CN109553007B - 一种基于液压系统的起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液压系统的起重机，包括机械部分和液压系统部分。机械部分包括底座、回转支承、回转平台、三角架和双臂吊臂部，底座与回转支撑连接，回转平台装在回转支撑上，三角架固定安装在回转平台的顶部，双臂吊臂部铰接在回转平台上，该结构起重能力大，承压能力强。液压系统包括油箱、回转系统、刹车系统、冷却系统、补油系统、液压应急系统；回转系统采用闭式液压系统，能量的利用率高；在刹车系统中设置刹车梭阀，将刹车系统与液压应急系统的刹车油路进行连接，实现两路输入一路输出的刹车系统，安全性能高；通过冷却系统，对液压泵组进行冷却，降低液压泵组失效的可能性；采用液压应急系统，提高起重机的安全性能。

Description

一种基于液压系统的起重机

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，具体公开一种基于液压系统的起重机。

背景技术

海洋平台起重机主要是在海洋平台上使用的起重机，是一种海洋平台装卸货物和吊运人员到平台上面的设备，是海洋石油生产中最重要的生产和安全设备之一，由于海面环境恶劣，对其安全可靠性、可维修性、可抗风性及耐腐蚀性要求很高。同时，和一般陆上起重机不同，海洋平台起重机一般固定于船舶平台上，平台本身的运动会对负载运动产生强烈的影响。作业中，海上起重机会随海浪纵摇、横摇与升沉，这些运动将导致负载发生摆动，特别是在升降过程中，平台的此类运动易导致已吊起的负载再次与甲板相撞，进而威胁作业的安全。

海洋平台起重机包括固定式起重机和回转式起重机，固定式起重机建造成本低，结构简单，因此在实际施工中应用相当广泛，但由于结构的原因，作业能力受到限制，效率较为低下。回转式起重机能够实现可旋转，通过可旋转基座可以克服固定式起重机的缺点，而且吊臂可以前后移动，因此在机动性方面要比固定式起重机要好。

随着海上风电以及石油开采行业的迅猛发展，对海上起重设备提出了更新更高的要求，起重量大、工作幅度大已成为常规要求，在此基础上，对海上平台起重机有效作业面积和承载负荷提出了更高的要求，即要求起重设备所占甲板面积越小越好，承载负荷越大越好，以提高海上平台的使用效率，降低运输成本，为了达到上述目的，可以有效结合基座式起重机和轨柱式起重机的优点，并通过改进起重机自身的结构来实现。

在申请号为CN201220444856.4的专利文件中公开了一种大型绕桩式海上平台起重机，包括插在主甲板上的桩腿，所述桩腿上套有桩靴，所述桩靴置于所述主甲板上，所述桩靴上设有基座，所述基座上设有回转支承装置，所述回转支承装置上方设有回转平台，所述回转平台的一侧设有司机室和机房，所述回转平台上依次设有臂架变幅绞车、主起升绞车、副起升绞车，所述回转平台上还设有人字架，所述人字架的顶端设有人字架顶部滑轮组，所述回转平台连接有臂架，所述臂架的顶端设有臂架头部滑轮组，所述臂架的顶端下方设有主吊钩、副吊钩和变幅吊钩，该海上平台起重机外型简洁，结构紧凑，占用甲板空间小，适应性强，使用效率较高，但是此海上平台起重机桩靴为圆筒形结构，起重机基座也为圆筒形结构，此结构的承重能力有限，稳定性较差；该结构类型的起重臂应用于吊大载重操作时，存在起重臂自重过重，单件结构外形尺寸大，结构稳定性差，运输、安拆作业成本高的问题。

在申请号为CN201320664157.5的专利文件中公开了一种双臂塔式起重机，包括起重机主体和吊臂部，起重机主体和吊臂部铰接连接，且之间还设置有拉臂机构，拉臂机构一端连接吊臂部，另一端通过钢绳连接起重机主体；所述的吊臂部包括第一吊臂和第二吊臂，第一吊臂和第二吊臂并排设置，且通过连接件固定；拉臂机构包括第一连杆、第二连杆、连接架和拉臂滑轮组，第一连杆和第二连杆的一端通过连接架与拉臂滑轮组连接，另一端与吊臂部连接，该起重机的吊臂采用双臂式结构，在承载相同负载的情况下，需要使用单臂吊臂的长度比双臂吊臂时使用的吊臂的长度长出两倍多，吊臂结构稳定性好，但是起重机基座均为长圆筒形结构，固定平台与船体直接连接，焊接在船的主甲板上，基座固定在固定平台上，圆筒结构相较于顶板，筒径较小，承重能力差，高度较大，重心高，结构稳定性差；该双臂塔式起重机为固定式起重机，适用范围有限，使用率低。

目前，绕桩式回转起重机通常安装在各式海洋平台的桩腿上，因其具有占用平台空间小、结构紧凑、起吊能力大，起吊半径远等优点而被广泛应用。绕桩式回转起重机主要包括基座、回转支承、回转平台、起吊机构和液压系统，回转平台通过回转支承可转动地设置在基座上，起吊机构则设置在回转平台上，基座的中部和回转平台的中部都留有足够的空间使桩腿能从中穿过。在大型的绕桩式回转起重机中，回转平台与基座之间则通过回转支承连接，回转支承有三个座圈，钢球和隔离块可直接排入上下滚道，根据受力状况，安排了上下两排直径不同的钢球。上下圆弧滚道的承载角都为90°，能承受很大的轴向力和倾翻力矩。回转支撑外圈设有外齿，回转平台驱动通过齿轮连接带动回转平台转动。随着海上风电以及石油开采行业的迅猛发展，对海上起重机提出了更新更高的要求，大起重量、大工作幅度已成为常规要求，在此基础上，对海上平台起重机有效作业面积和承载负荷提出了更高的要求，即要求起重机所占甲板面积越小越好，承载负荷越大越好，以提起重机的工作效率，降低运输成本。同时液压系统为回转平台提供动力和刹车制动，液压系统的好坏直接影响起重机的安全性能和作业效率。

现有的使用在起重机上的液压系统大部分为开式系统，开式系统存在的缺陷是能量的利用率低。而对于起重机来说，安全性能非常的重要，这样，如果仅仅采用主回路系统，一旦主回路系统失效，则整个起重机会失效，可能会引起重大的安全事故。另外，对于闭式液压系统来说，由于液压油是在主回路系统中循环，因此，液压泵的温度会比较的高，如果不及时进行冷却，则容易引起液压泵失效。再有，采用闭式液压系统，液压油在主回路系统中总会有损耗，如果不及时的进行补油，则主回路系统难以进行正常的工作。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种基于液压系统的起重机，实现起重能力大，承压能力强，最大可起重承重1200t载重，外型简洁，结构紧凑，占用甲板空间小，适应性强，使用效率高，适用于海上大吨位操作；利用本发明的回转系统采用闭式液压系统，能量的利用率高；在刹车系统中设置刹车梭阀，将正常的刹车系统与液压应急系统的刹车油路进行连接，实现两路输入一路输出的刹车系统，安全性能高；通过设置冷却系统，则能对液压泵组进行冷却，降低液压泵组失效的可能性；采用液压应急系统，提高起重机的安全性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种基于液压系统的起重机，包括机械部分和液压系统，所述机械部分包括底座、回转支承、回转平台、三角架和双臂吊臂部，底座顶部与回转支承的外圈螺杆连接，回转平台的底部与回转支承的内圈螺杆连接，三角架固定安装在回转平台的顶部，双臂吊臂部铰接在回转平台上，所述底座为底面截面为矩形、顶面截面为圆形的中空底座，在底座的顶部上设有向上延伸的第一圆筒，从底座底部至第一圆筒顶部在中空底座内壁和第一圆筒内壁上设有上下延伸的沿着底座的外周方向均匀排布的底座加强筋板组，所述底座加强筋板组中所有底座加强筋板朝向第一圆筒的中心轴方向设置，在截面为矩形与截面为圆形的过渡部分的底座加强筋板具有向内的凸起，凸起的下端与底座加强筋板之间为圆弧过渡；第一圆筒横截面面积小于底座底面矩形的面积，第一圆筒的中心轴平行于底座底面的中心轴，且底座底面的中心到第一圆筒的中心轴的距离大于0；

回转平台包括具有空腔的四棱柱体、第二圆筒和设有中空结构的圆板，所述四棱柱体包括设有圆形中空结构的矩形顶板、设有圆形中空结构的矩形底板，矩形底板包括依次相连的第一矩形底板、第二矩形底板、第三矩形底板，第一矩形底板与第二矩形底板倾斜设置，第三矩形底板与第二矩形底板倾斜设置，第一矩形底板和第三矩形底板平行设置；

