CN103332614B - 小车变幅装置及具有该小车变幅装置的塔机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小车变幅装置及具有该小车变幅装置的塔机。该小车变幅装置包括载重小车和设置在载重小车上的动力单元，载重小车包括：相互平行的第一承力梁和第二承力梁；第一滚轮，设置于第一承力梁上；第二滚轮，设置于第二承力梁上；其中，动力单元用于驱动第一滚轮和第二滚轮中的至少一个。根据本发明的技术方案，与传统的塔机变幅装置相比，由于不用在起重臂上设置变幅机构，也不用采用变幅钢丝绳来牵引载重小车，更无需采用张紧装置、断绳装置及绳夹等辅助设备，简化了变幅装置的结构，降低了成本，也节省了布置空间，操作和维护都变得更为简单。

Description

小车变幅装置及具有该小车变幅装置的塔机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其是涉及一种小车变幅装置及具有该小车变幅装置的塔机。

背景技术

塔机即“塔式起重机”的简称，又称“塔吊”，是用于建筑施工中的一种起重设备。作为塔机重要的组成部分，变幅装置驱动载重小车在塔机的起重臂上沿起重臂的伸展方向移动，从而调整载重小车及所吊重物相对于起重臂的位置。

图1示出了现有技术中塔机变幅装置的结构示意图，其中，塔机变幅装置包括变幅机构1、变幅钢丝绳2和载重小车3。通过控制变幅机构1中的变幅电机转动，带动变幅机构1的卷筒转动，借助变幅钢丝绳2牵引载重小车3，使得载重小车3在起重臂下弦杆上实现变幅运动。载重小车3装有滚轮，其能在起重臂的下弦杆滚动，并具有较大的承载能力。

前述变幅方式具有以下特点：1、结构组成比较复杂，除了三大组成部分，变幅装置还需要安装多个滑轮组组件以及防扭装置等，其维护不便；2、变幅钢丝绳较长，一般为起重臂臂长的2～3倍，而且磨损消耗快，在一定程度上增加了塔机的生产和使用成本；3、采用变幅钢丝绳带动载重小车变幅，会经常出现变幅钢丝绳下垂等问题，需不定时在载重小车处对变幅钢丝绳进行张紧。

由于上述特点，现有技术中的所述变幅装置的变幅方式较复杂，变幅装置的零部件非常多，成本较高，维修保养也很麻烦；变幅钢丝绳易出现下垂、断绳等情况；载重小车也容易出现卡车等问题。因此，有必要针对现有技术中存在的上述缺陷进行改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种小车变幅装置及具有该小车变幅装置的塔机，该小车变幅装置的结构简单，成本较低，安装和维护更为简便。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种小车变幅装置，包括载重小车和设置在载重小车上的动力单元，载重小车包括：相互平行的第一承力梁和第二承力梁；第一滚轮，设置于第一承力梁上；第二滚轮，设置于第二承力梁上；其中，动力单元用于驱动第一滚轮和第二滚轮中的至少一个。

进一步地，第一滚轮和/或第二滚轮为齿轮。

进一步地，第一滚轮为橡胶滚轮，第二滚轮为齿轮。

进一步地，第二滚轮包括驱动齿轮和从动齿轮，动力单元仅用于驱动驱动齿轮。

进一步地，动力单元包括电机和减速器，电机的输出端与减速器的输入端连接，减速器的输出端作为安装驱动齿轮的齿轮轴。

进一步地，载重小车还包括吊篮，电机设置于吊篮的侧面。

进一步地，小车变幅装置还包括：太阳能电池板，用于将太阳能转换为电能；风机，用于将风能转换为电能；控制单元，将太阳能电池板和风机产生的电能输送给电机。

进一步地，风机包括：风机旋转轴，用于随风向的改变而改变风机的叶片的方向。

根据本发明的第二个方面，提供了一种塔机，包括起重臂和小车变幅装置，小车变幅装置为根据前述第一个方面第一项的小车变幅装置，起重臂包括第一下弦杆和第二下弦杆，第一下弦杆和第二下弦杆分别对应于第一承力梁和第二承力梁。

