CN1309618A - 用于集装箱起重机的吊架 - Google Patents

Abstract

具有箱形结构(28)的固定机架(20),相互侧向伸缩移动的扩展机架(21,22)可滑动地支撑于其上,因而提供了重量轻并且没有弯曲或扭曲的吊架(16)。通过固定在固定机架(20)相对端的支承滚轮(37)来支撑扩展机架(21,22),减少了扩展机架(21,22)延伸或收缩时的驱动力,在扩展机架(21,22)和固定机架(20)之间设置了轨道(43)和缓冲器(44),当吊架(16)降落到集装箱(4)时,可减少扩展机架(21,22)所受到的冲击载荷。

Description

用于集装箱起重机的吊架

技术领域

本发明涉及一种用于集装箱起重机的吊架。

技术背景

图1是显示传统的通用集装箱起重机的侧视示意图，其中参考数字1表示停泊在码头2的集装箱船，集装箱由集装箱起重机来装卸。

集装箱起重机3包括可沿码头2运动的轨道5上的支柱6，在支柱6的顶部有基本水平延伸并朝着海伸出的钢梁7，沿钢梁7延伸的横向轨道8，和作横向运动的小车9。

小车9包括，如图2和3所示，带有可在横向轨道8上滚动的横向轮12的小车体11。缠绕在位于设备间10(见图1)横向圆筒上(未示出)的横向钢索13的两端固定在小车体11上。钢索受到钢梁纵向的拉力而伸展。横向圆筒的正向或反向的转动使小车9作横向运动。

小车9有通过卷扬机钢索14悬挂于小车9的端滑车15。钢索依序绕位于设备间10的卷扬机钢筒(未示出)缠绕，钢索受到钢梁纵向的拉力而伸展。卷扬钢筒的正向或方向转动使端滑车15上升或下降。

可抓住集装箱4的吊架16通过扭锁17与端滑车15可分离地互锁。

扭锁17包括适用于插入吊架16的吊杆18上表面的长孔的止动销19。可通过液压缸使止动销转动令端滑车15与吊架16互锁。

如图1,3和4所示，传统的吊架16包括分别经止动器21和22固定到环形链26的相应的平行部分的扩展机架21和22。循环链依次在固定框架20纵向拉力作用下伸展。循环链26被驱动器27带动沿与侧向一致的方向或与小车9运动的横向相垂直的方向延伸或收缩侧向扩展机架21和22。扩展机架21和22这样延伸或收缩使不同长度的集装箱4都能被吊起。

各个扩展框架21和22在其端部有扭锁23，其结构与可抓住集装箱4的端滑车15的扭锁17近似；以及导向臂24，其用于将扭锁23定位以便与集装箱4接合。导向臂24被液压泵25驱动可从向上翻开的打开位置转到与集装箱4角部接合的位置。这样，即使与端滑车互锁的吊架降落到集装箱4以便起吊集装箱时出现偏差，也可保证吊架16能够正确地与集装箱4定位和扭锁23确实能够与集装箱接合。

如图4和5所示，传统吊架16的扩展机架21和22包括两个有垂直延长的矩形截面框架，两个框架分开放置，在固定框架20的横向互相连接。扩展机架21和22受到滑块21a,21b,22a，和22b(见图5)的支撑，这样它们就可以相对于固定框架20互相交叉穿过。扩展机架21和22除了如图5所示垂直延长的矩形框架之外可以采用I形框架。

一般地，将集装箱4装到集装箱船1上要使用集装箱起重机3采用下面的操作程序。首先，与端滑车15互锁的吊架16从小车9下降到集装箱4。然后扭锁23的止动销19插入集装箱4上表面的长孔并被液压缸扭转将吊架16与集装箱4互锁。这时，端滑车15和吊架16被提升，小车9沿横向运动到集装箱船1上方的目标位置。然后端滑车15和吊架16降落到集装箱船1上集装箱4存放位置。

对于这种集装箱起重机3，集装箱4通常有预定的目标位置。在这种情况下，随着集装箱4目标位置的确定，小车9可以自动横向移动，只有与端滑车15互锁的吊架16的提升和降落需要由位于操作间36的操作者手动进行。

