CN113184692B - 一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，包含第一差动减速机、第二差动减速机、第一开闭卷筒、第二开闭卷筒、第一支持卷筒、第二支持卷筒、第一手动离合器、第二手动离合器、第一卷筒驱动电机和第二卷筒驱动电机。本发明通过手动离合器将两台差动减速机驱动的卷筒相互连接，正常工作时离合器分开，当一台差动减速机发生故障的时候，则离合器将两台差动减速机的卷筒连接后通过另一侧的正常工作的差动减速机进行临时的应急驱动，这样在效率降低的情况下实现了抓斗的开合、升降，从而不影响卸船作业。

Description

一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统

技术领域

本发明涉及一种卸船机驱动系统，特别是一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，属于卸船机领域。

背景技术

抓斗卸船机由于适应性好、维护便利、技术成熟等优势使用很普遍，其中使用量最大为四卷筒差动抓斗卸船机，其中差动减速机为整个驱动的核心部件，维护成本高，且维护及替换周期长。如果出现故障，将使整个设备瘫痪。同时，使用中瘫痪，还会造成抓斗无法提起，影响其他设备的卸船，从而对整个码头的卸船作业造成影响。

中国专利公开号CN101880008B公开了一种桥式双抓斗卸船机，其说明书以及附图3中公开了一种四卷筒驱动系统，四个卷筒分成两组，每组两个卷筒通过一台差动减速机进行驱动，当一台减速机发生故障的时候，则相应的这台减速机驱动的两个卷筒则无法正常进行工作，然而一台差动减速机驱动的两个卷筒分别承担着抓斗开合、抓斗升降两个动作的其中一个卷筒，即一台差动减速机故障，则整个抓斗无法控制开合，也无法进行升降，造成整个抓斗卸船机的瘫痪，对码头的卸船作业造成极大的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，在一台差动减速机损坏的情况下仍然可以进行应急操作。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：包含第一差动减速机、第二差动减速机、第一开闭卷筒、第二开闭卷筒、第一支持卷筒、第二支持卷筒、第一手动离合器、第二手动离合器、第一卷筒驱动电机和第二卷筒驱动电机，第一差动减速机的第一输入轴与第一卷筒驱动电机连接，第一差动减速机的第一输出轴与第一开闭卷筒的转轴一端连接，第一差动减速机的第二输出轴与第一支持卷筒的转轴一端连接，第二差动减速机的第一输入轴与第二卷筒驱动电机连接，第二差动减速机的第一输出轴与第二开闭卷筒的转轴一端连接，第二差动减速机的第二输出轴与第二支持卷筒的转轴一端连接，第一开闭卷筒的转轴另一端通过第一手动离合器与第二开闭卷筒的转轴另一端连接，第一支持卷筒的转轴另一端通过第二手动离合器与第二支持卷筒的转轴另一端连接。

进一步地，还包含第一浮动轴、第二浮动轴、第三手动离合器、第一浮动轴驱动电机和第二浮动轴驱动电机，第一差动减速机的第二输入轴与第一浮动轴驱动电机连接，第一差动减速机的第三输出轴与第一浮动轴的一端连接，第二差动减速机的第二输入轴与第二浮动轴驱动电机连接，第二差动减速机的第三输出轴与第二浮动轴的一端连接，第一浮动轴的另一端通过第三手动离合器与第二浮动轴的另一端连接。

进一步地，所述第一开闭卷筒的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第一开闭卷筒的下方出绳，第二开闭卷筒的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第二开闭卷筒的上方出绳。

进一步地，所述第一支持卷筒的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第一支持卷筒的上方出绳，第二支持卷筒的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第二支持卷筒的下方出绳。

进一步地，所述第一开闭卷筒的钢丝绳依次经过第一开闭滑轮、第一主小车滑轮后与抓斗连接，第二开闭卷筒的钢丝绳依次经过第一转向滑轮、第二开闭滑轮、第二主小车滑轮后与抓斗连接；第一支持卷筒的钢丝绳依次经过第一起升滑轮、第三主小车滑轮后与抓斗连接，第二支持卷筒的钢丝绳依次经过第二转向滑轮、第二起升滑轮、第四主小车滑轮后与抓斗连接。

