下移，待六组电磁升降部件均接到信号时，六组电磁铁同时通电，释放工件。电磁升降组件与升降架各自升到设定高度，移动梁与龙门架移到设定位置，一个周期结束。
本发明的有益效果是：
本发明可根据板料的不平度，使吸料的几个吸盘座分别处于不同高度，确保每个磁铁与板料(工件)靠实、吸牢，在吸起、移位及释放过程不改变板料的尺寸与几何形状，只是将板料平移；并在纵向、横向移位及升降均采用伺服控制，各个方向移位准确，是自动线板料或钣金零件中转的理想设备；所设计的吸盘座配有接触板料感应机构，无需人工参与，可安全吸起板料及释放板料，降低了工人劳动强度、提高了生产效率，磁铁采用失电带磁磁铁，避免突然断电而引起的板料掉下安全事故，经现场使用，效果理想。
附图说明
图1-1是本发明的主视结构示意图。
图1-2是本发明的左视结构示意图。
图1-3是本发明的俯视结构示意图。
图1-4是图1-2中的横梁部件的结构示意图。
图2-1是本发明中的纵向动力机构的主视结构示意图。
图2-2是图2-1中俯视结构示意图。
图2-3是图1-2中的F部放大结构示意图。
图2-4是图2-1中D-D向结构示意图。
图3-1是本发明中的电磁升降组件的主视结构示意图。
图3-2是本发明中的电磁升降组件的俯视结构示意图。
图3-3是本发明中的电磁升降组件的左视结构示意图。
图3-4是图3-1中B向结构示意图。
图4-1是本发明中升降组件的主视结构示意图。
图4-2是本发明中升降组件的左视结构示意图。
图5-1是图1-1中的R部(横向驱动机构)放大结构示意图。
图5-2是图5-1中的弹性联接结构放大示意图。
图5-3是图5-2中P向放大示意图。
图6是本发明所加工臂架的立体放大结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示的实施例进一步说明。
图1-1至图1-3所示的臂架生产线数控龙门吊，包括两条相互平行且水平设置在地面的地轨A20、由纵向动力机构驱动沿地轨运动的龙门架3以及控制箱；所述龙门架的横梁6分别通过滑动副定位两个可横向移动的移动梁8，并通过安装在移动梁两端的横向驱动机构实现移动梁的横向移动(每个移动梁的两端分别安装一横向驱动机构)；每个移动梁还通过两组升降组件连接一个可竖直升降和横向移动的升降架4；所述升降架上还安装着若干个用于起吊工件的电磁升降组件2，并且龙门架与地轨之间还装有用于控制龙门架纵向精确位移的纵向驱动刹车组件1；所述滑动副是横梁6顶端的导轨10(优选直线滑轨)，或者是常规的导轨滑块结构。图1-2中还显示有拖链16。
所述纵向驱动刹车组件、纵向动力机构及弹性结构(图2-1至图2-4所示)中：轴承A1(优选滚针轴承)装在偏心轴A2上，偏心轴用螺母固定在箱体A3上，两个滚针轴承A1固定在路轨A20两侧；可通过转动偏心轴，调节滚针轴承与地轨之间的间隙；数控龙门吊同一侧的两个箱体上共装四个滚针轴承，从而实现龙门吊的纵向导向。箱体用钢板焊成，经热处理及机械加工，用于安装偏心轴、电磁失电制动器A8、轴承A12(优选单列圆锥滚子)及轴承端盖A14、调节圈A13，通过轴承对滚轮轴A9轴向定位。
弹性结构中，滑板A6用于固定电机(优选伺服电机)A5、精密行星减速机A4、深沟球轴承A18及驱动齿轮A7；拉杆A17通过第一固定块A15的过孔与滑板A6用螺纹连接，在压簧A16、拉杆作用下，滑板沿导向套19在箱体A3的加工面上滑动，保持驱动齿轮A7与齿条无间隙传动，同时对齿轮齿条起到保护作用。驱动齿轮与精密行星减速机输出轴用键联接，伺服电机A5通过行星减速机键带动驱动齿轮转动，齿轮转动的同时沿齿条的长度方向移动(齿条A7-1固定在路轨A20的一侧)，从而带动滑板、箱体与龙门架纵向移动。电磁失电制动器A8的动盘装在滚轮轴A9上(用键与滚轮轴连接)，静盘用螺栓固定在箱体上。非制动时，摩擦片A8-2与静盘脱开，动盘随滚轮轴一起转动；制动时，在磁力作用下，动盘A8-1推动摩擦片靠紧静盘，使滚轮轴及滚轮A11不能转动，起到刹车制动作用。滚轮A11通过滚轮轴与箱体支承龙门架，同时使龙门架的移动变成滚动，使龙门架移动的驱动力大大减小。调整圈A13，一端靠在单列圆锥滚子轴承外圈上，另一端靠在调节螺栓上，通过螺栓可对轴承间隙进行调整。滑动套A19，用黄铜制作，用螺钉固定在箱体的加工平面上，其导向部分高度比滑板的厚度稍大(一般大于0.3mm)，滑板A6上的长腰孔可沿滑动套在箱体A3的加工面上滑动而不被压死。
