防爆型曲轨式起重机的制作方法

本实用新型涉及一种起重机，特别涉及一种防爆型曲轨式起重机，应用于液化天然气储罐的罐顶起重机。

背景技术：

近年来，lng能源以其热值高、使用清洁环保、易存储及良好的经济性受到各国政府和诸多用户的重视，随着lng贸易地位的快速提升，世界各国包括我国都计划在未来几年内建设lng接收站，lng接收站的每个lng储罐罐顶都需要配套防爆型起重机来满足lng泵安装、检维修的吊装工作要求。因此，lng储罐罐顶起重机具有巨大的市场需求和良好的发展前景。

lng接收站的每个lng储罐罐顶都需要配套防爆型起重机来满足lng泵安装、检维修的吊装工作要求。由于lng泵造价高昂，在安装时需要满足微速精确定位安装要求，稍有操作不当就会和泵井发生碰撞损伤低压泵体，lng具有易燃易爆的介质特性，决定了罐顶起重机防爆等级高、动作定位精准、电机高低速比例大等安全、苛刻的使用工况，又因该起重机长期处于海洋环境当中，因此该起重机应具备极高的可靠性、维修性和环境适应性。

现有的lng罐顶起重机有两种：一种为电动液压式防爆起重机，这类起重机为电机驱动液压泵实现起重机变幅、起升、回转动作，这类起重机作为低压泵维修用起重机时，由于其采用的是液压系统，液压油有泄漏的风险，泄漏的液压油很容易对清洁的lng储罐罐顶造成污染，其次，液压系统控制不精准，有缓冲，与低压泵维修作业要求的高精准相差甚远，因此，此类起重机在少数项目中得到应用，在后续项目中不再应用；另一种为电动防爆旋臂式起重机，该类起重机具有大比率双速控制、双滚筒设计等技术，能够满足16万方lng储罐的应用要求。

随着国内lng储罐技术日趋成熟和能源储备保供要求，lng储罐由16万方向20万方、22万方及以上罐容方向发展，按照lng储罐的大型化趋势，lng储罐有三方面变化：①储罐直径由80m逐渐增大至90m甚至更大；②大型化储罐的泵井数量增多，由16万方的4个泵井增加至6个泵井；③根据lng接收站lng返输功能的要求，lng储罐需要安装lng装船泵，重量是以往lng低压泵的2-2.5倍，由2.5t增加至6t。

由于传统旋臂式起重机受限于旋臂长度和受力分析的因素，无法满足上述lng储罐三方面变化中前两点的设计要求。同时，要满足在lng储罐第三点得变化，在lng储罐上安装lng装船泵，这就要求旋臂式起重机的起重能力增大，配重相应增大，需要增强立柱安装位置的基础强度，增加配筋。基于上述因素导致对于大型储罐，旋臂式起重机的使用范围受限，难以满足实际工程项目需要。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种防爆型曲轨式起重机，能够适应lng储罐的大型化趋势，具有较高的可靠性、维修性和环境适用性。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案，一种防爆型曲轨式起重机，其特征在于：包括防爆电动行走小车、旋转装置和电动葫芦本体，所述防爆电动行走小车分布在所述电动葫芦本体的上方，并通过所述旋转装置与所述电动葫芦本体连接；

所述旋转装置包括连接横梁、旋转平衡吊轴、推力球轴承、销轴和关节轴承所述连接横梁设置在防爆电动行走小车上的车轮架之间，所述连接横梁的两端通过锁紧件固定在所述车轮架上；所述旋转平衡吊轴的上部穿过所述连接横梁，并通过固定件活动悬设在所述连接横梁上，所述推力球轴承与旋转平衡吊轴配合并固定嵌设在所述连接横梁上；所述销轴设置在连接支座上，所述连接支座和所述电动葫芦本体的主体墙板连接；所述旋转平衡吊轴的下部通过所述关节轴承与销轴连接。

优选地，所述防爆电动行走小车包括间隔平行设置在所述电动葫芦本体上方的主动轮组件和从动轮组件；

所述主动轮部件包括主动轮架、主动轮组、闭式齿轮箱、闭式减速器和运行电机，主动轮组安装在所述主动轮架上，所述闭式齿轮箱和主动轮组传动连接，所述运行电机通过所述闭式减速器与所述闭式齿轮箱传动连接；

