CN115057350B - 一种高稳定性的门式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高稳定性的门式起重机。高稳定性的门式起重机包括主横梁、四个支腿结构和四个行走机构，四个行走机构对应安装于支腿结构的下部；行走机构包括主承重梁、两个驱动底座、辅助底座和杠杆支臂；主承重梁的上侧设有主支座，杠杆支臂的一端铰接于主支座上，辅助底座与杠杆支臂的另一端铰接有抗倾驱动器，杠杆支臂靠近一端的位置设有连接座，对应的支腿结构铰接于连接座上；主支座上还安装有压力传感器，用于检测对应的支腿结构对主支座产生的压力，压力传感器与抗倾驱动器之间电连接有控制器；控制器用于在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的抗倾驱动器抬升或降低杠杆支臂，以平衡启动或刹车时的侧倾分力。

Description

一种高稳定性的门式起重机

技术领域

本发明涉及门式起重机技术领域，特别是涉及一种高稳定性的门式起重机。

背景技术

门式起重机又称为“龙门吊”，广泛应用于码头、船坞厂和散货场等装卸作业。在门式起重机行走的过程中，特别是启动和刹车阶段，由于货物自身的惯性，会对门架结构产生侧向分力。结合货物重量以及起吊高度的影响，在启动时，门架结构受到较大的后倾作用力，在刹车时，门架结构受到较大的前倾作用力。

如授权公告号为CN205114886U、授权公告日为2016.03.30的中国实用新型专利公开了一种行走式门式起重机，具体包括门型架，及分别安装在门型架主梁上的高小车、低小车；门型架的支承腿底部装有多个平衡液压缸；各个平衡液压缸的缸体分别固定在支承腿的底部，且各个平衡液压缸的无杆腔通过软管相互连通，各个平衡液压缸的活塞杆竖直，各个平衡液压缸的活塞杆上各枢接有一个铰座，且各铰座的枢转轴线均平行于水平面；每个铰座上都安装有两个行走轮，且同一铰座上的两个行走轮对称的布设在平衡液压缸活塞杆的前后两侧。

现有技术中的行走式门式起重机设计有门型架、支承腿、铰座、平衡液压缸和行走轮，通过铰座相对平衡液压缸活塞杆的转动，来平衡铰座上的两个行走轮的轮压，平衡性更好。

若采用现有行走式门式起重机进行平衡调节时，要求对多个平衡液压缸进行同步控制，难以准确、及时地调整门架结构的姿态；并且，平衡液压缸作为起重机的承压件，其可靠性直接影响了整个起重机的平稳性，长时间受压容易出现供油不畅、漏油、缸体破损等一系列问题，整个门式起重机的运行稳定性和安全性差。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高稳定性的门式起重机，解决了现有门式起重机在调节平衡时，要求对多个平衡液压缸进行同步控制，难以准确、及时地调整门架结构的姿态；而且，液压缸作为起重机的承压件，长时间受压容易出现供油不畅、漏油、缸体破损等情况，整个门式起重机的运行稳定性和安全性差的问题。

（二）技术方案

本发明提供如下技术方案：

高稳定性的门式起重机包括主横梁、两个左侧支腿结构、两个右侧支腿结构和四个行走机构，两个所述左侧支腿结构固定设置于所述主横梁的一端，且两个所述左侧支腿结构呈前后分开布置；

两个所述右侧支腿结构固定设置于所述主横梁的另一端，且两个所述右侧支腿结构呈前后分开布置；四个所述行走机构对应安装于两个所述左侧支腿结构和两个所述右侧支腿结构的下部，且四个所述行走机构的结构相同；

所述行走机构包括主承重梁、两个驱动底座、辅助底座和杠杆支臂，两个所述驱动底座铰接安装于所述主承重梁的下侧，所述辅助底座间隔设置于所述驱动底座的前侧或后侧；

所述主承重梁的上侧设有主支座，所述杠杆支臂的一端铰接于所述主支座上，所述辅助底座与所述杠杆支臂的另一端铰接有抗倾驱动器，所述杠杆支臂靠近一端的位置设有连接座，对应的支腿结构铰接于所述连接座上；

所述主支座上还安装有压力传感器，所述压力传感器用于检测对应的支腿结构对所述主支座产生的压力，所述压力传感器与所述抗倾驱动器之间电连接有控制器；

所述控制器用于接收所述压力传感器检测到的压力信号，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器抬升或降低所述杠杆支臂，以平衡启动或刹车时的侧倾分力。