所述第二圆筒的顶部位于四棱柱体内，且第二圆筒的顶部与四棱柱体的矩形顶板的底面焊接，第二圆筒底部焊接设有圆形中空结构的圆板，圆板上位于第二圆筒与圆板焊接处的内周设有两个及以上的回转支承的安装孔，所述四棱柱体的矩形顶板上圆形中空结构中心轴、四棱柱的矩形底板上圆形中空结构的中心轴、第二圆筒中心轴、圆板圆形中空结构中心轴和第一圆筒中心轴在一条直线上；第二圆筒的内壁沿着第二圆筒的径向方向上均匀分布有第一加强筋板组，四棱柱体内第二圆筒外壁上沿着第二圆筒的径向方向上均有分布有第二加强筋板组，四棱柱体内部设有第三加强筋板组安装区，第三加强筋板组安装区位于回转平台上双臂吊臂部相对一侧，且第三加强筋板组安装区域内设有横向加强筋板组和纵向加强筋板组；

所述液压系统包括油箱、用于驱动回转平台的回转系统、刹车系统、用于降低油温的冷却系统、用于补充油量的补油系统和用于发生故障时启动的液压应急系统；

所述回转系统包括一组以上的回转驱动装置，每组回转驱动装置包括带动回转平台转动的液压马达组、开关阀组和液压泵组，液压马达组装在回转平台上，开关阀组连接在液压泵组与液压马达组之间，液压马达组上设有马达刹车机构，马达刹车机构与刹车系统连接，液压泵组中的液压油经液压泵组的出口端通过开关阀组进入到液压马达组然后经开关阀组回到液压泵组内；设有马达刹车机构保证回转平台减速或停止安全正常工作。

所述刹车系统包括依次连接的刹车液压泵、刹车过滤器、刹车电磁换向阀、刹车梭阀和单向节流阀，刹车液压泵的输入端连接油箱，单向节流阀连接马达刹车机构，刹车换向阀连接油箱；这样保证马达刹车机构供油稳定，工作平稳。

所述冷却系统包括冷却液压泵、冷却器、冷却单向阀，冷却液压泵的输入端连接油箱，经冷却液压泵的液压油经过冷却器后分成两路，一路经过冷却单向阀后回流油箱，一路进入液压泵组后回流油箱；这样形成独立冷却循环，液压油降温速度快。

所述补油系统包括补油液压泵、补油溢流阀、补油过滤器和补油单向阀，补油液压泵进油口与油箱连接，补油液压泵出油口连接补油过滤器，补油过滤器出油口连接补油单向阀的进油口，补油单向阀连接液压泵组，补油溢流阀位于补油单向阀与液压泵组之间，补油溢流阀连接到油箱；这样保证液压系统内部液压油充足，保证油压稳定。

所述液压应急系统包括应急液压泵、应急手动多路阀、应急双向平衡阀和应急刹车管路，应急液压泵进油口连接油箱，应急液压泵出口连接应急手动多路阀，应急手动多路阀连接有应急进油管路和应急回油管路，在应急进油管路与应急回油管路之间连接有应急双向平衡阀，应急双向平衡阀连接液压马达组，在应急进油管路与应急回油管路之间连接有应急梭阀，在应急梭阀的输出端连接应急刹车管路，应急刹车管路连接到刹车梭阀上；这样保证液压马达组和刹车机构正常工作。

桩柱由下至上依次插入底座、回转支承、回转平台，再穿过甲板，固定在海底，稳定性高，耐冲击能力强，相较于现有技术一种大型绕桩式海上平台起重机，吊臂部采用平行双吊臂，吊臂结构稳定性好、起重能力大，起重能力更大，承压能力更强；相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在底座的顶部上设有向上延伸的第一圆筒的结构，以方便与旋转支承的外圈螺杆连接，由于第一圆筒的中心轴平行于底座底面的中心轴，且底座底面的中心到第一圆筒的中心轴的距离大于0，即底座的中心轴偏离第一圆筒的中心轴，从而使得底座上位于双臂吊臂部连接位置一侧的加强筋的长度增大。

底座为整个装置的主要受力部位，对底座装有双臂吊臂的一端受力分析，在调取货物旋转到达合适位置骤停时，由于惯性作用，在底座沿横截面圆周切线方向上存在扭矩应力，此应力容易造成底座扭曲变形，同时货物吊在吊臂头部，并拉动吊臂向下，在底座截面上存在弯矩应力，三角架、钢丝绳、绞车等放置在回转平台上物品、回转支承、回转平台、双臂吊臂等重量和底座自身重量作用给甲板压力，根据作用力与反作用力原理，甲板作用给底座一个支承力，此作用力分散在底座壁上，沿着底座壁的方向斜向上，此支承力可分解成竖直向上应力和水平指向中心轴应力，此竖直向上应力与弯矩应力在底座上构成相对方向应力，对底座造成挤压，容易造成底座在轴向方向弯曲、折断，相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在本发明中，第一圆筒的中心轴不过底座底面的中心，使靠近吊臂部一端底座的底面积较大，从而使靠近吊臂一端底座体积较大，壁厚较厚，内壁面积较大，加强筋更长，更多，使吊臂一端底座的强度和刚性增大，抗弯曲能力增强，防止底座发生扭曲、变形或者弯曲、折断；加强筋板组中所有底座加强筋板朝向第一圆筒的中心轴方向设置，有利于回转平台的重量向下均匀分散在底座和加强筋上；底座底部为矩形，使得底座底部四个面交叉处全部构成最稳定的直角，增大了起重机的稳定性；延伸的第一圆筒横截面面积小于底面矩形的面积，底座采用上小底大的结构，增大了底座底部与甲板接触所形成的支撑面，使底座稳定性更高，耐冲击力更强；相较于现有技术一种双臂塔式起重机，该双臂平行起重机具有回转式起重机回转支承和回转平台，能够实现可旋转，吊臂可以实现轴向90^o和径向360^o旋转，因此应用性强，可操作范围大，适应性强，使用效率高；同时，当承载1200t大负荷时，需要回转装置体积较大，此时使用回转支承作为回转装置，结构紧凑简单，能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩，实用性强。

除了在矩形截面与圆形截面的过渡处以外底座的矩形截面和圆形截面为整齐的分子排列，而矩形截面与圆形截面的过渡处形成了截面突变情况，因此，矩形截面与圆形截面的过渡处的结构内分子出现变化，改变了整体的受力，也改变了该突变处分子的受力状态和平衡，通过分析，底座受到了向下的压力、弯曲力和扭曲力，而由于该突变处的分子结构急剧变化，矩形截面和圆形截面内部分子均匀分布，受力也就均匀分布，矩形截面与圆形截面的过渡处由于分子变化产生了更大的抵抗外力的作用力，使矩形截面与圆形截面的过渡处的应力变得更大，形成应力集中，当该处的应力大于材料的极限应力，则会破坏底座造成重大安全事故，为了避免因应力集中破坏底座，在矩形截面与圆形截面的过渡处除了增设了底座加强筋板外，还设置了凸起，该底座加强筋板提供了与应力方向大致相同的力，以增大抵抗底座受到压力、弯曲力、扭曲力的作用力，该凸起位于矩形截面与圆形截面的过渡处的偏下方，当底座的矩形截面与圆形截面的过渡处受到了弯曲力时，凸起部分相当于给予了斜向上的作用力，增大抵抗底座收到弯曲力的作用力，当然该凸起也能起到抵挡压力和扭曲力的作用，使得突变处的强度更加的可靠，在凸起的下端与底座加强筋板之间设置圆弧，避免形成应力集中的现象。综上所述，底座加强筋板和凸起能大大的提高该底座突变截面的强度，提高安全性能。

当起重机进行1200t大负荷操作时，为了满足最大起重吊载的要求，也会选择大型号三角架、绞车和直径较大的钢丝绳，从而三角架、绞车和钢丝的结构和重量也较大，相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机，第二圆筒的内壁、四棱柱体内第二圆筒外壁、四棱柱体内部均安装有加强筋板组，增强了回转平台顶部轴向和径向的强度、刚性和抵抗弯曲能力，防止回转平台上承载物品重量过大，造成回转平台的断裂；四棱柱体矩形顶板板底部焊接第二圆筒的顶部，第二圆筒底部焊接设有圆形中空结构的圆板，圆板以方便与旋转支承的内圈螺杆连接，回转平台构件的中心轴在一条直线上，且朝向铰接有吊臂部的一端，为了与底座在桩柱两边力矩平衡，提高稳定性。

