CN115784001B - 具有自锁夹紧功能的防风夹轨器 - Google Patents
具有自锁夹紧功能的防风夹轨器 Download PDFInfo
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Abstract
一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器,夹轨器基体上对称设置有2组夹紧连杆，夹紧连杆的顶部设置有顶部楔块、底部设置有夹轨装置，夹轨装置工作时与被夹轨道相接触，夹轨器基体内中部通过顶出气缸固定件固定安装有顶出气缸，顶出气缸的伸出杆顶端与压紧重物相连接，压紧重物的两端与顶部楔块的楔面相接触；本装置采用的夹紧方式是从被夹轨道踏面和踏面两侧的底面，对被夹轨道实施反向自锁夹紧，避免了夹轨器在风速较大的情况下夹轨器钳口从轨道两侧滑脱现象，解决了现有夹轨器动作速度慢、自动化程度低、长时间下的卸载导致的稳定性差问题。
Description
技术领域
本发明属于起重机械设计制造技术领域，具体涉及到一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器。
背景技术
露天场所工作的起重机易受到暴风袭击，为防止其被大风吹跑，造成撞车、脱轨甚至倾翻等事故，必须在起重机上安装防风夹轨装置。夹轨器与机车通过安装孔固定连接，机车行走时拖动夹轨器同步移动，导轮在夹轨器的重量压力下可沿轨道滚动，并经引导轮支架、导钳轴带动夹轨器整体在固定轴沿轨道面浮动。夹轨器在保证起重机稳定性的过程中起着至关重要的作用。现有的夹轨器主要分为手动式、弹簧液压式两种，手动夹轨器一般采用为螺杆增力机构，其结构简单，但其夹紧力小且工作效率低，主要用在中小型或临时性用途的起重机上，对安全性的保障不明显。大型起重机或港口用起重机主要采用液压夹轨器。但液压夹轨器存在以下问题：工作时，夹轨器往往在轨道某一位置停留较长时间，此时夹轨器会出现长时间卸载问题。液压夹轨器的动作速度不够快，会影响工作效率。工人需要反复对夹轨器进行操作，存在安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的不足,提供一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，采用的夹紧方式是从被夹轨道踏面和踏面两侧的底面，对被夹轨道实施反向自锁夹紧，避免了夹轨器在风速较大的情况下夹轨器钳口从轨道两侧滑脱现象，解决了现有夹轨器动作速度慢、自动化程度低、长时间下的卸载导致的稳定性差问题。
解决上述技术问题采用的技术方案是： 一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器,夹轨器基体上对称设置有2组夹紧连杆，夹紧连杆的顶部设置有顶部楔块、底部设置有夹轨装置，夹轨装置工作时与被夹轨道相接触，夹轨器基体内中部通过顶出气缸固定件固定安装有顶出气缸，顶出气缸的伸出杆顶端与压紧重物相连接，压紧重物的两端与顶部楔块的楔面相接触。
本发明的压紧重物上设置有配重孔，配重孔内放置配重块调节压紧重物的重量。
本发明的压紧重物两侧的楔面角度θ满足下式：，其中，为压紧重物楔面摩擦系数，为夹紧连杆转动中心与顶部楔块转动中心连线与竖直方向的夹角。
本发明的顶出气缸的进气口设置有调速阀，夹轨器基体上设置有电磁换向阀，电磁换向阀与顶出气缸的气动管路相连接。
本发明的顶出气缸的行程D满足下式：，其中，θ为压紧重物的楔面角度，为夹轨位置开合的横向位移，为夹紧连杆转动中心与顶部楔块转动中心连线的距离，为夹紧连杆转动中心与夹轨位置点的距离。
本发明的顶出气缸的缸径d满足下式：，其中，G为压紧重物的重力，为安全系数，为气压。
本发明的夹轨器基体内侧壁上沿高度方向对称设置有2组气缸伸出杆导向滑轨，气缸伸出杆导向滑块的一端设置于气缸伸出杆导向滑轨内、另一端与顶出气缸的伸出杆相连接。
本发明的夹轨装置为：连接板与夹紧连杆相连接，连接板的左右两端均设置有导向板，随动楔块导向滑块的一端设置于导向板上、另一端与随动楔块相连接，连接板内中部设置有让位导柱，随动楔块设置于让位导柱上，左端导向板顶部设置有第一限位板，右端导向板外侧设置有夹轨楔块限位板，夹轨楔块的楔面与随动楔块的楔面相接触且可以相对滑动，连接板的前端设置有第三限位板、后端设置有第二限位板。
