一种推锁式无动力集装箱吊具的制作方法

本发明涉及一种吊具，特别是一种推锁式无动力集装箱吊具。

背景技术：

集装箱吊具是集装箱装卸转运的大型专用机具，广泛应用于货运仓储、水运港口和码头，是起重设备重要的辅助机具。目前集装箱起重机所用的吊具多采用液压马达、液压缸或电机驱动，虽然自动化程度高、操纵简便，但它大大加重了吊具的重量，结构复杂，成本较高，因而对于小型集装箱作业场来说显得很不经济，这就给结构较为简单的无动力自动式集装箱吊具提供了一定的发展空间。

楼进在《无动力集装箱吊具的设计》中指出现有的无动力自动式集装箱吊具多采用有间隙的空间四连杆机构，但是该机构在传递旋锁开闭锁运动时主动轮不动的情况下从动轮也可能会发生转动，因而旋锁的开闭具有一定的不确定性，稍有设计和制造不当，吊具就存在安全隐患；中国发明专利申请CN103818817A中公开了一种无动力自动式集装箱吊具装置，但该装置存在明显的受力问题，滑爪无法承受重达几十吨的集装箱，同时该装置在运输过程中还容易发生上下窜动，稳定性有待提高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种可准确传递旋销开闭锁运动的无动力自动式集装箱吊具，它采用可间歇式工作的推锁机构，通过推锁组件中推块的自重及弹性元件实现主齿轮的自动旋转，以达到旋销旋转90度的目的，起重机可以通过该吊具装置起吊或卸载集装箱。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

本发明提供的推锁式无动力集装箱吊具，包括吊具框架、主钢丝绳、副钢丝绳、旋锁操纵机构，其中：旋锁操纵机构有4个，它们分别位于吊具框架的四角上；主钢丝绳和副钢丝绳各有4根，对称布置；4根副钢丝绳，其一端与旋锁操纵机构的推锁组件相连，另一端与起重机械起吊绳相连；4根主钢丝绳中，其一端固定于吊具框架内侧，另一端与起吊绳连接。

所述的旋锁操纵机构，包括推锁组件、旋销组件、滑轮轴和安装在滑轮座上的滑轮；所述的推锁组件，其下端的弹簧固定于吊具框架上，其上端的第一推块通过螺栓安装在吊具框架上，其与旋销组件之间由齿轮副传动；旋销组件通过旋销套与吊具框架接触，安装在旋销套中的旋销穿过吊具框架下端面孔；滑轮座通过螺栓安装于吊具框架的四角上。

所述的推锁组件，包括压盖、压板、支撑座、主齿轮、调节螺母、调节座、两个轴向推力球轴承和3块推块，其中：3块推块中，第一推块的上端通过螺栓固定于吊具框架上，第二推块的上端与第一推块固定套装，并穿过第一推块中心孔与压盖联接，第三推块的上端圆柱部分与第二推块活动套装；主齿轮安装在调节座上方，其两端面通过轴向推力轴承安装于支撑座和压板之间，并套装在第三推块下端的花键上；两个轴向推力球轴承分别安装在支撑座和压板的中心孔处；调节座的上端通过调节螺母与第三推块联接；弹簧的上端与调节座接触相连。

所述的第一推块加工有按90度四等分的斜楔形曲面并设有4个相隔90度的滑槽，第二推块和第三推块加工有按45度八等分的斜楔形曲面；三块推块的斜楔形曲面斜率相等，可以相互顺畅滑动。

所述的旋销组件，包括旋销螺帽、副齿轮、免键轴环、凸球面座、凹球面座、旋销套和旋销，其中：副齿轮通过免键轴环安装于旋销上，在位于副齿轮下端安装凸球面座和凹球面座，凹球面座下面套装旋销套，旋销套下端与吊具框架下端面接触，旋销上部加工有螺纹用于安装旋销螺帽。

