CN210438349U - 一种集装箱堆高机门架机构及堆高机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集装箱堆高机门架机构及堆高机提供了包括吊具、外门架、与外门架连接的内门架，以及使内门架在外门架上发生移动的举升油缸，使吊具在外门架与内门架形成的导轨空间内发生自由升降的移动机构；其中，所述移动机构包括：设置在外门架上，使外门架与内门架形成的一个导轨空间的定位锁止件；与举升油缸连接，使吊具在导轨空间内发生自由升降的举升机构；设置在外门架上，通过与内门架与吊具的连接与断开使吊具在导轨空间的下端自由移动的过桥机构；以及设置在吊具及过桥机构上的作业切换机构。本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构在每次作业启动时，举升一次内门架和吊具即可，每次搬运作业仅需独立升降吊具，从而实现达到节能降耗的目的。

Description

一种集装箱堆高机门架机构及堆高机

技术领域

本实用新型涉及一种节能机械领域，尤其涉及一种可以使吊具独立升降的集装箱堆高机门架机构及堆高机。

背景技术

在集装箱空箱堆码作业中，不论是大型集装箱或者中小型集装箱码头堆场，普遍采用带有门外门架和举升油缸及吊具为作业机构的空箱堆高机。该设备因为其内外门架机构是采用举升缸举升内门架，并通过重力链条联动吊具，使吊具可以在内外门架升高后的最大高度行程内作业，这种机构的特点是作业范围大、灵活机动、安全高效。但是由于集装箱空箱一般自由20ft—40ft两种，空箱重量约为2t—4t，而堆高机的内门架重量约为4t-5t,吊具为4t,该设备在每次作业时，都附带举升内门架何吊具进行工作，其无效功率消耗高达有效功率的2倍以上，对设备的燃油消耗造成极大的浪费。

针对以柴油发动机为动力集装箱空箱堆高机的巨大无效功率消耗，国内外该设备制造企业一直在致力于减少设备作业和行驶工况油耗的研究，从该行业目前取得的节能研究成果看来，在行驶工况油耗节能方面，欧美发达国家研发成功一种HIT变速箱系统技术，最大油耗降低约30％。而在作业油耗节约方面，欧美国家还在鲜有突破，而在国内空箱堆高机的作业节能方面研究了一种作业能量回收技术进行油耗的降低，其主要原理是利用该设备吊具、门架举升至一定高度产生的势能，将这些能量转换成液压高压能量进行回收和储存。因为堆高机液压能的回收难以使用专用的双作用节能油缸，而使用变量泵马达进行液压能量转换并采用大型液压蓄能器进行回收能量储存。其缺点是能量转换装置昂贵，转换功率损失较大，需要有高压大容量的液压蓄能器，而且即使使用这种较昂贵的节能装置，其最大综合节能效率也仅仅在20％以下。

实用新型内容

本实用新型针对国内外客户对节能降耗的热切需求和本行业堆高机节能技术的禁锢和缺陷，提供了一种堆高机门架机构，使堆高机在作业时可以实现内门架和吊具的独立升降以及仅包括吊具的独立升降的两级独立升降，每次作业启动时，举升一次内门架和吊具即可，每次搬运作业仅需独立升降吊具，从而实现达到节能降耗的目的。