本发明的让位导柱上设置有随动楔块让位弹簧，随动楔块让位弹簧位于随动楔块与连接板之间。
本发明的夹轨楔块限位板与夹轨楔块之间设置有夹轨楔块让位弹簧。
本发明的夹轨楔块的楔面与随动楔块的楔面角度φ满足下式：，，其中，为夹轨楔块的楔面与随动楔块的楔面摩擦系数；为夹轨楔块相对被夹轨道的位移，为随动楔块在竖直方向上的位移。
本发明的夹轨楔块夹紧力满足下式：，其中，G为压紧重物的重力，为夹紧连杆转动中心与顶部楔块转动中心连线与竖直方向的夹角， 为夹紧连杆转动中心与顶部楔块转动中心连线的距离，为夹紧连杆转动中心与夹轨位置点的距离。
由于本发明采用了在夹轨器基体内设置有顶出气缸，当顶出气缸伸出杆缩回时，压紧重物在重力作用下压紧顶部楔块，顶部楔块转动，压紧重物靠重力压紧接触面，通过夹紧连杆的增力效果，该力传导到夹轨位置，通过夹轨装置将本装置压紧在被夹轨道上，顶部楔块与夹紧连杆铰接，在无驱动条件下，楔块的自锁特性会使机构常时间处于夹紧状态，夹紧力可通过压紧重物的重量来调节。在夹紧状态下顶出气缸顶出压紧重物，机构张开，随动楔块让位弹簧、夹紧楔块让位弹簧被松开，取消夹紧，压紧重物设计为楔面结构，一方面可以很容易放进来，一方面能保证压紧重物楔面与顶部楔块楔面紧密接触，使压紧重物的重力更好的转换成夹轨装置的夹紧力，夹轨装置内设置的夹紧楔块和随动楔块以及两个让位弹簧形成自锁机构，同时结合顶部楔块的自锁特性，一旦实现夹紧，夹轨器就会被机构的自锁功能锁紧在被夹轨道上，外部的驱动力越大，夹的就越紧，故该夹轨器具有很高的稳定性，能够防止突然出现的大风对起重机造成的威胁。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图3是图1的俯视图。
图4是图1中夹轨装置6的结构示意图。
图5是图4的A-A剖视图。
图6是本发明的结构简图。
图7是夹轨装置6结构简图。
图中：1、压紧重物；2、顶部楔块；3、夹紧连杆；4、夹轨器基体；5、顶出气缸；6、夹轨装置；7、被夹轨道；8、顶出气缸固定件；9、气缸伸出杆导向滑块；10、气缸伸出杆导向滑轨；6-1、夹轨楔块；6-2、夹轨楔块让位弹簧；6-3、夹轨楔块限位板；6-4、随动楔块导向滑块；6-5、让位导柱；6-6、随动楔块让位弹簧；6-7、连接板；6-8、导向板；6-9、随动楔块；6-10、第一限位板；6-11、第二限位板；6-12、第三限位板。
实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
在图1～3中，本发明涉及的一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器,夹轨器基体4与行走机车之间通过连接装置实现固定连接，夹轨器基体4下部对称加工有铰制孔，夹紧连杆3通过连接杆安装于铰制孔内，夹紧连杆3可相对夹轨器基体4转动，本实施例中夹轨器基体4上对称安装有2组夹紧连杆3，夹紧连杆3的顶部安装有顶部楔块2、底部夹紧钳处安装有夹轨装置6，由于接触面倾角的存在，顶部楔块2会产生横向力，使夹紧连杆3转动以自锁夹紧被夹轨道7。进一步地，夹紧连杆3的顶部加工有铰制孔，夹紧连杆3与顶部楔块2通过安装于该铰制孔内的连接杆相连接，且顶部楔块2可相对夹紧连杆3转动，在压紧重物1重力作用下，顶部楔块2可与压紧重物1两侧楔面压紧接触，从而使夹紧连杆3相对夹轨器基体4转动，为保证安全性，顶部楔块2的转动应具有限位机构，同时夹紧连杆3的转动也具有限位机构。
夹轨器基体4内中部加工有气缸安装孔，顶出气缸5通过顶出气缸固定件8安装于气缸安装孔内，夹轨器基体4内中部通过顶出气缸固定件8固定安装有顶出气缸5，顶出气缸5的伸出杆顶端与压紧重物1相连接，本装置夹紧力的驱动来源为压紧重物1的重力，顶出气缸5负责实现压紧重物1的上下移动，压紧重物1上设置有配重孔，配重孔内放置配重块调节压紧重物1的重量。夹轨器基体4顶部应具有限制压紧重物1前后移动的平面，能够给压紧重物1移动提供导向，保证压紧重物1稳定安全。同时，压紧重物1上移的距离需要被限制，其底面不能超过夹轨器基体4的顶部，以避免压紧重物1坠落。
由于压紧重物1的两端面与顶部楔块2的楔面需紧密接触，因此，压紧重物1的两侧楔面与顶部楔块2的接触面需具有一定倾角和摩擦，压紧重物1的两侧楔面倾角根据反向自锁条件所确定，保证在反向夹紧力作用下可实现自锁。由图6可知，本实施例的压紧重物1两侧的楔面角度θ满足下式：，其中，为压紧重物1楔面摩擦系数，为夹紧连杆3转动中心与顶部楔块2转动中心连线与竖直方向的夹角。
