接力液压缸式装船机俯仰装置的制作方法

1.本实用新型接力液压缸式装船机俯仰装置，涉及港口散料运输技术领域，尤其涉及满足港口散料装船机臂架俯仰移舱和装船作业需求的俯仰机构。


背景技术：

2.装船机俯仰机构是装船机实现作业的重要机构，通过俯仰传动，装船机能够实现将臂架、溜筒等结构件的提升和下降，进而完成各规格船只的移舱和装船作业。
3.散货装船机常见的俯仰形式主要有：塔架卷扬钢丝绳式、传统无塔架液压缸式。塔架卷扬钢丝绳式的驱动机构是卷扬机构和钢丝绳，其优点是装船时操作方便，悬臂俯仰角度大，臂架位置较高，特别适合于大型船只；缺点在于设备重量较大，且重心位置变化大，且卷扬机构包含电机、减速器、制动器、联轴器及卷筒等，加工、采购成本较高，机构复杂易损。传统无塔架液压缸式的驱动机构是液压缸，其优点是整机设计简洁，设备重量较小，且重心位置变化小；缺点在于臂架俯仰角度小，仅适合较小型船只。
4.传统无塔架液压缸式俯仰机构的臂架俯仰角度小，臂架起升高度低，难适应大型船只，增大液压缸的行程可以有效解决上述问题，在工业实例中增大液压缸行程的主要方法有：选用大行程液压缸，选用多节式油缸，而这两种方法往往会带来下述问题：
5.1.大行程液压缸存在的问题是：增大液压缸行程的同时需增加液压缸的本体长度，同时还要考虑液压缸的强度、刚度及压杆稳定性等问题，最终会导致选用的液压缸外形尺寸非常大，且其下部铰点的安装位置需偏低才能保证正常工作，占用空间大。
6.2.常见的多节式油缸多用于水泥罐车，其臂架承重较轻，对于末端的液压缸受力要求较小。但是对于装船机等大型起重设备而言，最末端的液压缸也要满足强度、刚度、稳定性要求，其缸径选取较大；逐级推算，最终选用的基础液压缸缸径会很大。液压系统出油量是一定的，末端液压缸的运动速度一定的前提下，基础液压缸的运动速度会很慢，整个俯仰机构的运动时间较长，影响生产效率。
7.如上所述，末端液压缸满足强度、刚度、稳定性要求，因此基础液压缸偏大仅会增加成本及受力条件的浪费，而且多节式油缸的内部结构相对复杂，成本高、故障率高。
8.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的接力液压缸式装船机俯仰装置，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

