CN111204655A - 一种节能堆高机吊具及堆高机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能堆高机吊具和堆高机，涉及工程机械领域，包括与堆高机主体连接的滑板小车，设置在滑板小车两侧的吊柱，还包括：按不同高度依次设置在滑板小车左右侧的两个中空导向臂；与所述中空导向臂连接，使吊具长度发生改变的伸缩机构；以及设置在吊柱和伸缩机构之间，至少使吊具发生偏移的侧移机构。本发明将传统堆高机的工作最频繁的机构吊具改为四节伸缩式的结构设计，实现了全面减重和优化设计，维护简单，成本低，节能效率高，普适性广。

Description

一种节能堆高机吊具及堆高机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种节能堆高机吊具及具有该吊具结构的堆高机。

背景技术

集装箱运输具有简化货物包装，保障货物安全，提供装卸运输效率，便于物流运输管理等优点，因此在海运、铁路、公路运输中取得普及和推广。而常用的堆码设备为堆高机，目前针对以柴油机为动力集装箱空箱堆高机的巨大无效功率消耗，国内外的该设备制造企业一直在致力于减少设备作业和行驶工况油耗的研究。

目前，欧美发达国家仅在行驶工况节能领域方面成功研发出一种最大油耗降低达30％的HIT变速箱系统技术，最大油耗降低约30％，而作业油耗节约领域鲜有突破。国内在作业节能领域研发了一种利用吊具、门架升降产生的势能转换成液压能量进行回收和储存，从而实现节能。但是堆高机液压能的回收难以使用专用的双作用节能油缸，而使用变量泵马达进行液压能需要采用大型液压蓄能器进行回收能量储存，导致能量转换装置昂贵，转换功率损失较大，需要有高压大容量的液压蓄能器，而且即使使用这种较昂贵的节能装置，其最大综合节能效率也仅仅在20％以下。

发明内容

为解决现有技术存在的节能效率低，成本高的技术问题，本发明提供一种四节伸缩式的结构设计，对传统堆高机工作最频繁的机构吊具进行了全面减重和优化设计，获得了一种低成本、节能效率达10％以上的堆高机吊具。

为实现本发明的技术目的，本发明一方面提供一种节能堆高机吊具，包括与堆高机主体连接的滑板小车，设置在滑板小车两侧的吊柱；还包括：

按不同高度依次设置在滑板小车左右侧的两个中空导向臂；

与所述中空导向臂连接，使吊具长度发生改变的伸缩机构；以及

设置在吊柱和伸缩机构之间，至少使吊具发生偏移的侧移机构。

其中，所述两个中空导向臂为设置在滑板小车左侧的左导向臂和设置在滑板小车右侧的右导向臂。

其中，所述左导向臂和右导向臂在滑板小车上呈中心对称设置。

本发明通过将导向臂固定在滑板小车上，不仅可以为伸缩臂提供良好的承重作用，使伸缩臂能够安全稳定的通过导向臂进行吊具宽度的调整，而且，还为伸缩臂的伸缩方向提供稳定导向作用，使左伸缩臂和右伸缩臂在既定的作业路线上相互平行伸缩，经计算，本发明提供的导向臂结构的应力在320MPa以下，变形控制在1/300以下，均符合行业标准要求，完全可以替代常规吊具的侧移滑座、侧移滑梁和侧移套管等复杂结构。

此外，本发明提供的中空导向臂为中空结构，且重量轻，经计算，本发明将常规吊具的侧移滑座、侧移滑梁及侧移套管替代为中空导向臂后，其重量降低了 10％以上，因此，本发明采用的中空导向臂的设置能够为作业频繁的吊具降低重量，减少了能耗。

其中，所述导向臂中设有与伸缩臂外部相适配的滑动组件以及锁止组件，以便伸缩臂在导向臂中在驱动的作用下自由滑动，并防止脱离。所述滑动组件和锁止组件为本领域常用结构，例如中国专利号为201110429150.0公开的滑动套筒结构，本发明不再赘述。

