CN110877856A - 一种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置及其应用方法，装置包括重型夹具和连接于其上端的提升机构；重型夹具包括基座、夹爪和推拉动力装置，基座的底部有弧形夹持板，夹爪的形状与弧形夹持体的形状匹配，一对夹爪关于弧形夹持板对称连接于基座上，两夹爪的上端分别铰接有推拉动力装置，基座底部的弧形夹持板同时作为夹爪运动时的滑轨，推拉动力装置推拉夹爪沿滑轨滑动来实现夹持和松开产品操作。夹具能在很小空间间隙条件下将圆柱形薄壳体夹紧抱住。提升机构为刚性机构，包括提升动力装置和导向筒，导向筒的下端通过连接座固定于基座的上端，提升动力装置与导向筒同心的连接于导向筒中，通过提升动力装置实现重型夹具的升降。

Description

一种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及一种提升装置，具体为一种用于圆柱形薄壳体自动吊装的提升装置及其应用方法。

背景技术

在大型圆柱形薄壳体产品的转运过程中，需要进行吊装，但由于其具有长径比大，通常有数米甚至十数米长，所以吊装时受到空间限制条件的影响，重量重可达几十吨，但外壳由薄，所以一般的吊装夹具不能直接应用。

目前大型圆柱形薄壳体产品的转运主要采用人工吊装的方式，但由于这类产品的上述特点，而人工吊装的设备一般采用行车或者吊机，行车或者吊机是通过钢丝绳起吊的，而钢丝绳为柔性体，在起吊过程中存在摇摆晃动不稳的情况，很容易出现安全事故，所以需要多名专业人员配合操作来吊装，且吊装效率低。

另外，大型圆柱形薄壳体产品的运输一般采用厢式车辆运输，而运输车辆的宽度受道路法规限制，所以在装运时，产品的外表面与车厢壁之间的间隙很小。运输至指定地点后从车辆上转运时，也无法利用行车和吊机来起吊，因为利用行车或者吊机起吊时，需人工采用吊带将产品径向缠绕，显然在产品与车厢壁之间间距很小的情形下是无法操作的。而且一般的吊装夹具也无法在狭小的间隙空间进行操作来将大型圆柱形薄壳体产品夹持起吊。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能从狭小的间隙空间自动夹持大型圆柱形薄壳体产品自动起吊的装置及其应用方法，以使行车或者吊机等吊装设备能利用本装置转运大型圆柱形薄壳体产品。

本发明提供的这种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置，包括重型夹具和连接于其上端的提升机构；重型夹具包括基座、夹爪和推拉动力装置，基座的底部有弧形夹持板，夹爪的形状与弧形夹持体的形状匹配，一对夹爪关于弧形夹持板对称连接于基座上，两夹爪的上端分别铰接有推拉动力装置，基座底部的弧形夹持板同时作为夹爪运动时的滑轨，推拉动力装置推拉夹爪沿滑轨滑动来实现夹持和松开产品操作；提升机构为刚性机构，包括提升动力装置和导向筒，导向筒的下端通过连接座固定于基座的上端，提升动力装置与导向筒同心的连接于导向筒中，通过提升动力装置实现重型夹具的升降。

上述技术方案的一种实施方式中，所述基座为矩形框架型结构，包括径向连接板、轴向连接板和顶部围板，两径向连接板前后对称布置，两轴向连接板左右对称连接于径向连接板的两端底部，顶部围板将两径向连接板的顶部连成整体。

上述技术方案的一种实施方式中，所述径向连接板包括矩形板和所述弧形夹持板，矩形板沿竖向布置，其下底边有关于其长度方向中心面对称的上凹弧形槽，弧形夹持板贴合上凹弧形槽的槽面连接，且弧形夹持板的内侧伸出于矩形板的内侧外，弧形夹持板的两端还对称伸出有限位凸台。

上述技术方案的一种实施方式中，所述夹爪的轴向两端对称设置有减薄段，夹爪的上侧有沿其轴向的U型槽，U型槽的两端设置有与限位凸台匹配的凸台，减薄段的内弧面为弧形夹持板上表面的仿形面；两夹爪上侧的U型槽中部分别设置有一对耳板，两对耳板关于夹爪的长度方向中心面对称设置。

