专利名称：一种用于钢管吊装的单边夹持吊具的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种吊装工具，具体地说是一种用于钢管吊装的单边夹持吊 具。是对吊索具中起吊钢管的起重钳结构的改进，用于钢管的吊装作业。
(二)
背景技术：
起重用夹钳适用于吊索具中起吊钢、圆钢、钢轨及工字钢等钢材的吊装作业， 简称起重钳。按其用途可分为竖吊钢板起重钳、圆钢起重钳、钢轨起重钳、横
吊钢板起重钳、工字钢起重钳等数种，其国家标准号为JB/T7333-1994，起重 钳额定起重量为0.5 8t。而用于钢管起吊的起重钳还没有统一的标准， 一般根 据被起吊钢管重量等级的不同，起重钳的形式也不一样。对于重量较大钢管起吊 (其规格为重量100 300t、直径(M000 5000mm、壁厚20 70mm，长度 35 120m)的起重钳目前还没有具体公开的技术。
《机电液设计手册(中)》(北京机械工业出版社，1996， 782-791页) 给出了起重用夹钳的形式及基本参数；《起重运输机械》(2006年1期)中刊登 的"电动旋转巻料夹钳"，给出了起重中夹钳的有关结构。
(三)
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于重量100 300t钢管的吊装作业的一种用 于钢管吊装的单边夹持吊具。
本发明的目的是这样实现的
其组成包括主吊耳l、液压缸基座连接轴2、液压缸3、主框架4、框架连接 轴5、副吊耳6、液压缸夹紧凸轮7、自重夹紧凸轮8、前端部外夹持板IO、后 中部外夹持板ll、后中部外夹持板联结螺栓12、主吊耳限位轴13、主吊耳与主 吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓14、主吊耳与框架连接轴15、主吊耳初定位弹簧 16、主吊耳与自重凸轮连杆17、副吊耳固定螺栓18、前外夹持板固定螺栓19、 凸轮与框架连接轴20、自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴21、框架加强 板22、凸轮连接销轴23、液压缸凸轮与活塞杆连接轴24组成；
主吊耳1由主吊耳初定位弹簧16将主吊耳初始位置定位在主吊耳限位轴13处，主吊耳与主吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓14通过主框架4上安装工艺孔c 将主吊耳1与主吊耳与自重凸轮连杆17连接，副吊耳6由副吊耳固定螺栓18固 定在主框架4上，主框架4为对称的两件，由框架连接轴5、液压缸基座连接轴 2、主吊耳限位轴13、主吊耳与框架连接轴15、凸轮与框架连接轴20将其连接 成一体，前外夹持板固定螺栓19将前端部外夹持板10固定在主框架4前端部上， 后中部外夹持板联结螺栓12将后中部外夹持板11固定在主框架4中后部，液压 缸3基座耳环由液压缸基座连接轴2固定在主框架4上，液压缸凸轮与活塞杆连 接轴24通过主框架4上安装工艺孔b将液压缸3中的活塞杆与液压缸夹紧凸轮 7连接，主吊耳与自重凸轮连杆17通过自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接 轴21与对称的两个自重夹紧凸轮8连接，在两个自重夹紧凸轮8上各开有相同 角度的滑槽a，在液压缸夹紧凸轮7上开有销孔，凸轮连接销轴23穿过液压缸 夹紧凸轮7上销孔与自重夹紧凸轮8的滑槽a将两者连接。 本发明还可以包括
1、 在主框架4的凸轮与框架连接轴20处设置有框架加强板22。
2、 副吊耳6沿垂直方向通过吊具的重心，以此为吊点可将吊具水平放置到 被吊起的钢管上。