对于回转系统来说，回转液压系统充满液压油后，液压泵组启动，液压油从液压泵组排出，经过开关阀组后，推动液压马达组转动，同时刹车系统工作，马达刹车机构松开液压马达组，液压马达组转动带动回转平台转动，液压油从液压马达回流经过开关阀组，回到液压泵组内；液压泵组反向转动，液压油流动方向相反，回转平台反向转动；液压马达组停止工作，马达刹车机构限制液压马达组转动至停止；该回转系统的液压油在回转系统中循环，采用闭式液压系统，减少了能量的损耗，能量的利用率大大的提高。设置独立的刹车系统，能更好的实现刹车动作；由于采用闭式回转系统，液压泵组会产生大量的热量，通过设置冷却系统，能对液压泵组进行冷却，提高液压泵组的使用寿命，减少液压泵组的失效可能性，由于设置了冷却单向阀，这样，能避免冷却液压油回流；由于设置了补油系统，因此，能及时的对回转系统进行补油，保证回转系统能正常工作，由于设置了补油溢流阀，这样能控制补油系统中的液压油压力，避免补油系统中液压油压力过大而影响回转系统中的液压油压力，由于设置了补油单向阀，这样，能避免补油系统中的液压油回流。由于设置了液压应急系统，这样，一旦回转系统失效，则能启动液压应急系统，提高安全性能；由于设置了应急双向平衡阀，这样，能保证应急双向平衡阀的输出端和输入端压力平衡；刹车梭阀与液压应急系统连接，实现应急解除刹车。

进一步的，所述四棱柱矩形顶板的对角位置上设有四组向上延伸的三角架安装面板，每组三角架安装面板包括两个相对设置的第一安装面板，且每个第一安装面板上设有三角架安装孔，所述四棱柱矩形顶板靠近双臂吊臂部的一侧设有两组向上延伸的双臂吊臂部安装面板，每组双臂吊臂部安装面板包括两个相对设置的第二安装面板，第二安装面板上设有双臂吊臂部安装孔；

所述圆板上两侧位于第二圆筒外周位置分别设有液压马达组安装孔组，液压马达组安装孔组位于三角架安装面板与双臂吊臂部安装面板之间，每个液压马达组安装孔组包括两个及以上回转驱动安装孔，液压马达组的一端穿过液压马达组安装孔且通过齿轮与回转支承的外圈相啮合。

三角架安装孔分布在四棱柱矩形顶板的对角位置上，使得三角架重量均匀分布在回转平台上，从而提高了起重机的稳定性；同时当起重机进行大负荷操作时，回转平台体积较大，需要较多回转驱动装置进行驱动旋转，同时需要分担一部分旋转平台的重量，对称设置，以使得两边同时驱动旋转，旋转更容易，同时均匀分担旋转平台的重量，有利于平衡防止倾覆。

进一步的，所述三角架包括两个相对设置的门架组件和第一横杆，两个门架组件分别焊接在第一横杆的两端，每个所述门架组件均包括竖杆和第一斜杆，所述竖杆的底端固定安装在回转平台上与双臂吊臂部相对的位置，并垂直于回转平台，所述第一斜杆的底端固定安装在回转平台上靠近双臂吊臂部位置，所述第一斜杆的顶部与所述竖杆的顶部连接，在第一斜杆中间偏下位置上设有第二横杆和第二斜杆，第二斜杆的一端与第一斜杆相连，第二斜杆的另一端与第二横杆相连，第二横杆、第二斜杆与门架组件的第一斜杆构成三角结构。

由于门架组件相对于回转平台上对称布置，门架组件的竖杆、斜杆底端固定安装在回转平台上和固定甲板构成稳定的三角形结构，从而提高了门架组件的结构稳定性以及维护的便利性；同时，两个门架组件之间通过第一横杆和两个交叉杆组件连接，以进一步提高门架组件的稳定性。

在斜杆中间偏下位置设置第二横杆和第二斜杆，与第一斜杆构成三角结构，吊臂上升至竖直位置时抵住吊臂，以防吊臂翻到另一侧，三角结构的稳定性和耐撞击能力较强。

进一步的，所述的开关阀组包括两个开关阀，所述的开关阀包括外壳、阀芯和弹簧，外壳具有第一油口和第二油口，外壳内具有腔体，所述的腔体包括下腔体和上腔体，下腔体的截面小于上腔体的截面，第一油口与下腔体连通，第二油口与上腔体连通，阀芯设在腔体内，阀芯的下端侧面设有能与下腔体上端面配合的斜面，弹簧设在阀芯顶部与外壳之间，其中一开关阀的第一油口与液压泵组的一端连通，其中一开关阀的第二油口与液压马达组的一端连通，另一开关阀的第一油口与液压泵组的另一端连通，另一开关阀的第二油口与液压马达组的另一端连通。该结构，当液压油从第一油口进入时，如进入到第一油口的液压油油压大于弹簧的弹力时，阀芯被顶开，第一油口的液压油通过第二油口进入到液压马达组内，当液压油从第二油口进入时，通过第二油口的液压油油压大于弹簧的弹力，则液压油从第二油口经第一油口回到液压泵组内。在该结构中，设置两个开口阀，一个开关阀用于进油，一个开关阀用于回油。因此，一方面能起到开关的作用，另一方面能控制进入到液压马达组中的液压油油压和流量，让液压马达组的运行更加好控制。

进一步的，在外壳上设有与设置弹簧的空腔相通的控制油口；在两个开关阀的第一油口上分别连接有第一控制梭阀，在两第一控制梭阀之间连接有第二控制梭阀，在第二控制梭阀的输出端连接有二位三通电磁阀，控制油口连接到二位三通电磁阀上，二位三通电磁阀连通油箱。该结构，当二位三通电磁阀未得电时，控制油口与油箱连通，阀芯仅仅受到弹簧的力，当二位三通电磁阀得电时，第一油口通过第一控制梭阀和第二控制梭阀经二位三通电磁阀与控制油口连通，这样，阀芯在通过控制油口的液压油的压力向第一油口运动，防止同一开关阀的第一油口与第二油口互通，此时，液压泵组的液压油不能驱动液压马达组，此时，要求与该路连接的液压马达组中的电机停止，起到保护液压系统的作用，提高液压系统的安全性能。

进一步的，所有用于进油的开关阀的第二油口同时连接到第一汇流阀块上，第一汇流阀块连接到所有的液压马达组的一端，所有用于回油的开关阀的第二油口同时连接到第二汇流阀块上，第二汇流阀块连接到所有的液压马达组的另一端；在同一组回转液压系统的液压马达组的一端连接有第三汇流阀块，在同一组回转液压系统的液压马达组的另一端连接有第四汇流阀块，第三汇流阀块与第一汇流阀块连通，第四汇流阀块与第二汇流阀块连通。这样，实现液压油集中供油和集中回油，保证供油压力一致和回油压力一致。

进一步的，所述的液压泵组包括通过同一电机带动的两个液压泵；所述的液压马达组包括四个液压马达。由同一电机带动，保证两个液压泵同步工作。

进一步的，在其中一组开关阀组的第一油口连接有冲洗阀，冲洗阀连接油箱。如冲洗阀打开，则液压系统的中的液压油从冲洗阀回到油箱中，起到冲洗液压回路的目的，保证液压回路不堵塞而能正常工作，同时提高液压系统的散热性能。

进一步的，所述的刹车电磁换向阀为二位四通电磁阀；在刹车过滤器与刹车换向阀之间设有刹车单向阀，在刹车单向阀的输出端连接有刹车储能器。

进一步的，在应急刹车管路上依次连接有应急刹车溢流阀和应急刹车液控二位三通换向阀，应急刹车液控二位三通换向阀连通油箱。这样方便控制马达刹车机构。

附图说明

图1为本发明起重机主视图。

图2为本发明起重机左视图。

图3为图1的A部放大图。

图4为本发明的底座的主视图。

图5为本发明的底座的俯视图。

图6为图5中B-B的剖面图。

图7为本发明的回转平台的主视图。

图8为本发明的回转平台的俯视图。

图9为本发明的吊臂部的结构示意图。

图10为本发明液压系统管路图一。

图11为本发明液压系统管路图二。

图12为冷却系统液压管路图。

图13为补油系统液压管路图。

图14为刹车系统和液压应急系统液压管路图。

图15为回转系统液压管路图。

图16为开关阀组的示意图。

图17为马达刹车机构的示意图。

图18为刹车电磁换向阀的示意图。

图19为应急手动多路阀的示意图。

图20为应急刹车溢流阀和应急刹车液控二位三通换向阀的示意图。

图21为液压泵的管路图。

图10中LO1、LO2、BR1、BR2、SA1、SA2、SB1、SB2、SA3、SA4、SB3、SB4、EM1、EM2对应连接图11中LO1、LO2、BR1、BR2、SA1、SA2、SB1、SB2、SA3、SA4、SB3、SB4、EM1、EM2，图11中BR1、BR2 、EM1、EM2对应连接图14中BR1、BR2 、EM1、EM2，图11中SA1、SA2、SB1、SB2、SA3、SA4、SB3、SB4对应连接图15中SA1、SA2、SB1、SB2、SA3、SA4、SB3、SB4。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