上述技术方案的一种实施方式中，所述轴向连接板的内表面有夹爪外表面的仿形面，轴向连接板与径向连接板连接后形成夹爪的一段滑槽。

上述技术方案的一种实施方式中，所述顶部围板包括两块倒V型板和连接于两倒V型板之间的几字型板，倒V型板的顶部为水平过渡边，两倒V型板连接于两块径向连接板两端的顶部，几字型板的顶板与倒V型板的顶边平齐连接、两水平侧板的外沿与径向连接板的上沿平齐连接；几字型板的顶板的长度方向中心面两侧设置有两对耳板，它们的横向位置分别与两夹爪上的耳板位置对应。

上述技术方案的一种实施方式中，所述推拉动力装置为油缸，其缸体端通过销轴与所述顶部围板上的耳板铰接，活塞杆端通过销轴与所述夹爪上侧U型槽中部的耳板铰接；所述两径向连接板之间的顶部两端对称连接有加强撑杆，加强撑杆分别位于相应侧油缸的活塞杆外侧。

上述技术方案的一种实施方式中，所述提升动力装置为多级伸缩油缸，所述导向筒包括多层同心套装、可相对滑动的筒体，相邻的筒体之间设置有非金属材质的衬板，最内层筒体的底部关于其轴向中心面对称设置有一对耳板，多级伸缩油缸的活塞杆头部与两耳板连接的销轴铰接、缸体上端的底座板与导向筒的最外层筒体上端连接。

上述技术方案的一种实施方式中，所述导向筒的筒体层数与提升动力装置的活塞杆的级数相同，导向筒的最内层筒体下端有法兰板，所述连接座的下端连接于所述基座围板的几字型板上，上端与法兰板对接固定。

本发明提供的这种利用上述自动起吊装置转运圆柱形薄壳体的方法，包括以下步骤：

(1)将提升机构的提升油缸缸体上端的底座板固定于吊装设备上，并使提升油缸的多级活塞杆处于回缩状态；

(2)使重型夹具的推拉油缸的活塞杆处于回缩状态，以使两夹爪处于回收状态；

(3)通过吊装设备使本装置运动至待转运圆柱形薄壳体的正上方，并使两夹爪的夹持圆心位于产品对应竖直面的轴向中心面上；

(4)使提升油缸的多级活塞杆逐级推出，使重型夹具下移，直至两夹爪的下侧距离待夹持产品的外表面10-15mm处；

(5)使重型夹具的推拉油缸的活塞杆推出，夹爪在活塞杆的作用下向下滑动，直至夹爪上侧的凸台与基座底部的限位凸台接触被限位，此时弧形夹持板和夹爪将圆柱形薄壳体包覆抱紧；

(6)使提升机构的提升油缸的活塞杆逐级回缩，使重型夹具夹持圆柱形薄壳体上升；

(7)吊装设备工作，将圆柱形薄壳体转运至制定地点。

本发明通过提升机构实现重型夹具的升降，通过重型夹具夹持抱紧圆柱形薄壳体产品，重型夹具的基座底部有弧形夹持板，在弧形夹持板的两侧对称连接一对形状匹配的夹爪，两夹爪的上端分别铰接有动力装置，使弧形夹持板通过作为夹爪的滑动轨道，通过两动力装置对夹爪的推拉即可实现夹持和松开产品的操作。两夹爪可沿基座底部的弧形夹持板滑动，使夹爪几乎能贴着圆柱形薄壳体的外壁滑动至最大的包覆夹持位置，从而为安全稳定的起吊转运圆柱形薄壳体提供保证。由于夹爪能实现沿圆柱形薄壳体外壁滑动，所以本夹具能在很小空间间隙条件下将圆柱形薄壳体夹紧抱住。本发明的提升机构通过导向筒的设置，使整个提升机构形成为可稳定升降的刚性机构，能保证起吊提升过程中的安全稳定性，将本装置固定于行车或者吊机等常规的吊装设备上即可实现自动将圆柱形薄壳体转运至指定地点。

