一种穿越式双小车节能岸桥系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种穿越式双小车节能岸桥系统，属于重物起吊技术领域。
【背景技术】
[0002]在现有技术中，多采用在集装箱岸桥系统中设置多个小车同时运行的方式来提高集装箱岸桥的装卸货效率；而目前多采用穿越式双小车的运行方式。
[0003]如中国专利文献CN101323415A公开了一种穿越式双小车桥架型起重机，其包括大车和设置在大车上的主梁，还包括:第一载重小车，第一载重小车包括取物装置、左瓣车架和右瓣车架，取物装置通过起升吊索悬挂吊在左瓣车架和右瓣车架上，且第一载重小车的起升吊索和第一载重小车的取物装置的上表面围成一 U形空间，左瓣车架由设置在主梁左侧的导轨支承，右瓣车架由设置在主梁右侧的导轨支承；以及第二载重小车，第二载重小车包括车架、设置在车架上的回转机构、以及通过起升吊索悬吊在该回转机构内的回转部件上的取物装置，支承第二载重小车车架的轨道设置在主梁上并位于支撑第一载重小车的左瓣车架的导轨和支承第一载重小车的右瓣车架的导轨之间，所有导轨的延伸方向彼此平行，第二载重小车可从所述的U形空间穿过。即在该专利文献中，第一载重小车和所述第二载重小车可以同时运行，其中，为了避免二者之间发生干涉，第二载重小车通过回转机构进行旋转，是悬吊在第二载重小车下面的载物装置和集装箱由原来的横向行走便成为纵向行走，以使取物装置和集装箱以最短边穿过第一载重下车的U形空间，实现第一载重小车和第二载重小车的同步运行。
[0004]但上述专利文献所述的穿越式双小车桥架型起重机中存在以下问题:在第一载重小车和第二载重小车的起升过程中，提供起升动力的驱动装置除了要消耗功率来提升所抓取的集装箱外，还需要消耗功率来提升两个载物装置，而且在载物装置的情况下，驱动装置仍需要消耗功率用于载物装置的升降，因此该专利文献中的驱动消耗较大。
[0005]为此，现有技术如中国专利文献CN103754778公开了一种起重机的配重设备，该起重机的配重设备包括平衡块、倍率滑轮组、导向滑轮组和钢丝绳，平衡块设置在小车的后方，倍率滑轮组布置在大梁上和平衡块上，导向滑轮组布置在小车和吊具机构上，钢丝绳的两端固定在小车的前方或后方，钢丝绳绕过小车和吊具机构上的导向滑轮组、大梁和平衡块，平衡块与吊具机构在钢丝绳的牵引下做反向运动，平衡块延支架运动并具有平衡块固定装置。该现有技术利用平衡块可以抵消吊具机构的部分自重，使得吊具机构的自重不再消耗额外的能源，以降低起重机的整体能耗。
[0006]然而，将该现有技术起重机的配重设备应用于岸桥系统时存在以下缺陷:在该现有技术中，由于倍率滑轮组通过钢丝绳绕过小车上设置的滑轮，进而绕到吊具上设置的滑轮，因此，在用于岸桥系统时，需要单独在小车和吊具上专门设置滑轮以及在小车滑轮和吊具滑轮之间专门设置钢丝绳，从而导致岸桥系统结构复杂，增加岸桥系统生产成本；另外，绕在小车和吊具之间专门设置的钢丝绳容易与小车上设置的用于起升或下降的起升钢丝绳产生干涉，增加了钢丝绳布置的难度，尤其是当起重机中采用双小车或多车运行时，从而导致难以实现。
【实用新型内容】