电磁升降组件(图3-1至3-4所示)中：失电带磁电磁铁B1用螺钉固定在吸盘座B2上；吸盘座上固定的4个小导向杆B3，可沿移动座B5上的铜质小滑套上、下移动(小导向杆顶端制有直径大于小滑套内径的凸台，以用于限位)。移动座通过端盖B4及背帽与4个导向杆B8固定在一起(与移动座上的4个铜套一一配套)，从而可以与导向杆一同上、下移动；移动座上还安装有接近开关B6(通过接近开关座固定)以及联接座B13。
固定座B9用螺栓固定在升降架上，其上安装的8个滑套(铜滑套)给导向杆导向，升降机B10用螺栓固定在固定座上；升降机丝杠B10-1底端与关节轴承B11用螺纹联接，关节轴承与联接座用铰接轴B12铰接。在伺服电机驱动下，升降机丝杠带动关节轴承、移动座上、下移动，导向杆为移动座导向；接收工件时，移动座下移；当磁铁碰到工件时，吸盘座与小导向杆停止下降；移动座继续下移，当接近开关感应到小导向杆时，移动座停止下移，磁铁断电吸牢工件；释放工件时，移动座下移，当工件受到支承时，吸盘座与小导向杆停止下移；移动座继续下移，当接近开关感应到小导向杆时磁铁通电消磁，释放工件。
升降部件(图4-1至4-2所示)中：固定座C3用螺栓固定在升降架上，大联接座C5用螺栓固定在固定座C3上，关节轴承C7通过销轴C6与大联接座联接,关节轴承与大升降机的长丝杠C8-1端部用螺纹联接。固定架C10是过渡支承件，一端与移动梁用螺栓联接，另一端与导向架C9用螺栓联接。导向架上装有8个铜套C9-1，为大导向杆C4导向；大导向杆通过挡盖C2与螺帽C1固定在升降架上，大升降机C8用螺栓固定在导向架上。在伺服电机驱动下，长丝杠带动关节轴承、销轴、大联接座运动，从而带动升降架上、下移动。
横向驱动机构(图5-1至5-3所示)中：该龙门吊配置两个移动梁8，每个移动梁的两端都采用一横向驱动机构驱动；横向驱动机构由电机D10(优选伺服电机)、减速机D9(优选精密行星减速机)、齿轮D6以及固定在横梁上的齿条D11组成；伺服电机启动后驱动齿轮转动，从而推动移动梁沿着横梁上的导轨10横向运动。
横向驱动机构还设置一用于消除齿轮齿条啮合间隙的弹性联接组件；该组件由导向套D8、挡盖D1、弹簧D2、螺杆D3、固定块D4、滑动板D5组成；固定块及导向套固定在移动梁上，滑动板在弹簧力作用下，可沿移动梁的加工面上滑动(导向套嵌入滑动板的滑孔中对滑动板导向)，保持齿轮、齿条间无间隙传动，同时保护齿轮、齿条。
为保证移动梁运行安全，横梁上还装有防止移动梁越轨的限位结构；该结构是分别制作在横梁两端的顶块11(图1-4所示)，用于阻止移动梁越位，保证安全。
功能介绍：
1〉纵向精确移位.制动功能，该数控龙门吊纵向由双边伺服电机、精密行星减速机驱动、齿轮齿条传动完成纵向移动，具备慢速启动、快速运行、慢速停止的功能，伺服电机有设定的程序控制，齿轮齿条采用弹性联接，有效消除齿轮齿条的啮合间隙，使龙门吊纵向移动距离精度得到有效保证.另外在设备两侧下方的滚轮轴上装有电磁失电制动器，在龙门吊停下的瞬间及停止后进行刹车制动，消除了由于惯性而引起停车不及时产生的移动距离误差。
2〉横向精确移位：
该设备上有两个移动梁，分别带动工件完成横向移动，移动梁沿直线滑轨行走，采用双边伺服电机、精密行星减速机驱动、齿轮齿条传动完成横向移动，具备慢速启动、快速运行、慢速停止的功能，伺服电机有设定的程序控制，齿轮齿条采用弹性联接，有效消除齿轮齿条的啮合间隙，使移动梁移动距离精度得到有效保证，另外伺服采用制动伺服电机，使移动梁能及时准确停止，消除了惯性引起的移动距离误差。
3〉升降功能：
该设备有两个升降架，分别由两个升降部件控制，两个梁可根据要求分别升降到不同高度，在两个升降架上分别装有6套电磁升降部件，升降架可带六套部件按预设程序升降到一定高度，各套部件可根据工件形状不同而分别升降到不同高度，电磁升降部件中装有吸附工件的磁铁，当贴靠工件时，接近开关发出讯号，电磁盘停止下移，待六组均发出讯号后，六组磁铁同时吸牢工件，然后同时升起，升到设定高度；释放工件时，六套机构同时下降，待六套机构均停止下降后，磁铁通电释放工件。
Claims (14)
1.臂架生产线数控龙门吊，包括两条相互平行且水平设置在地面的地轨(A20)、由纵向动力机构驱动沿地轨运动的龙门架(3)以及控制箱；其特征在于：所述龙门架的横梁(6)分别通过导轨(10)定位两个可横向移动的移动梁(8)，并通过安装在移动梁两端的横向驱动机构实现移动梁的横向移动；每个移动梁通过两组升降组件连接一个可竖直升降和横向移动的升降架(4)；所述升降架上还安装着若干组用于起吊工件的电磁升降组件(2)，并且龙门架与地轨之间还装有用于控制龙门架纵向精确位移的纵向驱动刹车组件(1)。