为实现本实用新型的技术目的，本实用新型提供的一种集装箱堆高机门架机构，包括吊具、外门架、与外门架连接的内门架，以及使内门架在外门架上发生移动的举升油缸，还包括：

使吊具在外门架与内门架形成的导轨空间内发生自由升降的移动机构；

其中，所述移动机构包括：

设置在外门架上，使外门架与内门架形成的一个导轨空间的定位锁止件；

与举升油缸连接，使吊具在导轨空间内发生自由升降的举升机构；

设置在外门架上，通过与内门架与吊具的连接与断开使吊具在导轨空间的下端自由移动的过桥机构；以及

设置在吊具及过桥机构上的作业切换机构。

其中，所述外门架两侧具有滑轨，吊具上设有与所述滑轨相适配的滑槽体，使吊具在外门架上的稳定移动。

其中，所述定位锁止件通过内门架的定位孔实现外门架与内门架的定位。

其中，所述定位锁止件选自插销油缸、棘轮机构中的一种。

优选的，所述定位锁止件为插销油缸。

其中，所述举升机构包括：

套设在内门架上，与举升油缸连接的滑动链轮座；

一端固定在外门架上，经由滑动链轮，另一端与吊具连接的链条。

其中，所述过桥机构与内门架横向内截面滑轨尺寸相同，与内门架底端发生连接和断开。

其中，所述作业切换机构包括：

设置在内门架及过桥机构上，实现内门架与过桥机构连接与断开的纵擒机构；

设置在吊具上的下压机构，通过接触和脱离纵擒机构启动或关闭纵擒机构。

其中，所述纵擒机构包括：

设置在内门架上的挂销；

设置在过桥机构上与挂销相适配的纵擒件，通过咬合和释放挂销实现内门架与过桥机构的连接；以及

与纵擒件的弹簧件尾端连接的压动件。

其中，所述纵擒件为两个内部置有弹簧的擒动块，所述弹簧的一端与擒动块的内部连接，另一端延伸至擒动块的外侧，与滑动块下端的压动件连接，通过下压压动件或使压动件恢复原位，使弹簧伸缩，控制挂销与纵擒件的咬合和释放。

其中，所述压动件包括：

固定在过桥机构上的压动本体；

设置在压动本体内，并能够在其中进行上下移动的滑动块；

设置在在滑动块的拉绳。

其中，所述纵擒件包括：

设置在过桥机构上的两个固定臂；

设置在固定臂内的连有弹簧的纵擒块；以及

设置在固定臂两侧的顶点轴，滑动块的拉绳穿过顶点轴与纵擒块的弹簧连接。

本实用新型通过下压压动件中的滑动块，带动拉绳拉伸弹簧，进而拉动纵擒块收缩，使纵擒件释放挂销，完成内门架与过桥机构的分离；反之，本实用新型使下压机构脱离滑动块，压动件恢复原位，弹簧压力解除恢复原位，纵擒块伸出，控制纵擒件的咬合挂销，完成内门架与过桥机构的连接固定。

其中，所述吊具下压机构包括：

铰接在吊具上的悬臂单梁；

一端固定在吊具上，另一端与悬臂单梁的尾部连接，通过伸缩使悬臂单梁的围绕着与吊具铰接点做弧面移动的执行油缸。

其中，所述悬臂单梁为钢板。

为实现实用新型的技术目的，本实用新型还提供一种具有上述集装箱堆高机门架机构的集装箱堆高机。

有益效果：

1、本实用新型的集装箱堆高机门架机构将内门架与外门架连接成一个导轨空间，使吊具脱离内门架独立在内门架与外门架形成的行程高度内进行作业，不用在举升内门架，因此本实用新型提供的门架机构可以降低能耗，实现节能。

2、本实用新型提供的举升机构，通过空套在内门架的滑动链轮座和连接吊具和外门架的链条使吊具在内门架与外门架形成的行程高度内自由移动，解决了脱离内门架进行升降的技术问题。

3、本实用新型通过设计包括吊具下压机构、过桥机构、纵擒机构等作业切换机构解决了吊具脱离内门架在外门架上进行升降的技术问题。

4、本实用新型为了保证作业安全，还在外门架上设置了插销油缸，保证内门架与外门架的稳固连接，使吊具升降的导轨空间更稳定。

5、为了使吊具在外门架进行稳定的升降，本实用新型对外门架及吊具进行了改进，通过在外门架两侧设置滑轨，吊具上设置与所述滑轨相适配的滑槽体，使吊具在外门架上的稳定移动。

6、本实用新型提供的堆高机在每次作业启动时，举升一次内门架和吊具即可，每次搬运作业仅需独立升降吊具，从而实现达到节能降耗的目的，效果显著。

附图说明

图1是本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的切面结构示意图；

图2是本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的侧视图和正视图结构示意图，也是准备作业或作业结束时的状态图，其中，图①是侧视图，图②是正视图；

图3是本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的纵擒机构结构示意图，也是图2中图②的B的放大图，也是内门架与过桥机构连接时的状态图，其中，图①是主视图，图②是A面的剖视图，图③是B面的剖视图；

图4是本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的吊具下压机构的结构示意图，也是内门架与过桥机构脱离后的状态图；