特别是，所述伸缩机构包括：

经由所述中空导向臂进行移动的伸缩臂；

设置在滑板小车上，并与所述中空导向臂、所述伸缩臂连接，使伸缩臂在导向臂中发生双向延伸移动的第一驱动。

其中，所述伸缩臂包括经由左导向臂进行移动的左伸缩臂和经由右导向臂进行移动的右伸缩臂。

尤其是，设置在滑板小车上的所述第一驱动的高度与两个中空导向臂的高度均不同。

特别是，所述第一驱动设置的高度在左导向臂和右导向臂的中间。

本发明将第一驱动设置在左导向臂和右导向臂高度的中间，使第一驱动和中空导向臂在滑板小车上仍呈中心对称，保证吊具的稳定吊挂。

其中，所述第一驱动为有杆腔联通的两个液压油缸。

其中，所述有杆腔联通的两个液压油缸为左伸缩油缸和右伸缩油缸。

其中，所述有杆腔联通的方式为通过液压管路进行联通。

其中，所述第一驱动与导向臂、伸缩臂的连接方式采用本领域常规使用的连接结构，包括但不限于耳环连接、铰轴连接、螺纹连接。

具体的，所述第一驱动与左导向臂、右导向臂、左伸缩臂、右伸缩臂至少有一个连接点，而且呈对称设置。

特别是，所述侧移机构包括：

其一端固定在吊柱上，另一端移动在伸缩臂中的侧移臂；

一端设置伸缩臂中，另一端与侧移臂连接，使侧移臂在伸缩臂内发生向外或向内平移的第二驱动。

其中，所述侧移臂包括一端固定在左吊柱上，另一端移动在左伸缩臂中的左侧移臂和一端固定在右吊柱上，另一端移动在右伸缩臂中的右侧移臂。

其中，所述第二驱动为两个液压油缸。

其中，所述两个液压油缸为用于驱动左侧移臂发生向外或向内平移的左侧移油缸和用于驱动右侧移臂发生向外或向内平移的右侧移油缸。

通过油路控制两个液压油缸，驱动左侧移臂和右侧移臂发生同向侧移或同时发生反向侧移。

需要说明的是，本发明所称的同向侧移是指左侧移臂和右侧移臂都发生左侧移动或右侧移动。本发明所称的反向侧移是指左侧移臂向左侧移动，右侧移臂向右侧移动；或左侧移臂向右侧移动，右侧移臂向左侧移动。

特别是，所述侧移机构还能够改变堆高机吊具的长度，使其能够用于更多类型的吊挂作业。

为实现本发明的技术目的，本发明第二方面提供一种节能堆高机，其具有上述的节能型堆高机吊具。

有益效果

1、本发明提供的节能堆高机吊具在没有支撑座的情况下，利用导向臂、伸缩臂、侧移臂、油缸结构以及上述结构的的位置关系使吊具灵活、稳定、精准的对40呎和20呎集装箱进行吊挂，具有较佳的力学结构，符合行业标准要求。

2、本发明提供的节能堆高机吊具利用四节移动臂(即左伸缩臂、左侧移臂、右伸缩臂、右侧移臂)的伸缩来适应两种规格标准集装箱的不同起吊孔间距和吊具侧移，使结构更灵活，使集装箱堆高机更容易对准集装箱，吊挂的准确度提高。

3、本发明提供的吊具的左右吊柱通过有杆腔联通的两个液压油缸同时控制，保证两个吊柱在侧移过程中间距固定不变，保障吊挂的稳定。

4、本发明对传统堆高机工作最频繁的机构吊具进行了全面减重和优化设计，获得了一种低成本、节能效率达10％以上的堆高机吊具和具有该吊具的堆高机。

5、本发明仅仅通过改变吊具结构，就可减轻吊具自重，使节能效率达到 10％以上，成本低，普适性广，节能效益显著。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的本发明的节能堆高机的结构示意图，和应用实施例对40呎集装箱作业时吊具居中位置的状态图；

图2是本发明实施例1提供的本发明的节能堆高机的油缸侧向在布置图；

图3是本发明应用实施例中提供的对40呎集装箱作业时吊具侧移600mm位置的状态图；

图4是本发明应用实施例中提供的对20呎集装箱作业时吊具居中时的位置的状态图；

图5是本发明应用实施例中提供的对20呎集装箱作业时吊具侧移600mm时的位置的状态图；

图6是本发明滑块的设置方式结构示意图。

图中，1、滑板小车；2、吊柱；3、中空导向臂，31、左导向臂，32、右导向臂；4、伸缩机构，41、伸缩臂，411、左伸缩臂，412、左伸缩臂，42、第一驱动；5、侧移机构，51、侧移臂，511、左侧移臂，512左侧移臂；52、第二驱动， 521、左驱动，522、右驱动，6、滑块。

A、伸缩油缸长度；B、侧移油缸长度。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，其中没有说明的结构均采用常规结构，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1堆高机吊具

如图1和2所示，本发明提供的一种节能型堆高机吊具，包括与堆高机主体连接的滑板小车1，设置在滑板小车两侧的吊柱2；还包括：设置在滑板小车上的中空导向臂3；与所述中空导向臂连接，使吊具长度发生改变的伸缩机构4；以及设置在吊柱和伸缩机构之间，至少使吊具发生偏移的侧移机构5。

具体的，所述中空导向臂3包括按不同高度依次设置在滑板小车左右侧的左导向臂31和右导向臂32，如图1所示，所述左导向臂31低于右导向臂32，当然，本领域技术人员还可以将左导向臂31与右导向臂32进行相反的设置，本发明不作限制，只要将左导向臂和右导向臂置于具有更佳力学效果的位置均属于本发明的保护范围，在本发明的一个实施例中，本发明将左导向臂和右导向臂呈中心对称设置。