一种基于液压系统的起重机，包括机械部分和液压系统。

如图1至图8所示，机械部分包括底座1、回转支承2、回转平台3、回转驱动装置4、三角架5和双臂吊臂部6。如图10至图15所示，液压系统包括油箱100、用于驱动回转平台的回转系统200、刹车系统300、用于降低油温的冷却系统400、用于补充油量的补油系统500、用于发生故障时启动的液压应急系统600。

如图1至图8所示，底座1的顶部与回转支承2的外圈螺杆连接，回转平台3的底部与回转支承2的内圈螺杆连接，三角架5固定安装在回转平台3的顶部，双臂吊臂部6铰接在回转平台3上，回转驱动装置4连接液压系统。

底座1为底面截面为矩形、顶面截面为圆形的中空底座，在底座1的顶部上设有向上延伸的第一圆筒7，从底座1的底部至第一圆筒7的顶部在中空底座内壁和第一圆筒7的内壁上设有上下延伸的沿着底座的外周方向均匀排布的底座加强筋板组，底座加强筋板组中所有底座加强筋板71朝向第一圆筒7的中心轴方向设置；在截面为矩形与截面为圆形的过渡部分的底座加强筋板具有向内的凸起700，凸起700的下端与底座加强筋板之间为圆弧过渡；第一圆筒7横截面面积小于底座1的底面矩形的面积，第一圆筒7的中心轴平行于底座1的底面的中心轴，且底座1的底面的中心到第一圆筒7的中心轴的距离大于0。

桩柱由下至上依次插入底座1、回转支承2、回转平台3，再穿过甲板，固定在海底，稳定性高，耐冲击能力强，相较于现有技术一种大型绕桩式海上平台起重机，双臂吊臂部6采用平行双吊臂，吊臂结构稳定性好、起重能力大，起重能力更大，承压能力更强；相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在底座1的顶部上设有向上延伸的第一圆筒7的结构，以方便与旋转支承的外圈螺杆连接，由于第一圆筒7的中心轴平行于底座1底面的中心轴，且底座1底面的中心到第一圆筒7的中心轴的距离大于0，即底座1的中心轴偏离第一圆筒7的中心轴，从而使得底座1上位于双臂吊臂部6连接位置一侧的加强筋的长度增大。

底座1为整个装置的主要受力部位，对底座1装有双臂吊臂部6的一端受力分析，在调取货物旋转到达合适位置骤停时，由于惯性作用，在底座1沿横截面圆周切线方向上存在扭矩应力，此应力容易造成底座扭曲变形，同时货物吊在吊臂头部，并拉动吊臂向下，在底座截面上存在弯矩应力，三角架5、钢丝绳、绞车8等放置在回转平台3上物品、回转支承、回转平台3、双臂吊臂部6等重量和底座1自身重量作用给甲板压力，根据作用力与反作用力原理，甲板作用给底座一个支承力，此作用力分散在底座壁上，沿着底座壁的方向斜向上，此支承力可分解成竖直向上应力和水平指向中心轴应力，此竖直向上应力与弯矩应力在底座上构成相对方向应力，对底座1造成挤压，容易造成底座1在轴向方向弯曲、折断，相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在本发明中，第一圆筒7的中心轴不过底座1底面的中心，使靠近双臂吊臂部6一端底座的底面积较大，从而使靠近双臂吊臂部6一端底座体积较大，壁厚较厚，内壁面积较大，加强筋更长，更多，使吊臂一端底座的强度和刚性增大，抗弯曲能力增强，防止底座发生扭曲、变形或者弯曲、折断；加强筋板组中所有底座加强筋板朝向第一圆筒7的中心轴方向设置，有利于回转平台的重量向下均匀分散在底座和加强筋上；底座1底部为矩形，使得底座1底部四个面交叉处全部构成最稳定的直角，增大了起重机的稳定性；延伸的第一圆筒7横截面面积小于底面矩形的面积，底座采用上小底大的结构，增大了底座底部与甲板接触所形成的支撑面，使底座稳定性更高，耐冲击力更强；相较于现有技术一种双臂塔式起重机，该双臂平行起重机具有回转式起重机回转支承和回转平台，能够实现可旋转，吊臂可以实现轴向90^o和径向360^o旋转，因此应用性强，可操作范围大，适应性强，使用效率高；同时，当承载1200t大负荷时，需要回转装置体积较大，此时使用回转支承作为回转装置，结构紧凑简单，能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩，实用性强。

在矩形截面与圆形截面的过渡处以外底座的矩形截面和圆形截面为整齐的分子排列，而由于矩形截面与圆形截面的过渡处形成了截面突变情况，因此，矩形截面与圆形截面的过渡处的结构内分子出现变化，改变了整体的受力，也改变了该突变处分子的受力状态和平衡，通过分析，底座受到了向下的压力F1、弯曲力F2和扭曲力F3，而由于该突变处的分子结构急剧变化，矩形截面和圆形截面内部分子均匀分布，受力也就均匀分布，矩形截面与圆形截面的过渡处由于分子变化产生了更大的抵抗外力的作用力，使矩形截面与圆形截面的过渡处的应力变得更大，形成应力集中，当该处的应力大于材料的极限应力，则会破坏底座造成重大安全事故，为了避免因应力集中破坏底座，在矩形截面与圆形截面的过渡处除了增设了底座加强筋板外，还设置了凸起部分700，该底座加强筋板提供了与应力方向大致相同的力，以增大抵抗底座1受到压力、弯曲力、扭曲力的作用力，该凸起700位于矩形截面与圆形截面的过渡处的偏下方，当底座的矩形截面与圆形截面的过渡处受到了弯曲力时，凸起部分相当于给予了斜向上的作用力，增大抵抗底座1收到弯曲力的作用力，当然该凸起也能起到抵挡压力和扭曲力的作用，使得突变处的强度更加的可靠，在凸起的下端与底座加强筋板之间设置圆弧，避免形成应力集中的现象。综上所述，底座加强筋板和凸起700能大大的提高该底座突变截面的强度，提高安全性能。

回转平台3包括具有空腔的四棱柱体31、第二圆筒32和设有中空结构的圆板33，四棱柱体31包括设有圆形中空结构的矩形顶板311、设有圆形中空结构的矩形底板312，矩形底板包括依次相连的第一矩形底板3121、第二矩形底板3122、第三矩形底板3123，第一矩形底板3121与第二矩形底板3122倾斜设置，第三矩形底板3123与第二矩形底板3122倾斜设置，第一矩形底板3121和第三矩形底板3123平行设置。

第二圆筒32的顶部位于四棱柱体31内，且第二圆筒32的顶部与四棱柱体的矩形顶板311的底面焊接，第二圆筒32底部焊接设有圆形中空结构的圆板33，圆板33上位于第二圆筒32与圆板33焊接处的内设有两个及以上的回转支承的安装孔3311，四棱柱体的矩形顶板311上圆形中空结构中心轴、四棱柱的矩形底板312上圆形中空结构的中心轴、第二圆筒32中心轴、圆板33圆形中空结构中心轴和第一圆筒7中心轴在一条直线上；第二圆筒32的内壁沿着第二圆筒的径向方向上均匀分布有第一加强筋板组321，四棱柱体31内第二圆筒32外壁上沿着第二圆筒32的径向方向上均有分布有第二加强筋板组322，四棱柱体31内部设有第三加强筋板组安装区，第三加强筋板组安装区位于回转平台3上双臂吊臂部6相对一侧，且第三加强筋板组安装区域内设有横向加强筋板组3231和纵向加强筋板组3232。

