一种自锁式顶夹轨防风抗滑装置的制作方法

本发明涉及一种工程机械，特别是涉及一种自锁式顶夹轨防风抗滑装置

背景技术：

港口的岸边桥式起重机、门座式起重机和龙门起重机等大型设备一般都在沿海露天作业,近年来沿海台风、飓风等极端恶劣气候频繁发生，加之港口设备迎风面积大，在此极端气候下设备将承受较大的风载荷。设备在此风载荷的作用下沿轨道加速运行，直至在轨道尽头与轨道尾部设置的限位挡板碰撞，此时惯性力产生的倾覆力矩远大于设备自重产生的抗倾覆力矩，造成港口设备发生翻倒等重大安全事故。为了防止设备在风载荷较大时被吹动或吹倒，港口设备管理部门规定所有的岸边作业设备必须装设可靠的防风抗滑装置。目前港口采用的防风抗滑装置主要有三类：锚定类防风抗滑装置、压轨和顶轨类防风抗滑装置和夹轨类防风抗滑装置。

锚定类防风抗滑装置的工作原理是利用锚定装置将设备固定在指定位置，通过防风拉锁等限制设备移动，这类装置的优点是结构简单、安全可靠，缺点是只能沿设备轨道若干处设备锚定点，大风来到时需先将设备运行到锚定座附近，操作不便，特别是突发暴风时难于做到及时停机锚定设备。

压轨和顶轨类防风抗滑装置的工作原理是依靠其它辅助设备将设备的部分自重压到轨顶，通过增大设备与轨道顶面产生摩擦力来抵抗风力，这类装置的优点是结构简单、操作方便，缺点是这类装置只能利用设备部分自重增加摩擦力，该装置对于大风等具有良好的防滑效果，但是在遭受极端气候时，风力一般远大于该装置能够产生的最大摩擦力，安全性不高。

夹轨类防风抗滑装置的工作原理是利用夹轨装置主动夹紧轨道头部产生的摩擦力来抵抗风力，这类装置的优点是主动提供夹紧力大、安全可靠，缺点是这类装置受设备大小及布置空间的限制，产生的主动夹紧力有限，只适用于一般大风的情况下。

目前上述三类防风抗滑装置广泛使用于港口各大设备上，但是沿海在遭遇极端气候袭扰时，港口设备还是经常出现由于防风抗滑装置设计防风能力不足或动作失灵，导致设备被大风吹动而倾翻或坠海的事故，这些事故不仅影响了港区的正常生产作业，同时也使港区蒙受巨大的财产损失。目前各大港口码头亟需一种安全可靠的防风抗滑装置来解决设备在遭受极端气候时沿轨道滑移并在惯性力作用下导致倾翻的难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种自锁式顶夹轨防风抗滑装置，能够解决港口设备在极端气候下被大风吹动而沿着轨道发生滑移，最终在惯性力作用下导致设备倾翻的难题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

本发明包括：梯形支架、升降装置、滚轮楔板装置、滚轮支架、夹轨装置、夹紧臂转动轴，梯形支架连接在港口设备的平衡梁下端面；升降装置的提升支撑轮放置在梯形支架的提升轮撑板上，并可沿提升轮撑板长度方向自由移动，升降装置的拉杆通过拉杆下铰轴与滚轮支架的拉杆下铰轴支座铰接；滚轮楔板装置的两个滚轮置于滚轮支架的上端面上，并可沿其长度方向往复移动，楔形板被两侧的夹轨调节滚轮包夹，并可沿着夹轨调节滚轮的轮槽滑动；滚轮支架的上端面与滚轮楔板装置的滚轮相切，拉杆下铰轴支座通过拉杆下铰轴与升降装置的拉杆铰接；两根夹紧臂转动轴沿轨道宽度方向对称布置，并与滚轮支架两侧的夹紧臂转动轴支座连接；两套夹轨装置对称布置在滚轮支架的中部，并分别与两侧的夹紧臂转动轴连接。

