CN114671330A - 吊运设备及工程机械合车方法 - Google Patents

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CN114671330A CN202210305992.3A CN202210305992A CN114671330A CN 114671330 A CN114671330 A CN 114671330A CN 202210305992 A CN202210305992 A CN 202210305992A CN 114671330 A CN114671330 A CN 114671330A
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Abstract

本发明涉及工程机械生产制造设备领域，公开了一种吊运设备及工程机械合车方法，所述吊运设备包括：卷扬装置，该卷扬装置能够卷绕或释放吊索(11)；吊架总成(3)，该吊架总成设置为能够相对工件锁紧，所述吊索(11)的自由端能够连接至该吊架总成或相对该吊架总成锁紧的所述工件，并通过该吊索的卷绕或释放而使得吊架总成相对卷绕装置刚性固定或被所述吊索柔性悬吊，以选择性限制或允许该吊架总成和工件的晃动。本发明的吊运设备既能在吊运过程中通过刚性吊运而限制吊架总成及其上吊挂的工件的晃动，快速安全地将工件吊运至预定位置，又能在如对孔的装配过程中通过柔性悬吊而满足柔性调节需求，能够有效提高合车过程的装配效率和作业安全性。

Description

吊运设备及工程机械合车方法
技术领域
本发明涉及工程机械生产制造设备，具体地涉及一种吊运设备。此外，本发明还涉及利用该吊运设备的工程机械合车方法。
背景技术
在例如为挖掘机、起重机等的工程机械制造过程中，通常需要利用柔性吊具(吊索)将上车架吊起，并通过如行车吊运至下车架上方，由人工操作行车升降、平移，辅以手动调整使得上车架与下车架的安装孔对齐，从而完成上车架与下车架的合装作业。类似地，在大型工件加工前，需要将待加工的工件吊运至机床上的定位位置以便精确加工，同样需要手动调整以辅助定位。
如图1和图2所示，在吊运上车架100时，由于吊索11柔性较大，刚性不足，在吊运过程中容易产生晃动。具体而言，在行车吊运上车架100过程中，行车通过吊索11(如钢丝绳)连接上车架100，由此在行车运行时(如启停阶段)容易出现行走小车与上车架100运动速度不等、发生相对位移等现象，导致该上车架100在如临近停靠点附近摆动，无法立即停止和定位，影响装配作业效率，严重时可能导致上车架100坠落等安全事故。
另外，上车架的吊点通常设于上方，以便使用常规吊具吊挂。然而，这要求操作人员携带沉重的吊具爬上上车架，并将该吊具锁定在吊点上，操作困难，劳动强度较高。现有利用行车吊运装配部件和加工工件的生产制造方法还存在过于依赖人工操作的问题，作业效率和智能化程度较低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的工程机械生产制造过程中被吊运的工件容易发生晃动的问题，提供一种吊运设备，该吊运设备能够在吊运工件过程中适时限制吊架总成及其上吊挂的工件的晃动，适于在工程机械合车等装配和工件加工过程中提高装配效率和作业安全性。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种吊运设备，包括：卷扬装置，该卷扬装置能够卷绕或释放吊索；吊架总成，该吊架总成设置为能够相对工件锁紧，所述吊索的自由端能够连接至所述吊架总成或相对该吊架总成锁紧的所述工件中的至少一者，并通过该吊索的卷绕或释放而使得所述吊架总成相对所述卷绕装置刚性固定或被所述吊索柔性悬吊，以选择性限制或允许该吊架总成和所述工件的晃动。