根据本发明的第三个方面，提供了一种塔机，包括起重臂和小车变幅装置，小车变幅装置为根据前述第一个方面除第一项外的任一项的小车变幅装置，起重臂包括第一下弦杆和第二下弦杆，第一下弦杆和/或第二下弦杆的上表面设置有用于与齿轮配合的齿条。

根据本发明的技术方案，与传统的塔机变幅装置相比，由于不用在起重臂上设置变幅机构，也不用采用变幅钢丝绳来牵引载重小车，更无需采用张紧装置、断绳装置及绳夹等辅助设备，简化了变幅装置的结构，降低了成本，也节省了布置空间，操作和维护都变得更为简单。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的塔机变幅装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例1的塔机的局部结构示意图；

图3是图2所述结构从另一角度观察时的示意图；

图4是根据本发明实施例1的起重臂的局部结构示意图；

图5是图4所述结构的俯视图；

图6是图2所述结构的俯视图；

图7是图6中I部分的放大图；

图8是图3所述结构的简要视图；

图9是根据本发明实施例1的小车变幅装置的结构示意图；

图10是图9所述结构的俯视图；

图11是本发明实施例1的橡胶滚轮的结构示意图；

图12是本发明实施例1的驱动齿轮的结构示意图；

图13是本发明实施例1的从动齿轮的结构示意图；

图14是本发明实施例2的太阳能风能充电原理图；

图15是根据本发明实施例2的塔机的局部结构示意图；

图16是根据本发明实施例2的小车变幅装置的结构示意图；以及

图17是图16中II部分的放大图。

具体实施方式

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是根据本发明实施例1的塔机的局部结构示意图，图3是图2所述结构从另一角度观察时的示意图。如图1和2所示，本发明提供的塔机包括起重臂10和小车变幅装置20。

与图1所示现有技术的结构相比，起重臂10上不再设置变幅机构和变幅钢丝绳，而是取消了变幅钢丝绳，将变幅机构中的变幅电机设置于小车变幅装置20中。小车变幅装置20的具体结构将在下面详细描述。

图4是根据本发明实施例1的起重臂的局部结构示意图，图5是图4所述结构的俯视图。如图4和图5所示，起重臂10包括第一下弦杆11和第二下弦杆12。其中，第二下弦杆12的上表面设置有齿条。该齿条设置的位置和宽度根据变幅的需要而确定。齿条可以通过焊接、螺接或其他常见方式设置与第二下弦杆12的上表面。

图6是图2所述塔机的局部结构的俯视图。如图6所示，小车变幅装置20包括第一承力梁21和第二承力梁22。其中，第一承力梁21与起重臂10的第一下弦杆11相配合，第二承力梁22与起重臂10的第二下弦杆12相配合，由此，小车变幅装置20悬吊在起重臂10的下方，并通过相应的滚动机构相对于起重臂的伸展方向改变其位置，实现变幅动作。

图7是图6中I部分的放大图。如图7所示，第二下弦杆12上设置有齿条13。小车变幅装置20的第二承力梁22上设置了驱动齿轮23。该驱动齿轮23与齿条13相互啮合。驱动齿轮23通过齿轮轴24与减速器25连接，减速器25的输入端则与电机26的输出端连接。从而，电机26输出的转动扭矩经减速器25之后，再通过齿轮轴24输出给驱动齿轮23，促使驱动齿轮23在齿条13上行进。