[0007]为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有的岸桥势能补偿系统结构复杂、绕绳复杂，运用于双小车结构中难以实现的问题，从而提供一种结构简单，容易实现的穿越式双小车节能岸桥系统。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型的一种穿越式双小车节能岸桥系统，其包括安装在大梁结构上的上小车和下小车，以及势能补偿系统，所述势能补偿系统包括平衡重、用于传递驱动力以使所述平衡重起升或下降的势能补偿缠绕系统和势能补偿钢丝绳；所述势能补偿系统还包括供起升钢丝绳和所述势能补偿钢丝绳共同缠绕的起升卷筒，所述势能补偿钢丝绳在所述起升卷筒上的缠绕位置与起升钢丝绳在所述起升卷筒上的缠绕位置不相互干涉，且所述势能补偿钢丝绳在所述起升卷筒的绕向与所述起升钢丝绳在所述起升卷筒的绕向相反；其中，所述势能补偿系统分为上小车势能补偿缠绕子系统和下小车势能补偿缠绕子系统两部分。
[0009]所述下小车势能补偿缠绕子系统和用于驱动所述下小车的下吊具起升和降落的下小车起升缠绕子系统采用同一个第二驱动卷筒，具体地，所述下小车补偿子缠绕系统中的用于传递驱动力以使平衡重起升或下降的第二势能补偿钢丝绳，以及下小车起升缠绕子系统中的用于传递驱动力以使得下小车起升或下降的第二起升钢丝绳共同缠绕于所述第二驱动卷筒，所述第二势能补偿钢丝绳在所述第二驱动卷筒上的缠绕位置与第二起升钢丝绳在所述第二驱动卷筒上的缠绕位置不相互干涉，且所述第二势能补偿钢丝绳在第二驱动卷筒上的绕向与所述第二起升钢丝绳在所述第二驱动卷筒上的绕向相反。
[0010]所述上小车势能补偿缠绕子系统和用于驱动所述上小车的上吊具起升和降落的上小车起升缠绕子系统采用同一个第一驱动卷筒，具体地，所述上小车补偿子缠绕系统中的用于传递驱动力以使平衡重起升或下降的第一势能补偿钢丝绳，以及上小车起升缠绕子系统中的用于传递驱动力以使得上小车起升或下降的第一起升钢丝绳共同缠绕于所述第一驱动卷筒，所述第一势能补偿钢丝绳在所述第一驱动卷筒上的缠绕位置与第一起升钢丝绳在所述第一驱动卷筒上的缠绕位置不相互干涉，且所述第一势能补偿钢丝绳在第一驱动卷筒上的绕向与所述第一起升钢丝绳在所述第一驱动卷筒上的绕向相反。
[0011]所述上小车起升缠绕子系统包括至少一个第一驱动卷筒，缠绕在第一驱动卷筒上的至少一条第一起升钢丝绳，用于水平的从下向上托起所述第一起升钢丝绳的若干第一托辊，所述第一起升钢丝绳通过至少一组第一改向滑轮组连接在上小车上；所述下小车起升缠绕子系统包括至少一个第二驱动卷筒，缠绕在第二驱动卷筒上的至少一条第二起升钢丝绳，用于水平的从下向上托起所述第二起升钢丝绳的若干第二托辊，所述第二起升钢丝绳通过至少一组第二改向滑轮组连接在下小车上；若干第一托辊通过第一托架结构被水平支撑在大梁结构的内侧，若干第二托辊通过第二托架结构被水平支撑在大梁结构的外侧，且所述第一驱动卷筒与第一起升钢丝绳的水平部分均设置在第二起升钢丝绳的水平部分围成的水平空间的内侧。
[0012]所述第一托架结构包括连接在所述大梁结构的第一大梁和第二大梁之间的中间部，连接在所述中间部下方的水平部，连接于所述水平部两端的第一 “L”型钩部和第二 “L”型钩部，所述第一 “L”型钩部的水平钩边和所述第二 “L”型钩部的水平钩边分别支撑所述第一托辊的不同单元。
[0013]所述第一“L”型钩部的水平钩边与所述第二“L”型钩部的水平钩边以相互背对的方式设置；其中所述第一 “L”型钩部和所述第二 “L”型钩部关于所述大梁结构的长度方向的中线对称设置。
[0014]所述第二托架结构包括连接在所述大梁结构的第一大梁和第二大梁外侧的第三“L”型钩部和第四“L”型钩部，所述第三“L”型钩部的水平钩边和所述第四“L”型钩部的水平钩边分别支撑所述第二托辊的不同单元。
[0015]所述第三“L”型钩部的水平钩边与所述第四“L”型钩部的所述水平钩边以相互背对的方式设置；其中所述第三“L”型钩部和所述第四“L”型钩部关于所述大梁结构的长度方向的中线对称设置。