附图说明

图1为本发明一个实施例的主视结构示意图。

图2为图1中的A-A示意图。

图3为图1中重型夹具的放大结构示意图。

图4为图2中重型夹具的放大结构示意图。

图5为图4中的C-C放大结构示意图。

图6为图4中径向连接板的三维结构示意图。

图7为图4中轴向连接板的三维结构示意图。

图8为图4中夹爪的三维结构示意图。

图9为图4中基座的三维结构示意图。

图10为图4中重型夹具的1三维结构示意图。

图11为图1中提升机构的三维结构示意图。

具体实施方式

结合图1至图11可以看出，本实施例公开的这种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置，包括重型夹具1、提升机构2和两者之间的连接座3。

重型夹具1主要包括基座11、夹爪12和油缸13。基座11为矩形框架型结构，夹爪12为弧形板抱爪，一对夹爪12关于基座11的长度方向中心面对称连接于基座11底部，两个油缸13倾斜布置，它们的缸体端铰接于基座11上、活塞杆端分别铰接于夹爪12上，通过油缸13活塞杆的伸缩带动夹爪沿基座1底部的滑轨滑动，可实现夹持产品和松开产品的操作。

结合图1至图11可以看出，基座11包括径向连接板111、轴向连接板112、顶部围板113和加强撑杆114。

两径向连接板111前、后对称布置，两轴向连接板112左、右对称连接于径向连接板111的两端底部，顶部围板113的前后两侧分别与两径向连接板111连接、左右两侧分别与径向连接板111的左右两端顶部连接。

径向连接板111包括矩形板1111和弧形夹持板1112，矩形板1111沿竖向布置，其下底边有关于其长度方向中心面对称的上凹弧形槽，弧形夹持板贴合上凹弧形槽的槽面连接，且弧形夹持板1112的内侧伸出于矩形板1111的内侧外，伸出段的两端还对称设置有限位凸台11121。

夹爪12的轴向两端对称设置有减薄段121，夹爪12的上侧有沿其轴向的U型槽，U型槽的两端设置有与限位凸台匹配的凸台122。减薄段的内弧面为弧形夹持板1112上表面的仿形面。

夹爪12的内表面贴附有弹性缓冲板123。弹性缓冲板123外表面加装四氟乙烯材料或者摩擦系数小于四氟乙烯材料的板体，以避免夹爪夹持产品时切应力过大破坏产品表面的防热涂层。

夹爪12以其减薄段内表面与径向连接板111底部的弧形夹持板1112伸出段的外表面贴合装配。当夹爪上侧的凸台122与弧形夹持板1112两端的限位凸台11121接触时，夹爪12处于下限位。弧形夹持板1112端部限位凸台11121的设置既可防止夹爪12滑动时脱轨，又可起到承载重量的作用。

为了保证产品起吊过程中有更好的平稳性，当夹爪处于下限位时，两夹爪的下侧与夹持圆心之间的圆心角小于90度。

轴向连接板112的内表面为夹爪12外表面的仿形面，轴向连接板112与径向连接板111连接后形成夹爪12的一段滑槽。

两侧夹爪上侧U型槽的长度方向中部分别设置有一对耳板EB，且两夹爪上的耳板关于夹爪12的长度方向中心面对称设置。

基座11的顶部围板113包括两块倒V型板1131和连接于两倒V型板之间的几字型板1132，倒V型板的顶部为水平过渡边，两倒V型板连接于两块径向连接板111两端的顶部，几字型板的顶板与倒V型板的顶边平齐连接、两水平侧板的外沿与径向连接板111的上沿平齐连接。

两夹爪12上侧的U型槽中部分别设置有一对耳板EB，两对耳板关于夹爪的长度方向中心面对称设置，几字型板1132的顶板的长度方向中心面两侧设置有两对耳板EB，它们的横向位置分别与两夹爪12上的耳板位置对应。

两油缸13的缸体端分别通过销轴铰接于顶部围板上的耳板铰接，活塞杆端分别通过销轴与夹爪12上侧U型槽中部的耳板铰接。两轴向连接板112的内侧对应油缸活塞杆的位置处设置有活塞杆行程槽1121。

