起重机顶举机构及其工作过程的制作方法

本发明涉及起重机技术领域，尤其涉及一种起重机顶举机构及其工作过程。

背景技术：

起重机在进行车轮更换或维修时，需要将起重机顶举到一定高度，车轮保持悬空状态，以维修或者更换车轮。

如附图1所示，现有技术在进行起重机顶举抬高时，一般将千斤顶放置在承轨梁上对起重机进行顶举，且千斤顶的顶部或者底部设置有垫块，以便适应顶举高度。起重机在顶举时会产生倾斜，所以起重机与千斤顶或者垫块之间的接触为点接触或者线接触，且承轨梁、千斤顶、垫板和起重机之间均为简单摆放关系，存在滑移或者塌落的安全隐患。

此外，现有技术中起重机的抗风防滑，是通过防风铁楔制动器、液压顶轨制动器、液压轮边制动器等限制起重机车轮的转动，将起重机与轨道之间的滚动摩擦转变为滑动摩擦，通过摩擦阻力防止起重机滑动。然而，该种抗风防滑手段仅通过对车轮的阻塞和摩擦力来阻止起重机滑动，当风力足以克服阻塞、摩擦力时，即便车轮不转，起重机也开始滑动，抗风防滑失效。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种起重机顶举机构及其工作过程。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种起重机顶举机构，所述机构包括四个顶举装置及液压系统，每个顶举装置与一个起重机的车轮组对应并与对应车轮组保持预设间距；每个所述顶举装置包括：一个顶举油缸、两个夹紧油缸和卡爪；所述顶举油缸的第一缸体设置在起重机上，第一主轴位于第一缸体的下方且竖直向下，所述第一缸体为所述顶举油缸的缸体，所述第一主轴为所述顶举油缸的主轴；所述夹紧油缸的两个第二缸体对称连接在所述第一主轴头部，两个夹紧油缸的第二主轴朝向相反、轴线共线，且与顶举油缸的第一主轴轴线垂直，与所述第一主轴构成t型结构；所述第二缸体为所述夹紧油缸的缸体，所述第二主轴为所述夹紧油缸的主轴；所述卡爪的数量为两个，每个所述卡爪与一个所述第二主轴相对应，每个所述卡爪连接在对应的所述第二主轴的端部，用于在所述夹紧油缸的驱动下夹紧轨道；所述液压系统中的液压元件通过管路及附件与每个顶举装置中的顶举油缸和夹紧油缸联通，用于控制和驱动顶举油缸和夹紧油缸动作。

在一种可能的设计中，所述第一缸体上设置有环形槽，所述环形槽内安装有两个带孔的半圆环，两个所述半圆环通过螺栓组与起重机连接；所述第一主轴头部设置有螺纹孔，所述第二缸体底部设置有外螺纹，所述第二缸体以螺纹连接方式旋入并固定在所述第一主轴的螺纹孔内。

在一种可能的设计中，所述卡爪包括自上而下顺次连接的连接部、钳口和钳爪；所述卡爪的连接部设置有沉孔，所述第二主轴的端部设置有螺杆，所述第二主轴端部的螺杆插入所述卡爪连接部的沉孔内，并通过螺母组装固定成刚性体。

在一种可能的设计中，所述钳口和所述钳爪的表面形状与轨道的横截面相适配，且所述钳口的表面为齿形。

在一种可能的设计中，所述液压系统包括：油箱、主泵组、调压阀组、第一多路阀组、第二多路阀组、压力传感器和液压锁；所述调压阀组与所述主泵组连接，所述主泵组通过所述第一多路阀组与所述顶举油缸联通，所述主泵组通过所述第二多路阀组与所述夹紧油缸联通；所述调压阀组与所述主泵组、所述第一多路阀组、所述第二多路阀组联合，分别控制所述顶举油缸和所述夹紧油缸的动作；所述油箱分别与所述主泵组、所述调压阀组、所述第一多路阀组、所述第二多路阀组联通；所述液压锁设置在所述第二多路阀组和所述夹紧油缸之间，用于锁定所述夹紧油缸进行保压。