[0016]还包括用于驱动上小车牵引的上小车牵引缠绕子系统和用于驱动下小车牵引的下小车牵引缠绕子系统。
[0017]所述下小车包括可行走地安装在上小车导轨两侧的第一行走机构和第二行走机构，将所述第一行走机构和所述第二行走机构相连的刚性车架，以及连接在所述刚性车架下方的下吊具；所述刚性车架具有内腔尺寸大于上小车的外缘尺寸且用以供所述上小车穿过的结构空间，所述下小车满足以下条件:所述下小车的重力引起的稳定力矩SMs大于所述下小车的水平惯性力的倾覆力矩ΣΜο。
[0018]所述刚性车架包括两个竖直架和一个吊具承载梁；两个所述竖直架与所述第一行走机构和所述第二行走机构连接，所述吊具连接于所述吊具承载梁的正下方；两个所述竖直架与所述吊具承载梁之间形成U型的所述结构空间。
[0019]所述第一行走机构和所述第二行走机构的外侧面连接在所述竖直架的上端内壁，且所述第一行走机构和所述第二行走机构的钢轮正压在对应的第三导轨和第四导轨上。
[0020]所述稳定力矩SMs的计算公式为:SMs = G下小车L下小车+Gfsis Lfsis ;所述倾覆力矩
ΣΜο的计算公式为:ΣΜο = F下小车惯性力L下小车惯性力臂+F风载荷L风载荷力臂+F钢丝绳偏斜力L钢丝绳偏斜力臂。
[0021]还设有保护装置，所述保护装置包括设于所述大梁结构上的油缸机构，所述油缸机构可分别与缠绕有所述上小车和所述下小车的升钢丝绳的改向滑轮组连接，以通过相应的改向滑轮组使所述起升钢丝绳松弛。
[0022]还包括用以防止所述下小车发生左右偏移的第一防偏结构；所述第一防偏结构包括设于所述第一行走机构的钢轮外侧的第一水平导向轮，以及设于所述第二行走机构的钢轮外侧的第二水平导向轮；当所述下小车向左偏移时，所述第一水平导向轮压于所述第三导轨的外侧以阻止所述第一行走机构的钢轮向左偏移；当所述下小车向右偏移时，所述第二水平导向轮压于所述第四导轨的外侧以阻止所述第二行走机构的钢轮向右偏移。
[0023]还包括用以防止所述上小车发生左右偏移的第二防偏结构；所述第二防偏结构包括设于所述上小车的第三行走机构的钢轮远离第一导轨一侧的第三水平导向轮，以及设于所述上小车的第四行走机构的钢轮远离第二导轨一侧的第四水平导向轮；当所述上小车向左偏移时，所述第四水平导向轮压于所述第二导轨的外侧以阻止所述第四行走机构的钢轮向左偏移；当所述上小车向右偏移时，所述第三水平导向轮压于所述第一导轨的外侧以阻止所述第三行走机构的钢轮向右偏移。
[0024]本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
[0025]1、在本实用新型中，通过起升钢丝绳和势能补偿钢丝绳共同缠绕在起升卷筒上，所述势能补偿钢丝绳在所述起升卷筒上的缠绕位置与起升钢丝绳在所述起升卷筒上的缠绕位置不相互干涉，且所述势能补偿钢丝绳在所述起升卷筒的绕向与所述起升钢丝绳在所述起升卷筒上的绕向相反，通过以上设置，利用了平衡重产生的反向转矩抵消所述小车吊具的自重产生的正向转矩，从而使起升卷筒只为提升集装箱而消耗功率，使得小车吊具的自重不再消耗额外的能源，从而降低了岸桥的整体能耗，而且通过势能补偿钢丝绳与起升钢丝绳共用一个起升卷筒，省去了专门驱动势能补偿钢丝绳的驱动卷筒的设置，简化了结构，降低了成本，绕绳也变得相对简单，容易实现；且所述势能补偿系统分为上小车势能补偿缠绕子系统和下小车势能补偿缠绕子系统两部分，以实现对所述上小车的上吊具和所述下小车的下吊具的分别补偿。