但是上面提到的用于集装箱起重机的传统吊架有下面多种问题。

总的来说，由于与端滑车15互锁的吊架16下降到集装箱4以便连接吊架16和集装箱4时，吊架16要与集装箱4碰撞并置于集装箱上，可能造成吊架16损坏。更具体地说，当集装箱4下降的时候，只有扩展机架21和22的顶端接触集装箱4的上表面，造成扩展机架21和22与固定机架20之间形成悬臂关系。这意味着当端滑车15和吊架16沉重的重量(如可超过10吨)碰撞作用于扩展机架21和22时，扩展机架21和22将承受非常大的弯曲载荷，可达到提升集装箱4时载荷的3～4倍。因此，传统的吊架16可能会导致扩展机架21和22的弯曲损坏。因为扩展机架21和22弯曲可使其不能滑动延伸或收缩，故要进行维修而且缩短了吊架16的使用寿命。

在传统的吊架16，侧向扩展机架21和22不是对齐的或如图4和5所示横轴是不在一条直线上，故集装箱4被吊架16提升时，扩展机架21和22可能由于任何偏心或扭力载荷作用而发生扭曲。

为了防止扩展机架21和22的这种弯曲和/或扭曲，吊架16尺寸必须要大和/或固定及扩展机架20,21，和22厚度一定要增大。但是这样不可避免地会造成吊架16重量的增加。导致集装箱起重机工作所需电量的增加以及操作成本的增加。

还要看到一直以来固定和扩展机架20,21和22有可增强断面强度的箱形断面，但是，这样的箱形结构不可能允许扩展机架21和22如图4和5所示那样互相交叉穿过。而且扩展机架难以有更大行程的延长或收缩，行程则取决于集装箱长度的变化。为解决这个问题所想出的办法是侧向扩展机架有两级延伸(可伸缩的)结构形式。

但是，有这种两级延伸(可伸缩的)结构形式的侧向扩展机架已被证明是不实际的。因为当提升集装箱时，这种扩展机架有更大的弯曲和/或形成弓状，失去足够的强度。

还有，在传统的吊架16，扩展机架21和22是滑动支承于固定机架20以便进行由集装箱4尺寸决定的行程的延长或收缩。更特别地，固定机架20采用滑动轴承(平的金属套)来支承扩展机架21和22。

结果是固定机架20和扩展机架21和22之间的摩擦系数相当大，在它们之间的相对滑动产生的摩擦力则更大。这必然增加驱动器27的驱动力，必然导致要有更大功率的驱动器27。因此，由于生产价格和电量消耗增加将导致成本的提高。固定机架20和扩展机架21和22之间的接触表面必须以更高的平面精度来加工。这也导致加工成本的增加。

考虑到上述问题进行了本发明。本发明的目的是提供一种重量轻的集装箱起重机吊架，其扩展机架不会弯曲和扭曲，扩展机架延伸或收缩所需的驱动力可以减少，并且当吊架下落到集装箱时，能减轻吊架的扩展机架所受到的冲击载荷。

本发明技术方案

带有箱形截面的箱体设置了可侧向伸缩的内和外箱形框架。与传统的吊架比较，这种设置可以彻底增强内和外箱形框架的弯曲刚度。此外，由于是伸缩式的，内和外箱形框架在其横轴方向是对齐的，这防止了内和外箱形框架承受扭曲载荷，因而增强了吊架的强度，减少了可能的损坏以及延长了吊架的使用寿命。

内箱形框架被内支座可滑动地支撑于箱体的端部，内支座布置在内箱形框架横轴的上方和下方。外箱形框架支撑于箱体的另一端，侧支座布置在外箱形框架的横轴的上方和下方并与横轴相对称。内和外箱形框架能够以更大的行程和没有干涉地延伸或收缩，因为凹槽分别形成于外箱形框架顶部和底部由箱体支撑的基体端。

固定框架有横向开口端，各开口端有位于其底端的支撑滚轮，各滚轮依次与轴承配合并用于承受对应侧向扩展机架的载荷。这使得支撑滚轮可以与延伸或收缩的扩展机架滚动接触。所以，它们之间只有滚动磨擦产生，造成了扩展机架的延伸或收缩驱动力的彻底降低。