图5是本实用新型实施例3的堆码作业流程图；

图6是本实用新型实施例3提供的集装箱堆高机门架机构最高作业高度时的状态图。

图中，I、外门架，a、滑轨；II、内门架，b、滑槽体；III、吊具；IV、举升油缸；VI、移动机构(图1中未示出，参见图2-4及以下描述部分)，1、定位锁止件；2、举升机构，21、滑动链轮座，22、链条；3、过桥机构；4、作业切换机构，41、纵擒机构，411、挂销；412、纵擒件，4121、固定臂，4122、纵擒块， 4123、弹簧，413、压动件，4131、压动本体，4132、滑动块，4133、拉绳，42、下压机构，421、悬臂单梁，222、执行油缸。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，其中没有说明的结构均采用常规结构，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1集装箱堆高机门架机构

如图1所示本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的切面结构示意图，包括外门架I、位于外门架内侧的内门架II，位于内门架II内侧的吊具III，以及使内门架在外门架上发生移动的举升油缸IV，还包括：使吊具在外门架与内门架形成的导轨空间内发生自由升降的移动机构VI(图1中未示出，参见图2-4及以下描述部分)。

其中，所述外门架I两侧具有滑轨a，吊具上设有与所述滑轨相适配的滑槽体b，从而使吊具在外门架上的稳定移动，保证作业安全。

如图2所示的本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构的侧视图①和正视图②，所述移动机构VI包括：设置在外门架I上，使外门架I与内门架II形成的一个导轨空间的定位锁止件1；与举升油缸IV连接，使吊具III在导轨空间内发生自由升降的举升机构2；设置在外门架上，通过与内门架与吊具的连接与断开使吊具在导轨空间的下端自由移动的过桥机构3；以及设置在吊具及过桥机构上的作业切换机构4。

具体的，所述定位锁止件1选自插销油缸、棘轮机构中的一种。

具体的，当所述定位锁止件1为插销油缸时，其通过的定位孔(图中未示出) 实现外门架与内门架的定位。

其中，所述内门架可以具有多个不同高度定位孔，用于满足不同高度作业要求。

需要说明的是，所述多个不同高度定位孔之间的距离是经过严谨力学计算所给出的距离，防止发生安全事故。

在本实用新型的一个实施例中，采用插销油缸作为定位锁止件1。

如图2所示，本实用新型的举升机构2包括：套设在内门架II上，与举升油缸IV连接的滑动链轮座21；一端固定在外门架I上，经由滑动链轮23，另一端与吊具连接的链条22。

其中，所述链条均通过链条连接头与外门架或吊具连接，链条连接头为常规结构，可以通过市售获得。

具体的，如图2所示，本实用新型的过桥机构3滑动连接在外门架I上，其与内门架II横向内截面滑轨尺寸相同，与内门架II底端发生连接和断开。

其中，所述作业切换机构4包括：设置在内门架I及过桥机构3上，实现内门架与过桥机构连接与断开的纵擒机构41；设置在吊具III上的下压机构42，通过接触和脱离纵擒机构41切换内门架I与过桥机构3的连接和断开。

具体的，如图3和4所示，所述纵擒机构41包括：设置在内门架上的挂销 411；设置在过桥机构上与挂销相适配的纵擒件412，通过咬合和释放挂销411 实现内门架与过桥机构的连接；以及与纵擒件的弹簧件尾端连接的压动件413。

具体的，所述纵擒件412为两个内部设置有连有弹簧4123的纵擒块4122 的固定臂4121，压动件413包括固定在过桥机构上的压动本体4131，其中设有在压动本体4131上下活动的滑动块4132，滑动块4132上设有拉绳4133，所述弹簧的一端与擒动块4122连接，另一端与通过顶点轴4124的拉绳连接，通过下压压动件中的滑动块4132或脱离滑动块4132使压动件恢复原位，拉绳拉伸弹簧或使弹簧恢复原位，进而拉动纵擒块伸缩，从而控制挂销与纵擒件的咬合和释放。

具体的，所述通过接触和脱离纵擒机构启动或关闭纵擒机构是下压机构下压或离开纵擒机构的压动件，启动或关闭纵擒机构，使纵擒件释放和咬合挂销。

具体的，如图4所示，所述吊具下压机构42包括：铰接在吊具上的悬臂单梁421；一端固定在吊具上，另一端与悬臂单梁的尾部连接，通过伸缩使悬臂单梁的尾端围绕着与吊具铰接点做弧面移动的执行油缸422。

