CN201942459U - 一种集装箱起重机起升机构和集装箱起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱起重机起升机构和集装箱起重机，该起升机构包括起重小车架，吊具上架；所述吊具上架安装有2组动滑轮组和2组钢丝绳固定装置；所述钢丝绳固定装置能够平行于小车运行方向滑动；所述起重小车架安装有4组导向滑轮组以及2个双联卷筒；每组钢丝绳的一端固定连接在一个双联卷筒上，并依次缠绕于与该双联卷筒位置对应的动滑轮组中的一个动滑轮、一组导向滑轮后与一组钢丝绳固定装置固定连接。本实用新型实现吊具减摇、回转、平衡以及倾转等多种功能的同时，结构相对简单、维护使用方便、安全可靠性高，综合性能突出。

Description

一种集装箱起重机起升机构和集装箱起重机

技术领域

本实用新型涉及机械技术领域，特别是涉及一种集装箱起重机起升机构和集装箱起重机。

背景技术

集装箱门式起重机是集装箱码头的主要装卸设备，在集装箱运输业高速发展的今天，如何提高其作业效率，是各个码头、港口需要研究的重要问题。

由于港口码头、集装箱堆场等作业环境的地面状况多样，地面存在沉降、凸起等不理想的情况，这就造成集装箱并不是堆放在理想的水平面上，而是会有一定程度的偏斜。另外，集装箱货船、集装箱运输卡车在泊船或停车时的偏差，造成集装箱长度方向并不是和起重小车的运行方向绝对垂直。同时，集装箱内货物在装卸运输过程中受到一些不可预见的因素影响，比如集装箱货船在航行过程中的摇晃，都可能造成集装箱的偏载。由于这些客观情况的存在，就给集装箱门式起重机在吊装对箱、搬运时造成了困难，使得对箱不准，吊重偏载，影响了集装箱起重机的装卸效率，存在安全隐患。

通常情况下，码头的场地设置和设备的外形尺寸都一定的条件下，考虑作业效率一般和司机的操作熟练程度、起重机大车、小车的结构参数特点、起制动特性有关，在这些影响因素中由于操作惯性和风力载荷的影响都是不可预知的，因为所起吊的每一个集装箱都不尽相同，导致集装箱在铅垂平面内产生来回摇摆及在水平面内产生扭转震荡。这种摇摆和震荡，将直接影响装卸过程中集装箱对位时间和操作的舒适性和安全性。

现有的减缓和防止吊具摇摆和震荡的装置是设置了专用的力矩马达或液压机构，带动的卷筒分别设置在吊具小车方向的两侧，其结构示意图如图1 所示，但该系统较复杂而且防摇效果不是很理想，并且没有大车方向的防摇效果。此外，还有一种与起升钢丝绳缠绕在一起的防摇机构，其结构示意图如图2所示，所述防摇机构在吊具大车、小车方向都具有防摇效果，但其缠绕复杂、机构庞大。

现有技术中还公开了另一种起重机双向防摇系统。如图3a和3b所示，单卷筒和双卷筒原理相同，由1-8组钢丝绳和滑轮、卷筒组成，每一组钢丝绳一端固定于吊具通过滑轮形成一定的角度缠绕到卷筒上固定，每两组形成一个平面三角形，共形成四个倒立的平面三角形，吊具的两个运动方向都有两个平面三角形形成的运动阻尼来减缓吊具的摇摆。在大车方向有钢丝绳7和8、3和4组成的两个三角形；小车方向有钢丝绳1和2、5和6组成的两个三角形来进行防摇。这样机构比较复杂，钢丝绳数量多，长度很难调节一致，而且在使用过程中，钢丝绳的伸缩不同，要经常调节八根绳的长度。

由此可见，现有技术通常解决上述偏斜、偏载等问题时，会采用吊具回转、吊具倾转、吊具平衡等办法。为了实现吊具的回转、倾转、平衡功能，通常的方式是设置两套电动推杆或液压油缸机构，但其机构复杂、成本高。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供一种结构简单、维护使用方便的集装箱起重机起升机构，具有大车运行方向、小车运行方向双向减摇效果，同时实现了吊具回转、平衡和倾转功能。

为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种集装箱起重机起升机构，包括起重小车架，吊具上架，所述吊具上架安装有2组动滑轮组以及2组钢丝绳固定装置；所述钢丝绳固定装置能够平行于小车运行方向滑动；所述起重小车架安装有4组导向滑轮组以及2个双联卷筒；所述集装箱起重机起升机构还包括4组钢丝绳组，每组钢丝绳组的一端固定连接在一个双联卷筒上， 并依次缠绕于与该双联卷筒位置对应的动滑轮组中的一个动滑轮、一组导向滑轮后与一组钢丝绳固定装置固定连接；其中，两组钢丝绳共用一个双联卷筒和一组钢丝绳固定装置，每组钢丝绳所缠绕的动滑轮和导向滑轮组各不相同。

