CN105366544A - 一种四个卷筒起升机构和集装箱起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种四个卷筒起升机构和集装箱起重机，在小车上设置有第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒、第四卷筒；在小车上设置有第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮；在吊具上设置有第一动滑轮组、第二动滑轮组、第三动滑轮组、第四动滑轮组；第一钢丝绳从第一卷筒引出缠绕在第一动滑轮组和第一定滑轮上，第二钢丝绳从第二卷筒引出缠绕在第二动滑轮组和第二定滑轮上，第三钢丝绳从第三卷筒引出缠绕在第三动滑轮组和第三定滑轮上，第四钢丝绳从第四卷筒引出缠绕在第四动滑轮组和第四定滑轮上。本发明依靠四个卷筒差动控制，可实出吊具前后倾转、左右倾转、回转和稳定起升动作，而且可以实现主动防摇和被动减摇。另外，优化了起升机构受力，使小车总重量下降，造价成本低。

Description

一种四个卷筒起升机构和集装箱起重机

技术领域

本发明涉及起重机领域，特别涉及一种四个卷筒起升机构和集装箱起重机。

背景技术

起重机的起升机构是实现集装箱和吊具升降运动的机构，是集装箱起重机中最主要的工作机构。起升机构的驱动装置一般设置在小车上，往往采用单卷筒起升机构，其不足之处在于：1、钢丝绳绕过的滑轮多，工作过程中其折弯次数多，降低了钢丝绳寿命，而且由于各钢丝绳数目不同，所以各钢丝绳的寿命也不相同，增加了维护工作量，并有可能造成浪费。2、钢丝绳进出卷筒偏角过大，几乎到了设计制造标准规定的极限范围，导致钢丝绳过度磨损，降低寿命，而且由于起升钢丝绳的过度磨损，卷筒绳槽易被削尖。起升高度越高则该情况越严重。3、小车重量不均衡，会产生小车偏载的问题。4、所有钢丝绳均绕在同一个卷筒上，绕绳倍率低，无法将机构小型化。5、只有增加多个额外的辅助机构才能实现回转、倾转和防摇的功能。6、由于钢丝绳偏角过大，因此同样起重量，需要的钢丝绳直径大，滑轮直径大，卷筒直径大，小车重量重，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种起重机的起升机构和集装箱起重机，以解决现有起升机构无法实现回转、倾转及减摇等问题。

一方面，本发明提供了一种四个卷筒起升机构，在小车上设置有第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒、第四卷筒；在小车上设置有第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮；在吊具上设置有第一动滑轮组、第二动滑轮组、第三动滑轮组、第四动滑轮组；第一钢丝绳从第一卷筒引出缠绕在第一动滑轮组和第一定滑轮上，从第一动滑轮组引出的第一钢丝绳固定在小车上；第二钢丝绳从第二卷筒引出缠绕在第二动滑轮组和第二定滑轮上，从第二动滑轮组引出的第二钢丝绳固定在小车上；第三钢丝绳从第三卷筒引出缠绕在第三动滑轮组和第三定滑轮上，从第三动滑轮组引出的第三钢丝绳固定在小车上；第四钢丝绳从第四卷筒引出缠绕在第四动滑轮组和第四定滑轮上，从第四动滑轮组引出的第四钢丝绳固定在小车上。

进一步地，第一定滑轮和第二定滑轮对称布置在小车的坐标系X轴方向上，第一定滑轮和第二定滑轮的旋转轴线与小车的坐标系X轴重合；第三定滑轮和第四定滑轮对称布置在小车的坐标系Y轴方向上，第三定滑轮和第四定滑轮的旋转轴线与小车的坐标系Y轴重合。

进一步地，第一动滑轮组和第二动滑轮组对称布置在吊具的坐标系X轴方向上，第一动滑轮组和第二动滑轮组的旋转轴线与吊具的坐标系X轴重合；第三动滑轮组和第四动滑轮组对称布置在吊具的坐标系Y轴方向上，第三动滑轮组和第四动滑轮组的旋转轴线与吊具的坐标系Y轴重合。