在一种可能的设计中，所述第一多路阀组和所述顶举油缸上分别设置有压力传感器；所述第二多路阀组中设置有压力传感器。

在一种可能的设计中，所述第一主轴的端部为圆弧结构。

第二方面，提供了一种起重机顶举机构的工作过程，起重机顶举机构对起重机进行顶举的工作过程包括：

液压系统驱动和控制顶举油缸动作，第一主轴向下延伸至与轨道接触；

液压系统驱动和控制夹紧油缸动作，第二主轴带动两个卡爪相向运动，对中夹紧轨道；两个卡爪夹紧轨道后，液压锁锁定夹紧油缸保压；

液压系统驱动和控制顶举油缸动作，第一主轴继续向下延伸使起重机顶举至预设高度。

在一种可能的设计中，起重机顶举机构对起重机进行锚定的工作过程包括：

液压系统驱动和控制四个顶举装置同步动作；

液压系统驱动和控制顶举油缸动作，第一主轴向下延伸至与轨道接触；

液压系统驱动和控制夹紧油缸动作，第二主轴带动两个卡爪相向运动，对中夹紧轨道，每个顶举装置中的两个卡爪夹紧轨道后，液压锁锁定夹紧油缸保压。

在一种可能的设计中，所述两个卡爪对轨道的自动对中工作过程包括：

第一主轴与轨道不对中工况下，两个卡爪相向运动，距轨道较近的一个卡爪首先接触轨道；与轨道首先接触的卡爪停止运动，而另一个卡爪在夹紧油缸第二主轴的驱动下，继续向轨道运动，直到与轨道接触停止运动，至此两个卡爪完成了对轨道的自动对中，并实现对轨道的夹紧，液压锁锁定夹紧油缸保压。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的起重机顶举机构及其工作过程，可以使顶举检修过程更安全稳定，与现有技术相比操作方便，省去了千斤顶搬运、多次顶举操作、垫板和垫块塞垫工作，减轻了劳动强度。同时该顶举机构还可以对起重机进行抗风防滑和锚定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术提供的进行顶举时的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的起重机车轮组位于轨道上的方位示意图；

图3为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中单个顶举装置的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中顶举油缸的主视图；

图5为本发明一个实施例提供的起重机顶举机构中顶举油缸的侧视图；

图6为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中第一缸体的结构示意图；

图7为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中半圆环的结构示意图；

图8为本发明一个实施例提供的起重机顶举机构中夹紧油缸的结构示意图；

图9为本发明一个实施例提供的起重机顶举机构中卡爪的结构示意图；

图10为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中液压系统的原理图；

图11为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中第一多路阀组的局部放大图；

图12为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中第二多路阀组的局部放大图；

图13-1至13-6为本发明一实施例提供的起重机顶举机构中单个顶举装置顶举起重机的工作过程图。

附图标记说明：

1-液压系统、11-油箱、12-主泵组、13-调压阀组、14-第一多路阀组、15-第二多路阀组、16-液压锁、2-顶举油缸、21-第一缸体、211-环形槽、212-半圆环、22-第一主轴、3-夹紧油缸、31-第二缸体、32-第二主轴、321-螺杆、4-卡爪、41-连接部、411-沉孔、42-钳口、43-钳爪

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供了一种起重机顶举机构，如附图2至12所示，该机构包括四个顶举装置以及液压系统1，每个顶举装置与一个起重机的车轮组对应并与对应车轮组保持预设间距，即，四个顶举装置分别设置在起重机的四个车轮组附近。顶举装置包括：顶举油缸2、夹紧油缸3和卡爪4；顶举油缸2的第一缸体21通过卡入其环形槽211中的两个半圆环212用螺栓连接在起重机上，第一主轴22位于第一缸体21的下方且竖直向下，第一缸体21为顶举油缸2的缸体，第一主轴22为顶举油缸2的主轴；夹紧油缸3的数量为两个，两个第二缸体31分别连接在第一主轴22上，两个第二主轴32朝向相反，轴线共线，对称安装于第一主轴22头部，第二缸体31为夹紧油缸3的缸体，第二主轴32为夹紧油缸3的主轴；卡爪4的数量为两个，每个卡爪4与一个第二主轴32相对应，每个卡爪4连接在对应的第二主轴32的端部，用于在夹紧油缸3的驱动下夹紧轨道；液压系统1分别与每个顶举装置中的顶举油缸2和夹紧油缸3连接，用于驱动和控制顶举油缸2和夹紧油缸3的动作。

其中，液压系统原理图参见附图10至12。液压系统1主要包括：油箱11、主泵组12、调压阀组13、第一多路阀组14、第二多路阀组15、液压锁16、压力传感器等，前述各部通过管路及附件连接，组成一个完整液压系统。