顶出气缸5的进气口设置有调速阀，调速阀能够实现对顶出气缸5伸缩速度的调节，避免顶出或者缩进速度太快产生的冲击导致顶出气缸5的寿命降低，夹轨器基体4上设置有电磁换向阀，电磁换向阀与顶出气缸5的气动管路相连接，通过继电器或者可编程逻辑控制器可对其实现控制，进而实现对顶出气缸5的运动控制，需要夹紧时，工人按下控制按钮，电磁换向阀动作，顶出气缸5的伸出杆缩回，压紧重物1下移，在重力作用下压紧顶部楔块2，顶部楔块2转动，压紧重物1靠重力压紧接触面，通过夹紧连杆3的增力效果，该力传导到夹轨位置，通过夹轨装置6将本装置压紧在被夹轨道7上，取消夹紧时，工人按下控制按钮，电磁换向阀动作，顶出气缸5伸出将压紧重物1向上顶出一段距离，此时压紧重物1与顶部楔块2间的接触面具有一定的空间，由于夹轨装置6内让位弹簧的作用，夹紧连杆3在让位弹簧作用力下转动，松开夹紧。
因此，本实施例的顶出气缸5的行程D满足下式：，其中，θ为压紧重物1的楔面角度，为夹轨位置开合的横向位移，为夹紧连杆3转动中心与顶部楔块2转动中心连线的距离，为夹紧连杆3转动中心与夹轨位置点的距离。顶出气缸5的缸径d满足下式：，其中，G为压紧重物1的重力，为安全系数，为气压。
进一步地，夹轨器基体4内侧壁上沿高度方向对称设置有2组气缸伸出杆导向滑轨10，气缸伸出杆导向滑块9的一端设置于气缸伸出杆导向滑轨10内、另一端与顶出气缸5的伸出杆相连接，气缸伸出杆导向滑块9在气缸伸出杆导向滑轨10上来回滑动，气缸伸出杆导向滑块9和气缸伸出杆导向滑轨10对顶出气缸5的伸出杆起到导向作用，同时承受顶出气缸5受到的侧向力以增加顶出气缸5的寿命。
具体地，顶出气缸5的顶出力要大于压紧重物1的重力，顶部楔块2推动夹紧连杆3对被夹轨道7进行夹紧，夹紧位置存在互锁的楔块让位装置，能够实现反方向自锁，实现对导轨的夹紧。如图4、5所示，夹轨装置6由夹轨楔块6-1、夹轨楔块让位弹簧6-2、夹轨楔块限位板6-3、随动楔块导向滑块6-4、让位导柱6-5、随动楔块让位弹簧6-6、连接板6-7、导向板6-8、随动楔块6-9、第一限位板6-10、第二限位板6-11、第三限位板6-12连接构成。
连接板6-7与夹紧连杆3相连接，连接板6-7的左右两端均设置有导向板6-8，随动楔块导向滑块6-4的一端设置于导向板6-8上、另一端与随动楔块6-9相连接，连接板6-7内中部设置有让位导柱6-5，随动楔块6-9设置于让位导柱6-5上，随动楔块6-9可沿让位导柱6-5上下移动，让位导柱6-5上设置有随动楔块让位弹簧6-6，随动楔块让位弹簧6-6位于随动楔块6-9与连接板6-7之间。左端导向板6-8顶部设置有第一限位板6-10，右端导向板6-8外侧设置有夹轨楔块限位板6-3，夹轨楔块限位板6-3与夹轨楔块6-1之间设置有夹轨楔块让位弹簧6-2。夹轨楔块6-1的楔面与随动楔块6-9的楔面相接触且可以相对滑动，连接板6-7的前端设置有第三限位板6-12、后端设置有第二限位板6-11。
由图7可知，夹轨楔块6-1与被夹轨道7接触，负责压紧，具有沿被压轨道7方向位移功能，随动楔块6-9的楔面与夹轨楔块6-1的楔面接触，能够实现沿垂直压紧面方向的位移，夹轨装置6设置了可以产生预位移的夹轨楔块让位弹簧6-2和随动楔块让位弹簧6-6，一方面能够保护夹紧连杆3的夹紧钳，另一方面可以提供夹轨预位移。随动楔块6-9和夹轨楔块6-1具有针对反向位移的自锁功能，一旦实现夹紧，夹轨器就会被机构的自锁功能锁紧在被夹轨道7上。外部的驱动力越大，夹的就越紧，故该夹轨器具有很高的稳定性，能够防止突然出现的大风对起重机造成的威胁。
进一步地，要实现自锁，夹轨楔块6-1的楔面与随动楔块6-9的楔面角度φ满足下式：，，其中，为夹轨楔块6-1的楔面与随动楔块6-9的楔面摩擦系数；为夹轨楔块6-1相对被夹轨道7的位移，为随动楔块6-9在竖直方向上的位移。
夹轨楔块6-1夹紧力满足下式：，其中，G为压紧重物1的重力，为夹紧连杆3转动中心与顶部楔块2转动中心连线与竖直方向的夹角， 为夹紧连杆3转动中心与顶部楔块2转动中心连线的距离，为夹紧连杆3转动中心与夹轨位置点的距离。
Claims (11)