优选的，同侧两个所述行走机构关于所述主横梁呈前后对称布置，且所述辅助底座设置于两个所述左侧支腿结构或两个所述右侧支腿结构的中间位置；

在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器抬升所述杠杆支臂；在同侧两个支腿结构的压力值之差小于设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器降低所述杠杆支臂，以使杠杆支臂抵压在所述主承重梁上。

优选的，两个所述左侧支腿结构和两个所述右侧支腿结构均为桁架支腿结构，在平衡状态时，同侧两个所述行走机构的支撑高度相同。

优选的，所述杠杆支臂为桁架支臂结构，所述主承重梁的上侧设有承托垫，在平衡状态时，所述抗倾驱动器处于缩回位置，且所述杠杆支臂的下部与所述承托垫支撑配合。

优选的，所述控制器的压力设定值为F₀，所述门式起重机的核定载重值为G，所述控制器的压力设定值F₀≤0.1*G，且F₀为1t至50t之间的任意大小。

优选的，同侧两个所述行走机构的连接座之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于5°。

优选的，所述抗倾驱动器为液压油缸，所述抗倾驱动器上安装有行程开关，所述行程开关用于在所述抗倾驱动器工作至极限位置时，控制所述抗倾驱动器停机；

两个所述行走机构的连接座之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于3°；在同侧两个所述抗倾驱动器均处于缩回极限位置时，两个所述行走机构的连接座之间的连线处于水平面内。

优选的，所述连接座的中心和所述主支座的中心在所述杠杆支臂的长度方向上的距离为D，所述杠杆支臂的总长度为L，D≤0.25L。

优选的，所述连接座的中心和所述主支座的中心在所述杠杆支臂的长度方向上的距离为D，所述杠杆支臂的总长度为L，D＝0.1L。

优选的，还包括声光报警器，所述控制器与所述声光报警器电连接，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制所述声光报警器启动工作。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种高稳定性的门式起重机，具备以下有益效果：

该高稳定性的门式起重机采用了主横梁、两个左侧支腿结构、两个右侧支腿结构和四个行走机构的设计形式，两个左侧支腿结构固定设于主横梁的一端，两个右侧支腿结构固定设于主横梁的另一端，主横梁与四个支腿结构共同形成了整体式门架结构，通过主横梁的起重滑车可完成货物的装卸作业。两个左侧支腿结构、两个右侧支腿结构均呈前后分开布置，增大了门架底部的支撑距离，并且，四个支腿结构的下部均安装有行走机构，通过行走机构来驱动整个门架平移运动，以实现转运货物的目的。

其中，行走机构包括主承重梁、两个驱动底座、辅助底座和杠杆支臂，主承重梁的上侧设有主支座，杠杆支臂的一端铰接于主支座上，杠杆支臂的另一端与辅助底座铰接有抗倾驱动器，对应的支腿结构铰接于杠杆支臂的连接座上。该高稳定性的门式起重机的核心在于：设计主支座、杠杆支臂和抗倾驱动器构成了杠杆机构，抗倾驱动器作为主动施力部分，通过抗倾驱动器的伸缩动作来抬升或降低杠杆支臂，主承重梁和主支座作为主要受力构件，确保整机和货物重力得到稳定可靠的支撑，避免抗倾驱动器长时间直接承重而出现供油不畅、漏油、缸体破损等一系列问题，保证了受力稳定和支撑可靠。

正因为门式起重机涉及到超重、超大等技术要求，结合支点、阻力点和动力点的分布关系，既能充分地放大驱动器的驱动力，以对支腿输出足够的支撑力；通过杠杆支臂充分地缩小了抗倾驱动器的输出行程和速度，可准确及时地调整支腿结构的高度，从而起到小幅改变整个门架结构姿态的作用，防止支腿调整的行程过大、速度过快而引发危险情况。

另外，主支座安装有压力传感器，压力传感器与抗倾驱动器之间电连接有控制器，通过压力传感器来检测对应的支腿结构对主支座产生的压力；在启动阶段时，货物对门架结构产生向后的后倾作用力，前部支腿结构的受力小于后部的支腿结构的受力，当前部压力传感器检测到的压力与后部压力传感器检测到的压力之差达到设定值时，控制器控制对应的抗倾驱动器抬升或降低杠杆支臂，通过杠杆支臂来升高后部支腿结构或降低前部支腿结构，从而形成用于抵消前倾作用力的小幅倾斜状态。