9.根据上述现有技术提出的设备重量较大、重心位置变化大、加工采购成本较高、机构复杂易损等技术问题，而提供一种接力液压缸式装船机俯仰装置。本实用新型主要选用结构简单可靠、安全性能高且成本较低的驱动机构以增大装船机臂架的俯仰角度，满足较大型船只的使用要求，从而降低装船机的整机重量，提高设备的稳定性，减少设备生产制造周期及后期维护费用，降低生产成本。
10.本实用新型采用的技术手段如下：
11.一种接力液压缸式装船机俯仰装置包括：臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座、关节轴承、接力杆、液压系统、上部液压油缸和下部液压油缸；
12.进一步地，臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座通过回转减速器与底座相连接，由回转减速器驱动，实现装船机臂架的回转功能，可完成不同工位的装船作业；
13.进一步地，臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的顶部安装铰点关节轴承；关节轴承可保证臂架定点转动的同时，能够承受一定的径向力，臂架可在一定范围内进行微小的横向移动，进而降低双侧液压缸的同步性要求。
14.进一步地，接力杆为俯仰机构的传力结构，一端通过关节轴承装于臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的顶部相铰接，另一端安装连接轴，连接轴的两侧分别铰接上部液压油缸的下铰点和下部液压油缸的上铰点；接力杆及销轴需进行了合理的结构设计和材料选择，保证其工作的稳定性。
15.进一步地，下部液压油缸的下铰点通过关节轴承与臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的侧部相铰接；
16.进一步地，上部液压油缸的上铰点与臂架系统相铰接；
17.进一步地，液压系统设置于臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的上部，分别与上部液压油缸和下部液压油缸相连接，作为二者的驱动源，实现上部液压油缸和下部液压油缸在规定速度条件下完成伸缩功能。
18.进一步地，臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的顶部设置有臂架及接力杆回转中心，臂架及接力杆回转中心上装配关节轴承，用于装配接力杆。
19.进一步地，臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座的侧部设置下液压缸支座：
20.进一步地，下液压缸支座上的下液压油缸回转中心与下部液压油缸的下铰点相铰接；
21.进一步地，下液压缸支座是整个俯仰机构起升力的受力原点，合理的结构设计，保证其具有足够强度、刚度及稳定性要求。
22.进一步地，接力杆为一端单端头，一端双端头的y字形结构；
23.进一步地，单端头与臂架及接力杆回转中心通过关节轴承相铰接；
24.进一步地，双端头的一个端头与上部液压油缸的下铰点相铰接，另一个端头与下部液压油缸的上铰点相铰接。
25.进一步地，液压系统内部设置有驱动单元和控制单元；
26.进一步地，驱动单元采用“一主一备”方式，主单元故障时，备用单元可立即切换投入使用，确保单油缸可将臂架从船舱上升起，并安全下降至码头，保证双侧两个油缸的同步性；
27.进一步地，控制单元与装船机plc系统进行联锁，同时设置本地操作箱，完成对液压缸的远程和本地控制。
28.进一步地，液压系统需要协助液压缸完成任何位置具有保压功能，在液压管路中设有压力探测器，能够探测在俯仰过程中，液压管路中的油压问题，并自动关闭液压回路，使臂架保持当前位置。
29.进一步地，液压系统含应急驱动机构，应急驱动机构由应急泵提供液压动力源；
30.进一步地，应急泵启动与吸油口蝶阀限位开关信号连锁，当限位开关闭合后方可
启动应急泵；同时与液位控制低低位连锁，当低低位报警时，应急泵也不能启动；启动应急泵后需手动操作应急阀组上的手柄将悬臂及溜筒从船舱内移动到码头上的安全位置。
31.进一步地，上部液压油缸和下部液压油缸需具有足够的强度、刚度及满足压杆稳定性要求，同时具有在任何位置具有保压功能，保证臂架在任何角度的稳定工作，可以使装船机能够适应多种船型的作业；
32.进一步地，在上部液压油缸和下部液压油缸的铰点处安装关节轴承，使其能够承受一定的径向力，避免结构发生破坏。
33.本实用新型的工作流程如下：
34.臂架从负角度仰起到水平状态时，下部液压缸带动连接杆、臂架及上部液压缸同步运动，满足使用要求。
35.臂架从水平状态仰起到正角度时，下部液压缸及连接杆锁住，仅上部液压缸运动，满足使用要求。
36.较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
37.1、本实用新型提供的接力液压缸式装船机俯仰装置，相对塔架卷扬钢丝绳式该俯仰机构可省去塔架结构，降低臂架，整个设备的重心变化小，进而降低生产成本；
38.2、本实用新型提供的接力液压缸式装船机俯仰装置，相对无塔架液压缸式该俯仰机构增大了臂架的俯仰角度，能够适应多种船型的移舱和装船作业；
39.3、本实用新型提供的接力液压缸式装船机俯仰装置，机构组成简单、可能便于制造与维护，减少了备品备件的重量和数量。
40.综上，应用本实用新型的技术方案解决了现有技术中的设备重量较大、重心位置变化大、加工采购成本较高、机构复杂易损等问题。
附图说明
41.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本实用新型结构示意图；
43.图2为本实用新型臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座结构示意图；
44.图3为本实用新型接力杆结构示意图；
45.图4为本实用新型液压系统结构示意图一；
46.图5为本实用新型液压系统结构示意图二。
47.图中：1、臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1.1、臂架及接力杆回转中心1.2、下液压缸支座2、关节轴承3、接力杆4、液压系统4.1、驱动单元4.2、控制单元5、上部液压油缸6、下部液压油缸。
具体实施方式
48.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
49.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
50.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
51.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
52.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
53.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
54.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
55.如图所示，本实用新型提供了一种接力液压缸式装船机俯仰装置包括：臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1、关节轴承2、接力杆3、液压系统4、上部液压油缸5和下部液压油缸6；臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1通过回转减速器与底座相连接，由回转减速器驱动，实现装船机臂架的回转功能，可完成不同工位的装船作业；臂架及接力杆
回转中心及下部液压缸支座1的顶部安装铰点关节轴承2；接力杆3为俯仰机构的传力结构，一端通过关节轴承2装于臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1的顶部相铰接，另一端安装连接轴，连接轴的两侧分别铰接上部液压油缸5的下铰点和下部液压油缸6的上铰点；下部液压油缸6的下铰点通过关节轴承2与臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1的侧部相铰接；上部液压油缸5 的上铰点与臂架系统相铰接；液压系统4设置于臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1的上部，分别与上部液压油缸5和下部液压油缸6相连接，作为二者的驱动源，实现上部液压油缸5和下部液压油缸6在规定速度条件下完成伸缩功能。
56.臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1的顶部设置有臂架及接力杆回转中心1.1，臂架及接力杆回转中心1.1上装配关节轴承2，用于装配接力杆3。
57.臂架及接力杆回转中心及下部液压缸支座1的侧部设置下液压缸支座 1.2：下液压缸支座1.2上的下液压油缸回转中心与下部液压油缸6的下铰点相铰接；下液压缸支座1.2是整个俯仰机构起升力的受力原点，合理的结构设计，保证其具有足够强度、刚度及稳定性要求。
58.接力杆3为一端单端头，一端双端头的y字形结构；单端头与臂架及接力杆回转中心1.1通过关节轴承2相铰接；双端头的一个端头与上部液压油缸5的下铰点相铰接，另一个端头与下部液压油缸6的上铰点相铰接。
59.液压系统4内部设置有驱动单元4.1和控制单元4.2；驱动单元4.1采用“一主一备”方式，主单元故障时，备用单元可立即切换投入使用，确保单油缸可将臂架从船舱上升起，并安全下降至码头，保证双侧两个油缸的同步性；控制单元4.2与装船机plc系统进行联锁，同时设置本地操作箱，完成对液压缸的远程和本地控制。
60.液压系统4需要协助液压缸完成任何位置具有保压功能，在液压管路中设有压力探测器，能够探测在俯仰过程中，液压管路中的油压问题，并自动关闭液压回路，使臂架保持当前位置。
61.液压系统4含应急驱动机构，应急驱动机构由应急泵提供液压动力源；应急泵启动与吸油口蝶阀限位开关信号连锁，当限位开关闭合后方可启动应急泵；同时与液位控制低低位连锁，当低低位报警时，应急泵也不能启动；启动应急泵后需手动操作应急阀组上的手柄将悬臂及溜筒从船舱内移动到码头上的安全位置。
62.上部液压油缸5和下部液压油缸6需具有足够的强度、刚度及满足压杆稳定性要求，同时具有在任何位置具有保压功能，保证臂架在任何角度的稳定工作，可以使装船机能够适应多种船型的作业；在上部液压油缸5和下部液压油缸6的铰点处安装关节轴承2，使其能够承受一定的径向力，避免结构发生破坏。
63.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。