优选地，所述2组动滑轮组对称布置在吊具上架中部，其轴线共线且平行于小车运行方向；所述2组钢丝绳固定装置对称布置在吊具上架平行于小车运行方向的两侧；所述4组导向滑轮组对称布置在起重小车架的四角；所述2个双联卷筒与所述2组动滑轮组位置对应，其轴线彼此平行，且垂直于小车运行方向。

优选地，每组导向滑轮组包括：水平滑轮，轴线垂直于起重小车架平面；第一垂直滑轮，轴线平行于大车运行方向；第二垂直滑轮，轴线平行于起重小车运行方向；其中，4组导向滑轮组中的8个垂直滑轮轴线共面，且所在平面与起重小车架平面和吊具上架平面均互相平行。

优选地，钢丝绳组一端固定在双联卷筒上，另一端从两双联卷筒的内侧出绳，首先绕过动滑轮组中的一动滑轮，然后依次绕过导向滑轮组中的第一垂直滑轮、水平滑轮、第二垂直滑轮，之后与钢丝绳固定装置固定联接。

优选地，所述钢丝绳固定装置包括：钢丝绳接头滑车和伸缩推杆。

优选地，所述钢丝绳接头滑车与吊具上架之间通过滚轮与滑轨的形式联接；所述伸缩推杆一端与所述钢丝绳接头滑车相连，另一端固定联接于所述吊具上架。

优选地，所述伸缩推杆为电动推杆或液压推杆。

本实用新型还提供一种包括上述集装箱起重机起升机构的集装箱起重机。

与现有技术相比，本实用新型提供的集装箱起重机起升机构由于具有上述结构，使得吊具在升降时，起重小车架与吊具上架之间钢丝绳组形成的每 个倒三角形的内部形状发生改变，但四个三角形仍保持全等，由于四个倒三角形在大车运行方向和小车运行方向均保持稳定状态，钢丝绳对大车运行方向和小车运行方向的摇摆产生反向拉力，即摇摆阻尼，从而消除大车和小车运行方向上的惯性摇摆。当吊具负重运动并突然制动或减速时，吊具产生摇摆，但无论是大车运行方向，还是小车运行方向，都存在四个空间三角形的运动阻尼，从而减缓吊具的摇摆，在大车和小车两个方向处于稳定的状态，防摇效果好；每根钢丝绳受力均匀，减小了对钢丝绳的磨损，延长了寿命。所述电动推杆与钢丝绳固定装置安装在所述吊具上架宽边的中点处，通过两组电动推杆的伸缩动作组合实现吊具的回转及平衡功能；所述两只卷筒对称安装在起重小车架中部，卷筒轴线垂直于起重小车架的运行方向，通过控制卷筒组中其中一只卷筒转动，另一只卷筒保持静止或两只卷筒相对反向转动，使得吊具上架能在所述起重机小车架的运行方向上实现吊具倾转的功能。本实用新型在实现了吊具减摇、回转、平衡以及倾转等多种功能的同时，其结构仍相对简单、维护使用方便、安全可靠性高，综合性能突出。

附图说明

图1为现有技术中一种减缓和防止吊具摇摆和震荡的装置的结构示意图；

图2为现有技术中另一种减缓和防止吊具摇摆和震荡的装置的结构示意图；

图3a为现有技术中一种单卷筒起重机双向防摇系统的结构示意图；

图3b为现有技术中一种双卷筒起重机双向防摇系统的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种集装箱起重机起升机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的钢丝绳接头滑车的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种集装箱起重机起升机构的结构示意图。

具体实施方式

针对现有技术中的缺陷，本实用新型实施例提供一种结构简单、维护使用方便的集装箱起重机起升机构，具有大车运行方向、小车运行方向双向减摇效果，同时实现了吊具回转、平衡和倾转功能。

下面结合图4、图5和图6，对本实用新型实施例提供的集装箱起重机起升机构进行详细描述。

如图4和图6所示，本实用新型实施例提供的集装箱起重机起升机构可包括：吊具上架1和起重小车架(未在图中示出)，其中：

吊具上架1上设置有2个电动推杆(电动推杆21和电动推杆22)、2个钢丝绳接头滑车(钢丝绳接头滑车31和钢丝绳接头滑车32)、2组动滑轮组(动滑轮组41和动滑轮组42)；