按上述方案，所述的梯形支架包括梯形支撑构架、提升轮撑板、滚轮斜压板，梯形支撑构架是梯形支架的基础结构，连接提升轮撑板和滚轮斜压板。提升轮撑板固接在梯形支撑构架的中部；两块滚轮斜压板对称固接在梯形支撑构架下端的两侧。

按上述方案，所述的升降装置包括升降拉杆、拉杆上铰轴、升降液压油缸、提升支撑轮、拉杆下铰轴，两个升降拉杆对称布置在拉杆上铰轴和拉杆下铰轴的两侧，组成一个矩形框结构；两个提升支撑轮对称布置在拉杆上铰轴的两侧，且提升支撑轮位于升降拉杆内侧；两套升降液压油缸沿拉杆上铰轴的长度方向对称布置，作为两个拉杆上铰轴的连接件；两个拉杆下铰轴沿滚轮支架的长度方向对称布置，并且与滚轮支架的拉杆下铰轴支座相连接。

按上述方案，所述的滚轮楔板装置包括滚轮、楔形板、滚轮轴，楔形板的两端开有矩形框，中部开有一定角度的楔形槽；两个滚轮通过滚轮轴对称布置在楔形板的两端。

按上述方案，所述的夹轨装置包括夹轨调节滚轮、轨道夹紧臂、夹紧臂转动轴孔、轨道夹紧块，夹轨调节滚轮位于轨道夹紧臂的顶部；夹紧臂转动轴孔位于轨道夹紧臂的下端；轨道夹紧块固接在轨道夹紧臂的底部，其长度方向与轨道长度方向平行。

按上述方案，所述的滚轮支架包括滚轮支撑构架、弹簧支架、张紧弹簧、拉杆下铰轴支座、夹紧臂转动轴支座、轨顶压板，滚轮支撑构架由两个对称布置的箱体固接而成，是滚轮支架的基础结构，连接滚轮支架的其他零部件；弹簧支架固接在滚轮支撑构架上端面的中部，张紧弹簧布置在弹簧支架内部；两个拉杆下铰轴支座沿滚轮支撑构架宽度方向对称固接且同轴心，组成一组拉杆下铰轴连接座，两组拉杆下铰轴连接座沿滚轮支撑构架长度方向对称布置；多个夹紧臂转动轴支座沿轨道长度方向固接在滚轮支撑构架上且同轴心，构成一组夹紧臂转动轴连接座，两组夹紧臂转动轴连接座沿滚轮支撑构架的宽度方向对称布置；轨顶压板固接在滚轮支撑构架的下端面中部。

本发明的有益效果是：自锁式顶夹轨防风抗滑装置不受港口设备工作状态和位置的限制，能够实现随时随地进入防风抗滑的工作状态，同时自锁式顶夹轨防风抗滑装置只在起重机工作时通过油缸提升设备，在港口设备处于非工作状态或需要防风时，自锁式顶夹轨防风抗滑装置自动进入工作状态，操作方便，自锁式顶夹轨防风抗滑装置相比较现有的防风抗滑装置无需动力驱动，直接利用风力作为动力来源，同时其防风抗滑的能力与风力大小成正比，风力越大，防风抗滑的能力越强。本发明提供的自锁式顶夹轨防风抗滑装置，可以完全解决现有设备在遭受极端气候时沿轨道滑移并在惯性力作用下导致倾翻的难题，具有防风抗滑能力强、安全可靠、绿色环保等优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1的侧视图。