相对应的，在刹车阶段时，通过杠杆支臂来升高前部支腿结构或降低后部支腿结构，从而形成用于抵消后倾作用力的小幅倾斜状态；小幅倾斜状态仅在整个门架结构受力失衡时出现，在正常转运时整个门架结构则处于平衡状态，提高了整个门式起重机的运行稳定性和安全性。

附图说明

图1为本发明的高稳定性的门式起重机的具体实施例中门式起重机的左视示意图；

图2为本发明的高稳定性的门式起重机的具体实施例中左侧支腿结构与行走机构的局部放大图；

图3为本发明的高稳定性的门式起重机的具体实施例中门式起重机的控制原理图。

图中：1-主横梁、2-左侧支腿结构、3-行走机构；

30-主承重梁、31-驱动底座、32-辅助底座、33-杠杆支臂、34-主支座、35-抗倾驱动器、36-连接座、37-压力传感器、38-承托垫。

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、完整地描述，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。

本发明的高稳定性的门式起重机，如图1至图3所示，高稳定性的门式起重机包括主横梁1、两个左侧支腿结构2、两个右侧支腿结构和四个行走机构3，两个左侧支腿结构2固定设置于主横梁1的一端，且两个左侧支腿结构2呈前后分开布置；两个右侧支腿结构固定设置于主横梁1的另一端，且两个右侧支腿结构呈前后分开布置；四个行走机构3对应安装于两个左侧支腿结构2和两个右侧支腿结构的下部，且四个行走机构3的结构相同；行走机构3包括主承重梁30、两个驱动底座31、辅助底座32和杠杆支臂33，两个驱动底座31铰接安装于主承重梁30的下侧，辅助底座32间隔设置于驱动底座31的前侧或后侧。

主承重梁30的上侧设有主支座34，杠杆支臂33的一端铰接于主支座34上，辅助底座32与杠杆支臂33的另一端铰接有抗倾驱动器35，杠杆支臂33靠近一端的位置设有连接座36，对应的支腿结构铰接于连接座36上；主支座34上还安装有压力传感器37，压力传感器37用于检测对应的支腿结构对主支座34产生的压力，压力传感器37与抗倾驱动器35之间电连接有控制器；控制器用于接收压力传感器37检测到的压力信号，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的抗倾驱动器35抬升或降低杠杆支臂33，以平衡启动或刹车时的侧倾分力。

该高稳定性的门式起重机采用了主横梁1、两个左侧支腿结构2、两个右侧支腿结构和四个行走机构3的设计形式，两个左侧支腿结构2固定设于主横梁1的一端，两个右侧支腿结构固定设于主横梁1的另一端，主横梁1与四个支腿结构共同形成了整体式门架结构，通过主横梁1的起重滑车可完成货物的装卸作业。两个左侧支腿结构2、两个右侧支腿结构均呈前后分开布置，增大了门架底部的支撑距离，并且，四个支腿结构的下部均安装有行走机构3，通过行走机构3来驱动整个门架平移运动，以实现转运货物的目的。

其中，行走机构3包括主承重梁30、两个驱动底座31、辅助底座32和杠杆支臂33，主承重梁30的上侧设有主支座34，杠杆支臂33的一端铰接于主支座34上，杠杆支臂33的另一端与辅助底座32铰接有抗倾驱动器35，对应的支腿结构铰接于杠杆支臂33的连接座36上。该高稳定性的门式起重机的核心在于：设计主支座、杠杆支臂和抗倾驱动器构成了杠杆机构，抗倾驱动器作为主动施力部分，通过抗倾驱动器的伸缩动作来抬升或降低杠杆支臂，主承重梁和主支座作为主要受力构件，确保整机和货物重力得到稳定可靠的支撑，避免抗倾驱动器长时间直接承重而出现供油不畅、漏油、缸体破损等一系列问题，保证了受力稳定和支撑可靠。