1.一种具有自锁夹紧功能的防风夹轨器,夹轨器基体(4)上对称设置有2组夹紧连杆(3)，夹紧连杆(3)的顶部设置有顶部楔块(2)、底部设置有夹轨装置(6)，夹轨装置(6)工作时与被夹轨道(7)相接触，夹轨器基体(4)内中部通过顶出气缸固定件(8)固定安装有顶出气缸(5)，顶出气缸(5)的伸出杆顶端与压紧重物(1)相连接，压紧重物(1)的两端与顶部楔块(2)的楔面相接触，其特征在于：所述的压紧重物(1)两侧的楔面角度θ满足下式：
其中，μ1为压紧重物(1)楔面摩擦系数，α为夹紧连杆(3)转动中心与顶部楔块(2)转动中心连线与竖直方向的夹角。
2.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的压紧重物(1)上设置有配重孔，配重孔内放置配重块调节压紧重物(1)的重量。
3.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的顶出气缸(5)的进气口设置有调速阀，夹轨器基体(4)上设置有电磁换向阀，电磁换向阀与顶出气缸(5)的气动管路相连接。
4.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的顶出气缸(5)的行程D满足下式：
其中，θ为压紧重物(1)的楔面角度，S2为夹轨位置开合的横向位移，L1为夹紧连杆(3)转动中心与顶部楔块(2)转动中心连线的距离，L2为夹紧连杆(3)转动中心与夹轨位置点的距离。
5.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的顶出气缸(5)的缸径d满足下式：
其中，G为压紧重物(1)的重力，K为安全系数，P为气压。
6.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的夹轨器基体(4)内侧壁上沿高度方向对称设置有2组气缸伸出杆导向滑轨(10)，气缸伸出杆导向滑块(9)的一端设置于气缸伸出杆导向滑轨(10)内、另一端与顶出气缸(5)的伸出杆相连接。
7.根据权利要求1所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于所述的夹轨装置(6)为：连接板(6-7)与夹紧连杆(3)相连接，连接板(6-7)的左右两端均设置有导向板(6-8)，随动楔块导向滑块(6-4)的一端设置于导向板(6-8)上、另一端与随动楔块(6-9)相连接，连接板(6-7)内中部设置有让位导柱(6-5)，随动楔块(6-9)设置于让位导柱(6-5)上，左端导向板(6-8)顶部设置有第一限位板(6-10)，右端导向板(6-8)外侧设置有夹轨楔块限位板(6-3)，夹轨楔块(6-1)的楔面与随动楔块(6-9)的楔面相接触且可以相对滑动，连接板(6-7)的前端设置有第三限位板(6-12)、后端设置有第二限位板(6-11)。
8.根据权利要求7所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的让位导柱(6-5)上设置有随动楔块让位弹簧(6-6)，随动楔块让位弹簧(6-6)位于随动楔块(6-9)与连接板(6-7)之间。
9.根据权利要求7所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的夹轨楔块限位板(6-3)与夹轨楔块(6-1)之间设置有夹轨楔块让位弹簧(6-2)。
10.根据权利要求7所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的夹轨楔块(6-1)的楔面与随动楔块(6-9)的楔面角度
满足下式：
其中，μ2为夹轨楔块(6-1)的楔面与随动楔块(6-9)的楔面摩擦系数；x1为夹轨楔块(6-1)相对被夹轨道(7)的位移，x2为随动楔块(6-9)在竖直方向上的位移。
11.根据权利要求7所述的具有自锁夹紧功能的防风夹轨器，其特征在于：所述的夹轨楔块(6-1)夹紧力Fc满足下式：
其中，G为压紧重物(1)的重力，α为夹紧连杆(3)转动中心与顶部楔块(2)转动中心连线与竖直方向的夹角，L1为夹紧连杆(3)转动中心与顶部楔块(2)转动中心连线的距离，L2为夹紧连杆(3)转动中心与夹轨位置点的距离。
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