进一步地，第一钢丝绳在第一动滑轮组的引入角等于在第一动滑轮组的引出角；

第二钢丝绳在第二动滑轮组的引入角等于在第二动滑轮组的引出角；

第三钢丝绳在第三动滑轮组的引入角等于在第三动滑轮组的引出角；

第四钢丝绳在第四动滑轮组的引入角等于在第四动滑轮组的引出角；

第一钢丝绳在第一动滑轮组的引入角和第二钢丝绳在第二动滑轮组的引入角和第三钢丝绳在第三动滑轮组的引入角和第四钢丝绳在第四动滑轮组的引入角均相等。

进一步地，第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒、第四卷筒分别对称布置在小车的四个角部；第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮分别对称布置在小车的四个角部；第一动滑轮组、第二动滑轮组、第三动滑轮组、第四动滑轮组分别对称布置在吊具的四个角部。

进一步地，在小车上设置有第一电机、第二电机、第三电机、第四电机，在小车上设置有第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器，第一电机通过第一减速器驱动第一卷筒，第二电机通过第二减速器驱动第二卷筒，第三电机通过第三减速器驱动第三卷筒，第四电机通过第四减速器驱动第四卷筒。

进一步地，在小车上设置有第一制动器、第一联轴器、第二制动器、第二联轴器、第三制动器、第三联轴器、第四制动器、第四联轴器，第一电机通过第一制动器和第一联轴器与第一减速器连接，第二电机通过第二制动器和第二联轴器与第二减速器连接，第三电机通过第三制动器和第三联轴器与第三减速器连接，第四电机通过第四制动器和第四联轴器与第四减速器连接。

进一步地，在第一卷筒的旋转轴上安装有第一编码器，在第二卷筒的旋转轴上安装有第二编码器，在第三卷筒的旋转轴上安装有第三编码器，在第四卷筒的旋转轴上安装有第四编码器。

进一步地，第一动滑轮组、第二动滑轮组、第三动滑轮组、第四动滑轮组均包括两个动滑轮，第一定滑轮、第二定滑轮、第三定滑轮、第四定滑轮均包括一个。

另外，本发明还提供了一种集装箱起重机，包括上述的四个卷筒起升机构。

本发明提供的一种四个卷筒起升机构和集装箱起重机，有益效果在于：

1、采用四个卷筒，依靠四个卷筒差动控制，可实出吊具前后倾转、左右倾转、回转和稳定起升动作，而且可以实现主动防摇和被动减摇。

2、四套卷筒分布在小车的四个方位上，小车的主梁所受弯矩小，可以减轻小车的重量。

3、四个卷筒采用四个减速器和四个电机驱动，在小车上设置四个定滑轮，在吊具上相应设置动滑轮组，可以大大减少每个减速器输出扭矩，减少每个减速器重量，减少小车总重量。

4、优化了起升机构受力，钢丝绳进出卷筒偏角小，提高了钢丝绳寿命，可以采用直径小的钢丝绳、定滑轮、动滑轮组、卷筒，使小车重量轻，造价成本低。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明第一实施例的四个卷筒起升机构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图2的左侧视图；

图4为本发明第二实施例的四个卷筒起升机构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及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。

下面结合图1至3，对本发明的优选作进一步详细说明。

如图2所示，本优选的第一实施例的四个卷筒起升机构，在小车100上设置有第一电机(图中未示出)、第二电机(图中未示出)、第三电机(图中未示出)、第四电机(图中未示出)。在小车100上设置有第一减速器(图中未示出)、第二减速器(图中未示出)、第三减速器(图中未示出)、第四减速器(图中未示出)。在小车100上设置有第一卷筒1.1、第二卷筒1.2、第三卷筒1.3、第四卷筒1.4。第一电机通过第一减速器驱动第一卷筒1.1旋转，第二电机通过第二减速器驱动第二卷筒1.2旋转，第三电机通过第三减速器驱动第三卷筒1.3旋转，第四电机通过第四减速器驱动第四卷筒1.4旋转。

如图1和图2及图3所示，在小车100上设置有第一定滑轮3.1、第二定滑轮3.2、第三定滑轮3.3、第四定滑轮3.4；在吊具101上设置有第一动滑轮组4.1、第二动滑轮组4.2、第三动滑轮组4.3、第四动滑轮组4.4；第一钢丝绳2.1从第一卷筒1.1引出缠绕在第一动滑轮组4.1和第一定滑轮3.1上，第二钢丝绳2.2从第二卷筒1.2引出缠绕在第二动滑轮组4.2和第二定滑轮3.2上，第三钢丝绳2.3从第三卷筒1.3引出缠绕在第三动滑轮组4.3和第三定滑轮3.3上，第四钢丝绳2.4从第四卷筒1.4引出缠绕在第四动滑轮组4.4和第四定滑轮3.4上。