支撑滚轮可转动地由臂来支撑，各个臂的一端可转动地支撑于固定机架，支撑滚轮被另一个开端可转动地支撑。臂受到推动机构，如螺旋弹簧，扭力杆，或板簧，的向上推动。推动力的力度设定在支撑滚轮可以向上推动扩展机架并承受扩展机架的载荷的程度。当存在集装箱载荷时支撑滚轮可以向下离开。因此当吊装集装箱时，支撑滚轮将不承受更大载荷，防止了支撑滚轮损坏。

在面对扩展机架某个表面的固定机架表面上有沿扩展机架的延伸和收缩方向延伸的轨道。扩展机架有橡胶或其它缓冲器及安装在缓冲器上的滑动配件，滑动配件于扩展机架接合以便安装在轨道上并在其上相对移动。因此，在扩展机架延伸或收缩时，滑动配件被导轨引导作相对移动。并且当吊架与集装箱碰撞时，扩展机架承受的极大冲击力被缓冲器吸收。

附图简介

图1是一个普通集装箱起重机的概括性侧视示意图；

图2是小车和悬挂于小车的吊架的侧视图；

图3是图2视图的前视图；

图4是传统吊架的平面图；

图5是传统吊架的侧视图；

图6是根据本发明吊架实施例的局部前视图；

图7是图6视图的平面图；

图8是图6中箭头Ⅷ方向的视图；

图9是图6中箭头Ⅸ方向的视图；

图10是根据本发明吊架的另一实施例的前视图；

图11是图10视图的平面图；

图12是图10视图的侧视图；

图13是图10中部分A的详图；

图14是图10中部分B的截面详图并显示根据本发明吊架的另外一个实施例；

图15是图14中箭头ⅩⅤ方向的视图；

图16是定位止动器的前视图；

图17是显示与定位止动器接合的滑动配件的平面图；

图18是图14中箭头ⅩⅧ方向的视图。

实现本发明的最佳模式

现在将接合附图对本发明的实施例进行介绍。

图6-9显示本发明的一个实施例。其中图6是根据本发明吊架实施例的局部前视图；图7是图6视图的平面图；图8是图6中箭头Ⅷ方向的视图；图9是图6中箭头Ⅸ方向的视图。如图2和3所示，连接到端滑车15底部并悬挂于小车9用于提升的吊架16有下面所介绍的结构。

为代替图2和3所示的固定机架20，设置了如图6-9所示具有箱形截面的箱体28。

在箱体28设置了可以侧向延伸和收缩的伸缩式内和外箱形框架29和30。

伸缩式内箱形框架29通过布置在横轴的上方和下方的内支撑31可滑动地支撑于箱体28的端部(见图7)。

内支撑31包括在内箱形框架29上或下表面位于横轴上方或下方的内支撑轨道31a以及通过固定底座固定在箱体28内表面以便能面对内支撑轨道31a的导引元件31b。互相面对的内支撑轨道31a和导引元件31b的滑动表面进行了钼烧结处理或类似地设置无油轴承。内支撑轨道31a的延伸实际上超过了内箱形框架29的全长。导引元件31b由两件组成，其中一件位于箱体28的端部28a，而另一件位于朝着另一端28b离开端部28a的预先设定位置。在图8和9，参考数字33表示位于箱体28的内表面和导引元件31b之间的橡胶或其它缓冲元件。

伸缩式外箱形框架30被侧支座34支撑在箱体28的另一端28b(见图7)，侧支座如图9所示布置在横轴的上方和下方并与横轴对称。

侧支座34包括在外箱形框架30横边位于横轴上方或下方的侧支撑轨道34a，和固定在箱体28的内表面以便面对侧支撑轨道34a的导引元件。互相面对的侧支撑轨道34a和导引元件的滑动表面进行了钼烧结处理或类似地设置无油轴承。侧支撑轨道34a延伸实际上超过了外箱形框架30的全长。导引元件34b由两件组成，其中的一件位于箱体28的端部28b而另一件位于朝着端部28a离开另一端28b的预先设定位置。在这种情况下，橡胶或其它缓冲元件33布置在箱体28的内表面和导引元件34b之间。

此外，在外箱形框架30的顶部和底部在箱体28支撑的基体端形成有如图7和8所示的槽口35，当箱形框架29和30滑动延伸或收缩时，可防止外箱形框架30与内支座31的导引元件31a发生干涉。