图8是图3所述塔机的具备结构的简要视图，其中，仅保留了起重臂的第一下弦杆11和第二下弦杆12，以及小车变幅装置中的驱动齿轮23、减速器25和电机26。

图9是根据本发明实施例1的小车变幅装置的结构示意图。如图9所示，本发明的该实施例提供了一种改进的小车变幅装置，该小车变幅装置主要包括载重小车和动力单元两大部分。

载重小车包括主承力梁20A、第一承力梁21、第二承力梁22和滑轮组承力梁28，它们共同构成一个“王”字形的结构，但并不在同一个平面上。其中，第一承力梁21和第二承力梁22相互平行，并处于较高的同一个平面上，用于分别与起重臂上的第一下弦杆和第二下弦杆配合。主承力梁20A和滑轮组承力梁28大致处于较低的同一个平面上。滑轮组承力梁28的两端分别设置有滑轮29，其用于通过吊索和吊钩等吊运重物。主承力梁20A的两端上部分别与第一承力梁21和第二承力梁22连接。第一承力梁21和第二承力梁22的两端下部还可以分别与两个支腿连接，从而载重小车的下部具有四个支腿，以便拆装和搬运。

在实施例1中，第一承力梁21的两端分别设置有橡胶滚轮27，第二承力梁22的右端设置有驱动齿轮23，第二承力梁22的右端则设置了从动齿轮23A，它们的结构将在下面详细描述。

动力单元包括减速器25、电机26和电机安装架26A。结合图7，如前所述，电机26的输出端与减速器25的输入段连接，减速器25的通过齿轮轴24与驱动齿轮23连接。电机26设置在电机安装架26A的上部。电机安装架26A可以通过例如焊接或螺接等方式直接连接在载重小车上，也可以连接在载重小车的吊篮30的侧面。吊篮30可以通过例如焊接或螺接等方式连接在载重小车上，尤其是连接在图9所示的载重小车的一个端面上。吊篮30可以用于动力单元的维护。

图10是图9所述结构的俯视图。如图10所示，吊篮30和动力单元中的减速器25和电机26等部件均设置于载重小车的下端面外侧，即主承力梁20A的下端面外侧。由此，载重小车和动力单元、吊篮的结构分布合理，也有利于小车变幅装置的受力均匀。

图11是本发明实施例1的橡胶滚轮的结构示意图。参见图11，橡胶滚轮27包括橡胶滚轮主体271、橡胶滚轮轴套272、橡胶滚轮轴273、橡胶滚轮轴承274和橡胶滚轮挡圈275。橡胶滚轮轴承274可以采用深沟球轴承274，从而为橡胶滚轮主体271和橡胶滚轮轴273之间的相对转动提供便利，有效地降低了磨损。该橡胶滚轮采用了橡胶结构，强度大，能承受载重小车及吊重的重量。

图12是本发明实施例1的驱动齿轮的结构示意图。参见图12，驱动齿轮23包括驱动齿轮主体231、轴端挡板232和螺栓233。驱动齿轮主体231通过例如键连接的方式设置在齿轮轴24上。齿轮轴24从减速器25的输出端延伸出，实际上相当于减速器轴，齿轮轴24的转动带动驱动齿轮23的转动。轴端挡板232通过螺栓233设置于齿轮轴24的端部，防止驱动齿轮主体231相对于齿轮轴24发生窜动。

图13是本发明实施例1的从动齿轮的结构示意图。如图13所示，从动齿轮23A包括从动齿轮主体23A1、从动齿轮轴套23A2、从动齿轮轴23A3、从动齿轮轴承23A4和从动齿轮挡圈23A5。从动齿轮轴承23A4也可以采用深沟球轴承。由此，从动齿轮23A能有很好的承重作用，并能为载重小车提供平衡。

图14是本发明实施例2的太阳能风能充电原理图。由于塔机的起重臂组合较多，臂长较大，采用传统电缆式输送动力的实用性不高，常常会因臂长组合不同而使用不同长度的电缆。参见图14，通过智能控制器控制光控和风控单元，光控和风控单元分别控制风机和太阳能电池板。智能控制器可以将风机和太阳能电池板产生的能量经转换后，提供给电机，在没有进行变幅操作或有多余的电力时，智能控制器则将其存储到蓄电池中，以供塔机进行变幅操作时使用或塔机的其他部件使用。光控和风控单元、智能控制共同构成控制单元。