进一步的，发明人为了利用导向臂为伸缩臂提供良好的承重作用，使伸缩臂能够安全稳定的通过导向臂进行吊具宽度的调整，以及为伸缩臂的伸缩方向提供稳定导向作用，使左伸缩臂和右伸缩臂在既定的作业路线上相互稳定的保持平行地伸缩，发明人经过大量试验和计算发现，将导向臂的长度调整为与滑板小车的长度相当；其顶端距离滑板小车中心的距离略小于顶端距离滑板小车侧端的距离，皆可实现。

此外，由于导向臂为中空结构，因此其质量相对于目前堆高机普遍使用的支承座降低了10％以上，极大的减轻了吊具重量，为作业频繁的吊具减低了能耗，因此本发明通过设置导向臂的位置，使其具有比支撑座更佳的承重和导向作用，打破了本技术领域通过支撑座实现吊具长度调整的常规结构。

其中，所述中空导向臂中设有与伸缩臂外部相适配的滑动组件采用领域常规结构，例如201110429150.0公开的滑动套筒结构，本发明不再赘述。

具体的，如图1所示，所述伸缩机构4包括：经由所述中空导向臂进行移动的伸缩臂41；设置在滑板小车上，并与所述中空导向臂、所述伸缩臂连接，使伸缩臂在导向臂中发生双向延伸移动的第一驱动42。

进一步的，所述伸缩臂41包括经由左导向臂31进行移动的左伸缩臂411和经由右导向臂32进行移动的右伸缩臂412。

进一步的，一方面为了保证吊具的稳定作业，另一方面便于使用和维修，本发明将第一驱动42设置在中空导向臂和伸缩臂外，且位于左伸缩臂411和右伸缩臂412的中间位置，使第一驱动42和左导向臂411、右导向臂412整体呈中心对称。

如图1所示，所述两个第一驱动42分别与左伸缩臂411、左导向臂31和右导向臂32和右伸缩臂412的外侧连接，呈中心对称设置。左伸缩臂和右伸缩臂分别在左导向臂和右导向臂中滑动，上述连接方式采用本领域常规使用的结构，本发明不再赘述。

进一步的，在本发明的一个实施例中，为了使左右伸缩臂能同时进行同距离的伸缩，本发明将两个液压油缸的有杆腔联通，作为第一驱动42。具体的，所述两个液压油缸为左伸缩油缸421,和右伸缩油缸422。左伸缩油缸421和右伸缩油缸422设置在同一水平面上，二者有杆腔的联通的方式可以通过油路实现。当伸缩臂需向左移动时，第一驱动42的左伸缩油缸421的无杆腔进油推动左伸缩臂向左移动，这时左侧油缸有杆腔排出的液压油直接进入第一驱动右伸缩油缸422 的有杆腔，右神作油缸422拉着右伸缩臂向左移动，由于左右侧油缸的缸径和杆径完全相同，因此左右伸缩臂能够完全同向同步运动。这样不仅系统控制简单，还能避免因左右伸缩臂运动不同可能产生的吊具的损伤。

具体的，所述侧移机构5包括：其一端固定在吊柱上，另一端移动在伸缩臂中的侧移臂51；一端设置伸缩臂中，另一端与侧移臂连接，使侧移臂在伸缩臂内发生向外或向内平移的第二驱动52。

其中，所述侧移臂包括一端固定在左吊柱上，另一端移动在左伸缩臂中的左侧移臂511和一端固定在右吊柱上，另一端移动在右伸缩臂中的右侧移臂512。所述第二驱动52包括设置在左侧移臂511的左驱动521和设置在右侧移臂512 的右驱动522。

其中，所述伸缩臂中设有与侧移臂外部相适配的滑动组件与中空导向臂中设有与伸缩臂外部相适配的滑动组件相同，此处不再赘述。

在本发明的一个实施例中，本发明为了最大限度的减少吊具自重，仅通过在中空导向臂内壁上设置滑块7或在伸缩臂内壁上设置滑块7，使伸缩臂外表面在中空导向臂上的滑块表面滑动，侧移臂的外表面在伸缩臂上的滑块表面滑动，从而实现伸缩臂与中空导向臂的相对滑动和。侧移臂与伸缩臂的相对滑动

具体的，为了使伸缩臂/侧移臂在滑块表面发生滑动，可以采用任一一种能够减少滑块与伸缩臂外表面的摩擦力的现有技术，例如通过机械加工使滑块与伸缩臂表面的光滑度增加。

本发明通过在中空导向臂/伸缩臂中增加滑块，一方面可以使中空导向臂与伸缩臂保持一定的空间距离，在伸缩过程中保护导向臂，防止滑动过程中对导向臂的损耗或损伤，另一方面可以减少滑动过程中空气阻力对伸缩作业的影响。