本发明是一种用于钢管吊装的单边夹持吊具，适用于重量100 300t钢管的 吊装作业。它包括主框架、主吊耳、副吊耳、液压缸夹紧凸轮、自重凸轮连杆、 液压缸等组件。其特征是首先通过副吊耳将吊具吊起放置到被起吊的钢管上，由 液压驱动液压缸夹紧凸轮进行吊具与钢管的初夹紧，再通过主吊耳实现钢管由水 平位置抬起至垂直状态的起吊作业；然后，由主吊耳联动的自重夹紧凸轮进行吊 具与钢管的二次夹紧，实现钢管由垂直位置至被吊起移动的吊装作业；最后，当 钢管就位后，由液压缸回程操作使得液压缸凸轮、自重凸轮的夹紧松开，通过主 吊耳将吊具拆下，完成钢管的吊装作业。
工作原理用于钢管吊装的单边夹持吊具的操作过程分为放置、抬起、起吊、 松开四个步骤，具体为
1)放置吊具首先，启动液压系统控制阀使吊具处于初始状态，具体是
液压缸3中活塞杆伸出，带动液压缸夹紧凸轮7与自重夹紧凸轮8逆时针转动 到极限位置，此时液压缸夹紧凸轮7与自重夹紧凸轮8与钢管9内壁的间隙最大，夹持处于松开状态。然后，以吊具副吊耳6为吊点将吊具水平放置到钢管 9上，液压系统控制阀换向，液压缸3中活塞杆回退，液压缸凸轮与活塞杆连 接轴24带动液压缸夹紧凸轮7顺时针方向转动，使得液压缸夹紧凸轮7夹持 在钢管9内壁上并形成自锁，即实现了吊具与钢管的初夹紧，在此过程中液压 缸夹紧凸轮7上的凸轮连接销轴23在自重夹紧凸轮8的滑槽a中滑动到上极 限位置，不带动自重夹紧凸轮8转动。
2) 抬起钢管将吊点由副吊耳6换到主吊耳1上，起吊主吊耳l使得钢管 9被夹持一端抬起，钢管9由水平位置以顺时针方向抬起直立成为为垂直状态， 抬起过程中随着钢管9倾角增加，主吊耳l逆时针摆角增大，带动主吊耳与自 重凸轮连杆17逆时针转动，使得自重夹紧凸轮8绕凸轮与框架连接轴20顺时 针转动，自重夹紧凸轮8中滑槽a下极限位置滑动至液压缸夹紧凸轮7上凸轮 连接销轴23处，此时，两个自重夹紧凸轮8同时夹持到钢管9内壁上并形成 自锁。
3) 起吊钢管当钢管9由水平变为垂直状态后，起吊主吊耳1吊起钢管9， 此时，主吊耳1的拉力为钢管9的重力，以主吊耳与框架连接轴15为支点， 主吊耳1与主吊耳与自重凸轮连杆17的力臂比大于3，为增力机构，实现了拉 力一次放大；自重夹紧凸轮8在自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴21 处受到的拉力以凸轮与框架连接轴20为支点形成的力臂与自重夹紧凸轮8夹 持钢管9内壁垂直作用力的力臂比大于2，实现了拉力的二次放大。这样，两 次放大拉力为6倍以上，使得自重夹紧凸轮8夹持钢管9内壁垂直作用力为钢 管9重力6倍以上，满足了钢与钢相接触摩擦系数0.15~0.2的要求。主吊耳1 在垂直状态时的轴线与钢管9的中心轴线重合，使得吊点拉力方向钢管9的中 心轴线重合，这样，钢管9在吊起后能够保持近垂直状态。
4) 松开吊具在吊起钢管9就位后，控制阀再次换向，液压缸3中活塞杆 伸出，带动液压缸夹紧凸轮7逆时针转动，自重夹紧凸轮8在凸轮连接销轴23 带动下同步逆时针转动，在液压缸3中活塞杆伸出到极限位置后，液压缸夹紧 凸轮7、自重夹紧凸轮8与钢管9内壁夹持完全松开，同时，使得主吊耳l回 到主吊耳限位轴13处，此时，主吊耳1垂直力方向通过吊具的重心，这样， 以主吊耳1为吊点将吊具垂直吊起从钢管9吊出卸下，完成钢管9的吊装作业。
5(四)
图l用于钢管吊装的单边夹持吊具主视图； 图2用于钢管吊装的单边夹持吊具左视图； 图3用于钢管吊装的单边夹持吊具俯视图4用于钢管吊装的单边夹持吊具主视图中A—A向局部视图； 图5用于钢管吊装的单边夹持吊具主视图中B—B向局部视图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述