图3为本发明的梯形支撑构架结构示意图；

图4为图3的侧视图。

图5为本发明的提升装置结构示意图；

图6为图5的俯视图。

图7为本发明的滚轮楔板装置结构示意图；

图8为图7的俯视图。

图9为本发明的夹轨装置结构示意图；

图10为图9的侧视图。

图11为本发明的滚轮支架结构示意图；

图12为图11的侧视图。

图13为本发明的非工作状态结构示意图；

图14为图13的A-A剖视图。

图15为本发明的工作状态结构示意图；

图16为图15的B-B剖视图。

图中：1.梯形支架，2.升降装置，3.滚轮楔板装置，4.滚轮支架，5.夹轨装置，6.夹紧臂转动轴，7.轨道，8.梯形支撑构架，9.提升轮撑板，10.滚轮斜压板，11.升降拉杆，12.拉杆上铰轴，13.升降液压油缸，14.提升支撑轮，15.拉杆下铰轴，16.滚轮，17.楔形板，18.滚轮轴，19.夹轨调节滚轮，20.轨道夹紧臂，21.夹紧臂转动轴孔，22.轨道夹紧块，23.滚轮支撑构架，24.弹簧支架，25.张紧弹簧，26.拉杆下铰轴支座，27.夹紧臂转动轴支座，28.轨顶压板。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2所示，自锁式顶夹轨防风抗滑装置包括梯形支架1、升降装置2、滚轮楔板装置3、滚轮支架4、夹轨装置5、夹紧臂转动轴6。梯形支架1连接在港口设备的平衡梁下端面，其作用一是用于支撑升降装置2，二是当自锁式顶夹轨防风抗滑装置处于工作状态时，在风力作用下推动滚轮楔板装置3移动。升降装置2的提升支撑轮14放置在梯形支架1的提升轮撑板9上，并可沿提升轮撑板9长度方向自由移动，升降装置2的拉杆通过拉杆下铰轴15与滚轮支架4的拉杆下铰轴支座26铰接，升降装置2通过升降液压油缸13的伸缩来调节升降拉杆11的与竖直方向的夹角，从而带动滚轮支架4上下运动。滚轮楔板装置3的两侧滚轮16置于滚轮支架4的上端面上，并可沿其长度方向往复移动，楔形板17被两侧的夹轨调节滚轮19的包夹，在滚轮16受压移动时楔形板17沿着夹轨调节滚轮19的轮槽滑动。滚轮支架4的上端面与滚轮楔板装置3的滚轮16相切，拉杆下铰轴支座26通过拉杆下铰轴15与升降装置2的拉杆铰接，滚轮支架4的作用：一是用于支撑滚轮楔板装置3的重量，二是将风力竖直方向的分力经过滚轮支架4压紧轨道7顶面，提供轨道7顶面与滚轮支架4的摩擦力。两根夹紧臂转动轴6沿轨道7宽度方向两侧对称布置，并与滚轮支架4两侧的夹紧臂转动轴支座27连接，用于支撑夹轨装置5并能够使夹轨装置5能够绕着夹紧臂转动轴6转动。两套夹轨装置5对称布置在滚轮支架4的中部，并分别与两侧的夹紧臂转动轴6连接，其作用是将风力水平方向的分力经过楔形板17传递到夹轨装置5上，再经过夹轨装置5将风力放大并转换为对轨道7侧面的夹紧力，提供轨道7侧面与夹轨装置5的摩擦力。

如图3、图4所示，梯形支架1包括梯形支撑构架8、提升轮撑板9、滚轮斜压板10。梯形支撑构架8是梯形支架1的基础结构，其作用一是与在港口设备的平衡梁下端面连接，二是用于连接提升轮撑板9和滚轮斜压板10。提升轮撑板9固接在梯形支撑构架8的中部，其作用一是支撑升降装置2的重量，二是使升降装置2的提升支撑轮14可以沿其长度方向行走。两块滚轮斜压板10对称固接在梯形支撑构架8下端的两侧，其作用一是推动滚轮楔板装置3沿滚轮支架4上端面的长度方向移动，二是分配风力在水平方向和竖直方向的分力。

如图5、图6所示，升降装置2包括升降拉杆11、拉杆上铰轴12、升降液压油缸13、提升支撑轮14、拉杆下铰轴15。两个升降拉杆11对称布置在拉杆上铰轴12和拉杆下铰轴15的两侧，三者组成一个矩形框结构。两个提升支撑轮14对称布置在拉杆上铰轴12的两侧，且提升支撑轮14位于升降拉杆11内侧，其作用是升降液压油缸13伸缩时，通过提升支撑轮14的滚动减小升降液压油缸13的拉力。两套升降液压油缸13沿拉杆上铰轴12的长度方向对称布置，作为两个拉杆上铰轴12的连接件，其作用是为升降装置2提供提升的动力。两个拉杆下铰轴15沿滚轮支架4的长度方向对称布置，并且与滚轮支架4的拉杆下铰轴支座26相连接。自锁式顶夹轨防风抗滑装置处于工作状态时，升降装置2不工作，此时升降液压油缸13卸载；自锁式顶夹轨防风抗滑装置处于非工作状态时，升降装置2开始工作，升降液压油缸13首先开始收缩，升降拉杆11与竖直方向的夹角逐渐减少，由于升降拉杆11的长度固定，其竖直方向的高度减少，与拉杆下铰轴15连接的滚轮支架4逐渐上升。