所述从动轮组件包括从动轮架以及安装在所述从动轮架上的从动轮组；所述主动轮组和从动轮组的车轮均采用材质0cr17ni4cu4nb高强度不锈钢直接加工成型；所述运行电机采用自带刹车的电机。

优选地，所述防爆型曲轨式起重机与lng储罐罐顶上的导轨配合使用，所述导轨采用均布在所述lng储罐罐顶的钢结构搭建的曲轨形导轨；所述防爆电动行走小车配合安装在所述曲轨形导轨的轨道上，在所述防爆电动行走小车的主动轮架和从动轮架上且贴近曲线形导轨的轨道翼缘处分别设置水平导向轮组；

在所述导轨的始端和末端均设置机械限位和电气限位，在防爆电动行走小车上设置与机械限位以及电气限位匹配的报警器。

优选地，所述电动葫芦本体包括卷筒装置、起升减速器防爆起升电机、钢丝绳和吊钩；所述卷筒装置包括采用dh36船用高强板制成的卷筒，所述卷筒转动设置在所述主体墙板之间，在所述卷筒的外周壁上且沿其轴线形成有螺旋绳槽；所述起升减速器固定在一侧的所述主体墙板上，所述起升减速器的输出轴与所述卷筒的一端连接；所述防爆起升电机固定在另一侧的所述主体墙板上，所述防爆起升电机与所述卷筒的另一端连接；所述钢丝绳缠绕在所述卷筒上的所述螺旋绳槽内，所述钢丝绳的一端固定在所述卷筒上，所述钢丝绳的另一端连接所述吊钩，所述防爆起升电机采用自带刹车的电机。

优选地，所述卷筒上分为低温绳区域和常温绳区域，在所述卷筒的低温绳区域和常温绳区域分别形成有螺旋绳槽，在所述低温绳区域缠绕的钢丝绳能够适应于lng储罐内的低温条件，用于起吊lng储罐内部的设备，在所述常温绳区域缠绕的钢丝绳用于起吊lng储罐外部的设备。

优选地，所述电动葫芦本体还包括与所述卷筒装置配合的压绳装置，所述压绳装置包括绞车墙板、连杆、弹簧和压辊；

所述绞车墙板沿所述卷筒的轴线方向分布并固定在所述主体墙板的前侧，所述压辊沿所述卷筒的轴线方向并压在所述螺旋绳槽上，两所述连杆分布在所述压辊的两侧，每一所述连杆的一端与所述压辊的一端连接，每一所述连杆的另一端通过支座铰接在所述绞车墙板上；每一所述连杆上连接一弹簧；所述弹簧的一端固定在所述连杆上，另一端固定在所述绞车墙板上。

优选地，所述电动葫芦本体还包括平行设置在所述卷筒装置下方的排绳装置，其包括丝杆、导向杆、导向滚轮、滑块和驱动机构；

所述丝杆分布于所述卷筒装置的下方并转动连接在所述主体墙板之间，所述导向杆平行于所述丝杆并固定在所述主体墙板之间，所述导向滚轮配合安装在所述导向杆上，所述滑块螺纹配合在所述丝杆上，所述导向滚轮与所述滑块连接，所述驱动机构与所述丝杆连接；所述钢丝绳的自由端绕过所述导向滚轮垂直向下与所述吊钩连接，并且所述钢丝绳的垂直牵拉方向与所述卷筒装置的中心重合。

优选地，还包括安全限位装置，所述安装限位装置包括分布在所述卷筒的下方并设置在所述常温绳区域的上游侧和下游侧的第一上限位和第一下限位，以及分布在所述卷筒的下方并设置在所述低温绳区域的上游侧的第二上限位；所述常温绳区域的第一上限位以及低温绳区域的第二上限位均用于限制所述卷筒卷绕钢丝绳直至所述吊钩上升至距离所述卷筒的中心约1.5米处，所述常温绳区域的第一下限位用于限制所述卷筒下放钢丝绳后，所述卷筒上剩余3～5圈钢丝绳，在所述主体墙板上设置控制所述常温绳区域内的第一上限位以及低温绳区域内的第二上限位切换的开关装置；在所述电动葫芦本体上设置与所述常温绳区域内的第一上限位和第一下限位以及所述低温绳区域内的第二上限位相匹配的报警器。