如图2所示，如果以小车100中心为小车100的坐标系中心点，以小车100前后方向为小车100坐标系Y轴，以小车100左右方向为小车100坐标系X轴。第一定滑轮3.1和第二定滑轮3.2对称布置在小车100的坐标系X轴方向上，第一定滑轮3.1和第二定滑轮3.2的旋转轴线与小车100的坐标系X轴重合；第三定滑轮3.3和第四定滑轮3.4对称布置在小车100的坐标系Y轴方向上，第三定滑轮3.3和第四定滑轮3.4的旋转轴线与小车100的坐标系Y轴重合。

如果以吊具101中心为吊具101的坐标系中心点，以吊具101前后方向为吊具101的坐标系Y轴，以吊具101左右方向为吊具101的坐标系X轴。第一动滑轮组4.1和第二动滑轮组4.2对称布置在吊具101的坐标系X轴方向上，第一动滑轮组4.1和第二动滑轮组4.2的旋转轴线与吊具101的坐标系X轴重合；第三动滑轮组4.3和第四动滑轮组4.4对称布置在吊具101的坐标系Y轴方向上，第三动滑轮组4.3和第四动滑轮组4.4的旋转轴线与吊具101的坐标系Y轴重合。

当第一电机与第二电机差动异向控制时，可实现吊具101的左右倾转。当第三电机和第四电机差动异向控制时，可实现吊具101前后倾转。当第一电机与第三电机差动异向控制时，或者第一电机与第四电机差动异向控制，或者第二电机与第三电机差动异向控制，或者第二电机与第四电机差动异向控制时，可实现吊具101回转。

当第一电机、第二电机、第三电机、第四电机之间差动异向控制，且每一组动滑轮组的钢丝绳引入角b和引出角a均相等，全等的几何结构，可以实现吊具101主动防摇。另外，本发明的上述结构，还可以实现吊具101被动减摇。

本发明还可以大大减少每个减速器输出扭矩，减少每个减速器重量，减少小车100总重量。位于小车100上的定滑轮和位于吊具101上的动滑轮组构成滑轮组。如果第一动滑轮组4.1、第二动滑轮组4.2、第三动滑轮组4.3、第四动滑轮组4.4均包括1个，第一定滑轮3.1、第二定滑轮3.2、第三定滑轮3.3、第四定滑轮3.4均包括1个。此时该滑轮组的倍率为2。如果第一动滑轮组4.1、第二动滑轮组4.2、第三动滑轮组4.3、第四动滑轮组4.4均包括两个动滑轮，第一定滑轮3.1、第二定滑轮3.2、第三定滑轮3.3、第四定滑轮3.4均包括一个。此时该滑轮组的倍率为4。如果滑轮组的倍率为4，每个减速器可以减少1/4输出扭矩。每个减速器的输出扭矩是传统八绳结构形式的1/16，是传统四绳的1/8；从而在设计钢丝绳、定滑轮、动滑轮、卷筒直径时，可以采用直径小的钢丝绳、定滑轮、动滑轮、卷筒，使造价成本低，因此可以将起升机构小型化。四个减速器总重比传统四绳一个减速器轻约1.06吨。从而降低了小车100总重量，使造价成本下降。

如图1和图3所示，为了实现稳重起升和降低钢丝绳偏角及减少小车100总重量，优化了起升机构受力。

钢丝绳缠绕方式如下：第一钢丝绳2.1一端固定在第一卷筒1.1上，第一钢丝绳2.1另一端固定在小车100上，第一钢丝绳2.1在第一动滑轮组4.1的引入角b等于在第一动滑轮组4.1的引出角a；第二钢丝绳2.2一端固定在第二卷筒1.2上，第二钢丝绳2.2另一端固定在小车100上，第二钢丝绳2.2在第二动滑轮组4.2的引入角b等于在第二动滑轮组4.2的引出角a；第三钢丝绳2.3一端固定在第三卷筒1.3上，第三钢丝绳2.3另一端固定在小车100上，第三钢丝绳2.3在第三动滑轮组4.3的引入角b等于在第三动滑轮组4.3的引出角a；第四钢丝绳2.4一端固定在第四卷筒1.4上，第四钢丝绳2.4另一端固定在小车100上，第四钢丝绳2.4在第四动滑轮组4.4的引入角b等于在第四动滑轮组4.4的引出角a。钢丝绳进出卷筒的偏角c等于该钢丝绳在相应动滑轮组的引入角b和引出角a。