如图7、图8所示，滚轮楔板装置3包括滚轮16、楔形板17、滚轮轴18。两个滚轮16通过滚轮轴18对称布置在楔形板17的两端，其作用是当自锁式顶夹轨防风抗滑装置开始工作时，在风力作用下，梯形支架1的滚轮斜压板10将风力转换为水平和竖直两个方向的分力，水平方向的分力推动滚轮16沿滚轮支架4上端面的长度方向移动，竖直方向的分力通过滚轮16转换为滚轮支架4对轨顶面的正压力。楔形板17的中部开有一定角度的楔形槽，其作用是当滚轮16沿滚轮支架4上端面的长度方向移动时，楔形板17挤压两侧的夹轨调节滚轮19并使他们之间的距离增大，从而将风力的水平方向分力转换为夹轨装置5的对轨道7侧面的夹紧力。

如图9、图10所示，夹轨装置5包括夹轨调节滚轮19、轨道夹紧臂20、夹紧臂转动轴孔21、轨道夹紧块22。夹轨调节滚轮19位于轨道夹紧臂20的顶部，用于将楔形板17的传递的风力的水平方向分力转换为夹轨装置5对轨道7侧面的夹紧力。夹紧臂转动轴孔21位于轨道夹紧臂20的下端，用于连接夹紧臂转动轴6。轨道夹紧块22固接在轨道夹紧臂20的底部，其长度方向与轨道7长度方向平行，其作用是夹紧轨道7侧面，产生较大的摩擦力。

如图11、图12所示，滚轮支架4包括滚轮支撑构架23、弹簧支架24、张紧弹簧25、拉杆下铰轴支座26、夹紧臂转动轴支座27、轨顶压板28。滚轮支撑构架23由两个对称布置的箱体固接而成，是滚轮支架4的基础结构，用于承受各类载荷并连接滚轮支架4的其他零部件。弹簧支架24固接在滚轮支撑构架23上端面的中部，用于放置张紧弹簧25。张紧弹簧25布置在弹簧支架24内部，使夹轨装置5的上部有向外张开的趋势，使轨道夹紧块22始终贴紧轨道7并能够自适应不同宽度的轨道7。两个拉杆下铰轴支座26沿滚轮支撑构架23宽度方向对称固接且同轴心，组成一组拉杆下铰轴15连接座，两组拉杆下铰轴15连接座沿滚轮支撑构架23长度方向对称布置，用于连接拉杆下铰轴15。多个夹紧臂转动轴支座27沿轨道7长度方向固接在滚轮支撑构架23上且同轴心，构成一组夹紧臂转动轴6连接座，两组夹紧臂转动轴6连接座沿滚轮支撑构架23的宽度方向对称布置，用于连接夹紧臂转动轴6。轨顶压板28固接在滚轮支撑构架23的下端面中部，当自锁式顶夹轨防风抗滑装置起作用时，风力竖直方向分力使轨顶压板28压紧轨道7顶面，达到滚轮支架4与轨道7顶面产生较大的摩擦力的目的。