优选地，所述吊运设备包括：行车，该行车具有作为所述卷扬装置的行走小车；升降架，该升降架刚性连接至所述行走小车；所述吊架总成连接至所述吊索的自由端并能够随该吊索的卷绕或释放而相对所述升降架刚性固定或被所述吊索柔性悬吊，以选择性限制或允许该吊架总成的晃动。
优选地，所述升降架包括刚性连接至所述行走小车的上升降架和沿竖直导轨滑动连接至该上升降架的下升降架，所述吊架总成能够随所述吊索的卷绕而被向上牵引为与该下升降架刚性接合。
优选地，所述升降架设有用于感应所述下升降架相对所述上升降架在竖直方向的升降位移量或升降极限的第一限位传感器。
优选地，所述升降架与所述吊架总成彼此相对的一端分别设有能够彼此配合的限位结构，以在配合状态下限制所述吊架总成相对所述升降架发生横向摆动。
优选地，所述限位结构包括设于所述升降架上的导向套和设于所述吊架总成上的导向台，该导向台能够在所述吊架总成随所述吊索的卷绕而被向上牵引时至少部分地与所述导向套在周向配合以限制所述吊架总成相对所述升降架发生横向摆动。
优选地，所述导向套具有上下贯通延伸的贯通孔，所述吊架总成上连接有沿竖直方向延伸并穿过该贯通孔的导向杆，该导向杆的外径小于所述导向套的内径，所述导向台设于该导向杆的底端并具有自下而上渐缩延伸的锥台面，该锥台面能够随所述导向杆相对所述导向套的轴向位移而与所述贯通孔配合，以在该配合状态下限制该导向杆相对所述导向套发生径向摆动。
优选地，所述导向杆的延伸至所述导向套上方的部分连接有径向尺寸大于所述贯通孔的限位块，其中，该限位块具有自上而下渐缩延伸的锥台面，并且/或者，该限位块可拆卸地连接至所述导向杆。
优选地，所述吊架总成包括吊架横梁和分别具有托板的多个吊架，该吊架可调节地连接至所述吊架横梁以能够将所述托板调节为从被吊运的工件的下侧托举该工件。
优选地，所述吊架横梁上设有水平导轨，所述吊架安装于该水平导轨上并能够由驱动装置驱动为沿该水平导轨滑动而从所述工件的外侧夹紧该工件并带动所述托板运动至被吊运的所述工件下侧。
优选地，所述吊架横梁上安装有用于感应所述吊架在所述吊架横梁上的水平位移量或水平位移极限的第二限位传感器。
本发明第二方面提供一种工程机械合车方法，包括利用上述吊装设备吊运上车架并将该上车架组装于所述下车架上的步骤。
通过上述技术方案，本发明的吊运设备能够在吊运例如为上车架的工件过程中选择性地将与工件锁紧的吊架总成相对卷扬装置刚性固定或由吊索柔性悬吊，由此既能在吊运过程中通过刚性吊运而限制吊架总成及与其锁紧的工件的晃动，快速安全地将工件吊运至预定位置，又能在如对孔的装配过程或工件定位过程中通过柔性悬吊而满足柔性调节需求，能够有效提高工程机械合车过程和工件加工过程的装配效率和作业安全性。
附图说明
图1是现有技术中挖掘机合车过程的吊运上车架时的示意图；
图2是图1中吊运上车架时的俯视图；
图3是根据本发明一种优选实施方式的吊运设备在准备吊运上车架时的结构示意图；
图4是图3中吊运设备的升降架的示意图；
图5是图4中升降架的左视图；
图6是图3中吊运设备的限位结构的示意图；
图7是图3中吊运设备在刚性吊运上车架时的结构示意图及其中限位结构的放大图；
图8是图3中吊运设备的吊架总成的示意图；
图9是图8中吊架总成的左视图；
图10是图8中吊架总成的吊架的放大图；
图11是根据本发明另一种优选实施方式的吊运设备在准备吊运上车架时的结构示意图。
附图标记说明