所述的副齿轮和推锁组件的主齿轮，二者的传动比为1∶1。

所述的副钢丝绳，其一端绕过旋锁操纵机构的滑轮后与推锁组件的压盖相连，其另一端与起重机械起吊绳相连。

本发明提供的上述的推锁式无动力集装箱吊具，其在货运仓储、水运港口和码头中起吊或卸载集装箱中的应用。

当该吊具起吊集装箱时，由于弹簧的弹力作用，所述第三推块沿第一推块的斜楔形曲面滑动，直至进入第一推块的滑槽中，通过齿轮副实现了旋销的90度旋转，实现闭锁；当该吊具装置卸载集装箱时，第二推块由于自重下降，其斜楔面与第三推块斜楔面接触，迫使第三推块旋转一个小角度，操纵绳再次提升时，第三推块沿第一推块斜楔面滑至下一个滑槽，旋销再次旋转90度，完成开锁。

所述第二推块始终不发生转动，第三推块可以在第二推块和第一推块中转动，同时沿其斜楔形曲面滑动。

本发明与现有技术相比具有以下的主要优点：

1.结构简单，容易制造；

2.因为不需要动力源，所以节能环保；

3.主要利用三个斜楔形推块的竖直方向的运动实现旋销的旋转，运动确定、可靠。相比现有技术同类产品，不存在上下窜动的缺陷。

4.成本较低：

实验数据表明，有动力集装箱吊具的市场价格是同等载荷量下的无动力集装箱吊具的5—10倍。例如，市场上40t额定载荷下门机无动力集装箱吊具报价约4万元-6万元不等，而同等载荷量下的有动力集装箱吊具报价达25万元左右。

总之，本发明结构简单，成本低廉、环保节能，受力合理，不存在上下窜动，安全性高，可广泛应用于各种小型起重机上。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是操纵机构中推锁组件和旋销组件的配合示意图；

图4是推锁组件的结构示意图；

图5是旋销组件的结构示意图。

图中：1.主钢丝绳；2.副钢丝绳；3.旋锁操纵机构；4.吊具框架；5.推锁组件；6.旋销组件；7.滑轮；8.滑轮轴；9.滑轮座；10.压盖；11.第一推块；12.第二推块；13.第三推块；14.压板；15.支撑座；16.第一轴向推力球轴承；17.主齿轮；18.第二轴向推力球轴承；19.调节螺母；20.调节座；21.弹簧；22.旋销螺帽；23.副齿轮；24.免键轴环；25.凸球面座；26.凹球面座；27.旋销套；28.旋销。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但不限定本发明。

本发明提供的推锁式无动力集装箱吊具，其结构如图1和图2所示，包括吊具框架4、主钢丝绳1、副钢丝绳2、旋锁操纵机构3，其中：旋锁操纵机构3有4个，它们分别位于吊具框架4的四角上，吊具框架4及主钢丝绳1、副钢丝绳2的刚度和强度满足实际工作要求，4根主钢丝绳1和4根副钢丝绳2必须保证对称布置。整个吊具共有8根钢丝绳，其中4根副钢丝绳连接推锁组件与起重机械起吊绳，另4根主钢丝绳一端固定于吊具框架内侧，一端与起吊绳连接。

所述的旋锁操纵机构3，其结构如图3所示，包括推锁组件5、旋销组件6、滑轮7、滑轮轴8和滑轮座9，其中：滑轮座9通过螺栓安装于吊具框架4的四角，滑轮7安装在滑轮座9上，副钢丝绳2绕过滑轮7的一端连接推锁组件的压盖10，副钢丝绳2的另一端连接起重机械起吊绳，推锁组件5下端的弹簧21固定于吊具框架4上，推锁组件5上端的第一推块11通过螺栓安装在吊具框架4上，推锁组件5与旋销组件6之间由齿轮副传动，旋销组件6通过旋销套27与吊具框架4接触，旋销28穿过吊具框架4下端面孔，该面孔为长方形孔，旋销发生旋转时实现极限定位。