优选地，所述第一上限位、第一下限位和第二上限位通过安装板安装在所述卷筒的下方，所述安装板的两端固定在所述主体墙板上，所述第一上限位、第一下限位和第二上限位的结构相同，均包括限位座、压绳轮臂、压绳轮轴、压绳轮、限位板、弹簧、行程开关和撞块；

所述限位座水平设置在所述安装板上，两所述压绳轮臂平行转动地连接在所述限位座上；所述限位板水平设置在两所述压绳轮臂上；所述弹簧竖直设置在所述限位板和限位座之间，使得两所述压绳轮臂相对于所述限位座呈向上倾斜设置；所述压绳轮通过压绳轮轴转动连接在两所述压绳轮臂之间，所述压绳轮的中心轴线与所述卷筒的中心轴线重合，并且所述压绳轮的外圆周与所述卷筒的外圆周相接触；所述行程开关固定设置在所述限位座上，并与所述防爆起升电机的电源电路连接；所述撞块固定设置在所述限位板上，当缠绕在所述卷筒上的钢丝绳与所述压绳轮的外周壁发生挤压时，所述撞块向下运动触发所述行程开关上的控制端，以使所述防爆起升电机断电停止运行；所述第一上限位和第二上限的所述行程开关均采用常闭行程开关，所述第一下限位的行程开关采用常开行程开关；

所述第一上限位和第一下限位上的压绳轮的一侧呈锥台结构，且所述压绳轮的呈锥台结构的一侧朝向所述常温绳区域的下游侧；所述第二上限位上的压绳轮的一侧呈锥台结构，且所述第二上限位上的压绳轮的呈锥台结构的一侧朝向所述低温绳区域的下游侧。

优选地，还包括控制系统，所述控制系统包括防爆控制箱和防爆控制手柄，所述防爆控制箱安装在所述主体墙板上，所述防爆控制箱通过软缆式电源引入器与电源连接，所述防爆控制箱通过电缆与所述防爆电动行走小车、电动葫芦本体上的电器件连接，防爆控制手柄通过电缆与防爆电器控制箱连接；

还包括测力装置，测力装置包括安装在所述主体墙板与连接支座的相互连接的支点处的两销轴式传感器，用于实时采集起重机的负载信息，在所述电动葫芦本体上设置负载报警器，所述销轴式传感器和负载报警器均与防爆控制箱连接，所述防爆控制手柄包括控制盒，所述控制盒上设置有显示屏和动作控制按钮，显示屏用于显示起重机的负载值。

本实用新型采用以上技术方案，其具有如下优点：1、本实用新型采用旋转装置将行走小车和电动葫芦本体连接，克服传统的电动行走小车只能沿直线行走，在转弯时会因无法调节与电动葫芦本体连接的平衡导致的卡死轨道的问题，使得起重机能够适用于曲轨行走，为lng储罐的大型化趋势提供设备基础。2、本实用新型的卷筒装置的卷筒采用dh36船用高强板，具有高强度、高稳定性、低挠度等特点，可以满足在lng储罐罐顶正常起吊泵井内的lng泵，提高起重机的可靠性。3、本实用新型的防爆电动行走小车的主动轮架和从动轮架上且贴近曲线形导轨的轨道翼缘处分别设置水平导向轮组，提高电动行走小车沿导轨行走的稳定性，减小车轮内侧轮缘与轨道产生挤压摩擦而受损。4、本实用新型还包括安全限位装置、报警器、机械限位以及电气限位，能够提高起重机的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型另一视角下的结构示意图；