其中，调压阀组13与第一多路阀组14、压力传感器联合，控制顶举油缸2动作的开始与停止；调压阀组13与第二多路阀组15、压力传感器联合，控制夹紧油缸3动作的开始与停止；液压锁16设置在第二多路阀组15和夹紧油缸3之间，用于锁定夹紧油缸3保压。与夹紧油缸3连接的管路为高压软管，以解除了相邻管件间的约束，避免管路被拉断。

其中，液压系统1里还设置有互锁按钮(图中未示出)，用于锁定起重机运行机构和起升机构，保证起重机在车轮检修、更换或锚定期间，人员作业或起重机的安全。

如附图4至7所示，第一缸体21上设置有环形槽211，环形槽211内安装有两个带孔的半圆环212，两个半圆环212与起重机用螺栓连接，方便顶举油缸2的安装、拆卸。

如附图4和5所示，顶举油缸2的第一主轴22头部设置有螺纹孔，附图8所示，夹紧油缸3的第二缸体31底部设置有外螺纹，附图3所示，夹紧油缸3的第二缸体31以螺纹副方式与第一主轴22相连，形成t型结构。此设计结构最简单，第一主轴22头部强度得到提高，且便于夹紧油缸3的安装、拆卸与维护；在顶举过程中为避免第一主轴22产生弯曲变形，将其头部设计成圆弧结构，提高了机构的可靠和安全性。

如附图8、9所示，卡爪4包括连接部41、钳口42和钳爪43；连接部41上设置有两个沉孔411，沉孔411分别与第二主轴32及螺杆321相连接，使卡爪4和第二主轴32组成一对刚性体，实现卡爪4对轨道的自动对中与夹紧。

卡爪4的钳口42及钳爪43的截面与轨道的横截面相适配，钳口42的表面为齿形，这可增大卡爪4与轨道之间的摩擦力，并与轨道紧密结合。钳爪43限制卡爪4沿轨道侧面向上移动，能避免顶举或锚定过程中卡爪4与轨道发生相对滑移，夹紧不牢产生事故。

以下对本发明实施例提供的起重机顶举机构的工作过程进行说明：

以起重机前进、后退为前后方向，两侧轨道为左右方向，四个顶举装置分别位于起重机的左前、左后、右前、右后。下面仅以左前单个顶举装置为例，说明起重机顶举机构的工作过程：

如图13-1至13-6所示，初始状态(13-1)→顶举油缸2的主轴22外伸下降→主轴22头部与轨道接触(13-2)→夹紧油缸3的主轴32相向运动→带动卡爪4对轨道自动对中并夹紧(图13-3、图13-4)→顶举油缸2的主轴22再次外伸，顶举起重机上升，达到所需高度停止(图13-5)→开始更换维修工作。更换维修结束，按前述相反顺序回到初始状态(图13-6)。

起重机顶举机构对起重机进行顶举时，液压系统1驱动和控制顶举油缸2动作，第一主轴22向下延伸至与轨道接触；液压系统1驱动和控制夹紧油缸3动作，两个第二主轴32带动两个卡爪4相向运动，夹紧轨道；液压系统1驱动和控制顶举油缸2再次动作，第一主轴22继续向下延伸直至使起重机顶举至预设高度。

可以理解的是，仅需使检修车轮所在的同一侧的两个顶举装置同时动作即可，举例来说，可以使左前、左后同时动作，对左侧的车轮进行检修，也可以使左前、右前的同时动作，对前侧的车轮进行检修。

起重机顶举机构还可以对起重机进行锚定，锚定过程包括：液压系统1驱动和控制四个顶举装置同步动作，液压系统1驱动和控制每个顶举装置中顶举油缸2动作，第一主轴22向下延伸至与轨道接触；液压系统1驱动和控制夹紧油缸3动作，两个第二主轴32带动两个卡爪4相向运动夹紧轨道后，夹紧油缸保压使卡爪4始终保持夹紧状态。可以理解的是，四个顶举装置同时投入使用，能使起重机保持平衡且提高锚定效果。

可见，本发明实施例提供的起重机顶举机构，可以使顶举检修过程更安全、稳定可靠，与现有技术相比操作方便，省去了千斤顶搬运、多次顶举操作、垫板和垫块塞垫工作，减轻了劳动强度，并能对起重机进行抗风防滑和锚定。