如图13、图14所示，自锁式顶夹轨防风抗滑装置处于非工作状态时，升降装置2开始工作，升降装置2的升降液压油缸13首先开始收缩，通过升降液压油缸13的收缩来拖动升降拉杆11的头部对中运动，导致升降拉杆11与竖直方向的夹角逐渐减少，由于升降拉杆11的长度固定，其竖直方向的投影长度不断减少，与拉杆下铰轴15连接的滚轮支架4会逐渐上升，此时置于滚轮支架4下端面的轨顶压板28与轨道7分离，轨顶压板28无法与轨道7顶面产生任何摩擦力。置于滚轮支架4上的滚轮楔板装置3和夹钳也随着滚轮支架4上升，当滚轮支架4上升到最大高度时，滚轮楔板装置3的滚轮16与梯形支架1的滚轮斜压板10留有一定的间隙，夹轨装置5的轨道夹紧块22与轨道7侧面分离。在港口设备移动的过程中，滚轮楔板装置3只是在惯性力的作用下滑动，无法产生足够大的推力使夹轨装置5的夹轨调节滚轮19向外张开，夹轨装置5的轨道夹紧块22也无法向内运动夹紧轨道7，与轨道7侧面产生任何摩擦力。自锁式顶夹轨防风抗滑装置在非工作状态下，不会产生任何阻碍港口设备行走的摩擦力。

如图15、图16所示，自锁式顶夹轨防风抗滑装置处于工作状态时，升降装置2的升降液压油缸13首先开始卸载，滚轮支架4在重力的作用下逐渐下降，由于升降拉杆11的长度固定，升降拉杆11与竖直方向的夹角逐渐最大，其竖直方向的投影长度不断增加，最终滚轮支架4下端面的轨顶压板28紧贴轨道7顶面。置于滚轮支架4上的滚轮楔板装置3和夹钳也随着滚轮支架4下降到工作位置，此时滚轮楔板装置3的滚轮16与梯形支架1的滚轮斜压板10留有一定的间隙，夹轨装置5的轨道夹紧块22与轨道7侧面贴合。当风力过大引起港口设备沿着轨道7滑动时，连接在港口设备的平衡梁下端面的梯形支架1会跟随港口设备一起滑动来逐渐消除梯形支架1的滚轮斜压板10与滚轮楔板装置3的滚轮16之间的间隙，当梯形支架1的滚轮斜压板10与滚轮楔板装置3的滚轮16接触并逐渐压紧时，梯形支架1的滚轮斜压板10将风力传递到滚轮16上，此时风力对滚轮16有水平和竖直两个方向分力的作用。风力竖直方向的分力经过滚轮16传递到滚轮支架4上端面，然后再传递到固接在滚轮支架4下端面的轨顶压板28上，风力竖直方向分力使轨顶压板28压紧轨道7顶面，达到滚轮支架4与轨道7顶面产生较大的摩擦力的目的。风力水平方向的分力使滚轮楔板装置3沿滚轮支架4的上端面行走，行走过程中，滚轮楔板装置3的楔形板17不断的挤压夹轨装置5顶部两侧的夹轨调节滚轮19，使两侧夹轨调节滚轮19之间的距离不断增加，夹轨装置5的轨道夹紧臂20能够绕着夹紧臂转动轴6转动，夹轨装置5下端两侧轨道夹紧块22之间的距离与夹轨装置5顶部两侧的夹轨调节滚轮19之间的距离成反比。风力越大，滚轮楔板装置3沿滚轮支架4长度方向移动的距离越长，楔形板17迫使夹轨装置5顶部两侧的夹轨调节滚轮19之间向外张开的距离越大，风力水平方向的分力经轨道夹紧臂20杠杆放大后，传递到夹轨装置5下端两侧轨道夹紧块22上对轨道7侧面的夹紧力就越大。自锁式顶夹轨防风抗滑装置提供的防风抗滑的摩擦力由两部分组成，一是滚轮支架4与轨道7顶面产生的摩擦力，二是夹紧装置与轨道7头部侧边产生的摩擦力，这两个摩擦力的主动力均来源于风力且与风力成正比，风力越大，自锁式顶夹轨防风抗滑装置能够产生摩擦力就越大。港口设备的防风抗滑力包括设备自重产生的摩擦力和自锁式顶夹轨防风抗滑装置产生的摩擦力，由于自锁式顶夹轨防风抗滑装置产生的摩擦力与风力成正比，设备的防风抗滑力始终大于风载荷，不会出现由于风力过大而沿轨道7滑移的现象。