两径向连接板111之间的顶部两端对称连接有加强撑杆114，加强撑杆114分别位于相应侧油缸13的活塞杆外侧。

本实施例的重型夹具装配好后，基座11底部的弧形夹持板1112和对称连接于基座11底部的两夹爪12形成周向可伸缩的抱持结构。

提升机构2包括导向筒21和多级提升油缸22。

导向筒21包括多层同心套装、可相对滑动的筒体211，相邻的筒体之间设置有非金属材质的衬板212。

本实施例筒体211的横截面形状为方形，除最内层的筒体外，其它各层筒体的内壁均贴附有衬板。各筒体套装后可相对滑动平稳的滑动，所以各筒体的配合尺寸要把握好。

最内层筒体的底部关于其轴向中心面对称设置有一对耳板，两耳板上连接有销轴，最内层筒体的下端有圆形法兰板。

多级提升油缸22以缸体端朝上竖向布置于导向筒最内层的筒体的中心位置处，且缸体上端的底座板连接于最外层筒体的上端，活塞杆的最下端铰接于最内层筒体底部耳板之间的销轴上。

多级提升油缸22的级数与导向筒筒体的层数相同，且各层筒体之间的相对滑动距离与多级提升油缸各级活塞杆的行程匹配，使各层筒体给各级活塞杆的升降导向，总而保证多级提升油缸的整个提升过程的平稳性。

连接座3为工字型座，其下端连接于基座顶部围板的几字型板两侧的水平板上，上端与导向筒最内层筒体下端的法兰板对接。

提升机构和重型夹具装配好后，多级提升油缸的轴向中心线与重型夹具的竖向中心线共线。

衬板的设置不仅可保证稳定导向，还能避免筒体之间的磨损。

下面以吊装设备采用行车为例来说明本装置的具体应用。

将本装置的多级提升油缸上端的底座板固定于行车的横梁上，本装置的安装数量根据待转运的圆柱形薄壳体产品的重量确定。

本装置在行车上安装时，多级提升油缸和推拉油缸的活塞杆均处于回缩状态，夹爪的最低点在夹爪所处圆周的水平最大直径横截面以上。

产品的具体转运过程如下：

行车横梁移动至待转运产品的正上方，使两夹爪的夹持圆心位于产品对应竖直面的轴向中心面上；

多级提升油缸的活塞杆逐级推出，使重型夹具下移，直至两夹爪的下侧距离待夹持产品的外表面10-15mm处；

推拉油缸的活塞杆推出，夹爪在活塞杆的作用下向下滑动，直至夹爪上侧的凸台与基座底部的限位凸台接触被限位，此时弧形夹持板和夹爪将圆柱形薄壳体包覆抱紧；

提升机构的提升油缸的活塞杆逐级回缩，使重型夹具夹持圆柱形薄壳体上升至指定高度；

行车横梁移动将产品转运至指定地点。

本发明的两夹爪可沿基座底部的弧形夹持板滑动，使夹爪能贴着圆柱形薄壳体的外壁滑动至最大的包覆夹持位置，从而为安全稳定的起吊转运圆柱形薄壳体提供保证。由于夹爪能实现沿圆柱形薄壳体外壁滑动，所以本夹具能在很小空间间隙条件下将圆柱形薄壳体夹紧抱住。提升机构的其导向筒能保证多级提升油缸升降过程中的安全稳定性。所以本装置能实现大型圆柱形薄壳体在狭小间隙空间条件下的平稳起吊，从而使常规的吊装设备通过本装置来转运大型圆柱形薄壳体产品。

Claims (10)

1.一种适用于圆柱形薄壳体转运的自动起吊装置，其特征在于：它包括重型夹具和连接于其上端的提升机构；

重型夹具包括基座、夹爪和推拉动力装置，基座的底部有弧形夹持板，夹爪的形状与弧形夹持体的形状匹配，一对夹爪关于弧形夹持板对称连接于基座上，两夹爪的上端分别铰接有推拉动力装置，基座底部的弧形夹持板同时作为夹爪运动时的滑轨，推拉动力装置推拉夹爪沿滑轨滑动来实现夹持和松开产品操作；

提升机构为刚性机构，包括提升动力装置和导向筒，导向筒的下端通过连接座固定于基座的上端，提升动力装置与导向筒同心的连接于导向筒中，通过提升动力装置实现重型夹具的升降。