具体地，起重机顶举机构的工作过程，以左前顶举装置为例说明如下：按下互锁按钮，锁定起重机运行、起升机构，启动液压系统1。

调压阀组13中y1和第一多路阀组14中y3a得电，左前顶举油缸2的第一主轴22外伸，当第一主轴22与轨道接触，顶举油缸2对应的压力传感器达到设定压力p1时，y1、y3a失电，左前顶举油缸2停止工作；调压阀组13中y2和第二多路阀组15中y7b得电，左前夹紧油缸3的第二主轴32收缩，卡爪4对轨道自动对中并夹紧，当夹紧油缸3对应的压力传感器达到设定压力p3时，y2、y7b失电，夹紧油缸3停止工作，液压锁16锁定夹紧油缸3保压；y1、y3a再次得电，左前顶举油缸2的第一主轴22外伸，顶举起重机上升，直到顶举油缸2顶升到所需位置时，y1、y3a失电停止工作。顶举工作完成。

复位时，调压阀组13中y2和第一多路阀组14中y3b得电，左前顶举油缸2的第一主轴22收缩，起重机下降，当车轮(图中未绘出)与轨道接触，压力传感器达到设定压力p2时，y2、y3b失电，左前顶举油缸2停止动作；调压阀组13中y2和第二多路阀组15中y7a得电，液压锁16解锁，左前夹紧油缸3的第二主轴32外伸，卡爪4与轨道分离，直到夹紧油缸3的第二主轴32不动作，y2、y7a失电；y2、y3b再次得电，左前顶举油缸2的第一主轴22收缩，直到顶举油缸2不动作，y2、y3b失电。顶举机构复位。再按互锁按钮，解除机构互锁，起重机正常工作。

本发明实施例提供的起重机顶举机构中，两个卡爪4对轨道的自动对中具体地：第一主轴22与轨道不对中工况下，两个卡爪4相向运动，距轨道较近的一个卡爪首先接触轨道。由于两个夹紧油缸3的进油、出油腔体是连通的，所以与轨道首先接触的卡爪4会停止运动，而另一个卡爪4在夹紧油缸3第二主轴31的驱动下，继续向轨道运动，直到与轨道接触停止运动，至此两个卡爪4完成了对轨道的自动对中，并实现对轨道的夹紧，同时液压锁16锁定夹紧油缸3保压。

具体地，以左前顶举装置为例，参照图13假设轨道、与第一主轴22中心偏离任意值e。当第一主轴22与轨道接触，顶举油缸2停止工作时，调压阀组13中y2和第二多路阀组15中y7b得电，左前夹紧油缸3的第二主轴32带着卡爪4向轨道等速相向而行，因偏离e值的存在，左卡爪4先与轨道接触，并受轨道限制而停止运动；因两夹紧油缸3油路是联通的，所以左卡爪4施加到轨道上的力很小，此时右夹紧油缸3带着右卡爪4继续向左运动，直到与轨道接触停止运动，至此对中过程结束，实现对轨道的夹紧，同时液压锁16锁定夹紧油缸3保压。

锚定时，以位于左前的顶举装置为例，当卡爪4对轨道中心自动对中完成时，轨道的头部即处于第一主轴22、钳口42、钳爪43的包围中，此后油路压力逐渐升高，当压力传感器达到设定压力p3时，y2、y7b失电，夹紧油缸3停止工作，液压锁16锁定夹紧油缸保压。至此，主轴22、钳口42、钳爪43与轨道紧密结合，组成刚性体，从而起到抗风防滑和锚定起重机的作用。

起重机顶举机构的液压系统可以对四个顶举装置的任意组合进行驱动和控制，上述以左前顶举装置为例对起重机顶举机构的工作过程进行了描述，顶举装置其它组合方式的驱动和控制与此类同，仅是调压阀组13与第一多路阀组14或第二多路阀组15中的阀体及液压元件组合不同而异，本文不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的起重机顶举机构及其工作过程的有益效果如下：

1、可以对起重机进行顶举，检修或更换车轮。2、可作为夹轨器和锚定装置，在起重机全行程任意位置，对起重机进行抗风防滑和锚定。3、卡爪对轨道中心具有自动对中功能。4、使用过程安全稳定。5、操作方便，省去了千斤顶搬运、多次顶举操作、垫板或垫块塞垫工作，减轻了劳动强度。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。