所述的推锁组件5，其结构如图4所示，包括压盖10、第一推块11、第二推块12、第三推块13、压板14、支撑座15、轴向推力球轴承16、主齿轮17、轴向推力球轴承18、调节螺母19、调节座20和弹簧21，其中：弹簧21的下端固定于吊具框架4上，弹簧21的上端与调节座20接触；调节座20的上端通过调节螺母19与第三推块13联接；主齿轮17安装在调节座20上方，其两端面通过轴向推力轴承安装于支撑座15和压板14之间，并套装在第三推块13下端的花键上；第一轴向推力球轴承16、第二轴向推力球轴承18分别安装在支撑座15和压板14的中心孔处，以减小本吊具使用过程中主齿轮17竖直方向上的移动；第三推块13的上端圆柱部分与第二推块12套装，从而可以在第二推块12内自由转动；第二推块12的上端与第一推块11套装，并穿过第一推块11中心孔与压盖10联接，因第二推块12外圆柱面筋板始终卡在第一推块11滑槽中，所以第二推块12始终不能发生转动，压盖10主要起限位作用，同时也与副钢丝绳2连接，第一推块11的上端通过螺栓固定于吊具框架4上，其中第二推块12和第三推块13加工有按45度八等分的斜楔形曲面，第一推块11加工有按90度四等分的斜楔形曲面并设有4个相隔90度的滑槽，以保证旋销28每次恰好转动90度，三块推块的斜楔形曲面斜率相等，可以相互顺畅滑动。

所述的旋销组件6，其结构如图5所示，包括旋销螺帽22、副齿轮23、免键轴环24、凸球面座25、凹球面座26、旋销套27和旋销28，其中：副齿轮23通过免键轴环24安装于旋销28上，在位于副齿轮23下端安装凸球面座25和凹球面座26，凹球面座26下面套装旋销套27，旋销套27下端与吊具框架4下端面接触，旋销28上部加工有螺纹用于安装旋销螺帽22。

参见表1，表1是本发明拟实现的运动要求。本发明拟实现的运动如下：

当该吊具下落以起吊集装箱的过程中，旋锁操纵机构3保持静止，旋销28与集装箱完成对位后，起重机牵引操纵绳提升，旋销28在开始提升集装箱前旋转90度，即完成闭锁；当该吊具下落以卸载集装箱的过程中，旋锁操纵机构3保持静止，待集装箱完全放下后，起重机牵引操纵绳提升，旋销28在离开集装箱起吊孔之前再次旋转90度，即完成开锁。

本发明提供的上述的推锁式无动力集装箱吊具，主要是利用三个斜楔形推块的自重及弹簧21的竖直方向的运动实现旋销的旋转，实现起吊或卸载集装箱工作，具体过程如下：

当该吊具装置起吊集装箱时，第三推块13和第二推块12的斜楔面接触，由于弹簧21弹力作用，两者相互挤压发生相对滑动，使得第三推块13外圆柱面上的筋板与第一推块11的斜楔形曲面接触，一方面沿着第一推块11的斜楔面向上运动，另一方面自身在作旋转运动，直至第三推块13的外筋板卡入第一推块11的滑槽中，第三推块13将不再旋转，仅沿滑槽滑动，整个过程第三推块13刚好转动90度，因第三推块13的下端通过花键与主齿轮17连接，从而带动主齿轮17旋转90度，齿轮副将运动传递到副齿轮23，这样旋销28就旋转90度实现闭锁。

当该吊具装置卸载集装箱时，起重机放松绳索，第二推块12由于自身重力，将沿着第一推块11滑槽下滑，第二推块12与第三推块13斜楔形曲面部分相接触，并发生挤压，旋转一个小角度，由于压盖10的限位作用，第二推块12始终位于第一推块11的滑槽中不发生转动，此时弹簧21有一定缓冲作用和产生弹性势能，当操作绳再次提升时，第三推块13沿第一推块11斜楔面滑动至下一个分度槽，第三推块13带动主齿轮17旋转90度，从而旋销28再次实现旋转90度，完成开锁。

表1 拟实现的运动