图3是本实用新型旋转装置的结构示意图；

图4是本实用新型防爆电动行走小车的结构示意图；

图5是本实用新型防爆电动行走小车的另一视角下的结构示意图；

图6是本实用新型压绳装置的结构示意图；

图7是本实用新型压绳装置的局部结构示意图；

图8是本实用新型排绳装置的结构示意图；

图9是本实用新型卷筒装置的结构示意图；

图10是本实用新型第一、第二上限位以及第一下限位的安装结构示意图；

图11是图10的侧视结构示意图；

图12是本实用新型的第一、第二上限位以及第一下限位的结构示意图；

图13是图11的俯视结构示意图；

图14是图11的左视结构示意图；

图15是本实用新型导轨的结构示意图；

图16是本实用新型销轴式传感器的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。

如图1～3所示，本实用新型提供了一种防爆型曲轨式起重机，其包括防爆电动行走小车1、旋转装置2和电动葫芦本体3，防爆电动行走小车1分布与电动葫芦本体3的上方，并通过旋转装置2与电动葫芦本体3连接；

旋转装置2包括连接横梁21、旋转平衡吊轴22、推力球轴承23、销轴24和关节轴承25；连接横梁21设置在防爆电动行走小车1上的车轮架10之间，连接横梁21的两端通过锁紧件26固定在车轮架10上；旋转平衡吊轴22的上部穿过连接横梁21，并通过固定件27活动悬设在连接横梁21上，推力球轴承23与旋转平衡吊轴22配合并固定嵌设在连接横梁21上；销轴24设置在连接支座28上，连接支座28和电动葫芦本体3的主体墙板30连接；旋转平衡吊轴22的下部通过关节轴承25与销轴24连接。旋转平衡吊轴22可以绕推力球轴承23的轴线转动并能进行调心，使防爆电动行走小车1旋转平衡，关节轴承25是一种特殊结构的滑动轴承，其主要由一个有外球面的内圈和一个有内球面的外圈组成，能承受较大的负荷，可以承受径向载荷、轴向载荷或径向、轴向同时存在的联合负荷。由于关节轴承表面为球面形，可在一定角度范围内作调心运动，在销轴24与关节轴承25不同心度较大时，仍能正常工作，同时调节电动葫芦本体3与防爆电动行走小车1之间受力平衡，使得起重机能够在曲轨上稳定行走。

在上述实施例中，优选的，如图1、图4、图5所示，防爆电动行走小车1包括间隔平行设置在电动葫芦本体3上方的主动轮组件11和从动轮组件12，主动轮部件11包括主动轮架111、主动轮组112、闭式齿轮箱113、闭式减速器114和运行电机115，主动轮组112安装在主动轮架111上，闭式齿轮箱113和主动轮组112传动连接，运行电机115通过闭式减速器114与闭式齿轮箱113传动连接；从动轮组件12包括从动轮架121以及安装在从动轮架121上的从动轮组122；主动轮组112和从动轮组122的车轮均采用材质0cr17ni4cu4nb高强度不锈钢直接加工成型，利用闭式齿轮箱113和闭式减速器114作为传动机构，避免传动机构中的齿轮接触起火花，实现机械防火花，同时，车轮采用防爆材质，使得电动行走小车达到防爆要求。

在上述实施例中，优选的，如图4、图5、图15所示，防爆型曲轨式起重机与lng储罐罐顶上的导轨4配合使用，导轨4采用均布在lng储罐罐顶的钢结构搭建的曲轨形导轨；防爆电动行走小车1配合安装在曲轨形导轨4的轨道上，在防爆电动行走小车1的主动轮架111和从动轮架121上且贴近曲线形导轨4的轨道翼缘处分别设置水平导向轮组5，水平导向轮组5在小车转弯时沿曲线形导轨4的轨道滚动，起到导向作用，同时，还可保护行走小车1的车轮内侧轮缘不与轨道产生挤压摩擦而受损。

在上述实施例中，优选的，如图1、图6所示，电动葫芦本体3包括卷筒装置31、起升减速器32、防爆起升电机33、钢丝绳34和吊钩35；卷筒装置31包括采用dh36船用高强板制成的卷筒310，卷筒310转动设置在主体墙板30之间，在卷筒310的外周壁上且沿其轴线形成有螺旋绳槽311；起升减速器32固定在一侧的主体墙板30上，起升减速器32的输出轴与卷筒310的一端连接；防爆起升电机33固定在另一侧的主体墙板30上，防爆起升电机33与卷筒310的另一端连接；钢丝绳34缠绕在卷筒310上的螺旋绳槽311内，钢丝绳34的一端固定在卷筒310上，钢丝绳34的另一端连接吊钩35。卷筒310采用dh36船用高强板制成的卷筒310，该材质具有高强度、高稳定性、低挠度等特点，可以满足在lng罐顶正常起吊泵井内的lng泵，高强度是支撑整个起重机正常工作的保障，高稳定性是起重机各动作安全运行的重要条件，低挠度是确保起升行走机构在设计轨道上安全运行的保证。