起重小车架上设置有2个卷筒(卷筒51和卷筒52)、4组导向滑轮组(导向滑轮组61、导向滑轮组62、导向滑轮组63和导向滑轮组64)；

4组钢丝绳(钢丝绳组71、钢丝绳组72、钢丝绳组73、钢丝绳组74)分别缠绕在对应的卷筒和滑轮组之间，各组钢丝绳两端分别固定连接在卷筒和钢丝绳接头滑车上。

如图5所示，电动推杆21一端与吊具上架1固定联接，另一端与钢丝绳接头滑车31联接。钢丝绳接头滑车31以滑轨9与轨道滚轮8的联接方式，通过固定于吊具上架1上的滑道实现钢丝绳接头滑车与吊具上架1之间的相对运动。电动推杆22与钢丝绳滑车32的结构，以及与吊具上架1的连接关系与此类似。

动滑轮组41和动滑轮组42对称的布置在吊具上架1上中部，其轴线共 线，且平行于小车的运行方向。其中，动滑轮组41包括动滑轮411和动滑轮412，动滑轮组42包括动滑轮421和动滑轮422，所述动滑轮组通过钢丝绳组与卷筒、导向滑轮组联接在一起。

卷筒51和卷筒52对称的布置在小车架上中部，其轴线彼此平行，且垂直于小车的运行方向；其中，2个卷筒与2组动滑轮组位置对应，具体地，卷筒51位于动滑轮组41正上方，卷筒52位于动滑轮组42正上方。卷筒51、52是双联卷筒，即每只卷筒缠绕2组钢丝绳，从同侧出绳。通过钢丝绳组与导向滑轮组、吊具上架1联接在一起。

4组导向滑轮，每组3只，分别对称的安装在起重小车架的四角。每组导向滑轮中，包括：一只水平滑轮，其轴线垂直于小车架平面；一只垂直滑轮，其轴线平行大车运行方向；另一只垂直滑轮，其轴线平行于起重小车运行方向。所述8只垂直滑轮的轴线共面，其所在平面与小车架平面，吊具上架平面都互相平行。

4组钢丝绳，每组钢丝绳一端固定在对应钢丝绳卷筒上，另一端依次绕过动滑轮组、导向滑轮组后与对应的钢丝绳接头滑车联接。所述钢丝绳缠绕方式通过在吊具上架1上设置的动滑轮组实现了四绳3倍率形式，且缠绕方式相对简单。具体的，钢丝绳组的缠绕方式为：

钢丝绳组71一端固定在卷筒51上，另一端从两卷筒的内侧出绳，首先绕过位于吊具上架上的动滑轮411，然后依次绕过导向滑轮组61中的垂直滑轮613、水平滑轮612、垂直滑轮611，之后向下与钢丝绳接头滑车31上的接头a联接固定；

钢丝绳组72一端固定在卷筒51上，另一端从两卷筒的内侧出绳，首先绕过位于吊具上架上的动滑轮412，然后依次绕过导向滑轮组62中的垂直滑轮623、水平滑轮622、垂直滑轮621，之后向下与钢丝绳接头滑车32上的接头b联接固定；

钢丝绳组73一端固定在卷筒52上，另一端从两卷筒的内侧出绳，首先绕过位于吊具上架上的动滑轮421，然后依次绕过导向滑轮组63中的垂直滑轮633、水平滑轮632、垂直滑轮631，之后向下与钢丝绳接头滑车32上的接头c联接固定；

钢丝绳组74一端固定在卷筒52上，另一端从两卷筒的内侧出绳，首先绕过位于吊具上架上的动滑轮422，然后依次绕过导向滑轮组64中的垂直滑轮643、水平滑轮642、垂直滑轮641，之后向下与钢丝绳接头滑车31上的接头d联接固定。

本实用新型的另一实施例还提供了一种具有上述集装箱起重机起升机构的集装箱起重机。

下面结合本实用新型实施例提供的集装箱起重机起升机构，说明其工作原理以及减摇功能、倾转功能、回转功能和平衡功能的实现过程。

1、减摇功能的实现

所述4组钢丝绳组通过上述缠绕方式，使得在起重小车架与吊具上架之间的空间位置形成两组两两全等的倒三角形，所述四个倒三角形的下顶点对称分布于所述吊具上架的四边中点位置；所述四个倒三角形各自所在平面与大车运动方向及小车运动方向的夹角均为直角。所述四个倒三角形为等腰三角形。当吊具及吊具上架升降时，每个倒三角形的内部形状发生改变，但四个三角形仍保持全等，由于四个倒三角形在大车运行方向和小车运行方向均保持稳定状态，钢丝绳对大车运行方向和小车运行方向的摇摆产生反向拉力，即摇摆阻尼，从而消除大车和小车运行方向上的惯性摇摆。当吊具负重运动并突然制动或减速时，吊具产生摇摆，但无论是大车运行方向，还是小车运行方向，都存在四个空间三角形的运动阻尼，从而减缓吊具的摇摆。