1-行车；11-吊索；12-吊钩；13-吊链；2-升降架；21-上升降架；22-下升降架；23-竖直导轨；24-第一限位传感器；3-吊架总成；31-吊架横梁；32-吊架；321-竖向架；322-斜向臂；33-托板；33a-防护垫块；34-水平导轨；35-驱动装置；36-第二限位传感器；4-限位结构；41-导向套；42-导向台；43-导向杆；44-限位块；45-连接板；100-上车架。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，所述吊索是指具有一定柔软性的可弯曲或扭转的柔性缆索，如常见的用于起重设备中的钢丝绳等。由此，在由该吊索柔性悬吊工件时，该工件能够相对释放该吊索的机架(如行车的行走小车和卷扬装置等)摆动，导致工件与该吊索的机架不再处于同一竖直线上。与此相对地，相对刚性固定是指相关部件或装置至少在水平方向或环绕竖直中心线的水平周向相对固定，由此在随后所述的如吊架总成相对升降架刚性固定的状态下，该吊架总成不能相对升降架发生晃动(摆动)或旋转。
参照图3所示，根据本发明一种优选实施方式的吊运设备，包括行车1、升降架2和吊架总成3等。行车1具有行走小车并能够卷绕或释放吊索11；升降架11刚性连接至该行车1的行走小车，以能够随该行走小车在水平方向的移动而同步位移；吊架总成3连接至行车1的吊索11并能够相对例如为挖掘机的工程机械的上车架100等工件锁紧，由此可以通过吊索11(如经过吊链13)吊起该吊架总成3或工件自身(如图11所示)而吊挂该工件。即由于在锁紧状态下吊架总成3和工件可以看作一个整体，因此吊索11可以连接至吊架总成3或由其锁紧的工件，这两种连接方式具有基本相同的效果。其中，该吊架总成3能够随吊索11的卷绕或释放而相对升降架2刚性固定或被该吊索11柔性悬吊，从而选择性限制或允许该吊架总成3相对升降架2晃动。
在如随后所述的优选实施方式中，当行车1卷绕吊索11至预定高度时，吊架总成3与升降架2通过限位结构4而限制吊架总成3相对该升降架2的横向摆动，由此吊架总成3(及与其锁紧的工件)在吊索11施加的拉力和升降架2通过该限位结构4施加的横向限位作用下相对该升降架2刚性固定，使得该吊架总成3和被吊挂的工件能够随行车1的行走小车及升降架2同步运动(水平位移)，避免吊运过程的晃动；而在由吊索11柔性悬吊吊架总成3时，升降架2不再向该吊架总成3施加横向限位作用，由此该吊架总成3及其上吊挂的工件能够在吊索11的自由端相对行车1的行走小车自由摆动，满足装配和定位过程的柔性调节需求，便于实施对孔等装配步骤。
在其他实施方式中，吊架总成3也可以由其他部件或机构选择性刚性固定至升降架2，如在吊架总成3或升降架2上设置能够在锁止位置和释放位置调节的锁止机构，以在吊运过程中利用该锁止机构至少在一个方向刚性固定该吊架总成3和升降架2，从而约束其水平位移或绕环绕竖直中心线的水平周向的旋转的自由度。
因此，本发明的吊运设备能够在吊运例如为挖掘机、起重机等工程机械的上车架100或需要由机床加工的待加工零件等工件的过程中选择性地将吊挂有工件的吊架总成3相对升降架2刚性固定或由吊索11柔性悬吊，由此既能在吊运过程中通过刚性吊运而限制吊架总成3及其上吊挂的工件的晃动，快速安全地将工件吊运至预定位置，又能在如对孔的装配或工件定位过程过程中通过柔性悬吊而满足柔性调节需求，能够有效提高工程机械生产制造过程的作业效率和作业安全性。
在本发明中，卷扬装置也可以选择为行走小车之外的其他能够卷绕或释放吊索11以吊运工件的设备；吊架总成3也可以直接与行走小车刚性固定而省去升降架2。
在吊运过程中，吊索11可以以多种适当方式连接至吊架总成3。例如，通常地，行车1在吊索11的自由端设有吊钩12，该吊钩12可以通过吊链13、吊环等连接至吊架总成3的多个连接点，以便稳定吊起该吊架总成3。