进一步地，所述第一手动离合器、第二手动离合器和第三手动离合器分别包含离合器箱体、第一外齿轴套、第二外齿轴套、内齿圈、横轴、轴套、连接板和轴套驱动机构，第一外齿轴套和第二外齿轴套同轴设置，第一外齿轴套转动设置在箱体一侧，第二外齿轴套转动设置在箱体另一侧，第一外齿轴套和第二外齿轴套靠近的端部设置有外齿轮结构，内齿圈套设在第一外齿轴套和第二外齿轴套的外侧并且内齿圈内壁设置有与第一外齿轴套和第二外齿轴套外齿轮结构相互啮合的内齿结构，横轴平行于第一外齿轴套和第二外齿轴套设置并且横轴两端固定在箱体两侧上端，轴套套设在横轴上并且能够在横轴外侧沿轴套轴向滑动，轴套下侧通过连接板与内齿圈连接，轴套上侧与轴套驱动机构连接由轴套驱动机构驱动。

进一步地，所述内齿圈位于第二外齿轴套一侧的端部向内收缩并套设在第二外齿轴套外侧。

进一步地，所述内齿圈的外侧设置有一个环形凹槽，连接板下端开孔并且套设在内齿圈外侧的环形凹槽内，连接板上端与轴套固定设置。

进一步地，所述轴套驱动机构包含手柄、承转盘、摆臂和销轴，承转盘转动设置在离合器箱体的上端，手柄一端固定在承转盘上，摆臂一端固定在承转盘下端，销轴固定在摆臂的另一端，轴套上端设置有一个与销轴匹配的销孔，销轴下端设置在轴套上端的销孔内。

进一步地，所述轴套驱动机构还包含导套、定位销、手轮和弹簧，导套固定在离合器箱体上端，承转盘转动设置在导套内孔，承转盘上开有一个竖直孔，导套对应承转盘竖直孔位置设置有一个通孔，定位销设置在承转盘竖直孔内，手轮固定在定位销上端，弹簧套设在定位销上，承转盘竖直孔内设置有一个台阶结构，弹簧上端卡设在台阶结构下方，定位销下端设置有一个凸环，弹簧下端卡设在凸环上侧。

本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：本发明的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，通过手动离合器将两台差动减速机驱动的卷筒相互连接，正常工作时离合器分开，当一台差动减速机发生故障的时候，则离合器将两台差动减速机的卷筒连接后通过另一侧的正常工作的差动减速机进行临时的应急驱动，这样在效率降低的情况下实现了抓斗的开合、升降，从而不影响卸船作业。

附图说明

图1是本发明的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统的示意图。

图2是本发明的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统的绕绳示意图。

图3是本发明的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统的钢丝绳缠绕示意图。

图4是本发明的手动离合器的示意图。

图5是本发明的手动离合器的侧视图。

图6是本发明的手动离合器的局部放大图。

图7是本发明的手动离合器的俯视图。

具体实施方式

为了详细阐述本发明为达到预定技术目的而所采取的技术方案，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晰、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的部分实施例，而不是全部的实施例，并且，在不付出创造性劳动的前提下，本发明的实施例中的技术手段或技术特征可以替换，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和2所示，本发明一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，包含第一差动减速机1、第二差动减速机2、第一开闭卷筒3、第二开闭卷筒4、第一支持卷筒5、第二支持卷筒6、第一手动离合器7、第二手动离合器8、第一卷筒驱动电机9和第二卷筒驱动电机10，第一差动减速机1的第一输入轴与第一卷筒驱动电机9连接，第一差动减速机1的第一输出轴与第一开闭卷筒3的转轴一端连接，第一差动减速机1的第二输出轴与第一支持卷筒5的转轴一端连接，第二差动减速机2的第一输入轴与第二卷筒驱动电机10连接，第二差动减速机2的第一输出轴与第二开闭卷筒4的转轴一端连接，第二差动减速机2的第二输出轴与第二支持卷筒6的转轴一端连接，第一开闭卷筒3的转轴另一端通过第一手动离合器7与第二开闭卷筒4的转轴另一端连接，第一支持卷筒5的转轴另一端通过第二手动离合器8与第二支持卷筒6的转轴另一端连接。本发明的抓斗卸船机在正常进行运行的时候，第一手动离合器7和第二手动离合器8都是处于分离状态，当第一差动减速机1发生故障的时候，此时第一开闭卷筒3和第一支持卷筒5无法被驱动运行，控制第一手动离合器7和第二手动离合器8进行闭合连接，从而使第一开闭卷筒3和第二开闭卷筒4、第一支持卷筒5和第二支持卷筒6能够同时被第二差动减速机2进行驱动，从而在第一差动减速机1故障无法运行的情况下，仍然能够完成抓斗的开合和升降，从而控制故障卸船机运行到不影响其他卸船机工作的位置，进而降低卸船机故障产生的影响。