且第一钢丝绳2.1在第一动滑轮组4.1的引入角b和第二钢丝绳2.2在第二动滑轮组4.2的引入角b和第三钢丝绳2.3在第三动滑轮组4.3的引入角b和第四钢丝绳2.4在第四动滑轮组4.4的引入角b均相等。也就是每一组动滑轮组的钢丝绳引入角b和引出角a均相等，全等的几何结构，这样可以实现吊具101主动防摇。

该结构优化了起升机构受力，钢丝绳进出卷筒的偏角c可以设计很小，卷筒的偏角c很小，使得卷筒承受吊装径向力减少。卷筒的偏角c很小，使得钢丝绳进出动滑轮组的引出角a和引入角b很小，使得动滑轮组和定滑轮承受吊装径向力减少。从而在设计钢丝绳、定滑轮、动滑轮组、卷筒直径时，可以采用直径小的钢丝绳、定滑轮、动滑轮组、卷筒，使造价成本低，使得小车100总重量轻，提高了钢丝绳寿命。另外，偏角c、引出角a、引入角b可以通过调节钢丝绳在小车100上的固定位置和卷筒的安装位置进行调节，给布置带来了方便。

为了实现每个卷筒制动，在小车100上设置有第一制动器(图中未示出)、第一联轴器(图中未示出)、第二制动器(图中未示出)、第二联轴器(图中未示出)、第三制动器(图中未示出)、第三联轴器(图中未示出)、第四制动器(图中未示出)、第四联轴器(图中未示出)，第一电机通过第一制动器和第一联轴器与第一减速器连接，第二电机通过第二制动器和第二联轴器与第二减速器连接，第三电机通过第三制动器和第三联轴器与第三减速器连接，第四电机通过第四制动器和第四联轴器与第四减速器连接。

为了测量每个卷筒旋转角，实现自动化控制稳定起升、回转、前后倾转、左右倾转、主动防摇。在第一卷筒1.1的旋转轴上安装有第一编码器(图中未示出)，第一编码器测量第一卷筒1.1旋转角。在第二卷筒1.2的旋转轴上安装有第二编码器(图中未示出)，第二编码器测量第二卷筒1.2旋转角。在第三卷筒1.3的旋转轴上安装有第三编码器(图中未示出)，第三编码器测量第三卷筒1.3旋转角。在第四卷筒1.4的旋转轴上安装有第四编码器(图中未示出)，第四编码器测量第四卷筒1.4旋转角。

如图4所示，本发明第二实施例的四个卷筒起升机构与第一实施例的四个卷筒起升机构不同在于：第一卷筒1.1、第二卷筒1.2、第三卷筒1.3、第四卷筒1.4分别对称布置在小车100的四个角部；第一定滑轮3.1、第二定滑轮3.2、第三定滑轮3.3、第四定滑轮3.4分别对称布置在小车100的四个角部；第一动滑轮组4.1、第二动滑轮组4.2、第三动滑轮组4.3、第四动滑轮组4.4分别对称布置在吊具101的四个角部。

本发明还提供了一种集装箱起重机，包括门架(图中未示出)、大车(图中未示出)、小车100及上述的四个卷筒起升机构。大车驱动门架行走，小车100安装在门架上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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)

1.一种四个卷筒起升机构，其特征在于：在小车(100)上设置有第一卷筒(1.1)、第二卷筒(1.2)、第三卷筒(1.3)、第四卷筒(1.4)；在小车(100)上设置有第一定滑轮(3.1)、第二定滑轮(3.2)、第三定滑轮(3.3)、第四定滑轮(3.4)；在吊具(101)上设置有第一动滑轮组(4.1)、第二动滑轮组(4.2)、第三动滑轮组(4.3)、第四动滑轮组(4.4)；第一钢丝绳(2.1)从第一卷筒(1.1)引出缠绕在第一动滑轮组(4.1)和第一定滑轮(3.1)上，从第一动滑轮组(4.1)引出的第一钢丝绳(2.1)固定在小车(100)上；第二钢丝绳(2.2)从第二卷筒(1.2)引出缠绕在第二动滑轮组(4.2)和第二定滑轮(3.2)上，从第二动滑轮(4.2)引出的第二钢丝绳(2.2)固定在小车(100)上；第三钢丝绳(2.3)从第三卷筒(1.3)引出缠绕在第三动滑轮组(4.3)和第三定滑轮(3.3)上，从第三动滑轮组(4.3)引出的第三钢丝绳(2.3)固定在小车(100)上；第四钢丝绳(2.4)从第四卷筒(1.4)引出缠绕在第四动滑轮组(4.4)和第四定滑轮(3.4)上，从第四动滑轮组(4.4)引出的第四钢丝绳(2.4)固定在小车(100)上。