结合图4和图5所示，在本发明一种优选实施方式的吊运设备中，升降架2可以包括刚性连接至行走小车的上升降架21和沿竖直导轨23滑动连接至该上升降架21的下升降架22。吊架总成3能够随吊索11的卷绕而被向上牵引为与该下升降架22刚性接合。在此情形下，当吊索11被卷绕为向上吊起吊架总成3后，首先将吊架总成3与下升降架22刚性接合，进而随着吊索11的进一步卷绕而提升吊架总成3继续向上运动，并带动下升降架22沿竖直导轨23相对上升降架21向上滑动，由此能够将吊架总成3及其上吊挂的工件提升至相对较高的高度位置，便于避免工件与地面上的其他设备等发生碰撞。
在图示优选实施方式中，上升降架21和下升降架22设置为框架结构，且在上升降架21上设置有竖直导轨23，下升降架22套设在该上升降架21上并沿该竖直导轨23滑动。未免下升降架22从上升降架21的下端滑脱，可在其相接部分设置有限位结构。在替代实施方式中，也可以在上升降架21上设置用于引导下升降架23滑动的导槽。
进一步地，升降架2上还可以设有第一限位传感器24，该第一限位传感器24能够感应下升降架22相对上升降架21在竖直方向的升降位移或升降极限，以便控制行车1带动下升降架22运动至超出竖直导轨23的范围，提升系统安全性并便于智能化装配。例如，第一限位传感器24可以布置于上升降架21和下升降架22中的至少一者上。
参照图3、图5至图7所示，本发明一种优选实施方式的吊运设备可以利用限位结构4使得升降架2能够在刚性接合状态下限制吊架总成3的晃动。其中，升降架2和吊架总成3彼此相对的一端分别设置能够在水平方向彼此配合的限位结构4，从而其能够在水平方向相互作用以限制在横向相对运动。
在图示优选实施方式中，限位结构4包括设于升降架2上的导向套41和设于吊架总成3上的导向台42，当吊架总成3被行车1的吊索11提升至预定高度位置处时，该吊架总成3上的导向台42与导向套41在周向配合，以限制该吊架总成3相对升降架2发生横向摆动。
由此，限位结构4的导向套41和导向台42可以设置为任意一种适当的能够嵌合的结构。在图示优选实施方式中，导向套41具有上下贯通延伸的贯通孔，并可以焊接至升降架2(下升降架22)的底端；导向台42可以通过如连接板45焊接至随后所述的吊架总成3的吊架横梁31上(请参图7和图8)，并具有自下而上渐缩延伸的锥台面。在吊架总成3被吊索11提升至与升降架2的底端几乎相接的状态下，导向台42的锥台面与贯通孔配合，以在该配合状态下升降架2能够限制吊架总成3的横向摆动。通过将导向台42设置为具有锥台面，以及在导向套41的朝向吊架总成3的一端设置锥形扩口(锥形部)，可在吊架总成3被提升为朝向升降架2运动时引导该导向台42与导向套41配合，提升工作可靠性。
在图示优选实施方式中，吊架总成3上连接有沿竖直方向延伸并穿过导向套41的贯通孔延伸的导向杆43，该导向杆43的外径小于导向套41的内径(即贯通孔的最小直径)，由此可以在由吊索11柔性悬吊吊架总成3时起到一定导向作用，且升降架2不会影响吊架总成3在一定范围内的柔性调节。导向台42可以设置在该导向杆43的底端(一体成型)，由此便于通过焊接等方式连接至吊架总成3上，在导向台42与导向套41配合的状态下，该导向套41能够限制导向杆43相对该导向套41径向摆动，从而实现吊架总成3与升降架2在水平方向的刚性接合。
为了防止吊架总成3下降为超出导向杆43的导向范围，可以在该导向杆43的延伸至导向套41上方的部分连接有径向尺寸大于导向套41的贯通孔的限位块44。其中，该限位块44也可以设置有自上而下渐缩的锥台面，由此当吊架总成3被释放为使得该限位块44与导向套41配合时，也能够限制该吊架总成3相对升降架2摆动，便于防止在开始起吊瞬间的工件摆动。另外，限位块44可以通过螺接等方式可拆卸地连接在导向杆43上，由此能够便于将限位结构4组装在升降架2与吊架总成3之间。