一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统还包含第一浮动轴11、第二浮动轴12、第三手动离合器13、第一浮动轴驱动电机14和第二浮动轴驱动电机15，第一差动减速机1的第二输入轴与第一浮动轴驱动电机14连接，第一差动减速机1的第三输出轴与第一浮动轴11的一端连接，第二差动减速机2的第二输入轴与第二浮动轴驱动电机15连接，第二差动减速机2的第三输出轴与第二浮动轴12的一端连接，第一浮动轴11的另一端通过第三手动离合器13与第二浮动轴12的另一端连接。当第一差动减速机1发生故障时，通过第三手动离合器13件第一浮动轴11和第二浮动轴12连接后，通过第二浮动轴驱动电机15进行驱动，从而实现浮动轴故障后的应急操作。

由于手动离合器将两台差动减速机上的卷筒连接后，为了保证最终的驱动效果，本申请的四个卷筒中左右或者上下相邻的两个卷筒之间的钢丝绳缠绕方向相反，并且出绳方向也相反。具体的，如图2所示，第一开闭卷筒3的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第一开闭卷筒3的下方出绳，第二开闭卷筒4的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第二开闭卷筒4的上方出绳。第一支持卷筒5的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第一支持卷筒5的上方出绳，第二支持卷筒6的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第二支持卷筒6的下方出绳。

如图3所示，第一开闭卷筒3的钢丝绳依次经过第一开闭滑轮16、第一主小车滑轮17后与抓斗18连接，第二开闭卷筒4的钢丝绳依次经过第一转向滑轮19、第二开闭滑轮20、第二主小车滑轮后21与抓斗18连接；第一支持卷筒5的钢丝绳依次经过第一起升滑轮22、第三主小车滑轮23后与抓斗18连接，第二支持卷筒6的钢丝绳依次经过第二转向滑轮24、第二起升滑轮25、第四主小车滑轮26后与抓斗18连接。

如图4、5所示，第一手动离合器7、第二手动离合器8和第三手动离合器13分别包含离合器箱体27、第一外齿轴套28、第二外齿轴套29、内齿圈30、横轴31、轴套32、连接板33和轴套驱动机构，第一外齿轴套28和第二外齿轴套29同轴设置，第一外齿轴套28转动设置在箱体27一侧，第二外齿轴套29转动设置在箱体27另一侧，第一外齿轴套28和第二外齿轴套29靠近的端部设置有外齿轮结构，内齿圈30套设在第一外齿轴套28和第二外齿轴套29的外侧并且内齿圈内壁设置有与第一外齿轴套28和第二外齿轴套29外齿轮结构相互啮合的内齿结构，横轴31平行于第一外齿轴套28和第二外齿轴套29设置并且横轴31两端固定在箱体27两侧上端，轴套32套设在横轴31上并且能够在横轴31外侧沿轴套轴向滑动，轴套32下侧通过连接板33与内齿圈30连接，轴套32上侧与轴套驱动机构连接由轴套驱动机构驱动。正常状态下，内齿圈30位于箱体的右侧，此时内齿圈30的内齿结构只与第二外齿轴套29啮合而不与第一外齿轴套28接触，当需要控制离合器进行闭合的时候，通过轴套驱动机构驱动轴套沿着横轴31向左侧滑动，轴套32滑动过程中，通过连接板33带动内齿圈30一起向左侧移动从而使内齿圈30内部的内齿结构与第一外齿轴套28接触并啮合，从而完成了第一外齿轴套28和第二外齿轴套29的联动。

内齿圈30位于第二外齿轴套29一侧的端部向内收缩并套设在第二外齿轴套29外侧。由于正常状态下，内齿圈30的内侧的内齿结构只与第二外齿轴套29接触，此时内齿圈30只与第二外齿轴套29小面积接触，为了保证内齿圈此时滑动的稳定性，通过将内齿圈30端部向内侧延伸从而滑动设置在第二外齿轴套29的外侧，以形成内齿圈30与第二外齿轴套的外齿部位以及轴套外侧的两点稳定支承。

内齿圈30的外侧设置有一个环形凹槽34，连接板33下端开孔并且套设在内齿圈30外侧的环形凹槽34内，连接板33上端与轴套32固定设置。通过这样的连接结构，从而使内齿圈30与连接板33之间的连接变成活动式的连接关系，这样能够避免由于零件本身误差以及安装误差的关系而导致的内齿圈30与第一外齿轴套28和第二外齿轴套29的磨损。