其中，所述滑块7的设置方式只要符合力学要求任一一种均可，在本发明的一个实施例中可以采用如图6所示的设置方式

在本发明的一个实施例中，本发明采用液压油缸作为第二驱动。本发明通过分布控制位于左侧移臂中的液压油缸和位于右侧移臂中的液压油缸，使左右侧移臂同时或非同时的进行同向或反向的平移；当左右侧移臂同向平移时，实现了吊具整体的向左或向右平移作业，当左右侧移臂反向平移时，吊具的长度边长或变短，使吊具适用于更多规格的集装箱的作业。

其中，双向液压油缸与伸缩臂和侧移臂的连接方式采用本技术领域常规结构，本发明不再赘述。

需要说明的是，本发明提供的导向臂规格、伸缩臂规格、侧移臂规格为均可以根据其材料属性、堆高机的性能、滑板小车的属性、及作业环境进行大量力学实验和计算获得，本发明不作限制。

本发明所称的“规格”包括但不限于长度、内外径大小、长度。

实施例2节能堆高机

除具有实施例1所述的堆高机吊具结构外，其他均与常规堆高机结构相同。

本发明提供的节能堆高机不仅能够高效灵活的对不同尺寸规格的集装箱进行堆码作业，还能实现集装箱的平移作业，作业模式多样，普适性广。

应用实施例

目前标准集装箱长度有40呎和20呎两种规格，本发明将40呎集装箱起吊孔间距标记为L1，20呎集装箱起吊孔间距标记为L2，集装箱堆高机的吊具应能适应这两种标准集装箱。为了使堆高机作业更方便，要求堆高机车体不动的情况下，吊具可左右侧移各600mm。利用本发明实施例1或2对集装箱进行作业的过程如下：

1、40呎集装箱的作业过程

启动堆高机吊具1，使吊具1位于集装箱的上部，为了使吊柱2能吊挂40 呎集装箱，技术人员控制伸缩油缸42使伸缩臂411和412同时向外延伸，使吊具长度与40呎的集装箱相适配，此时堆高机吊40呎标准集装箱吊具处于在正中位置(如图1所示)，此时集装箱需要侧移以便对准集装箱堆，这时技术人员控制左、右两个侧移油缸521、522对左侧移臂511、右侧移臂512进行驱动，带动两个吊柱和侧移臂朝同一方向移动，在整个移动过程中两个吊柱的中心距 L1固定不变，图3为向右侧移最大量600mm位置图，左移同理。

2、40呎标准集装箱切换成吊20呎标准集装箱的作业过程

当吊具需从吊40呎标准集装箱切换成吊20呎标准集装箱时，技术人员控制伸缩油缸带动伸缩臂411和412向内回缩，每个伸缩油缸回缩长度为(L1-L2)/2, 使两个吊柱的中心距为L2,堆高机满足对20呎标准集装箱的堆箱作业，作业状态如图4所示。

堆高机在进行20呎标准集装箱作业时，吊具左右侧移过程与40呎集装箱相同，作业状态如图5所示。

Claims (7)

1.一种节能堆高机吊具，包括与堆高机主体连接的滑板小车，设置在滑板小车两侧的吊柱，其特征在于，还包括：

按不同高度依次设置在滑板小车左右侧的两个中空导向臂；

与所述中空导向臂连接，使吊具长度发生改变的伸缩机构；以及

设置在吊柱和伸缩机构之间，至少使吊具发生偏移的侧移机构。

2.如权利要求1所述的节能堆高机吊具，其特征在于，所述伸缩机构包括：

经由所述中空导向臂进行移动的伸缩臂；

设置在滑板小车上，与所述中空导向臂、所述伸缩臂连接，使伸缩臂在导向臂中发生双向延伸移动的第一驱动。

3.如权利要求2所述的节能堆高机吊具，其特征在于，所述第一驱动设置的高度与两个中空导向臂的高度均不同。

4.如权利要求2所述的节能堆高机吊具，其特征在于，所述第一驱动为有杆腔联通的两个液压油缸。

5.如权利要求1所述的节能堆高机吊具，其特征在于，所述侧移机构包括：

其一端固定在吊柱上，另一端移动在伸缩臂中的侧移臂；

一端设置伸缩臂中，另一端与侧移臂连接，使侧移臂在伸缩臂内发生向外或向内平移的第二驱动。

6.如权利要求5所述的节能堆高机吊具，其特征在于，所述第二驱动为两个液压油缸。

7.一种节能堆高机，其特征在于，其具有权利要求1-6任一所述的节能型堆高机吊具。

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