需要说明的是，图4是下压机构42下压压动件413中的滑动块，拉绳拉伸弹簧，拉动纵擒块收缩，使纵擒件释放挂销的作业状态图。

具体的，所述悬臂单梁为坚硬材料制成板，在本实用新型的一个实施例中采用钢板作为悬臂单梁。

具体的，所述执行油缸与悬臂单梁连接点位于悬臂单梁尾部的某一点，使悬臂单梁尾端伸出，便于下压压动件。

本实用新型通过将执行油缸与悬臂单梁的一端分别与吊具的两个位置连接，再将执行油缸的另一端与悬臂单梁的尾部的某点连接，形成一个活动三角结构，通过改变执行油缸的长度，使悬臂单梁发生位移，结构简单且稳固。

实施例2集装箱堆高机

除门架机构采用实施例1的结构外，其他均与现有的集装箱堆高机结构相同。

实施例3堆高机作业

本实用新型应用实施例1的集装箱堆高机门架机构或实施例2提供的集装箱堆高机对集装箱进行堆码作业，作业方法如图5所示，包括：

步骤S101，将吊具III通过过桥机构连接在内门架上，举升内门架至作业高度时，利用定位锁止件使外门架I与内门架II形成的一个导轨空间；

具体的，利用举升油缸IV将内门架举升到作业高度，然后将设置在外门架上的插销油缸1伸出，使内门架II与外门架I定位锁止。

进一步的，所述内门架II上可以设置有多个高度不同的插销孔，可以使插销油缸1在不同高度进行定位锁止，从而满足不同的作业高度，如图6所示，图中示出了最高的作业高度的门架机构状态图。

步骤S102，通过举升机构使吊具在导轨空间的上端发生自由升降；

进一步的，吊具在导轨空间上端的自由升降是在举升机构的作用下独立升降。

具体的，吊具在导轨空间上端的自由升降是在举升机构的作用下独立升降是举升机构的滑动链轮牵引吊具继续独立上升下降，而不必举升内门架，因此能耗降低。

步骤S103，当吊具下降，并下降至过桥机构时，利用作业切换机构使过桥机构与内门架脱离，然后与吊具连接，使吊具在导轨空间的下端自由升降；

具体的，所示利用作业切换机构使过桥机构与内门架脱离包括，当吊具在导轨空间下端的自由升降之前，启动执行油缸422，使下压机构42的悬臂单梁421 向下移动，下压至压动件中的滑动块4132上，使滑动块4132下移，拉绳4133 拉伸弹簧4123，弹簧收缩，致使纵擒块收缩，纵擒块4122释放挂销411，完成内门架II与过桥机构3的断开。

步骤S104，当吊具在导轨空间的下端上升，并上升至过桥机构内门架接触时，利用作业切换机构使过桥机构与内门架连接，并断开与吊具的连接，使吊具继续在导轨空间的上端发生自由升降，重复上述步骤；

具体的，利用作业切换机构使过桥机构与内门架连接包括，当吊具在导轨空间下端向上端自由升降之前，先操作内门架的下端与过桥机构拼接，内门架上的挂销进入纵擒件的孔隙中，此时关闭执行油缸422，使下压机构42的悬臂单梁 421向上移动，与压动件中的滑动块4132脱离上，滑动块4132上移恢复原状，弹簧4123解除拉绳4133的拉力而收缩，使纵擒块伸出，纵擒块4122咬合挂销 411，完成内门架II与过桥机构3的稳固连接，然后与吊具分离，使吊具重新回到内门架的轨道槽内。

步骤S105，作业结束时，关闭定位锁止件，下降内门架至初始状态。

具体的，当堆高作业结束后，将吊具升到内门架顶部，缩回门架插销油缸，从而实现内门架与吊具一起下降收缩至最低位置。

需要说明的是，本实用新型所使用的执行油缸、举升油缸、插销油缸等均为液压油缸，而本实用新型的上述操作步骤均可以采用现有技术中的感应信号传递对液压油缸进行自动化操作，例如感应开关等，结构简单、节能减耗效果明显。