正因为门式起重机涉及到超重、超大等技术要求，结合支点、阻力点和动力点的分布关系，既能充分地放大驱动器的驱动力，以对支腿输出足够的支撑力；通过杠杆支臂充分地缩小了抗倾驱动器的输出行程和速度，可准确及时地调整支腿结构的高度，从而起到小幅改变整个门架结构姿态的作用，防止支腿调整的行程过大、速度过快而引发危险情况。

另外，主支座34安装有压力传感器37，压力传感器37与抗倾驱动器35之间电连接有控制器，通过压力传感器37来检测对应的支腿结构对主支座34产生的压力；在启动阶段时，货物对门架结构产生向后的后倾作用力，前部支腿结构的受力小于后部的支腿结构的受力，当前部压力传感器检测到的压力与后部压力传感器检测到的压力之差达到设定值时，控制器控制对应的抗倾驱动器35抬升或降低杠杆支臂33，通过杠杆支臂33来升高后部支腿结构或降低前部支腿结构，从而形成用于抵消前倾作用力的小幅倾斜状态；相对应的，在刹车阶段时，通过杠杆支臂33来升高前部支腿结构或降低后部支腿结构，从而形成用于抵消后倾作用力的小幅倾斜状态；小幅倾斜状态仅在整个门架结构受力失衡时出现，在正常转运时整个门架结构则处于平衡状态，提高了整个门式起重机的运行稳定性和安全性。

在本实施例中，同侧两个行走机构3关于主横梁1呈前后对称布置，且辅助底座32设置于两个左侧支腿结构2或两个右侧支腿结构的中间位置；在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的抗倾驱动器35抬升杠杆支臂33；在同侧两个支腿结构的压力值之差小于设定值时，控制对应的抗倾驱动器35降低杠杆支臂33，以使杠杆支臂33抵压在主承重梁30上。也就是说，在启动阶段仅控制后部行走机构的抗倾驱动器35来提升杠杆支臂33，即可将门架结构调整至相应的小幅倾斜状态；在刹车阶段仅控制前部行走机构的抗倾驱动器35来提升杠杆支臂33，即可将门架结构调整至相应的小幅倾斜状态，控制过程更加合理。

作为进一步的优选方案，两个左侧支腿结构2和两个右侧支腿结构均为桁架支腿结构，在平衡状态时，同侧两个行走机构3的支撑高度相同。并且，杠杆支臂33为桁架支臂结构，主承重梁30的上侧设有承托垫38，在平衡状态时，抗倾驱动器35处于缩回位置，且杠杆支臂33的下部与承托垫38支撑配合。在主承重梁30的上侧设置承托垫38，正常转运时，抗倾驱动器35并未对杠杆支臂33产生驱动力，杠杆支臂33的下部直接支撑在承托垫38上，由主承重梁30完全承受上方支腿结构的压力，提高了转运时的平稳性。

在本实施例中，控制器的压力设定值为F₀，门式起重机的核定载重值为G，控制器的压力设定值F₀≤0.1*G，且F₀为1t至50t之间的任意大小。具体的，控制器的压力设定值F₀=0.05*G，该门式起重机的核定载重值为G=200t，控制器的压力设定值为F₀=10t，当前部压力传感器检测到的压力与后部压力传感器检测到的压力之差达到10t时，说明此时门架结构受力失衡，控制器即控制对应的抗倾驱动器35抬升或降低杠杆支臂33，以将整个门架结构调整至小幅倾斜状态。

作为进一步的优选方案，在同侧两个抗倾驱动器35中的一个处于最大伸长状态且另一侧处于缩回状态时，同侧两个行走机构3的连接座36之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于5°。具体的，抗倾驱动器35为液压油缸，抗倾驱动器35上安装有行程开关，行程开关用于在抗倾驱动器35工作至极限位置时，控制抗倾驱动器35停机；在同侧两个抗倾驱动器35均处于缩回极限位置时，两个行走机构3的连接座36之间的连线处于水平面内；在同侧两个抗倾驱动器35中的一个处于伸长极限位置且另一个处于缩回极限位置时，两个行走机构3的连接座36之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于3°。

由于同侧两个支腿结构关于主横梁1呈前后对称布置，两个左侧支腿结构2的角平分线即为整个门架结构的中心线，并且，该角平分线与两个左侧行走机构的连接座36之间的连线的中垂线相重合。两个行走机构3的连接座36之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于3°，也就是说，门架结构相对于竖直平面的倾斜角度小于或等于3°，避免因姿态调整角度过大而引起门架结构倒塌的问题。