在本发明提供的实施例2中，可以在载重小车旁的吊篮处安装太阳能电池板和风机，依靠太阳能和风能提供的能量作为载重小车的动力来源，并设置蓄电池，将多余的能源存储在蓄电池中，供塔机使用。

由于塔机安装高度高，因此有着比较好的阳光和风能资源，而采用风能和太阳能相互补充充电，在白天能使用太阳能和风能对蓄电池充电，即使是夜晚也能采用风能对蓄电池充电，因此能实现24小时不间断对电池充电，具有比较好的现实意义。此蓄电池经充电存储的电能可满足电机所需功率，实现载重小车的能源“自给自足”。

图15是根据本发明实施例2的塔机的局部结构示意图，图16是根据本发明实施例2的小车变幅装置的结构示意图。在该实施例中，与实施例1相同的部件仍然采用相同的附图标记。

如图15和16所示，塔机仍然包括起重臂10和小车变幅装置。在吊篮30的顶部设置有太阳能电池板40，在吊篮30的一个侧面上设置有风机50，在吊篮30内从上至下设置有控制单元60和蓄电池70。太阳能电池板40和风机50均与控制单元60电连接。控制单元60和蓄电池70之间也电连接。控制单元60和电机26之间则通过供电电线80连接，从而为电机26提供电力。

图17是图16中II部分的放大图，其中，风机50设置于风机旋转轴51上。风机旋转轴51可以适时地随着风向的改变而改变风机50的叶片的方向，从而更好地利用风力进行发电。风机旋转轴51可以通过手动控制，也可以通过检测风向的传感器和相应的控制器进行自动控制，该自动控制功能也可以整合到智能控制器50中。

并且，在前述的所有实施方式中，小车变幅装置均可以采用无线遥控的控制方式，其操控中心位于塔机的司机室，通过中央处理单元对载重小车的启动、行走和停止等动作进行控制。由此，不用在塔机上进行的复杂的布线，小车变幅装置的操控也很方便。

在前述各个实施例的结构中，一对橡胶滚轮27作为第一滚轮，驱动齿轮23和从动齿轮23A均为第二滚轮，电机26作为动力单元，用于驱动其中的驱动齿轮23，使得驱动齿轮23与起重臂的第二下弦杆12上的齿条13不断啮合，进而带动从动齿轮23A与齿条13不断啮合，带动一对橡胶滚轮27在第一下弦杆11的上表面滚动，最终实现了载重小车的变幅动作。

动力单元除了采用电机之外，还可以采用内燃机等能够直接产生动力的设备。采用电机时，动力单元的电源，除了现有的供电系统，还可以包括风机和太阳能电池板等能够将其他形式的能量转换为电能的设备，

另外，第一承力梁上可以设置一个或多个第一滚轮，第二承力梁上也可以设置一个或多个第二滚轮。第一滚轮和第二滚轮可以都采用橡胶滚轮。动力单元可以驱动其中的一个或多个橡胶滚轮，从而也能够实现载重小车的变幅动作，此时无需在起重臂的下弦杆上设置齿条。但是与齿轮-齿条配合的结构相比，这种运动方式的稳定性较差，变幅动作的控制精度也较差。

也可以在第一下弦杆和第二下弦杆的上表面均设置齿条，此时，第一滚轮和第二滚轮均为齿轮形式。在采用齿轮-齿条配合的结构时，也可以设置多个动力单元，它们分别驱动多个驱动齿轮在相应的齿条上滚动，或者，也可以仅设置一个动力单元，由该动力单元驱动多个驱动齿轮在相应的齿条上滚动。这种结构的动力性更佳，但结构相对复杂、成本也较高。