轴套驱动机构包含手柄35、承转盘36、摆臂37和销轴38，承转盘36转动设置在离合器箱体27的上端，手柄35一端固定在承转盘36上，摆臂37一端固定在承转盘36下端，销轴38固定在摆臂37的另一端，轴套32上端设置有一个与销轴38匹配的销孔，销轴38下端设置在轴套32上端的销孔内。使用的时候，转动手柄35带动承转盘36下端的摆臂37旋转，销孔在垂直于轴套32轴向方向上具有一定的长度，从而销轴在带动轴套32移动的时候，销轴也能够在销孔内滑动调整，避免机构卡死。

如图6所示，轴套驱动机构还包含导套39、定位销40、手轮41和弹簧42，导套39固定在离合器箱体27上端，承转盘36转动设置在导套39内孔，承转盘36上开有一个竖直孔，导套39对应承转盘竖直孔位置设置有一个通孔，定位销40设置在承转盘竖直孔内，手轮41固定在定位销40上端，弹簧42套设在定位销40上，承转盘竖直孔内设置有一个台阶结构，弹簧42上端卡设在台阶结构下方，定位销40下端设置有一个凸环43，弹簧42下端卡设在凸环43上侧。当需要转动手柄35的时候，将定位销40沿竖直方向向上拨出使定位销40下端端部离开导套的通孔，然后转动手柄35并松开定位销40，当手柄35转动到指定位置的时候，该位置的导套上有另外一个通孔，从而定位销40在弹簧42的作用下伸入该通孔内完成手柄位置的锁紧定位。如图7所示，离合器箱体27的上端设置有两个限位传感器44，当手柄转动到限位传感器44位置的时候，传感器将信号反馈至控制中心，以进行驱动系统的控制。

本发明的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统的控制原理及控制逻辑如下：

差动减速箱实现两个输出卷筒的单动作或同时动作，实现抓斗的打开、闭合、提升、下降及小车的往返运行。差动减速机的两个输出卷筒的相对转向是固定的，速度差通过小车电机转速进行调节。系统布置需要满足相同差动减速箱的两个卷筒相对转向方向始终唯一。

卸船机正常工作状态如下：

抓斗闭合：开闭卷筒1、2正转，速度相同，支持卷筒1、2固定不动。

抓斗打开：开闭卷筒1、2反转，速度相同，支持卷筒1、2固定不动。

抓斗起升：开闭卷筒1和2正转，支持卷筒1和2反转，四卷筒速度相同。

抓斗下降：开闭卷筒1和2反转，支持卷筒1和2正转，四卷筒速度相同。

小车向前运行：开闭卷筒1反转（放绳），开闭卷筒2反转（收绳），支持卷筒1正转（放绳），支持卷筒2正转（收绳），开闭卷筒1和2转速相同，支持卷筒1和2转速相同，开闭卷筒与支持卷筒有速度差，两边差动减速机通过小车电机转速进行调节，并且转速差相同。

小车向后运行：原理与向前运行相同，方向相反。

通过以上工况可以看出同一差动减速机的两个卷筒转向始终相反。

其中一台减速机故障的情况下工作状态如下（图2左边减速机损坏为例）：

将浮动轴上的离合器处于脱开状态，卷筒上的两个离合器闭合处于连接状态，此时两个开闭卷筒及支持卷筒分别合为一体。

抓斗闭合：开闭卷筒正转，支持卷筒固定不动。

抓斗打开：开闭卷筒反转，支持卷筒固定不动。

抓斗起升：开闭卷筒正转，支持卷筒反转，四卷筒速度相同。

抓斗下降：开闭卷筒反转，支持卷筒正转，四卷筒速度相同。

小车向前运行：开闭卷筒反转（一根收绳，一根放绳），支持卷筒正转（一根收绳，一根放绳），开闭卷筒与支持卷筒有速度差，通过差动减速器进行调节。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：包含第一差动减速机、第二差动减速机、第一开闭卷筒、第二开闭卷筒、第一支持卷筒、第二支持卷筒、第一手动离合器、第二手动离合器、第一卷筒驱动电机和第二卷筒驱动电机，第一差动减速机的第一输入轴与第一卷筒驱动电机连接，第一差动减速机的第一输出轴与第一开闭卷筒的转轴一端连接，第一差动减速机的第二输出轴与第一支持卷筒的转轴一端连接，第二差动减速机的第一输入轴与第二卷筒驱动电机连接，第二差动减速机的第一输出轴与第二开闭卷筒的转轴一端连接，第二差动减速机的第二输出轴与第二支持卷筒的转轴一端连接，第一开闭卷筒的转轴另一端通过第一手动离合器与第二开闭卷筒的转轴另一端连接，第一支持卷筒的转轴另一端通过第二手动离合器与第二支持卷筒的转轴另一端连接；四个卷筒中左右或者上下相邻的两个卷筒之间的钢丝绳缠绕方向相反，并且出绳方向也相反。