结合图l-图5。 一种用于钢管吊装的单边夹持吊具由主吊耳1、液压缸基座 连接轴2、液压缸3、主框架4、框架连接轴5、副吊耳6、液压缸夹紧凸轮7、 自重夹紧凸轮8、前端部外夹持板10、后中部外夹持板11、后中部外夹持板联 结螺栓12、主吊耳限位轴13、主吊耳与主吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓14、主 吊耳与框架连接轴15、主吊耳初定位弹簧16、主吊耳与自重凸轮连杆17、副吊 耳固定螺栓18、前外夹持板固定螺栓19、凸轮与框架连接轴20、自重凸轮与主 吊耳与自重凸轮连杆连接轴21、框架加强板22、凸轮连接销轴23、液压缸凸轮 与活塞杆连接轴24组成。
主吊耳1以主吊耳与框架连接轴15为回转轴进行转动，由主吊耳初定位弹 簧16将主吊耳初始位置定位在主吊耳限位轴13处，主吊耳与主吊耳与自重凸轮 连杆连接螺栓14通过主框架4上安装工艺孔c将主吊耳1与主吊耳与自重凸轮 连杆17连接，在抬起钢管过程中，主吊耳1顺时针旋转由主吊耳与主吊耳与自 重凸轮连杆连接螺栓14带动主吊耳与自重凸轮连杆17顺时针向外运动。副吊耳 6由副吊耳固定螺栓18固定在主框架4上，副吊耳6沿垂直方向通过吊具的重 心，以此为吊点可将吊具水平放置到被吊起的钢管上。主框架4为左右对称两件， 由8个框架连接轴5、液压缸基座连接轴2、主吊耳限位轴13、主吊耳与框架连 接轴15、凸轮与框架连接轴20将其连接成一体。前外夹持板固定螺栓19将前 端部外夹持板10固定在主框架4前端部上；后中部外夹持板联结螺栓12将后中 部外夹持板11固定在主框架4中后部，前端部外夹持板10与后中部外夹持板 11实现钢管9外壁的夹紧。液压缸3基座耳环由液压缸基座连接轴2固定在主 框架4上，液压缸凸轮与活塞杆连接轴24通过主框架4上安装工艺孔b将液压
6缸3中的活塞杆与液压缸夹紧凸轮7连接，液压缸3中的活塞杆的往复运动带动 液压缸夹紧凸轮7绕凸轮与框架连接轴20顺时针或逆时针转动、实现吊具与钢 管9内壁的初夹紧或松开动作。主吊耳与自重凸轮连杆17通过自重凸轮与主吊 耳与自重凸轮连杆连接轴21与左右对称的两个自重夹紧凸轮8连接，主吊耳与 自重凸轮连杆17的运动带动自重夹紧凸轮8绕凸轮与框架连接轴20转动，实现 吊具与钢管9内壁的二次夹紧或松开动作。在两个自重夹紧凸轮8上各开有相同 角度的滑槽a，在液压缸夹紧凸轮7上开有销孔，凸轮连接销轴23穿过液压缸 夹紧凸轮7上销孔与自重夹紧凸轮8的滑槽a将两者连接，实现液压缸夹紧凸轮 7与两个自重夹紧凸轮8松开钢管9内壁夹持动作的联动。框架加强板22的作 用是加强主框架4在凸轮与框架连接轴20处的强度。
用于钢管吊装的单边夹持吊具主要应用于钢管直径^1000 5000mm、重量 级别为100 300t的管线的吊装作业，可用于海上大型风力发电机组中支撑叶轮 的直立钢管桩的吊装，对于此设计的实施例中所吊装的钢管桩直径01200mm， 管长50m，如图1 图5所示，吊具的设计参数为规格(长X宽X高)1200X 380X950mm;重量150kg;主吊耳1销孔直径045mm;液压缸基座连接轴 2直径032mm;液压缸3规格063mm，行程120mm，额定压力16Mpa; 主框架4壁厚20mm;框架连接轴5直径040mm;副吊耳6板厚20mm、销 孔直径^30mm;液压缸夹紧凸轮7回转角70° ;自重夹紧凸轮8回转角 70° ;后中部外夹持板11扇形角度120° ，宽度180mm;主吊耳与框架连接 轴15直径^45mm;主吊耳初定位弹簧16伸长量300mm，额定拉力30N; 主吊耳与自重凸轮连杆17长495mm;凸轮与框架连接轴20直径^50mm; 自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴21直径040mm;凸轮连接销轴23 直径025mm;液压缸凸轮与活塞杆连接轴24直径032mm。
用于钢管吊装的单边夹持吊具实现了钢管直径^1000 5000mm、重量级别 为100 300t的管线的吊装作业。