下面将介绍上面提到的实施例的操作模式。

根据图6-9所示的吊架16，由于具有箱形截面的箱体28设置了可侧向延伸和收缩的伸缩式内和外箱形框架29和30，箱形框架29和30可以有与传统吊架相比较彻底增强的弯曲刚度。由于是伸缩式，内和外箱形框架29和30在它们的横轴方向是互相对准的，因此，防止了扭曲载荷作用于箱形框架29和30，因而改善了吊架16的强度，减少了可能出现的损坏问题并延长了吊架的寿命。

伸缩式内箱形框架29被内支座31可滑动地支撑在箱体28的端部28a，内支座31布置在横轴的上方和下方；外箱形框架30b被侧支座34支撑于箱体28的另一端28b，侧支座34布置在横轴的上方和下方并与横轴相对称；因为凹槽35形成于外箱形框架30顶部和底部的由箱体28支撑的基体端，在箱形框架29和30滑动延伸或收缩时，防止了外箱形框架30不被内支座31的导引元件31b干涉。结果，内和外箱形框架29和30能够以更大的行程和无相互干涉地延伸或收缩。

上述箱体28和箱形框架29和30的截面形状并不受到所介绍的限制，可以是多种多样的。内和侧支座31和34的结构也可以有多种变化。

图10-18显示本发明的另一个实施例。其中，图10是对应图3中现有技术示例的视图。图11和12则是对应图4中现有技术的示例的视图。

图13是图10中部分A的详图并显示了支撑扩展机架的机构。下面介绍的结构可以应用于图3-5所示传统吊架以及图6-9所示的实施例。

图10-13所示吊架16的固定机架20有横向开口端，各开口端有位于其下部的支撑滚轮37，各滚轮依次与轴承配合并用于承受对应的横向扩展机架21和22的载荷。如图11所示，支撑滚轮37分别设置在两个扩展机架21和22之下。

如图12所示，固定机架20的底部设置了沿固定机架20的横向延伸的固定轴38，固定轴在其相对端有转动轴39。臂40的一端固定到转动轴39，另一端依次与支撑滚轮37固定。

如图13所示，转动轴39有螺旋弹簧41。弹簧的一端41a固定到固定轴38，另一端固定到转动轴39(臂40)。螺旋弹簧41向上推动臂40(图13中的顺时针方向)，将支撑滚轮37压到扩展机架21和22的底部。如前面所述，支撑滚轮在其内圆有轴承42。

螺旋弹簧41的推动力设定在支撑滚轮37可以推动扩展机架21或22并且当扩展机架延伸或收缩时承受扩展机架的载荷的程度。当集装箱4的载荷加到扩展机架21或22时支撑滚轮37和臂40的自由端可以向下离开。

在图10-13所示实施例中，当扩展机架21和22延伸或收缩时，支撑滚轮37滚动承受扩展机架21和22的载荷，因此在它们之间只是产生滚动磨擦。结果是，扩展机架21和22可以被比现有技术的驱动力小很多的驱动力所驱动。因此，驱动扩展机架21和22的驱动器27可以有较小的功率并导致成本降低。

如图12和13所示，按照该实施例，转动轴39与臂40之间存在固定关系，转动轴39并绕固定轴38转动，所以臂40可以顺时针或逆时针作枢轴运动。作为一种选择，臂40可以直接铰接在固定机架20上，方便臂的枢轴运动。

用来向上推动壁40的装置是螺旋弹簧41，也可以是扭力杆，板簧，或其它可用的装置。

图14是显示图10的部分B的放大详图。图15是图14中箭头ⅩⅤ方向的视图。图16是定位止动器的前视图。图17是显示与定位止动器结合的滑动配件的平面图。图18是图14中箭头ⅩⅧ方向的视图。

在图14-18显示的吊架16中，固定机架20有纵向延伸的轨道43分别位于其面对扩展机架21(22)的上下内表面(图14和15中只显示了上内表面)。扩展机架21(22)面对固定机架20的表面有橡胶或其它缓冲件44和滑动配件45。

缓冲器44被高度低于缓冲器44的止动器46定位，以便不会在延伸和收缩的方向产生位移。

滑动配件45安装在轨道43之上，这样的话，如图15所示，轨道43在其两个相对端(垂直于延伸和收缩方向的横向端)被突出部45b夹住。在扩展机架21和22的延伸和收缩的方向Ⅹ，如图16所示，在缓冲器44和滑动配件45的相对端设置了定位止动器。这些止动器47用螺栓固定到扩展机架21(22)。