需要说明的是，本实用新型将内门架举升到高位，下方配套一个过桥机构；吊具在上部作业的时候是直接在内门架内运行，当运行到下部的外门架空间的时候，通过配套的过桥机构(替代内门架空间)继续吊箱作业，不用内门架同步举升，系统做功较少(过桥机构不到1吨)，从而实现节能。相比于目前通用的内门架会跟着吊具一起上下的门架机构具有显著的技术效果，以下是本实用新型的试验说明。

试验例

利用本实用新型提供的集装箱堆高机门架机构，在进行堆高作业时，每次作业只要一次性地将内门架举升到某一作业设定高度，就可以在每次作业中，仅提升吊具其上的外载荷(空箱)进行作业，而不是每次都要额外提升重量高达4-5 吨的内门架进行作业，达到减少无效功率节能效果，因此，根据内门架与吊具的重量10-12吨、吊具与过桥机构的重量5.5-7.5吨，进行理论节能效率计算，具体计算过程如下：

取平均为41.5％。

因为本实用新型纯粹采用减少机构结构重量的方法进行节能。其机构效率几乎没有降低，因此可以采用上述理论计算结果，视同为本实用新型的节能效率。具体节能经济性计算如下：

一台空箱堆高机单位小时油耗12L/h,平均作业时间为3000-6000小时。采用本实用新型提供的堆高机门架后，该设备每年节约柴油为：

以每升柴油6元计算，该设备每年节油金额为：

(7380升--14760升)×6元/升＝4.43万--8.83万

以该类设备最小寿命为10年计算，该设备全寿命工作周期内节油金额 44.3-88.3万元之间。相当于该设备购置费用的1/4-1/2，经济效果非常明显。

尽管上文对本实用新型实施例做了详细说明，但本实用新型实施例不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本实用新型实施例的原理进行修改，因此，凡按照本实用新型实施例的原理进行的各种修改都应当理解为落入本实用新型实施例的保护范围。

Claims (9)

1.一种集装箱堆高机门架机构，包括吊具、外门架、与外门架连接的内门架，以及使内门架在外门架上发生移动的举升油缸，其特征在于，还包括：

使吊具在外门架与内门架形成的导轨空间内发生自由升降的移动机构；

其中，所述移动机构包括：

设置在外门架上，使外门架与内门架形成的一个导轨空间的定位锁止件；

与举升油缸连接，使吊具在导轨空间内发生自由升降的举升机构；

设置在外门架上，通过与内门架与吊具的连接与断开使吊具在导轨空间的下端自由移动的过桥机构；以及

设置在吊具及过桥机构上的作业切换机构。

2.如权利要求1所述的门架机构，其特征在于，所述外门架两侧具有滑轨，吊具上设有与所述滑轨相适配的滑槽体，使吊具在外门架上的稳定移动。

3.如权利要求1所述的门架机构，其特征在于，所述举升机构包括：

套设在内门架上，与举升油缸连接的滑动链轮座；

一端固定在外门架上，经由滑动链轮，另一端与吊具连接的链条。

4.如权利要求1所述的门架机构，其特征在于，所述过桥机构与内门架横向内截面滑轨尺寸相同，与内门架底端发生连接和断开。

5.如权利要求1所述的门架机构，其特征在于，所述作业切换机构包括：

设置在内门架及过桥机构上，实现内门架与过桥机构连接与断开的纵擒机构；

设置在吊具上的下压机构，通过接触和脱离纵擒机构启动或关闭纵擒机构。

6.如权利要求5所述的门架机构，其特征在于，所述纵擒机构包括：

设置在内门架上的挂销；

设置在过桥机构上与挂销相适配的纵擒件，通过咬合和释放挂销实现内门架与过桥机构的连接；以及

与纵擒件的弹簧件尾端连接的压动件。

7.如权利要求6所述的门架机构，其特征在于，所述纵擒件为两个内部置有弹簧的擒动块，所述弹簧的一端与擒动块的内部连接，另一端延伸至擒动块的外侧，与滑动块下端的压动件连接，通过下压压动件或使压动件恢复原位，使弹簧伸缩，控制挂销与纵擒件的咬合和释放。

8.如权利要求5所述的门架机构，其特征在于，吊具所述下压机构包括：

一端铰接在吊具上的悬臂单梁；

固定在吊具上，与悬臂单梁的另一端连接，用于移动悬臂单梁的执行油缸。

9.一种具有权利要求1-8任一所述的集装箱堆高机门架机构的集装箱堆高机。

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