在上述实施例中，优选的，如图9所示，卷筒310上分为低温绳区域a和常温绳区域b，在卷筒310的低温绳区域a和常温绳区域b分别形成有螺旋绳槽311，在低温绳区域a缠绕的钢丝绳能够适应于lng储罐内的低温条件，用于起吊lng储罐内部的设备，在常温绳区域b缠绕的钢丝绳用于起吊lng储罐外部的设备，在低温绳区域a缠绕的钢丝绳包括φ14.3mm和φ22.2mm两种规格，为方便两种低温绳的还绳作业，位于低温绳区域a的螺旋绳槽311的宽度为11.1mm，绳槽311之间的间距为23mm。

在上述实施例中，优选的，如图6、图7所示，电动葫芦本体3还包括与卷筒装置31配合的压绳装置36，压绳装置36包括绞车墙板361、连杆362、弹簧363和压辊364；绞车墙板361沿卷筒310的轴线方向分布并固定在主体墙板30的前侧，压辊364沿卷筒310的轴线方向并压在螺旋绳槽311上，两连杆362分布在压辊364的两侧，每一连杆362的一端与压辊364的一端连接，每一连杆362的另一端通过支座铰接在绞车墙板361上；每一连杆362上连接一弹簧363，弹簧363的一端固定在连杆362上，另一端固定在所述绞车墙板361上，利用弹簧363的伸缩运动使得压辊364始终压在卷筒310的螺旋绳槽311上，使钢丝绳34排列顺畅。

在上述实施例中，优选的，如图8所示，电动葫芦本体3还包括平行设置在卷筒装置31下方的排绳装置37，其包括丝杆371、导向杆372、导向滚轮373、滑块374和驱动机构375；丝杆371分布于卷筒装置31的下方并转动连接在主体墙板30之间，导向杆372平行于丝杆371并固定在主体墙板30之间，导向滚轮373配合安装在导向杆372上，滑块374螺纹配合在丝杆371上，导向滚轮373与滑块374连接，驱动机构375与丝杆371连接；钢丝绳34的自由端绕过导向滚轮373垂直向下与吊钩35连接，并且钢丝绳34的垂直牵拉方向与卷筒310的中心重合，避免起吊过程中卷筒310发生变形，起吊过程中，卷筒310转动缠绕钢丝绳34，同时，驱动机构375驱动丝杆371转动，滑块374带着导向滚轮373沿丝杆371滑动，以使得钢丝绳沿卷筒310的轴线方向缠绕于螺旋绳槽311内，避免钢丝绳34在缠绕过程中出现堆叠现象。

在上述实施例中，优选的，如图10所示，根据lng储罐所处位置的气象条件，为保证lng储罐罐顶起重机各动作的正常安全运行，本实用新型包括安全限位装置，防止操作过程中由于误操作或者操作者未注意观察，出现安全事故。安装限位装置包括分布在卷筒310的下方并设置在常温绳区域b的上游侧和下游侧的第一上限位7和第一下限位8，以及分布在卷筒310的下方并设置在低温绳区域a的上游侧的第二上限位9；常温绳区域b的第一上限位7以及低温绳区域a的第二上限位9均用于限制卷筒310卷绕钢丝绳直至吊钩35上升至距离卷筒310的中心约1.5米处，常温绳区域b的第一下限位8用于限制卷筒310下放钢丝绳后卷筒310上剩余3～5圈钢丝绳，在主体墙板30上设置控制常温绳区域b内的第一上限位7以及低温绳区域a内的第二上限位9切换的开关装置(图中未示出)，利用第一上限位7、第一下限位8和第二上限位9能够避免卷筒310上的钢丝绳过度卷放，利用开关装置能够方便卷筒310切换地卷绕低温绳区域a和常温绳区域b内的钢丝绳。可在电动葫芦本体3上设置与常温绳区域b内的第一上限位7和第一下限位8以及低温绳区域a内的第二上限位9相匹配的报警器(图中未示出)。