如图16所示，在定位止动器47的上中心形成结合槽47a。滑动配件45的各个纵向端在其横向中心(或与纵向垂直的方向上的中心)形成定位突出部45a。定位突出部45a与结合糟47a相结合。

如图14和17所示，缓冲器44和滑动配件45在延伸和收缩方向Ⅹ的定位是由结合的定位止动器47所限定。滑动配件在垂直于延伸和收缩方向的横向上的偏离被如图18所示的结合槽47a的直立表面所限定。

在突出部45b和固定机架20之间以及定位止动器的上端和轨道43之间分别设置有间隙S。在突出部的下表面45a和结合槽之间以及止动器46的上端和滑动配件45的下表面之间都设有间隙S，所以当滑动配件45承受载荷或负荷时，缓冲器44可以在间隙S的范围内压缩。

在图10和14-18，当扩展机架21或22延伸和收缩时，在轨道43的导引下滑动配件与侧扩展机架21或22做协调一致的位移。

当集装箱4用集装箱起重机3吊装到集装箱船2时，首先，与端滑车15互锁的吊架16从小车9降落到集装箱4，这时如前面所述，吊架16与集装箱碰撞并落在集装箱上。

因此，端滑车15和吊架16的沉重重量碰撞时作用在扩展机架21和22，碰撞力可以被缓冲器44吸收。此外，缓冲器44还可以防止可能造成吊架16损坏的悬臂关系的建立。出现悬臂与否可能取决于载荷作用部件的加工精度。实用性

具有箱形结构的固定机架，可使相互侧向伸缩移动的扩展机架可滑动地支撑于其上，因而提供了重量轻并且没有弯曲或扭曲的吊架。通过固定在固定机架相对端的支承滚轮来支撑扩展机架，减少了扩展机架延伸或收缩时的驱动力，在扩展机架和固定机架之间设置了轨道和缓冲器，当吊架降落到集装箱时，可减少扩展机架所受到的冲击载荷。

Claims (6)

1．集装箱起重机吊架，包括悬挂在小车上的固定机架，和安装在所述固定机架的扩展机架，以便能够侧向延伸和收缩到由集装箱长度决定的位置，其特征在于，所述固定机架具有箱形的箱体，所述侧向扩展机架具有互相伸缩内和外箱形框架的形式并被所述箱体可滑动地支撑。

2．如权利要求1所述集装箱起重机吊架，其特征在于，所述伸缩式内箱形框架被设置在横轴上下方的内支座支撑于所述箱体的一端，还在于，所述伸缩式外箱形框架被设置在横轴上下方并与横轴对称的侧支座支撑于所述箱体的另一端，槽口形成在位于被所述箱体支撑的基体端的所述外箱形框架的顶部和底部，以便防止所述外箱形框架在滑动运动时与所述内支座发生干涉。

3．集装箱起重机吊架，包括悬吊于小车的固定机架和安装在所述固定机架的扩展机架，以便能够侧向延伸和收缩到由集装箱长度决定的位置，其特征在于，所述固定机架具有开口端，各开口端有位于下部的支撑滚轮，各滚轮依次与轴承配合并用于承受所述扩展机架的载荷。

4．如权利要求3所述集装箱起重机吊架，其特征在于，所述支撑滚轮可转动地被臂支撑，各个所述臂的一端可转动地支撑于所述固定机架，所述支撑滚轮可转动地支撑于另一个开端，所述臂上设置有推力装置来支承所述扩展机架的载荷并提供向上的推动力使所述支撑滚轮可因所述集装箱载荷而向下脱离。

5．集装箱起重机吊架包括悬吊于小车的固定机架和安装在所述固定机架的扩展机架，以便能够侧向延伸和收缩到由集装箱长度决定的位置，其特征在于，缓冲器插入所述固定机架和所述扩展机架的相对表面之间以便吸收由于所述集装箱载荷造成的冲击。

6．如权利要求5所述集装箱起重机吊架，其特征在于，所述固定机架有纵向延伸的位于面对所述扩展机架表面的轨道，橡胶或其它缓冲器固定到所述扩展机架面对所述固定机架的表面，安装到所述轨道上并可作相对运动的滑动配件与所述缓冲器接合被压缩到所述扩展机架的表面。

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