2、倾转功能的实现

正常状态下，吊具上架1所在的平面是保持水平的，当需要吊具上架1 在小车运行方向上，在动滑轮412一侧向下倾斜时，可以通过如下三种方式来实现：

方式1：卷筒52保持静止，卷筒51转动放出缠绕在其上的钢丝绳组71和钢丝绳组72，在起重小车架与吊具上架之间的上述两组绳变长，从而使吊具上架1向动滑轮412一侧向下倾转。

方式2：卷筒51保持静止，卷筒52转动绕回放出的钢丝绳组73和钢丝绳组74，在起重小车架与吊具上架1之间的上述两组绳变短，从而使吊具上架1向动滑轮412一侧向下倾斜。

方式3：卷筒51转动放出缠绕在其上的钢丝绳组71和钢丝绳组72，在起重小车架与吊具上架1之间的上述两组绳变长，同时卷筒52转动绕回放出的钢丝绳组73和钢丝绳组74，在起重小车架与吊具上架之间的上述两组绳变短，从而使吊具上架1向动滑轮412一侧向下倾斜。

同样的原理，互换2只卷筒的运动性质，可以有两种方式实现吊具上架1在小车运行方向上，在动滑轮421一侧向下倾转。

3、小角度回转功能的实现

因电动推杆与吊具上架1固定联接在一起，钢丝绳接头滑车与吊具上架1之间通过滚轮8与滑轨9的形式联接，所以吊具上架1与钢丝绳接头滑车之间可以产生相对运动。因此从起重小车上俯视吊具上架1，吊具上架1依据旋转轴线的不同，分顺时针和逆时针两类，能实现以下6种回转方式，其中方式1-3为顺时针回转的实现方式，方式4-6为逆时针回转的实现方式：

方式1：电动推杆21收缩其推杆，同时电动推杆22伸出其推杆，吊具上架1则以自身的几何中心所在的铅垂线为旋转轴线，顺时针旋转。

方式2：电动推杆21保持中间状态，同时电动推杆22伸出其推杆，吊具上架1则以垂直滑轮621、垂直滑轮631以及钢丝绳接头滑车32所确定的等腰三角形的中垂线(以下简称轴线a)为旋转轴线，顺时针旋转。

方式3：电动推杆22保持中间状态，同时电动推杆21收缩其推杆，吊具上架1则以垂直滑轮611、垂直滑轮641以及钢丝绳接头滑车1所确定的等腰三角形的中垂线(以下简称轴线b)为旋转轴线，顺时针旋转。

方式4：电动推杆22收缩其推杆，同时电动推杆21伸出其推杆，吊具上架1则以自身的几何中心所在的铅垂线为旋转轴线，逆时针旋转。

方式5：电动推杆21保持中间状态，同时电动推杆22收缩其推杆，吊具上架1则以轴线b为旋转轴线，逆时针旋转。

方式6：电动推杆22保持中间状态，同时电动推杆21伸出其推杆，吊具上架1则以轴线a为旋转轴线，逆时针旋转。

4、吊具平衡功能的实现

吊具平衡功能是通过电动推杆推动钢丝绳接头滑车，改变吊具上架1和钢丝绳接头滑车的相对位置，来调整吊具上架1及其下部集装箱的重心位置，使两钢丝绳接头滑车中点的连线在集装箱重心所在的铅垂面内来实现的，该铅垂面与小车运行方向垂直。具体的实施过程如下：

如果集装箱的重心偏离在所述吊具上架1的动滑轮412一侧，此时两只电动推杆同时伸出推杆，具体的伸出长度则根据集装箱重心所在铅垂面偏离两钢丝绳接头滑车中点的连线的距离来决定。以此使得两钢丝绳接头滑车中点的连线重新回到集装箱重心所在的铅垂面内，从而实现吊具平衡；