前面根据实施例描述了本发明的小车变幅装置，但该小车变幅装置并不仅限于该实施例中所述的部件和/或连接关系，例如，动力单元并不限于包括电机，还可以包括其它驱动设备，也可以是各种原动机；第一滚轮和第二滚轮可以都采用齿轮形式或橡胶滚轮，当采用橡胶滚轮时，起重臂的下弦杆就不用设置齿条，当采用齿轮形式时，相应的下弦杆的上表面设置齿条；第一滚轮和第二滚轮的数量不限，可以是一个或多个；当即有橡胶滚轮又有齿轮时，动力单元既可以驱动橡胶滚轮，也可以驱动齿轮。

与传统的塔机变幅装置相比，由于不用在起重臂上设置变幅机构，也不用采用变幅钢丝绳来牵引载重小车，更无需采用张紧装置、断绳装置及绳夹等辅助设备，简化了变幅装置的结构，降低了成本，也节省了布置空间，操作和维护都变得更为简单。

本发明还涉及一种塔机，具有起重臂和前述任一实施例及其变型所述结构的小车变幅装置，所述起重臂包括第一下弦杆和第二下弦杆，所述第一下弦杆和所述第二下弦杆分别对应于第一承力梁和第二承力梁；当第一滚轮和/或第二滚轮为齿轮时，所述第一下弦杆和/或所述第二下弦杆设置有用于与所述齿轮配合的齿条。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种小车变幅装置，包括载重小车和设置在所述载重小车上的动力单元，其特征在于，所述载重小车包括：

相互平行的第一承力梁(21)和第二承力梁(22)；

第一滚轮，设置于所述第一承力梁(21)上；

第二滚轮，设置于所述第二承力梁(22)上；

其中，所述动力单元用于驱动所述第一滚轮和所述第二滚轮中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的小车变幅装置，其特征在于，所述第一滚轮和/或所述第二滚轮为齿轮。

3.根据权利要求1所述的小车变幅装置，其特征在于，所述第一滚轮为橡胶滚轮(27)，所述第二滚轮为齿轮。

4.根据权利要求3所述的小车变幅装置，其特征在于，所述第二滚轮包括驱动齿轮(23)和从动齿轮(23A)，所述动力单元仅用于驱动所述驱动齿轮(23)。

5.根据权利要求4所述的小车变幅装置，所述动力单元包括电机(26)和减速器(25)，所述电机(26)的输出端与所述减速器(25)的输入端连接，所述减速器(25)的输出端作为安装所述驱动齿轮(23)的齿轮轴(24)。

6.根据权利要求5所述的小车变幅装置，所述载重小车还包括吊篮(30)，所述电机(26)设置于所述吊篮(30)的侧面。

7.根据权利要求5所述的小车变幅装置，其特征在于，所述小车变幅装置还包括：

太阳能电池板(40)，用于将太阳能转换为电能；

风机(50)，用于将风能转换为电能；

控制单元(60)，将所述太阳能电池板(40)和所述风机(50)产生的电能输送给所述电机(26)。

8.根据权利要求7所述的小车变幅装置，其特征在于，所述风机(50)包括：

风机旋转轴(51)，用于随风向的改变而改变所述风机(50)的叶片的方向。

9.一种塔机，包括起重臂(10)和小车变幅装置(20)，其特征在于，所述小车变幅装置为根据权利要求1所述的小车变幅装置，所述起重臂包括第一下弦杆(11)和第二下弦杆(12)，所述第一下弦杆(11)和所述第二下弦杆(12)分别对应于所述第一承力梁(21)和第二承力梁(22)。

10.一种塔机，包括起重臂(10)和小车变幅装置(20)，其特征在于，所述小车变幅装置为根据权利要求2至8中任一项所述的小车变幅装置，所述起重臂包括第一下弦杆(11)和第二下弦杆(12)，所述第一下弦杆(11)或所述第二下弦杆(12)的上表面设置有用于与所述齿轮配合的齿条(13)。