当起重机进行1200t大负荷操作时，为了满足最大起重吊载的要求，也会选择大型号三角架、绞车和直径较大的钢丝绳，从而三角架、绞车和钢丝的结构和重量也较大，第二圆筒的内壁、四棱主体内第二圆筒外壁、四棱柱体内部位于回转平台上双臂吊臂部相对一侧均安装有加强筋板组，增强了回转平台顶部轴向和径向的强度、刚性和抵抗弯曲能力，防止回转平台上承载物品重量过大，造成回转平台的断裂；空腔四棱柱体矩形顶板底部焊接圆筒，圆筒底部焊接设有圆形空心结构的圆板，圆板以方便与旋转支承的内圈螺杆连接，圆筒是为了避免回转平台旋转过程中与底座顶部接触，增大摩擦，阻碍旋转；回转平台矩形顶板的中空结构、第二圆筒、矩形底板的中空结构、圆板的中空结构的中心轴在一条直线上，且朝向铰接有吊臂部的一端，为了与底座在桩柱两边力矩平衡。

四棱柱矩形顶板311的对角位置上设有四组向上延伸的三角架安装面板3111，每组三角架安装面板包括两个相对设置的第一安装面板31111，且每个第一安装面板上设有三角架安装孔。

回转驱动装置4包括液压马达101、减速机和齿轮系，液压马达101安装在回转平台3上，减速机安装在液压马达101的输出轴上，齿轮系设在减速机的输出轴与回转支承之间，齿轮系与回转支承啮合。当液压马达101工作时，液压马达101通过减速机和齿轮系与回转支承作用，让回转平台3旋转，实现回转运动。

三角架5包括两个相对设置的门架组件52和第一横杆51，两个门架组件分别焊接在第一横杆51的两端，每个门架组件均包括第一斜杆521和竖杆522，竖杆522的底端固定安装在回转平台3上与双臂吊臂部6相对的位置，并垂直于回转平台3，第一斜杆521的底端固定安装在回转平台3上靠近双臂吊臂部6的位置，第一斜杆521的顶部与竖杆522的顶部连接，在第一斜杆521中间偏下位置上设有第二横杆523和第二斜杆524，第二斜杆524的一端与第一斜杆521相连，第二斜杆524的另一端与第二横杆523相连，第二横杆523、第二斜杆524与门架组件的第一斜杆521构成三角结构。

门架组件相对于桩柱对称布置，门架组件的竖杆、斜杆底端固定安装在回转平台上和固定甲板构成稳定的三角形结构，从而提高了门架组件的结构稳定性以及维护的便利性；同时，两个门架组件之间通过第一横杆和两个交叉杆53组件连接，以进一步提高门架组件的稳定性。

在斜杆中间偏下位置设置第二横杆和第二斜杆，与第一斜杆构成三角结构，吊臂上升至竖直位置时抵住吊臂，以防吊臂翻到另一侧，三角结构的稳定性和耐撞击能力较强。

四棱柱矩形顶板311靠近双臂吊臂部6的一侧设有两组向上延伸的双臂吊臂部安装面板3112，每组双臂吊臂部安装面板3112包括两个相对设置的第二安装面板31121，第二安装面板上设有双臂吊臂部6的安装孔。

三角架安装孔分布在四棱柱矩形顶板的对角位置上，使得三角架重量均匀分布在回转平台上，从而提高了起重机的稳定性。

双臂吊臂部6包括主吊臂和副吊臂63，副吊臂尾部与主吊臂的头部相连，主吊臂和副吊臂63上设有吊钩组件；主吊臂包括第一主吊臂61和第二主吊臂62，第一主吊臂61和第二主吊臂62并排设置且通过连接件64固定，第一主吊臂61和第二主吊臂62分别对应一个门架组件。

此种双臂结构，受力有所分散，使得结构更加稳定，强度提高，起重机吊臂的起重性能提高，可实现起重机吊臂结构模块化。

第一主吊臂61和第二主吊臂62均由臂根节、臂中节和臂尖节组成，臂根节、臂中节和臂尖节可拆卸连接。

主吊臂采用此种连接方式，实现了吊臂结构模块化，受力有所分散，在运输时能将其进行拆装，便于运输。

连接件64包括第一连接件641、第二连接件642和第三连接件643，第一连接件641固定连接于臂根节之间，第二连接件642固定连接于臂中节之间，第三连接件643固定连接于臂尖节之间。

在两个吊臂之间设置连接件，提高了吊臂的稳定性，第二连接件642可根据吊臂部主吊臂的长度，设置两个或者两个以上，以保证吊臂部的结构强度。

圆板33上两侧位于第二圆筒32的外周位置分别设有凸出面板331，凸出面板331上均匀分布设有回转驱动装置4的安装孔组332，回转驱动装置安装孔组332位于三角架安装面板3111与双臂吊臂部安装面板3112之间（即位于同一侧的两个三脚架安装面板3111之间），每个回转驱动装置安装孔组332包括两个及以上回转驱动安装孔，本实施例中，在三脚架安装面板3111与双臂吊臂部安装面板3112之间设有两个回转驱动装置安装孔组332，且回转驱动装置安装孔组332呈对称设置，每个回转驱动装置安装孔组332包括五个回转驱动安装孔，回转驱动装置4的一端穿过回转驱动装置安装孔与回转支承2的外圈相啮合，回转驱动装置4的另一端固定在四棱柱的圆板33上。

当起重机进行大负荷操作时，回转平台体积较大，需要较多回转驱动装置进行驱动旋转，同时需要分担一部分旋转平台的重量，对称设置，以使得两边同时驱动旋转，旋转更容易，同时均匀分担旋转平台的重量，有利于平衡防止倾覆。

回转平台3上靠近两个竖杆522的位置上分别设有绞车8，两个竖杆522的顶部分别设有顶部滑轮组5221，主吊臂头部分别设有头部滑轮组65，所述绞车8内伸出有钢丝绳9，钢丝绳9分别绕经竖杆522的顶部滑轮组5221，并分别缠绕在主吊臂或副吊臂的头部滑轮组65上。

绞车抽出的钢丝分别绕经各自对应的竖杆顶部滑轮组，并分别缠绕在各自对应的主吊臂头部滑轮组或副吊臂的头部滑轮组上，避免与桩腿交涉或两组钢丝缠绕情况发生，同时将拉力均匀的分布到两根吊臂上，实现了两根吊臂的均匀受力，使得吊臂的稳定性更好。

如图10至图20所示，回转系统200、冷却系统400、补油系统500相对独立，相互影响小，可以独立工作，提高液压系统的稳定性。回转系统200和刹车系统300相互关联，相互保障，提高液压系统的安全性能。具有液压应急系统，进一步提高液压系统的安全性能。

油箱100上连接有液位计R04、空气滤清器R03、液位控制器R02、回油过滤器R01、温度变送器R07、液压油加热器R06。液位计R04位于油箱100左侧，温度变送器R07和液压油加热器R06位于油箱100右侧，空气滤清器R03和回油过滤器R01位于油箱100顶部，液位控制器R02从油箱100顶部伸入油箱100内部。

如图10至图15、图21所示，回转系统200包括两组回转液压系统，每组回转液压系统包括带动回转平台转动的液压马达组1A、开关阀组2A和液压泵组3A。

开关阀组2A连接在液压泵组3A与液压马达组1A之间，液压马达组1A上设有马达刹车机构4A，马达刹车机构4A与刹车系统300连接，液压泵组3A中的液压油经液压泵组3A的出口端通过开关阀组2A进入到液压马达组1A然后经开关阀组2A回到液压泵组3A内。

液压泵组3A包括通过同一电机306带动的两个液压泵301；在本实施例中，液压马达组1A包括四个液压马达101。每个液压马达101对应一个马达刹车机构4A。

如图10、图15和图16所示，开关阀组2A包括两个开关阀201，所述的开关阀201包括外壳21、阀芯22和弹簧23，外壳21具有第一油口A1和第二油口A2，外壳21内具有腔体211，所述的腔体211包括下腔体C1和上腔体C2，下腔体C1的截面小于上腔体C2的截面，第一油口A1与下腔体C1连通，第二油口A2与上腔体C2连通，阀芯22设在腔体211内，阀芯22的下端侧面设有能与下腔体上C1端面配合的斜面221，弹簧23设在阀芯22顶部与外壳21之间，弹簧23位于上空腔C2内。在外壳21的顶部设有与设置弹簧的空腔相通的控制油口212；在两个开关阀201的第一油口A1上分别连接有第一控制梭阀24，第一控制梭阀24的其中一输入端连接在第一油口A1上，第一控制梭阀24的另一输入端与对应的开关阀的第二油口A2连接，在两第一控制梭阀24的输出端之间连接有第二控制梭阀25，在第二控制梭阀25的输出端连接有二位三通电磁阀26，控制油口212连接到二位三通电磁阀26上，二位三通电磁阀26连通油箱100。当二位三通电磁阀26未得电时，控制油口212与油箱100连通，阀芯22仅仅受到弹簧23的力，当二位三通电磁阀26得电时，第一油口A1通过第一控制梭阀24和第二控制梭阀25经二位三通电磁阀26与控制油口212连通，这样，阀芯22在通过控制油口212的液压油的压力向第一油口A1运动，防止同一开关阀的第一油口A1与第二油口A2互通，此时，液压泵组的液压油不能驱动液压马达组，此时，要求与该路连接的液压马达组中的电机302停止，起到保护液压系统的作用，提高液压系统的安全性能。