2.根据权利要求1所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：还包含第一浮动轴、第二浮动轴、第三手动离合器、第一浮动轴驱动电机和第二浮动轴驱动电机，第一差动减速机的第二输入轴与第一浮动轴驱动电机连接，第一差动减速机的第三输出轴与第一浮动轴的一端连接，第二差动减速机的第二输入轴与第二浮动轴驱动电机连接，第二差动减速机的第三输出轴与第二浮动轴的一端连接，第一浮动轴的另一端通过第三手动离合器与第二浮动轴的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述第一开闭卷筒的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第一开闭卷筒的下方出绳，第二开闭卷筒的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第二开闭卷筒的上方出绳。

4.根据权利要求3所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述第一支持卷筒的钢丝绳采用右旋缠绕方式并且钢丝绳从第一支持卷筒的上方出绳，第二支持卷筒的钢丝绳采用左旋缠绕方式并且钢丝绳从第二支持卷筒的下方出绳。

5.根据权利要求4所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述第一开闭卷筒的钢丝绳依次经过第一开闭滑轮、第一主小车滑轮后与抓斗连接，第二开闭卷筒的钢丝绳依次经过第一转向滑轮、第二开闭滑轮、第二主小车滑轮后与抓斗连接；第一支持卷筒的钢丝绳依次经过第一起升滑轮、第三主小车滑轮后与抓斗连接，第二支持卷筒的钢丝绳依次经过第二转向滑轮、第二起升滑轮、第四主小车滑轮后与抓斗连接。

6.根据权利要求2所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述第一手动离合器、第二手动离合器和第三手动离合器分别包含离合器箱体、第一外齿轴套、第二外齿轴套、内齿圈、横轴、轴套、连接板和轴套驱动机构，第一外齿轴套和第二外齿轴套同轴设置，第一外齿轴套转动设置在箱体一侧，第二外齿轴套转动设置在箱体另一侧，第一外齿轴套和第二外齿轴套靠近的端部设置有外齿轮结构，内齿圈套设在第一外齿轴套和第二外齿轴套的外侧并且内齿圈内壁设置有与第一外齿轴套和第二外齿轴套外齿轮结构相互啮合的内齿结构，横轴平行于第一外齿轴套和第二外齿轴套设置并且横轴两端固定在箱体两侧上端，轴套套设在横轴上并且能够在横轴外侧沿轴套轴向滑动，轴套下侧通过连接板与内齿圈连接，轴套上侧与轴套驱动机构连接由轴套驱动机构驱动。

7.根据权利要求6所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述内齿圈位于第二外齿轴套一侧的端部向内收缩并套设在第二外齿轴套外侧。

8.根据权利要求6所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述内齿圈的外侧设置有一个环形凹槽，连接板下端开孔并且套设在内齿圈外侧的环形凹槽内，连接板上端与轴套固定设置。

9.根据权利要求6所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述轴套驱动机构包含手柄、承转盘、摆臂和销轴，承转盘转动设置在离合器箱体的上端，手柄一端固定在承转盘上，摆臂一端固定在承转盘下端，销轴固定在摆臂的另一端，轴套上端设置有一个与销轴匹配的销孔，销轴下端设置在轴套上端的销孔内。

10.根据权利要求9所述的一种抓斗卸船机用应急差动减速机四卷筒驱动系统，其特征在于：所述轴套驱动机构还包含导套、定位销、手轮和弹簧，导套固定在离合器箱体上端，承转盘转动设置在导套内孔，承转盘上开有一个竖直孔，导套对应承转盘竖直孔位置设置有一个通孔，定位销设置在承转盘竖直孔内，手轮固定在定位销上端，弹簧套设在定位销上，承转盘竖直孔内设置有一个台阶结构，弹簧上端卡设在台阶结构下方，定位销下端设置有一个凸环，弹簧下端卡设在凸环上侧。