CN108821111A - 一种双梁起重机小车轮压自动均衡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种双梁起重机小车轮压自动均衡装置，涉及工程机械技术领域。本装置包括铰支座、均衡梁、曲轴和横杆。曲轴与铰支座、均衡梁均为柱铰连接，其中主轴轴颈与均衡梁铰接孔同轴心，使各个支点上的均衡梁和车轮组能在一定范围内调整垂直高度，有效避免小车运行过程中的三支点现象。同时曲轴和横杆形成四连杆机构，根据连杆机构特性和杠杆原理来保证同一侧两支点实时受力均衡，从而起到同一轨道上两个轮压支点的均压效果，避免了小车三支点运行情况下过大轮压对车轮的磨损和破坏，延长起重机了小车的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种双梁起重机小车轮压自动均衡装置。
背景技术
双梁起重机一般指双梁桥式起重机，同时也包括门式起重机等其他类型的起重机。桥式起重机是横架于车间、仓库和料场上空进行物料吊运的起重设备。其中起重机小车安放在桥架导轨上，可顺着车间的宽度方向移动。小车主要由钢板焊接而成，由小车架以及其上的小车移行机构和提升机构等组成。
目前起重机小车多数采用四支点式的结构，这种布置具有良好的对称性，工艺性好，整体稳定性高。四支点结构的轮压分配是超静定的，轮压的分配与结构和基础的刚性、结构的制造精度和轨道的平度有关。这要求桥式起重机小车的四个支点的车轮踏面在同一平面上，桥架的两根主梁应具有相同的预拱曲线。由于桥式起重机的小车因跨距小而刚性很大，极易出现“三支腿”着地的现象。这也导致实际最大轮压远远超过设计值，对小车车轮产生磨损和破坏，并对主梁产生影响，也埋下重大安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双梁起重机小车轮压自动均衡装置，能实现在轨道不平的情况下，使四支点上的车轮都能与轨道有效接触，同时也能保证同一侧两支点实时受力均衡。
为实现以上功能，本发明的双梁起重机小车轮压自动均衡装置包括铰支座、均衡梁和曲轴；所述铰支座刚性固定在小车架上；小车车轮组通过车轮轴承座刚性固定在所述均衡梁两端；所述曲轴的中段部分为偏心距为10mm主轴轴颈；曲轴与铰支座和均衡梁均为柱铰连接，其中曲轴的曲轴轴颈与铰支座铰接孔同轴心；曲轴的中段主轴轴颈与均衡梁铰接孔同轴心；可以实现各支点车轮组在垂直方向上进行不超过偏心距的高度调整，避免起重机小车“三支腿”着地的现象。
进一步的，所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置还包括横杆；所述横杆的两端分别与小车同一侧两个支点位置的曲轴一端铰接；同一侧的横杆和两个曲轴形成平行四边形结构；曲轴自身形成平衡杠杆结构；当同一侧其中一支点出现不着地的小轮压情况时，由于横杆和曲轴组成的平行四边形结构以及根据平衡杠杆原理，使横杆受力，从而使支点往向下的方向移动调整直至支点车轮与轨道接触，同时车轮轮压值也增加至与另一轮轮压值相等。
进一步的，所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置还包括三合一驱动电机、电机连接板、连接螺栓和螺母；所述电机连接板刚性固定在均衡梁的侧面，所述三合一驱动电机通过连接螺栓和螺母与电机连接板安装孔进行连接。
附图说明
图1是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的结构示意图；
图2是桥式起重机小车支点轮压计算简图；
图3是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的侧视图；
图4是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的局部剖视图；
图5是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的零件爆炸视图；
图6是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的局部剖示意图；
图7是本发明所述双梁起重机小车轮压自动均衡装置的原理图；
主要组件符号说明
（1）铰支座 （2）均衡梁
（3）曲轴 （4）横杆
（5）电机连接板 （6）三合一驱动电机
（7）连接螺栓 （8）螺母
（11）曲轴轴颈 （12）主轴轴颈
（13）铰支座铰接孔 （14）均衡梁铰接孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
请参阅图1和图2，理想状态下的桥式起重机小车四个支点下的车轮都与轨道有效接触，其各支点轮压值相同，其轮压值如下。
PA=PB=PC=PD=（1/4）×PV，PV= PQ+ PGx。
其中PQ为起升载荷，PGx为小车自重载荷。
当小车出现一支点悬空情况时，假设A支点为悬空点，可以计算出各支点轮压值如下。
P'A=P'C=0，P'B=P'D=（1/2）×PV。
此时全部重力几乎只由两个支点的车轮承受，这也导致实际最大轮压远远超过设计值，对小车车轮产生磨损和破坏，对主梁产生影响，也埋下重大安全隐患。