在本发明中，吊架总成3可以设置为任意一种能够将相应工件锁紧并提升的结构形式。在图示优选实施方式中，结合图8至图10所示，吊架总成3包括吊架横梁31和多个吊架32，该吊架32可调节地连接至吊架横梁31并分别具有托板33，从而能够被调节为使得该托板33位于被吊运的工件下侧，通过托举方式提升工件高度。对于例如为工程机械的上车架等大型工件，这省去了操作人员爬上工件将吊具锁定在吊点的操作步骤，便于降低劳动强度。
进一步地，吊具横梁31上可以设有水平导轨34和例如为电缸的驱动装置35，吊架32安装于该水平导轨34上并能够由驱动装置35驱动为沿该水平导轨34滑动，由此带动托板33运动至被吊运的工件下侧，由此吊架32能够被控制为在下侧托举工件，并在侧边夹紧。通过设置吊架32在吊架横梁31上的水平位移量，还能够根据工件尺寸信息自动控制驱动装置35驱动吊架32的滑动距离，从而自从夹紧被吊运的工件，提升吊运设备的智能化程度。在其他实施方式中，驱动装置35也可以设置为液压缸或气缸等其他动力元件。或者，吊架可以任意适当方式调节，例如，除了上述优选实施方式中的水平调节外，其也可以通过摆动方式进行调节，只要将托板33调节至工件下侧即可。
为此，还可以在吊架横梁31上安装用于感应吊架32相对该吊架横梁31的水平位移量或水平位移极限的第二限位传感器36，以测量吊架32的水平位移量，或避免吊架32滑出水平导轨34的延伸范围。
正如前述，通过水平调节吊架32在吊架横梁31上位置，可以夹紧或释放工件，为此，可以在吊架横梁31上连接彼此相对设置的一对吊架32，由此能够将该一对吊架32驱动为相向运动而夹紧工件。在其他实施方式中，可以在吊架横梁31上设置沿圆周方向布置的更多个吊架32，以在多个方向和位置向被吊运的工件施力。其中，吊架横梁31和吊架32可以由型钢焊接而成。
吊架32可以包括从吊架横梁31竖直向下延伸的竖向架321和连接在该竖向架321与吊架横梁31之间的倾斜延伸的斜向臂322，从而由该竖向架321、斜向臂322和吊架横梁31构成三角稳定结构，具有较高的结构强度，有利于提升重型工件。
对于工程机械合装程序的上车架100，通常在合装之前已涂刷有油漆。为了避免吊架32在吊起上车架100时损伤该油漆，可在托板33的用于托举的上表面设有防护垫块33a，由此将上车架100与硬度较高的托板33隔开。其中，防护垫块33a可以选择为聚氨酯垫块，从而在具有适当硬度的同时避免快速老化。
在此基础上，本发明还涉及一种利用上述吊运设备的工程机械合车方法，如挖掘机的合车方法，可通过该吊运设备将上车架吊起，并组装于下车架上。在该过程中，当由行车1的吊索11吊起吊架总成3和上车架100时，升降架2未对吊架总成3产生约束作用，仅由吊索11柔性悬吊；当吊架总成3被吊起至预定高度，上车架100、吊架总成3和升降架2等可以构成刚性连接体(如通过吊索11的拉力作用和限位结构4的横向限位作用)，以能够随行走小车同步移动而不会在吊运步骤中发生晃动。转运到位后，吊索11被释放，吊架总成3相对升降架2下降而脱离刚性固定状态，使得吊架总成3和上车架100具有足够的柔性，满足与下车架装配步骤的柔性调整需求。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种吊运设备，其特征在于，包括：
卷扬装置，该卷扬装置能够卷绕或释放吊索(11)；
吊架总成(3)，该吊架总成(3)设置为能够相对工件锁紧，所述吊索(11)的自由端能够连接至所述吊架总成(3)或相对该吊架总成(3)锁紧的所述工件中的至少一者，并通过该吊索(11)的卷绕或释放而使得所述吊架总成(3)相对所述卷绕装置刚性固定或被所述吊索(11)柔性悬吊，以选择性限制或允许该吊架总成(3)和所述工件的晃动。