另外，连接座36的中心和主支座34的中心在杠杆支臂33的长度方向上的距离为D，杠杆支臂33的总长度为L，D≤0.25L。具体的，连接座36的中心和主支座34的中心在杠杆支臂33的长度方向上的距离为D，杠杆支臂33的总长度为L，D＝0.1L，保证了主动力臂与从动力臂的长度比例，确保抗倾驱动器35能够对支腿结构产生有效的抬升作用。高稳定性的门式起重机还包括声光报警器（图中未示出），控制器与声光报警器电连接，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制声光报警器启动工作，及时提醒在场作业人员注意操作安全，以适当地降低运行速度和起吊重量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高稳定性的门式起重机，其特征在于，包括主横梁、两个左侧支腿结构、两个右侧支腿结构和四个行走机构，两个所述左侧支腿结构固定设置于所述主横梁的一端，且两个所述左侧支腿结构呈前后分开布置；

两个所述右侧支腿结构固定设置于所述主横梁的另一端，且两个所述右侧支腿结构呈前后分开布置；四个所述行走机构对应安装于两个所述左侧支腿结构和两个所述右侧支腿结构的下部，且四个所述行走机构的结构相同；

所述行走机构包括主承重梁、两个驱动底座、辅助底座和杠杆支臂，两个所述驱动底座铰接安装于所述主承重梁的下侧，所述辅助底座间隔设置于所述驱动底座的前侧或后侧；

所述主承重梁的上侧设有主支座，所述杠杆支臂的一端铰接于所述主支座上，所述辅助底座与所述杠杆支臂的另一端铰接有抗倾驱动器，所述杠杆支臂靠近一端的位置设有连接座，对应的支腿结构铰接于所述连接座上；

所述主支座上还安装有压力传感器，所述压力传感器用于检测对应的支腿结构对所述主支座产生的压力，所述压力传感器与所述抗倾驱动器之间电连接有控制器；

所述控制器用于接收所述压力传感器检测到的压力信号，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器抬升或降低所述杠杆支臂，以平衡启动或刹车时的侧倾分力。

2.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：同侧两个所述行走机构关于所述主横梁呈前后对称布置，且所述辅助底座设置于两个所述左侧支腿结构或两个所述右侧支腿结构的中间位置；

在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器抬升所述杠杆支臂；在同侧两个支腿结构的压力值之差小于设定值时，控制对应的所述抗倾驱动器降低所述杠杆支臂，以使杠杆支臂抵压在所述主承重梁上。

3.根据权利要求2所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：两个所述左侧支腿结构和两个所述右侧支腿结构均为桁架支腿结构，在平衡状态时，同侧两个所述行走机构的支撑高度相同。

4.根据权利要求2或3所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：所述杠杆支臂为桁架支臂结构，所述主承重梁的上侧设有承托垫，在平衡状态时，所述抗倾驱动器处于缩回位置，且所述杠杆支臂的下部与所述承托垫支撑配合。

5.根据权利要求4所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：所述控制器的压力设定值为F₀，所述门式起重机的核定载重值为G，所述控制器的压力设定值F₀≤0.1*G，且F₀为1t至50t之间的任意大小。

6.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：同侧两个所述行走机构的连接座之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于5°。

7.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：所述抗倾驱动器为液压油缸，所述抗倾驱动器上安装有行程开关，所述行程开关用于在所述抗倾驱动器工作至极限位置时，控制所述抗倾驱动器停机；

两个所述行走机构的连接座之间的连线相对于水平面的倾斜角度小于或等于3°；在同侧两个所述抗倾驱动器均处于缩回极限位置时，两个所述行走机构的连接座之间的连线处于水平面内。

8.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：所述连接座的中心和所述主支座的中心在所述杠杆支臂的长度方向上的距离为D，所述杠杆支臂的总长度为L，D≤0.25L。

9.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：所述连接座的中心和所述主支座的中心在所述杠杆支臂的长度方向上的距离为D，所述杠杆支臂的总长度为L，D＝0.1L。

10.根据权利要求1所述的高稳定性的门式起重机，其特征在于：还包括声光报警器，所述控制器与所述声光报警器电连接，以在同侧两个支腿结构的压力值之差超过设定值时，控制所述声光报警器启动工作。

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