每一回转液压系统中对应的两个液压泵301的一端在其中一开关阀201的第一油口A1汇集，每一回转液压系统中对应的两个液压泵301的另一端在另一开关阀201的第一油口A1汇集，这样，能使得进入到开关阀内的液压油流量和压力稳定，提高回转系统运行的稳定性。

如图11所示，所有用于进油的开关阀201的第二油口A2同时连接到第一汇流阀块102上，第一汇流阀块102连接到所有的液压马达101的一端，所有用于回油的开关阀201的第二油口A2同时连接到第二汇流阀块103上，第二汇流阀块103连接到所有的液压马达101的另一端；在同一组回转液压系统的液压马达101的一端连接有第三汇流阀块104，在同一组回转液压系统的液压马达101的另一端连接有第四汇流阀块105，第三汇流阀块104与第一汇流阀块102连通，第四汇流阀块105与第二汇流阀块103连通。这样，实现液压油集中供油和集中回油，保证供油一致和回油压力一致。

在其中一组开关阀组2A的第一油口A1连接有冲洗阀9A，冲洗阀9A连接油箱100。冲洗阀9A将液压系统内的杂物冲洗出来，保证液压系统的正常工作，同时提高液压系统的散热性能。

如图17所示，马达刹车机构4A包括刹车缸体41、刹车活塞42、刹车活塞杆43和刹车弹簧44，刹车活塞42设在刹车缸体41内，刹车活塞杆43的一端连接在刹车活塞42上，刹车活塞杆43的另一端伸出刹车缸体41的一端，刹车弹簧44设在刹车缸体41与刹车活塞42之间且位于远离刹车活塞杆的一端。在刹车缸体41远离刹车弹簧44的一端设有油口45。这种结构的马达刹车机构4，在没有液压油进入到刹车缸体41内时，刹车弹簧44给予刹车活塞41一弹力，让刹车活塞杆43作用在液压马达101上，这样，对液压马达101起到刹车的作用，如果要让液压马达101工作，则需要通过油口45向刹车缸体41提供一液压油，让液压油的压力克服刹车弹簧44的弹力使得刹车活塞42和刹车活塞杆43运动，达到解除刹车的目的，这种结构，在非正常或非工作状态下，马达刹车机构4A起到刹车的作用，这样，能提高回转的安全性能。

如图14所示，刹车系统300包括依次连接的刹车液压泵501、刹车过滤器502、刹车单向阀503、刹车电磁换向阀504、刹车梭阀505和单向节流阀506。如图18所示，刹车电磁换向阀503为二位四通电磁换向阀，在刹车电磁换向阀未得电时，刹车单向阀503的输出端与刹车电磁换向阀503的b端连接，刹车电磁换向阀503的a端与油箱100连接，刹车电磁换向阀503的c端与刹车梭阀连接。如图14所示，刹车液压泵501的输入端连接油箱100，单向节流阀506连接马达刹车机构4的油口45；在刹车单向阀503的输出端连接有刹车储能器507。

上述刹车系统，如果刹车液压泵501不启动，马达刹车机构4中的液压油经单向节流阀506、刹车梭阀505和刹车电磁换向阀504与油箱连通，马达刹车机构4A限制液压马达101旋转，起到刹车的作用。当刹车液压泵501启动时，同时刹车电磁换向阀504得电换位，油箱100中的液压油经刹车液压泵501后进入到刹车过滤器502过滤然后经刹车单向阀503、刹车电磁换向阀504、刹车梭阀505和单向节流阀506通过油口进入到马达刹车机构4A内，顶开刹车弹簧44，起到解除刹车的作用。如果刹车系统的油压不够，可通过刹车储能器507提供能量，保证了马达刹车机构的正常工作。

如图14所示，液压应急系统包括应急液压泵508、应急手动多路阀509、应急双向平衡阀510和应急刹车管路511。

应急液压泵508进油口连接油箱100，应急液压泵508出口连接应急手动多路阀509。

如图19所示，应急手动多路阀509包括三位七通手动换向阀H01、溢流阀H02、溢流阀H03、梭阀H04、溢流阀H05、溢流阀H06和梭阀H07。三位七通手动换向阀H01未操作前，应急液压泵508的输出端与三位七通手动换向阀H01的f端连接，回油管路H08同时与三位七通手动换向阀H01的e、g端连接，三位七通手动换向阀H01的h端通过溢流阀H05与回油管路H08连接，三位七通手动换向阀H01的i端通过应尽进油管路512与液压马达的其中一端连接，三位七通手动换向阀H01的j端通过应急回油管路513与液压马达的另一端连接，上述应急进油管路和应急回油管路是可相互变化的，三位七通手动换向阀H01的k端通过溢流阀H06与回油管路H08连接，在h端和k端之间连接梭阀H04，梭阀H04的输出端与梭阀H07的其中一输入端连接；在应急液压泵508的出口与回油管路H08之间并联有溢流阀H02和溢流阀H03。

如图14和图20所示，应急进油管路512通过汇流阀块连接到同一组的液压马达的一端，应急回油管路513通过汇流阀块连接到同一组的液压马达101的另一端，在应急进油管路512与应急回油管路513之间连接有应急双向平衡阀510，在应急进油管路512与应急回油管路513之间连接有应急梭阀514，在应急梭阀514的输出端连接应急刹车管路511，应急刹车管路511连接到刹车梭阀505上；在应急刹车管路511上依次连接有应急刹车溢流阀515和应急刹车液控二位三通换向阀516，应急刹车液控二位三通换向阀516连通油箱100。

当回转系统200发生故障时，回转系统200无法工作，液压应急系统启动，手动开启三位七通手动换向阀H01让三位七通手动换向阀H01换位，应急液压泵508将液压油从油箱100吸出，该液压油依次经过应急手动多路阀509、应急双向平衡阀510然后推动液压马达组1工作，控制回转平台3转动，同时部分液压油从应急梭阀514经过刹车溢流阀515、应急刹车液控二位三通换向阀516、应急刹车管路511、刹车梭阀和单向节流阀506通过油口进入到马达刹车机构4A内，控制马达刹车机构的刹车。这样在回转系统出现故障时，能提高安全性能。另外，当应急液压泵508的输出油压过大时，溢流阀H02和溢流阀H03能起到溢流控压的作用。溢流阀H05和溢流阀H06对回油管路的油压起到控压的作用。

如图13所示，补油系统500包括由电机带动的补油液压压泵401、补油过滤器402、补油单向阀403和补油溢流阀404。补油液压泵401和刹车液压泵501由同一台电机驱动，补油液压泵401进油口与油箱100连接，补油液压泵401出油口连接补油过滤器402，补油过滤器402出油口连接补油单向阀403的进油口，补油单向阀403出口连接补油汇流阀405，液压油通过补油汇流阀405分流向四个液压泵补油，补油溢流阀404位于补油单向阀与补油汇流阀405之间，补油溢流阀404连接到油箱100；这样保证液压系统内部液压油恒定，保证油压稳定。在补油单向阀403和补油回流阀404之间连接有补油储能器406，当补油系统瞬间压力增大时，补油储能器吸收这部分的能量，当系统需要时，又将液压释放出来，以保证补油系统压力正常。

如图13所示，冷却系统400包括冷却液压泵302、冷却器303、冷却单向阀304，冷却液压泵302由电机带动，冷却液压泵302的输入端连接油箱100，冷却液压泵302排出液压油，经过冷却器303后分成两路，一路经过冷却单向阀304后回流油箱，一路通过冷却汇流阀305分流分别进入四个液压泵301的壳体内，在四个液压泵301内冷却油液，最后回流油箱；这样形成独立冷却循环，液压油降温速度快。对于该系统的冷却单向阀304，当油压未达到冷却单向阀304的最大压力时，液压油不会从冷却单向阀流回到油箱100内，如果大于冷却单向阀304的最大压力，则液压油从冷却单向阀流回到油箱，起到保护冷却系统的作用。

本发明机械部分的工作步骤为：

1)准备工作，回转平台3位于初始位置。

2)通过液压系统启动回转驱动装置4，回转驱动装置4驱动回转支承2并带动回转平台3转出到底座1上第一圆筒的中心与底座1底面矩形的中心连线方向且靠近底座底面矩形的中心轴位置。