如果集装箱的重心偏离在所述吊具上架1的动滑轮421一侧，此时两只电动推杆同时收回推杆，具体的收回长度则根据集装箱重心所在铅垂面偏离两钢丝绳接头滑车中点的连线的距离来决定。以此使得两钢丝绳接头滑车中点的连线重新回到集装箱重心所在的铅垂面内，从而实现吊具平衡。

上述实施例中，电动推杆还可以用液压推杆来替代；钢丝绳接头滑车还可以用其它能与吊具上架产生相对运动的钢丝绳固定装置来替代。

上述实施例中，电动推杆和钢丝绳接头滑车构成了钢丝绳固定装置，该 装置还可由其他能够联接固定钢丝绳且能与吊具上架产生相对运动的结构替代。

考虑到制造本实用新型实施例所提供的集装箱起重机起升机构时的工艺误差，在本实用新型的实施例的实现过程中，起重小车架与吊具上架之间的钢丝绳组形成的四个倒三角形有可能达不到严格的两两全等或四个倒三角形各自所在平面与大车运动方向及小车运动方向的夹角可能不是直角，但根据上述结构依然可实现吊具减摇、旋转、倾转和平衡功能，且由于所述工艺误差所造成的与本实用新型实施例描述的集装箱起重机起升机构结构上的改变仍在本实用新型的保护范围之内。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的集装箱起重机起升机构通过在吊具上架上设置两组动滑轮组，实现了3倍的钢丝绳倍率，且钢丝绳缠绕方式相对简单，起升机构减速器输出力矩小；其次，所述起升机构通过所述钢丝绳的缠绕方式使得在起重小车架与吊具上架之间的空间位置形成两组两两全等的倒三角形，所述四个倒三角形的下顶点对称分布于所述吊具上架的四边中点位置且各自所在平面与大车运动方向及小车运动方向的夹角均为直角，实现了大车运行方向、小车运行方向双向减摇效果；再者通过对电动推杆的控制实现了吊具的平衡功能和多种形式的回转；此外，还可以通过单电机转动或双电机相对反向转动实现了吊具倾转功能。所述起升机构在实现吊具减摇、回转、平衡以及倾转等多种功能的同时，其结构仍相对简单、维护使用方便、安全可靠性高，综合性能突出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种集装箱起重机起升机构，包括起重小车架，吊具上架，其特征在于，

所述吊具上架安装有2组动滑轮组以及2组钢丝绳固定装置；所述钢丝绳固定装置能够平行于小车运行方向滑动；

所述起重小车架安装有4组导向滑轮组以及2个双联卷筒；

所述集装箱起重机起升机构还包括4组钢丝绳，每组钢丝绳的一端固定连接在一个双联卷筒上，并依次缠绕于与该双联卷筒位置对应的动滑轮组中的一个动滑轮、一组导向滑轮后与一组钢丝绳固定装置固定连接；其中，两组钢丝绳共用一个双联卷筒和一组钢丝绳固定装置，每组钢丝绳所缠绕的动滑轮和导向滑轮组各不相同。

2.如权利要求1所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于，所述2组动滑轮组对称布置在吊具上架中部，其轴线共线且平行于小车运行方向；所述2组钢丝绳固定装置对称布置在吊具上架平行于小车运行方向的两侧；所述4组导向滑轮组对称布置在起重小车架的四角；所述2个双联卷筒与所述2组动滑轮组位置对应，其轴线彼此平行，且垂直于小车运行方向。

3.如权利要求1所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于，每组导向滑轮组包括：水平滑轮，轴线垂直于起重小车架平面；第一垂直滑轮，轴线平行于大车运行方向；第二垂直滑轮，轴线平行于起重小车运行方向；其中，4组导向滑轮组中的8个垂直滑轮轴线共面，且所在平面与起重小车架平面和吊具上架平面均互相平行。

4.如权利要求3所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于，

钢丝绳组一端固定在双联卷筒上，另一端从两双联卷筒的内侧出绳，首先绕过动滑轮组中的一动滑轮，然后依次绕过导向滑轮组中的第一垂直滑轮、水平滑轮、第二垂直滑轮，之后与钢丝绳固定装置固定联接。

5.如权利要求1-4中任一项所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于， 所述钢丝绳固定装置包括：钢丝绳接头滑车和伸缩推杆。

6.如权利要求5所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于，所述钢丝绳接头滑车与吊具上架之间通过滚轮与滑轨的形式联接；所述伸缩推杆一端与所述钢丝绳接头滑车相连，另一端固定联接于所述吊具上架。

7.如权利要求5所述的集装箱起重机起升机构，其特征在于，所述伸缩推杆为电动推杆或液压推杆。

8.一种集装箱起重机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的集装箱起重机起升机构。 

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