2.如权利要求1所述的自动起吊装置，其特征在于：所述基座为矩形框架型结构，包括径向连接板、轴向连接板和顶部围板，两径向连接板前后对称布置，两轴向连接板左右对称连接于径向连接板的两端底部，顶部围板将两径向连接板的顶部连成整体。

3.如权利要求2所述的自动起吊装置，其特征在于：所述径向连接板包括矩形板和所述弧形夹持板，矩形板沿竖向布置，其下底边有关于其长度方向中心面对称的上凹弧形槽，弧形夹持板贴合上凹弧形槽的槽面连接，且弧形夹持板的内侧伸出于矩形板的内侧外，弧形夹持板的两端还对称伸出有限位凸台。

4.如权利要求3所述的自动起吊装置，其特征在于：所述夹爪的轴向两端对称设置有减薄段，夹爪的上侧有沿其轴向的U型槽，U型槽的两端设置有与限位凸台匹配的凸台，减薄段的内弧面为弧形夹持板上表面的仿形面；两夹爪上侧的U型槽中部分别设置有一对耳板，两对耳板关于夹爪的长度方向中心面对称设置。

5.如权利要求4所述的自动起吊装置，其特征在于：所述轴向连接板的内表面有夹爪外表面的仿形面，轴向连接板与径向连接板连接后形成夹爪的一段滑槽。

6.如权利要求4所述的自动起吊装置，其特征在于：所述顶部围板包括两块倒V型板和连接于两倒V型板之间的几字型板，倒V型板的顶部为水平过渡边，两倒V型板连接于两块径向连接板两端的顶部，几字型板的顶板与倒V型板的顶边平齐连接、两水平侧板的外沿与径向连接板的上沿平齐连接；几字型板的顶板的长度方向中心面两侧设置有两对耳板，它们的横向位置分别与两夹爪上的耳板位置对应。

7.如权利要求6所述的自动起吊装置，其特征在于：所述推拉动力装置为油缸，其缸体端通过销轴与所述顶部围板上的耳板铰接，活塞杆端通过销轴与所述夹爪上侧U型槽中部的耳板铰接；所述两径向连接板之间的顶部两端对称连接有加强撑杆，加强撑杆分别位于相应侧油缸的活塞杆外侧。

8.如权利要求7所述的自动起吊装置，其特征在于：所述提升动力装置为多级伸缩油缸，所述导向筒包括多层同心套装、可相对滑动的筒体，相邻的筒体之间设置有非金属材质的衬板，最内层筒体的底部关于其轴向中心面对称设置有一对耳板，多级伸缩油缸的活塞杆头部与两耳板连接的销轴铰接、缸体上端的底座板与导向筒的最外层筒体上端连接。

9.如权利要求8所述的自动起吊装置，其特征在于：所述导向筒的筒体层数与提升动力装置的活塞杆的级数相同，导向筒的最内层筒体下端有法兰板，所述连接座的下端连接于所述基座围板的几字型板上，上端与法兰板对接固定。

10.一种利用权利要求1所述自动起吊装置转运圆柱形薄壳体的方法，包括以下步骤：

(1)将提升机构的提升油缸缸体上端的底座板固定于吊装设备上，并使提升油缸的多级活塞杆处于回缩状态；

(2)使重型夹具的推拉油缸的活塞杆处于回缩状态，以使两夹爪处于回收状态；

(3)通过吊装设备使本装置运动至待转运圆柱形薄壳体的正上方，并使两夹爪的夹持圆心位于产品对应竖直面的轴向中心面上；

(4)使提升油缸的多级活塞杆逐级推出，使重型夹具下移，直至两夹爪的下侧距离待夹持产品的外表面10-15mm处；

(5)使重型夹具的推拉油缸的活塞杆推出，夹爪在活塞杆的作用下向下滑动，直至夹爪上侧的凸台与基座底部的限位凸台接触被限位，此时弧形夹持板和夹爪将圆柱形薄壳体包覆抱紧；

(6)使提升机构的提升油缸的活塞杆逐级回缩，使重型夹具夹持圆柱形薄壳体上升；

(7)吊装设备工作，将圆柱形薄壳体转运至指定地点。

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