2.根据权利要求1所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述电磁升降组件，包括一与升降架固定的固定座(B9)，固定座上安装一升降机(B10)以及若干个滑套；升降机中的丝杠(B10-1)以及与所述滑套滑动配合的导向杆(B8)均轴线竖直设置且底端均与同一移动座连接，该移动座又设置有若干个竖直布置的小导向杆(B3)，这些小导向杆的底端与同一带有失电带磁电磁铁(B1)的吸盘座(B2)固定连接。
3.根据权利要求2所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述丝杠的底端通过一关节轴承(B11)与移动座上的联接座(B13)铰接，其铰接轴(B12)的轴线水平布置。
4.根据权利要求3所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述移动座上设置着若干个轴线竖直布置且与小导向杆一一滑动配合的小滑套，所述小导向杆插入小滑套中且顶端分别制有直径大于小滑套内径以用于限位的凸台；
所述移动座上还配置一检测工件位置的接近开关(B6)。
5.根据权利要求4所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述升降组件的结构包括一与移动梁固定的固定架(C10)，固定架上安装一大升降机(C8)以及若干个导向座；大升降机中的长丝杠(C8-1)以及与所述导向座滑动配合的大导向杆(C4)均轴线竖直设置且底端均通过同一固定座(C3)与升降架连接。
6.根据权利要求5所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述长丝杠的底端通过一关节轴承(C7)与固定座上的大联接座(C5)铰接，其铰接轴的轴线水平布置。
7.根据权利要求6所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述导轨是安装在横梁与移动梁之间的直线滑轨。
8.根据权利要求7所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述横向驱动机构，包括定位在移动梁上且由电机及减速机驱动的齿轮(D6)以及固定在横梁侧面且与前述齿轮啮合配合的齿条(D11)。
9.根据权利要求8所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述横向驱动机构还设置一用于消除齿轮齿条啮合间隙的弹性联接组件；该弹性联接组件包括一可带动电机在移动梁上滑动的滑动板(D5)、与滑动板上的腰圆孔插入配合以使滑动板定向滑动的导向套(D8)以及施力于滑动板使齿轮齿条紧密啮合的弹性调节结构。
10.根据权利要求9所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述弹性调节结构包括固定在移动梁上的固定块(D4)、横向穿过固定块上的通孔后与滑动板螺纹连接的螺杆(D3)以及穿套在螺杆上且通过螺杆对滑动板施力的弹簧(D2)。
11.根据权利要求10所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述纵向驱动刹车组件的结构，包括安装在滚轮一端的电磁失电制动器(A8)，该制动器的动盘通过平键固定在滚轮轴(A9)上，制动器的静盘以及摩擦片(A8-2)则固定在龙门架箱体(A3)上。
12.根据权利要求11所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述纵向动力机构包括分别固定在两个地轨侧面的齿条(A7-1)以及定位在龙门架上由电机及减速机驱动分别与两个齿条啮合配合的驱动齿轮(A7)。
13.根据权利要求12所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述纵向动力机构还配置一用于消除齿轮齿条啮合间隙的弹性联接结构；包括一可带动电机在龙门架上滑动的滑板(A6)、与滑板上的长腰孔配合使滑板定向滑动的滑动套(A19)以及施力于滑板使齿轮齿条紧密啮合的弹性结构。
14.根据权利要求13所述的臂架生产线数控龙门吊，其特征在于：所述弹性结构包括固定在龙门架上的第一固定块(A15)、横向穿过第一固定块上的通孔后与滑板连接的拉杆(A17)以及穿套在拉杆上且通过拉杆对滑板施力的压簧(A16)。
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