权利要求
1、一种用于钢管吊装的单边夹持吊具，其组成包括主吊耳(1)、液压缸基座连接轴(2)、液压缸(3)、主框架(4)、框架连接轴(5)、副吊耳(6)、液压缸夹紧凸轮(7)、自重夹紧凸轮(8)、前端部外夹持板(10)、后中部外夹持板(11)、后中部外夹持板联结螺栓(12)、主吊耳限位轴(13)、主吊耳与主吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓(14)、主吊耳与框架连接轴(15)、主吊耳初定位弹簧(16)、主吊耳与自重凸轮连杆(17)、副吊耳固定螺栓(18)、前外夹持板固定螺栓(19)、凸轮与框架连接轴(20)、自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴(21)、框架加强板(22)、凸轮连接销轴(23)、液压缸凸轮与活塞杆连接轴(24)组成；其特征是主吊耳(1)由主吊耳初定位弹簧(16)将主吊耳初始位置定位在主吊耳限位轴(13)处，主吊耳与主吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓(14)通过主框架(4)上安装工艺孔c将主吊耳(1)与主吊耳与自重凸轮连杆(17)连接，副吊耳(6)由副吊耳固定螺栓(18)固定在主框架(4)上，主框架(4)为对称的两件，由框架连接轴(5)、液压缸基座连接轴(2)、主吊耳限位轴(13)、主吊耳与框架连接轴(15)、凸轮与框架连接轴(20)将其连接成一体，前外夹持板固定螺栓(19)将前端部外夹持板(10)固定在主框架(4)前端部上，后中部外夹持板联结螺栓(12)将后中部外夹持板(11)固定在主框架(4)中后部，液压缸(3)基座耳环由液压缸基座连接轴(2)固定在主框架(4)上，液压缸凸轮与活塞杆连接轴(24)通过主框架(4)上安装工艺孔b将液压缸(3)中的活塞杆与液压缸夹紧凸轮(7)连接，主吊耳与自重凸轮连杆(17)通过自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴(21)与对称的两个自重夹紧凸轮(8)连接，在两个自重夹紧凸轮(8)上各开有相同角度的滑槽a，在液压缸夹紧凸轮(7)上开有销孔，凸轮连接销轴(23)穿过液压缸夹紧凸轮(7)上销孔与自重夹紧凸轮(8)的滑槽a将两者连接。
2、 根据权利要求l所述的一种用于钢管吊装的单边夹持吊具，其特征是 在主框架(4)的凸轮与框架连接轴(20)处设置有框架加强板(22)。
3、 根据权利要求1或2所述的一种用于钢管吊装的单边夹持吊具，其特征 是副吊耳(6)沿垂直方向通过吊具的重心，以此为吊点可将吊具水平放置到被 吊起的钢管上。
全文摘要
本发明提供的是一种用于钢管吊装的单边夹持吊具，其组成包括主吊耳(1)、液压缸基座连接轴(2)、液压缸(3)、主框架(4)、框架连接轴(5)、副吊耳(6)、液压缸夹紧凸轮(7)、自重夹紧凸轮(8)、前端部外夹持板(10)、后中部外夹持板(11)、后中部外夹持板联结螺栓(12)、主吊耳限位轴(13)、主吊耳与主吊耳与自重凸轮连杆连接螺栓(14)、主吊耳与框架连接轴(15)、主吊耳初定位弹簧(16)、主吊耳与自重凸轮连杆(17)、副吊耳固定螺栓(18)、前外夹持板固定螺栓(19)、凸轮与框架连接轴(20)、自重凸轮与主吊耳与自重凸轮连杆连接轴(21)、框架加强板(22)、凸轮连接销轴(23)、液压缸凸轮与活塞杆连接轴(24)组成。本发明是对吊索具中起吊钢管的起重钳结构的改进，用于钢管的吊装作业。
文档编号B66C1/42GK101602468SQ200910072470
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者冯春花, 波 张, 茁 王, 王立权 申请人:哈尔滨工程大学