在上述实施例中，优选的，如图11～14所示，第一上限位7、第一下限位8和第二上限位9通过安装板100安装在卷筒310的下方，安装板100的两端固定在主体墙板30上，第一上限位7、第一下限位8和第二上限位9的结构相同，均包括限位座110、压绳轮臂120、压绳轮轴130、压绳轮140、限位板150、弹簧160、行程开关170和撞块180；

限位座110水平设置在安装板100上，两压绳轮臂120平行转动地连接在限位座110上；限位板150水平设置在两压绳轮臂120上；弹簧160竖直设置在限位板150和限位座110之间，使得两压绳轮臂120相对于限位座110呈向上倾斜设置；压绳轮140通过压绳轮轴130转动连接在两压绳轮臂120之间，压绳轮140的中心轴线与卷筒310的中心轴线重合，并且压绳轮140的外圆周与卷筒310的外圆周相接触；行程开关170固定设置在限位座110上，并与防爆起升电机33的电源电路连接；撞块180固定设置在限位板140上，当缠绕在卷筒310上的钢丝绳与压绳轮140的外周壁发生挤压时，撞块180随弹簧160向下运动触发行程开关170上的控制端，以使防爆起升电机33断电停止运行；第一上限位7和第二上限位9的行程开关170均采用常闭行程开关，第一下限位8的行程开关170采用常开行程开关。

在上述实施例中，优选的，第一上限位7和第一下限位8上的压绳轮130的一侧呈锥台结构，且压绳轮130的呈锥台结构的一侧朝向常温绳区域b的下游侧，第二上限位9上的压绳轮130的一侧亦呈锥台结构，且第二上限位9上的压绳轮130的呈锥台结构的一侧朝向低温绳区域a的下游侧，这样，能够避免钢丝绳与压绳轮130的端面发生碰撞。

在上述实施例中，优选的，在导轨4的始端和末端均设置机械限位和电气限位，当防爆电动行走小车1运动至导轨4的末端时碰到机械限位，停止运动，即使机械限位失效，电气限位也可以使防爆电动行走小车1停止运动，保证起重机的安全运行。可在防爆电动行走小车1上设置与机械限位以及电气限位匹配的报警器，当防爆电动行走小车1碰到机械限位或电气限位时，报警器报警，以及时提醒操作者。

在上述实施例中，优选的，机械限位可采用安装在导轨4的始端和末端的三角板车挡等缓冲结构；电气限位可采用行程开关。

在上述实施例中，优选的，本实用新型还包括控制系统，控制系统包括防爆控制箱和防爆控制手柄，防爆控制箱安装在主体墙板30上，防爆控制箱通过软缆式电源引入器与电源连接，防爆控制箱通过电缆与防爆电动行走小车1、电动葫芦本体3上的电器件连接，防爆控制手柄通过电缆与防爆电器控制箱连接，操作者可通过防爆控制手柄控制整个防爆型曲轨起重机运行。

在上述实施例中，优选的，如图16所示，本实用新型还包括测力装置，测力装置包括安装在主体墙板30与连接支座28的相互连接的支点处的两销轴式传感器6，用于实时采集起重机的负载信息，在电动葫芦本体3上设置负载报警器，销轴式传感器6和负载报警器均与防爆控制箱连接，防爆控制手柄包括控制盒，控制盒上设置有显示屏和动作控制按钮，显示屏用于显示起重机的负载值，动作控制按钮包括电源控制按钮、制动按钮、报警器控制按钮、起重机运行速度控制按钮、急停按钮等，以方便起重机的操作控制，

在上述实施例中，优选的，运行电机115、防爆起升电机33均采用自带刹车的电机，正常使用过程中，电机通电运行时，刹车打开，当电机断电情况下，刹车闭合(即刹车刹死)。

在上述实施例中，优选的，吊钩35采用带安全索销的单钩，采用合金钢制成。

本实用新型仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置及其连接都是可以有所变化的。在本实用新型技术方案的基础上，凡根据本实用新型原理对个别部件进行的改进或等同变换，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。