3)启动双臂吊臂部6进行吊取工作。

4)控制回转平台3旋转到吊取物放置区域并放置。

5)控制回转平台3回转到双臂吊臂部6的原始位置。

桩柱由下至上依次插入底座1、回转支承2、回转平台3，再穿过甲板，固定在海底，稳定性高，耐冲击能力强，相较于现有技术一种大型绕桩式海上平台起重机，双臂吊臂部6采用平行双吊臂，吊臂结构稳定性好、起重能力大，起重能力更大，承压能力更强；相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在底座1的顶部上设有向上延伸的第一圆筒7的结构，以方便与旋转支承的外圈螺杆连接，由于第一圆筒7的中心轴平行于底座1底面的中心轴，且底座1底面的中心到第一圆筒7的中心轴的距离大于0，即底座1的中心轴偏离第一圆筒7的中心轴，从而使得底座1上位于双臂吊臂部6连接位置一侧的加强筋的长度增大。

底座1为整个装置的主要受力部位，对底座1装有双臂吊臂部6的一端受力分析，在调取货物旋转到达合适位置骤停时，由于惯性作用，在底座1沿横截面圆周切线方向上存在扭矩应力，此应力容易造成底座扭曲变形，同时货物吊在吊臂头部，并拉动吊臂向下，在底座截面上存在弯矩应力，三角架5、钢丝绳、绞车8等放置在回转平台3上物品、回转支承、回转平台3、双臂吊臂部6等重量和底座1自身重量作用给甲板压力，根据作用力与反作用力原理，甲板作用给底座一个支承力，此作用力分散在底座壁上，沿着底座壁的方向斜向上，此支承力可分解成竖直向上应力和水平指向中心轴应力，此竖直向上应力与弯矩应力在底座上构成相对方向应力，对底座1造成挤压，容易造成底座1在轴向方向弯曲、折断，相较于现有技术大型绕桩式海上平台起重机和一种双臂塔式起重机，在本发明中，第一圆筒7的中心轴不过底座1底面的中心，使靠近双臂吊臂部6一端底座的底面积较大，从而使靠近双臂吊臂部6一端底座体积较大，壁厚较厚，内壁面积较大，加强筋更长，更多，使吊臂一端底座的强度和刚性增大，抗弯曲能力增强，防止底座发生扭曲、变形或者弯曲、折断；加强筋板组中所有底座加强筋板朝向第一圆筒7的中心轴方向设置，有利于回转平台的重量向下均匀分散在底座和加强筋上；底座1底部为矩形，使得底座1底部四个面交叉处全部构成最稳定的直角，增大了起重机的稳定性；延伸的第一圆筒7横截面面积小于底面矩形的面积，底座采用上小底大的结构，增大了底座底部与甲板接触所形成的支撑面，使底座稳定性更高，耐冲击力更强；相较于现有技术一种双臂塔式起重机，该双臂平行起重机具有回转式起重机回转支承和回转平台，能够实现可旋转，吊臂可以实现轴向90^o和径向360^o旋转，因此应用性强，可操作范围大，适应性强，使用效率高；同时，当承载1200t大负荷时，需要回转装置体积较大，此时使用回转支承作为回转装置，结构紧凑简单，能同时承受轴向力、径向力和倾翻力矩，实用性强。

在矩形截面与圆形截面的过渡处以外底座的矩形截面和圆形截面可以看出是整齐的分子排列，而矩形截面与圆形截面的过渡处形成了截面突变情况，因此，矩形截面与圆形截面的过渡处的结构内分子出现变化，改变了整体的受力，也改变了该突变处分子的受力状态和平衡，通过分析，底座受到了向下的压力F1、弯曲力F2和扭曲力F3，而由于该突变处的分子结构急剧变化，矩形截面和圆形截面内部分子均匀分布，受力也就均匀分布，矩形截面与圆形截面的过渡处由于分子变化产生了更大的抵抗外力的作用力，使矩形截面与圆形截面的过渡处的应力变得更大，形成应力集中，当该处的应力大于材料的极限应力，则会破坏底座造成重大安全事故，为了避免因应力集中破坏底座，在矩形截面与圆形截面的过渡处除了增设了底座加强筋板外，还设置了凸起部分700，该底座加强筋板提供了与应力方向大致相同的力，以增大抵抗底座1受到压力、弯曲力、扭曲力的作用力，该凸起700位于矩形截面与圆形截面的过渡处的偏下方，当底座的矩形截面与圆形截面的过渡处受到了弯曲力时，凸起部分相当于给予了斜向上的作用力，增大抵抗底座1收到弯曲力的作用力，当然该凸起也能起到抵挡压力和扭曲力的作用，使得突变处的强度更加的可靠，在凸起的下端与底座加强筋板之间设置圆弧，避免形成应力集中的现象。综上所述，底座加强筋板和凸起700能大大的提高该底座突变截面的强度，提高安全性能。

本发明的液压系统工作方法包括回转系统的工作方法、刹车系统的工作方法、冷却系统的工作方法、补油系统的工作方法和液压应急系统的工作方法。

先通过补油系统给回转系统打入液压油，补油系统的工作方法是：补油液压泵从油箱吸取液压油，经过补油过滤器402过滤后，推开补油单向阀403流向液压泵组1A，补油单向阀403输出端连接有补油溢流阀404，补油溢流阀404溢流口连接油箱，当回转液压系统充满液压油，压力超出指定压力，补油溢流阀404打开，液压油回流油箱。

回转系统的工作方法是：回转液压系统充满液压油，液压泵组3启动，液压油从液压泵组3A排出，经过开关阀组2A后，推动液压马达组1A转动，同时刹车系统工作，马达刹车机构4A松开液压马达组1A，液压马达组3A转动带动回转平台3转动，液压油从液压马达组1A回流经过开关阀组2A，回到液压泵组A3内；液压泵组3A反向转动，液压油流动方向反转，回转平台3反向转动；液压马达组1A停止工作，马达刹车机构限制液压马达组1A转动至停止。

刹车系统的工作方法是：液压油从油箱被刹车液压泵501吸出，进入刹车过滤器502过滤后流入刹车电磁换向阀504，刹车电磁换向阀504得电换位，液压油继续向前推开单向节流阀506，最后进入马达刹车机构4A，使其启动并离开液压马达组1A；当回转平台转动需要减速或停止，刹车电磁换向阀504换位，刹车电磁换向阀504连接油箱，液压油依次经过单向节流阀506、刹车梭阀505、刹车电磁换向阀回504油箱，马达刹车机构4A在弹簧作用力下复位，让液压马达组1A转动速度降低或直至液压马达组1A停止转动。

冷却系统的工作方法是：液压油从油箱被冷却液压泵302吸出，经过冷却器303冷却后分成两路，一路经过冷却单向阀304回流油箱，一路进入液压马达组3A冷却回转液压系统内的液压油，最后回流油箱，这样不断循环，不停冷却液压油。

应急液压系统的工作方法是：当回转系统发生故障时，回转系统无法工作，应急液压系统启动，应急液压泵508将液压油从油箱吸出，依次经过应急手动多路阀509、应急双向平衡阀510，推动液压马达组1A工作，控制回转平台3转动，同时应急刹车管路511向马达刹车机构4A供油，控制马达刹车机构4A离开液压马达组1A。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：上述起重机液压系统及工作方法，对于回转系统来说，回转液压系统充满液压油后，液压泵组启动，液压油从液压泵组排出，经过开关阀组后，推动液压马达组转动，同时刹车系统工作，马达刹车机构松开液压马达组，液压马达组转动带动回转平台转动，液压油从液压马达回流经过开关阀组，回到液压泵组内；液压泵组反向转动，液压油流动方向相反，回转平台反向转动；液压马达组停止工作，马达刹车机构限制液压马达组转动至停止；该回转系统的液压油在回转系统中循环，采用闭式液压系统，减少了能量的损耗，能量的利用率大大的提高。设置独立的刹车系统，能更好的实现刹车动作；由于采用闭式回转系统，液压泵组会产生大量的热量，通过设置冷却系统，能对液压泵组进行冷却，提高液压泵组的使用寿命，减少液压泵组的失效可能性，由于设置了冷却单向阀，这样，能避免冷却液压油回流；由于设置了补油系统，因此，能及时的对回转系统进行补油，保证回转系统能正常工作，由于设置了补油溢流阀，这样能控制补油系统中的液压油压力，避免补油系统中液压油压力过大而影响回转系统中的液压油压力，由于设置了补油单向阀，这样，能避免补油系统中的液压油回流。由于设置了液压应急系统，这样，一旦回转系统失效，则能启动液压应急系统，提高安全性能；由于设置了应急双向平衡阀，这样，能保证应急双向平衡阀的输出端和输入端压力平衡；刹车梭阀与液压应急系统连接，实现应急解除刹车。