[0026]2、在本实用新型中，若干第一托辊通过第一托架结构被水平支撑在大梁结构的内侦U，若干第二托辊通过第二托架结构被水平支撑在大梁结构的外侧，从而使得上小车起升缠绕子系统和下小车起升缠绕子系统分别支撑在大梁结构的内外两侧，在进行起升和下降时，分别在大梁的内侧和外侧进行起升，不会产生相互干涉，并且所述第一驱动卷筒与第一起升钢丝绳的水平部分均设置在第二起升钢丝绳的水平部分围成的水平空间的内侧，这样布置不但使得上小车起升缠绕子系统和下小车起升缠绕子系统不会相互干涉，并且在空间上更加紧凑，使得在有限的空间内上小车起升缠绕子系统和下小车起升缠绕子系统设置的更加合理。
[0027]3、在本实用新型中，所述下小车是通过所述刚性车架来连接吊具的，也就是说所述下小车的所述第一行走机构和所述第二行走机构与所述吊具之间为刚性连接；且所述刚性车架的所述结构空间的内径大于所述上小车的最大外径，这样的话，所述上小车在运行过程中无需旋转，可直接穿过；同时，在所述下小车的重力引起的稳定力矩SMs大于所述下小车的水平惯性力的倾覆力矩ΣΜο的条件下，所述下小车所述稳定力矩的作用下克服由风力载荷或其他原因所造成的所述倾覆力矩ΣΜο，使所述下小车在运行过程始终保持平稳；这样的话，在所述下小车的运动过程中，所述吊具及其所抓取的集装箱不容易发生晃动，能够平稳的滑行，不仅减小所述第一、第二行走机构与所述大梁结构之间的磨损，而且相对晃动行走来说，平稳行走的滑行速度更快或所耗损的功率更小，提高了整个岸桥系统的装卸货效率；同时，平稳运行相对晃动运行来说，提高了安全部，安全隐患更少。
[0028]4、在本实用新型中，为了保证所述吊具能够准确的提取集装箱，需要所述下小车上的所述吊具下降能够到达所述大梁结构的其他吊具所能达到的位置，这样的话，任一一个吊具下降后都能够对同一位置的集装箱进行提取；同时，两个所述竖直架与所述吊具承载梁之间形成周向刚性壁的所述结构空间，也就是说运行过程中，所述结构空间的空间尺寸始终保持不变，这样的话，所述大梁结构上的上小车在运行过程中始终能够顺利的穿过所述结构空间。
[0029]5、在本实用新型中，所述第一行走机构和所述第二行走机构采用正压方式安装在所述第一导轨和所述第二导轨上，且所述连接部进一步正压在所述第一行走机构和所述第二行走机构上；也就是说，所述下小车整体呈倒挂式正压所述第一导轨和所述第二导轨上，这样的话，能够将所述第一行走机构和所述第二行走机构平稳且准确的安装在相应的导轨上，且不会发生偏移或倾斜，从而使行走机构能够带动所述下小车在所述大梁结构上平稳顺利的行走。
[0030]6、在本实用新型中，在所述吊具抓取集装箱时，集装箱可能会与轮船或其他物体发生碰撞，而在提取过程中，所述起升钢丝绳处于紧绷状态，这样的话会将碰撞产生的力或力矩传递到所述岸桥结构上，进而对岸桥的主体结构产生损害；因此为了避免该种损害，在岸桥主体结构上设置一个所述保护装置，这样当集装箱发生碰撞时，所述油缸机构卸载，并通过所述改向滑轮使所述起升钢丝绳松弛，使碰撞产生的力或力矩不能传递到岸桥主体结构上，从而实现对岸桥主体的保护。
[0031]7、在本实用新型中，在所述下小车的正常运行过程中，所述第一水平导向轮和所述第二水平导向轮与相应的导轨之间存在一定间隙；当所述下小车向左发生偏移时，所述第一水平导向轮与所述第三导轨之间的间隙消失，且所述第一水平导向轮压在所述第三导轨的外侧上，从而防止所述下小车的所述第一行走机构的钢轮向左发生偏移，进而防止所述下小车整体发生偏移；当所述下小车向右发生偏移时，所述第二水平导向轮与所述第四导轨之间的间隙消失，且所述第二水平导向轮压在所述第四导轨的外侧上，从而防止所述下小车的所述第二行走机构的钢轮向右发生偏移，进而防止所述下小车整体发生偏移；同