2.根据权利要求1所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：第一定滑轮(3.1)和第二定滑轮(3.2)对称布置在小车(100)的坐标系X轴方向上，第一定滑轮(3.1)和第二定滑轮(3.2)的旋转轴线与小车(100)的坐标系X轴重合；第三定滑轮(3.3)和第四定滑轮(3.4)对称布置在小车(100)的坐标系Y轴方向上，第三定滑轮(3.3)和第四定滑轮(3.4)的旋转轴线与小车(100)的坐标系Y轴重合。

3.根据权利要求2所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：第一动滑轮组(4.1)和第二动滑轮组(4.2)对称布置在吊具(101)的坐标系X轴方向上，第一动滑轮组(4.1)和第二动滑轮组(4.2)的旋转轴线与吊具(101)的坐标系X轴重合；第三动滑轮组(4.3)和第四动滑轮组(4.4)对称布置在吊具(101)的坐标系Y轴方向上，第三动滑轮组(4.3)和第四动滑轮组(4.4)的旋转轴线与吊具(101)的坐标系Y轴重合。

4.根据权利要求3所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：第一钢丝绳(2.1)在第一动滑轮组(4.1)的引入角(b)等于在第一动滑轮组(4.1)的引出角(a)；

第二钢丝绳(2.2)在第二动滑轮组(4.2)的引入角(b)等于在第二动滑轮组(4.2)的引出角(a)；

第三钢丝绳(2.3)在第三动滑轮组(4.3)的引入角(b)等于在第三动滑轮组(4.3)的引出角(a)；

第四钢丝绳(2.4)在第四动滑轮组(4.4)的引入角(b)等于在第四动滑轮组(4.4)的引出角(a)；

第一钢丝绳(2.1)在第一动滑轮组(4.1)的引入角(b)和第二钢丝绳(2.2)在第二动滑轮组(4.2)的引入角(b)和第三钢丝绳(2.3)在第三动滑轮组(4.3)的引入角(b)和第四钢丝绳(2.4)在第四动滑轮组(4.4)的引入角(b)均相等。

5.根据权利要求1所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：第一卷筒(1.1)、第二卷筒(1.2)、第三卷筒(1.3)、第四卷筒(1.4)分别对称布置在小车(100)的四个角部；第一定滑轮(3.1)、第二定滑轮(3.2)、第三定滑轮(3.3)、第四定滑轮(3.4)分别对称布置在小车(100)的四个角部；第一动滑轮组(4.1)、第二动滑轮组(4.2)、第三动滑轮组(4.3)、第四动滑轮组(4.4)分别对称布置在吊具(101)的四个角部。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：在小车(100)上设置有第一电机、第二电机、第三电机、第四电机，在小车(100)上设置有第一减速器、第二减速器、第三减速器、第四减速器，第一电机通过第一减速器驱动第一卷筒(1.1)，第二电机通过第二减速器驱动第二卷筒(1.2)，第三电机通过第三减速器驱动第三卷筒(1.3)，第四电机通过第四减速器驱动第四卷筒(1.4)。

7.根据权利要求6所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：在小车(100)上设置有第一制动器、第一联轴器、第二制动器、第二联轴器、第三制动器、第三联轴器、第四制动器、第四联轴器，第一电机通过第一制动器和第一联轴器与第一减速器连接，第二电机通过第二制动器和第二联轴器与第二减速器连接，第三电机通过第三制动器和第三联轴器与第三减速器连接，第四电机通过第四制动器和第四联轴器与第四减速器连接。

8.根据权利要求7所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：在第一卷筒(1.1)的旋转轴上安装有第一编码器，在第二卷筒(1.2)的旋转轴上安装有第二编码器，在第三卷筒(1.3)的旋转轴上安装有第三编码器，在第四卷筒(1.4)的旋转轴上安装有第四编码器。

9.根据权利要求1至5任意一项所述的四个卷筒起升机构，其特征在于：第一动滑轮组(4.1)、第二动滑轮组(4.2)、第三动滑轮组(4.3)、第四动滑轮组(4.4)均包括两个动滑轮，第一定滑轮(3.1)、第二定滑轮(3.2)、第三定滑轮(3.3)、第四定滑轮(3.4)均包括一个。

10.一种集装箱起重机，其特征在于：包括如权利要求1至9任意一项所述的四个卷筒起升机构。