Claims (10)

1.一种基于液压系统的起重机，包括机械部分和液压系统部分，所述机械部分包括底座、回转支承、回转平台、三角架和双臂吊臂部，底座顶部与回转支承的外圈螺杆连接，回转平台的底部与回转支承的内圈螺杆连接，三角架固定安装在回转平台的顶部，双臂吊臂部铰接在回转平台上，其特征在于：所述底座为底面截面为矩形、顶面截面为圆形的中空底座，在底座的顶部上设有向上延伸的第一圆筒，从底座底部至第一圆筒顶部在中空底座内壁和第一圆筒内壁上设有上下延伸的沿着底座的外周方向均匀排布的底座加强筋板组，所述底座加强筋板组中所有底座加强筋板朝向第一圆筒的中心轴方向设置，在截面为矩形与截面为圆形的过渡部分的底座加强筋板具有向内的凸起，凸起的下端与底座加强筋板之间为圆弧过渡；第一圆筒横截面面积小于底座底面矩形的面积，第一圆筒的中心轴平行于底座底面的中心轴，且底座底面的中心到第一圆筒的中心轴的距离大于0；

回转平台包括具有空腔的四棱柱体、第二圆筒和设有中空结构的圆板，所述四棱柱体包括设有圆形中空结构的矩形顶板、设有圆形中空结构的矩形底板，矩形底板包括依次相连的第一矩形底板、第二矩形底板、第三矩形底板，第一矩形底板与第二矩形底板倾斜设置，第三矩形底板与第二矩形底板倾斜设置，第一矩形底板和第三矩形底板平行设置；

所述第二圆筒的顶部位于四棱柱体内，且第二圆筒的顶部与四棱柱体的矩形顶板的底面焊接，第二圆筒底部焊接设有圆形中空结构的圆板，圆板上位于第二圆筒与圆板焊接处的内周设有两个及以上的回转支承的安装孔，所述四棱柱体的矩形顶板上圆形中空结构中心轴、四棱柱的矩形底板上圆形中空结构的中心轴、第二圆筒中心轴、圆板圆形中空结构中心轴和第一圆筒中心轴在一条直线上；第二圆筒的内壁沿着第二圆筒的径向方向上均匀分布有第一加强筋板组，四棱柱体内第二圆筒外壁上沿着第二圆筒的径向方向上均有分布有第二加强筋板组，四棱柱体内部设有第三加强筋板组安装区，第三加强筋板组安装区位于回转平台上双臂吊臂部相对一侧，且第三加强筋板组安装区域内设有横向加强筋板组和纵向加强筋板组；

所述液压系统包括油箱、用于驱动回转平台的回转系统、刹车系统、用于降低油温的冷却系统、用于补充油量的补油系统和用于发生故障时启动的液压应急系统；

所述回转系统包括一组以上的回转驱动装置，每组回转驱动装置包括带动回转平台转动的液压马达组、开关阀组和液压泵组，液压马达组装在回转平台上，开关阀组连接在液压泵组与液压马达组之间，液压马达组上设有马达刹车机构，马达刹车机构与刹车系统连接，液压泵组中的液压油经液压泵组的出口端通过开关阀组进入到液压马达组然后经开关阀组回到液压泵组内；

所述刹车系统包括依次连接的刹车液压泵、刹车过滤器、刹车电磁换向阀、刹车梭阀和单向节流阀，刹车液压泵的输入端连接油箱，单向节流阀连接马达刹车机构，刹车换向阀连接油箱；

所述冷却系统包括冷却液压泵、冷却器、冷却单向阀，冷却液压泵的输入端连接油箱，经冷却液压泵的液压油经过冷却器后分成两路，一路经过冷却单向阀后回流油箱，一路进入液压泵组后回流油箱；

所述补油系统包括补油液压泵、补油溢流阀、补油过滤器和补油单向阀，补油液压泵进油口与油箱连接，补油液压泵出油口连接补油过滤器，补油过滤器出油口连接补油单向阀的进油口，补油单向阀连接液压泵组，补油溢流阀位于补油单向阀与液压泵组之间，补油溢流阀连接到油箱；

所述液压应急系统包括应急液压泵、应急手动多路阀、应急双向平衡阀和应急刹车管路，应急液压泵进油口连接油箱，应急液压泵出口连接应急手动多路阀，应急手动多路阀连接有应急进油管路和应急回油管路，在应急进油管路与应急回油管路之间连接有应急双向平衡阀，应急双向平衡阀连接液压马达组，在应急进油管路与应急回油管路之间连接有应急梭阀，在应急梭阀的输出端连接应急刹车管路，应急刹车管路连接到刹车梭阀上。

2.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所述四棱柱矩形顶板的对角位置上设有四组向上延伸的三角架安装面板，每组三角架安装面板包括两个相对设置的第一安装面板，且每个第一安装面板上设有三角架安装孔，所述四棱柱矩形顶板靠近双臂吊臂部的一侧设有两组向上延伸的双臂吊臂部安装面板，每组双臂吊臂部安装面板包括两个相对设置的第二安装面板，第二安装面板上设有双臂吊臂部安装孔；

所述圆板上两侧位于第二圆筒外周位置分别设有液压马达组安装孔组，液压马达组安装孔组位于三角架安装面板与双臂吊臂部安装面板之间，每个液压马达组安装孔组包括两个及以上回转驱动安装孔，液压马达组的一端穿过液压马达组安装孔且通过齿轮与回转支承的外圈相啮合。

3.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所述三角架包括两个相对设置的门架组件和第一横杆，两个门架组件分别焊接在第一横杆的两端，每个所述门架组件均包括竖杆和第一斜杆，所述竖杆的底端固定安装在回转平台上与双臂吊臂部相对的位置，并垂直于回转平台，所述第一斜杆的底端固定安装在回转平台上靠近双臂吊臂部位置，所述第一斜杆的顶部与所述竖杆的顶部连接，在第一斜杆中间偏下位置上设有第二横杆和第二斜杆，第二斜杆的一端与第一斜杆相连，第二斜杆的另一端与第二横杆相连，第二横杆、第二斜杆与门架组件的第一斜杆构成三角结构。

4.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所述的开关阀组包括两个开关阀，所述的开关阀包括外壳、阀芯和弹簧，外壳具有第一油口和第二油口，外壳内具有腔体，所述的腔体包括下腔体和上腔体，下腔体的截面小于上腔体的截面，第一油口与下腔体连通，第二油口与上腔体连通，阀芯设在腔体内，阀芯的下端侧面设有能与下腔体上端面配合的斜面，弹簧设在阀芯顶部与外壳之间，其中一开关阀的第一油口与液压泵组的一端连通，其中一开关阀的第二油口与液压马达组的一端连通，另一开关阀的第一油口与液压泵组的另一端连通，另一开关阀的第二油口与液压马达组的另一端连通。

5.根据权利要求4所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：在外壳上设有与设置弹簧的空腔相通的控制油口；在两个开关阀的第一油口上分别连接有第一控制梭阀，在两第一控制梭阀之间连接有第二控制梭阀，在第二控制梭阀的输出端连接有二位三通电磁阀，控制油口连接到二位三通电磁阀上，二位三通电磁阀连通油箱。

6.根据权利要求4所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所有用于进油的开关阀的第二油口同时连接到第一汇流阀块上，第一汇流阀块连接到所有的液压马达组的一端，所有用于回油的开关阀的第二油口同时连接到第二汇流阀块上，第二汇流阀块连接到所有的液压马达组的另一端；在同一组回转液压系统的液压马达组的一端连接有第三汇流阀块，在同一组回转液压系统的液压马达组的另一端连接有第四汇流阀块，第三汇流阀块与第一汇流阀块连通，第四汇流阀块与第二汇流阀块连通。

7.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所述的液压泵组包括通过同一电机带动的两个液压泵；所述的液压马达组包括四个液压马达。

8.根据权利要求6所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：在其中一组开关阀组的第一油口连接有冲洗阀，冲洗阀连接油箱。

9.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：所述的刹车电磁换向阀为二位四通电磁阀；在刹车过滤器与刹车换向阀之间设有刹车单向阀，在刹车单向阀的输出端连接有刹车储能器。

10.根据权利要求1所述的一种基于液压系统的起重机，其特征在于：在应急刹车管路上依次连接有应急刹车溢流阀和应急刹车液控二位三通换向阀，应急刹车液控二位三通换向阀连通油箱。

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