图3至图6所示，本发明的双梁起重机小车轮压自动均衡装置包括铰支座（1）、均衡梁（2）和曲轴（3）；所述铰支座（1）刚性固定在小车架上；小车车轮组通过车轮轴承座固定在所述均衡梁（2）两端；所述曲轴（3）的中段部分为偏心距为10mm的主轴轴颈（12），曲轴（3）与铰支座（1）和均衡梁（2）为柱铰连接，其中曲轴（3）的曲轴轴颈（11）与铰支座铰接孔（13）同轴心，曲轴（3）的中段主轴轴颈（12）与均衡梁铰接孔（14）同轴心。
所述横杆（4）的两端分别与小车同一侧两个支点位置的曲轴（3）一端铰接；同一侧的横杆（4）和两个曲轴（3）形成平行四边形结构，曲轴（3）可绕铰支座铰接孔（13）的圆心旋转，形成平衡杠杆结构；当同一侧其中一支点出现不着地的小轮压情况时，由于横杆（4）和曲轴（3）组成的平行四边形结构以及平衡杠杆原理，使横杆受力，从而使支点往向下的方向移动调整直至支点车轮与轨道接触，同时车轮轮压值也增加至与另一轮轮压值相等。
三合一驱动电机（6）与均衡梁（2）之间为刚性连接，其中电机输出端与主动轮车轮轴相连接,通过连接螺栓（7）和螺母（8）与电机连接板（5）的安装孔进行连接以限制驱动电机的旋转自由度，电机连接板（5）刚性固定在均衡梁（2）的侧面。
所述铰支座（1）和均衡梁（2）上方开有方形孔，便于本装置其他零件的安装、查看及维修更换；横杆（4）铰接圆心到铰支座铰接孔（13）的距离大于偏心轴颈的半径，也大于铰支座铰接孔（13）到小车架固定面的距离已保证曲轴（3）、横杆（4）及其余零件的安装和装配。
图7所示，O点为曲轴（3）曲轴轴颈的旋转简化点，刚性件MN为曲轴（3）的简化结构，杆K为横杆（4）的简化结构；小车支点受到地面压力即为PN，杆K受压，其压力为PM，根据平衡杠杆原理可得如下公式。
PN×LN= PM×LM。
其中LN为曲轴（3）中段主轴轴颈的偏心距，LM为横杆（4）铰接圆心到铰支座铰接孔（13）的距离。
同一侧另一支点的受力情况同理可以得出，又因为杆K两端受力相等，可以得出杆K另一端所受压力P'M=PM，最终可以得出另一支点的压力值如下。
P'N= PN。
即整套机构可以保证两支点所受轮压相等。
同理，当各个支点只安装一个车轮的情况与一个支点装配两个车轮的情况原理相同，上述装置也能实现小车轮压均衡的作用。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也包含这些改动和变型。
Claims (6)
1.一种双梁起重机小车轮压自动均衡装置，包括铰支座、均衡梁和曲轴；所述铰支座刚性固定在小车架上；小车车轮组通过车轮轴承座固定在所述均衡梁两端；所述曲轴中段部分的主轴轴颈偏心距为10mm时，基本就可以满足补偿轨道不平误差；曲轴与铰支座和均衡梁均为柱铰连接。
2.根据权利要求1所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置，其特征在于：所述曲轴的轴颈与铰支座铰接孔同轴心，曲轴的中段主轴轴颈与均衡梁铰接孔同轴心。
3.根据权利要求1所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置，其特征在于：所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置还包括横杆；所述横杆的两端分别与小车同一侧两个支点位置的曲轴一端铰接；同一侧的横杆和与之铰接的两个曲轴形成平行四边形结构。
4.根据权利要求1-3所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置，其特征在于：当同一侧其中一支点出现不着地的小轮压情况时，由于横杆和曲轴组成的平行四边形结构以及平衡杠杆原理，使横杆受力，从而使悬空支点往向下的方向移动调整直至支点车轮与轨道接触，同时车轮轮压值也增加至与同侧另一支点车轮轮压值相等。
5.根据权利要求1-4所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置，其特征在于：所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置还包括三合一驱动电机、电机连接板、连接螺栓和螺母；所述电机连接板刚性固定在均衡梁的侧面，所述三合一驱动电机通过连接螺栓和螺母与电机连接板安装孔进行连接。
6.根据权利要求1-5所述的双梁起重机小车轮压自动均衡装置，其特征在于：所述轮压均衡原理和装置可以用于同类型车轮结构车辆的轮压均衡分配。
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|---|---|---|---|---|
| CN112276918A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-01-29 | 健芮智能科技（昆山）有限公司 | 一种高速精密型多轴取料机器人 |
| CN113200450A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-03 | 厦门大学 | 一种轨距和轮压自适应的防啃轨行走装置 |
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| CN112276918B (zh) * | 2020-12-24 | 2021-03-23 | 健芮智能科技（昆山）有限公司 | 一种高速精密型多轴取料机器人 |
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