2.根据权利要求1所述的吊运设备，其特征在于，所述吊运设备包括：
行车(1)，该行车(1)具有作为所述卷扬装置的行走小车；
升降架(2)，该升降架(2)刚性连接至所述行走小车；
所述吊架总成(3)连接至所述吊索(11)的自由端并能够随该吊索(11)的卷绕或释放而相对所述升降架(2)刚性固定或被所述吊索(11)柔性悬吊，以选择性限制或允许该吊架总成(3)的晃动。
3.根据权利要求2所述的吊运设备，其特征在于，所述升降架(2)包括刚性连接至所述行走小车的上升降架(21)和沿竖直导轨(23)滑动连接至该上升降架(21)的下升降架(22)，所述吊架总成(3)能够随所述吊索(11)的卷绕而被向上牵引为与该下升降架(22)刚性接合。
4.根据权利要求3所述的吊运设备，其特征在于，所述升降架(2)设有用于感应所述下升降架(22)相对所述上升降架(21)在竖直方向的升降位移量或升降极限的第一限位传感器(24)。
5.根据权利要求4所述的吊运设备，其特征在于，所述升降架(2)与所述吊架总成(3)彼此相对的一端分别设有能够彼此配合的限位结构(4)，以在配合状态下限制所述吊架总成(3)相对所述升降架(2)发生横向摆动。
6.根据权利要求5所述的吊运设备，其特征在于，所述限位结构(4)包括设于所述升降架(2)上的导向套(41)和设于所述吊架总成(3)上的导向台(42)，该导向台(42)能够在所述吊架总成(3)随所述吊索(11)的卷绕而被向上牵引时至少部分地与所述导向套(41)在周向配合以限制所述吊架总成(3)相对所述升降架(2)发生横向摆动。
7.根据权利要求6所述的吊运设备，其特征在于，所述导向套(41)具有上下贯通延伸的贯通孔，所述吊架总成(3)上连接有沿竖直方向延伸并穿过该贯通孔的导向杆(43)，该导向杆(43)的外径小于所述导向套(41)的内径，所述导向台(42)设于该导向杆(43)的底端并具有自下而上渐缩延伸的锥台面，该锥台面能够随所述导向杆(43)相对所述导向套(41)的轴向位移而与所述贯通孔配合，以在该配合状态下限制该导向杆(43)相对所述导向套(41)发生径向摆动。
8.根据权利要求7所述的吊运设备，其特征在于，所述导向杆(43)的延伸至所述导向套(41)上方的部分连接有径向尺寸大于所述贯通孔的限位块(44)，其中，该限位块(44)具有自上而下渐缩延伸的锥台面，并且/或者，该限位块(44)可拆卸地连接至所述导向杆(43)。
9.根据权利要求1所述的吊运设备，其特征在于，所述吊架总成(3)包括吊架横梁(31)和分别具有托板(33)的多个吊架(32)，该吊架(32)可调节地连接至所述吊架横梁(31)以能够将所述托板(33)调节为从被吊运的所述工件的下侧托举该工件。
10.根据权利要求9所述的吊运设备，其特征在于，所述吊架横梁(31)上设有水平导轨(34)，所述吊架(32)安装于该水平导轨(34)上并能够由驱动装置(35)驱动为沿该水平导轨(34)滑动而从所述工件的外侧夹紧该工件并带动所述托板(33)运动至被吊运的所述工件下侧。
11.根据权利要求10所述的吊运设备，其特征在于，所述吊架横梁(31)上安装有用于感应所述吊架(32)在所述吊架横梁(31)上的水平位移量或水平位移极限的第二限位传感器(36)。
12.一种工程机械合车方法，其特征在于，包括利用根据权利要求1至11中任意一项所述的吊装设备吊运上车架并将该上车架组装于所述下车架上的步骤。
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