专利名称：臂桥架变幅机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重运输机械，特别是涉及用于港口集装箱装卸的门座起重机。
背景技术：
目前，岸边集装箱起重机主要有两大类型桥式起重机与门座起重机。岸边集装箱桥式起重机由于装卸效率高、工作范围大已成为岸边集装箱起重机的主要机型，而门座起重机虽然在重量、成本以及兼作其他用途方面有一定的优势，但对于码头前沿集装箱装卸作业，其性能远不及集装箱桥式起重机。
门座起重机为臂架类起重机，货物的水平移动主要由变幅机构完成。门座起重机的臂架结构多采用单臂架或刚性四连杆组合臂架结构，利用起升卷绕装置中的滑轮组补偿方式或利用刚性四连杆组合臂架中象鼻梁端点的运动轨迹，实现货物在变幅过程中的近似水平位移，采用杠杆活对重平衡装置补偿臂架结构重心在变幅过程中的升降。2001年1月由人民交通出版社出版的《港口起重运输机械设计手册》公开了现有臂架类起重机变幅机构的型式与特点。现有的门座起重机用于集装箱装卸存在以下不足1)工作速度低，依靠臂架摆动获得的货物变幅速度远低于在桥架上移动的小车运行速度；2)工作范围小，最大幅度难以满足大船型的装卸要求，最小幅度不能到达海侧轨道以内；3)工作方式落后，集装箱的水平运动需要变幅与回转机构共同完成，还需进行吊具的转动来保持集装箱的正确方位，降低了装卸效率；4)起升卷绕装置不适应集装箱自动吊具，臂架头部的两个导向滑轮在变幅过程中不能始终保持水平使得集装箱吊具不能始终保持水平，门座起重机多采用简易吊具，挂箱脱箱辅助时间较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够提高工作速度、扩大工作范围、改变工作方式、可采用自动吊具、提高岸边集装箱起重机装卸效率的臂桥架变幅机构。
本发明的目的是这样实现的由组合式平行四连杆臂桥架、绳索小车式货物水平位移补偿装置、曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置、半齿轮式变幅驱动装置等组成。绳索小车式货物水平位移补偿装置中的多个导向滑轮、补偿滑轮组的动滑轮安装在组合式平行四连杆臂桥架中的头部桥架上，起升滑轮组的静滑轮安装平移小车上；曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置通过前拉杆与组合式平行四连杆臂桥架连接。
组合式平行四连杆臂桥架采用摆动式臂架和平移式桥架的组合方式，由臂架、大拉杆、头部桥架、平移小车组成。大拉杆与臂架等长且与臂架轴线平行布置，臂架、大拉杆与头部桥架各构件分别铰接且构成平行四边形，当臂架绕下铰点的摆动时头部桥架作平移运动，平移小车可在头部桥架的轨道上移动，臂架处于最大仰角位置时小车位于桥架最内端，臂架处于最小仰角位置时小车位于桥架最外端。组合式平行四连杆臂桥架可有效地增大最大幅度和减小最小幅度，扩大起重机的工作范围；能保证集装箱及吊具在变幅过程中处于水平位置，适用于集装箱自动吊具的起升卷绕装置。
绳索小车式货物水平位移补偿装置采用起升绳补偿、补偿绳补偿和平移小车补偿的组合补偿方式。起升卷绕采用导向滑轮补偿方式，起升绳从起升卷筒绕出经导向滑轮、导向滑轮接入起升滑轮组。补偿绳卷绕采用滑轮组补偿方式，补偿绳连接小车通过头部桥架前端的导向滑轮后在桥架后端的动滑轮和人字架上的静滑轮之间形成补偿滑轮组，补偿绳在变幅过程中总长不变的特性决定了小车在桥架上的位置，起升绳、补偿绳及平移小车的组合补偿方式可实现货物在变幅过程中作近似水平运动。绳索小车式货物水平位移补偿装置具有以下特点在臂架的摆动过程中同时进行小车的移动，不需要小车驱动装置；货物的复合运动可有效地提高变幅速度；起升绳与补偿绳分开，使起升卷绕装置较为简单，避免了起升绳在变幅过程中的多次卷绕和反复弯曲。
曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置由曲线滑道、活对重、后拉杆、平衡架、前拉杆等组成。前拉杆分别与头部桥架和平衡架铰接，后拉杆分别与活对重和平衡架铰接，活对重可沿曲线滑道移动，平衡架可绕固定支点转动。在变幅过程中利用活对重沿曲线滑道移动来平衡臂桥架结构重心的升降。曲线滑道的形状根据臂桥架结构重心的升降进行设计，可保证完全平衡或获得理想的自重不平衡力矩曲线。曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置具有以下特点活对重的移动距离较大，可减少活对重的重量；获得理想的自重不平衡力矩曲线，易于达到在大幅度时具有上仰的不平衡力矩、在小幅度时具有下俯的不平衡力矩的效果；可避免杠杆活对重平衡装置对臂架较大的横向弯曲作用，减轻臂架自重；易于布置半齿轮式变幅驱动装置。
半齿轮式变幅驱动装置由与平衡架相连的半齿轮、小齿轮和驱动装置组成。驱动装置通过小齿轮与半齿轮的啮合将扭矩传给平衡架，并通过前拉杆来克服臂桥架结构的正、负不平衡力矩，从而驱动臂架摆动进而改变货物的工作幅度。
与现有变幅机构相比较，本发明能够达到较高的变幅速度，从而提高起重机的装卸效率；能够达到较大的最大幅度和较小的最小幅度，从而扩大起重机的工作范围，且能到达海侧轨道以内装卸作业；可得到良好的水平位移补偿效果，曲线滑道的形状保证了优良的自重平衡效果，降低变幅机构的驱动功率；结构受力及重量分布合理；可使集装箱及吊具在变幅过程中处于水平位置，不受机构的动作及集装箱重心的偏心的影响；起升卷绕方式适用于集装箱自动吊具，易于自动挂箱和脱箱；变幅机构可取代回转机构而作为主要工作机构。
图1为臂桥架变幅机构结构示意图；图2为组合式平行四连杆臂桥架结构示意图；图3为绳索小车式货物水平位移补偿装置结构示意图；图4为起升绳、补偿绳的卷绕方式示意图；图5为曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置结构示意图；图中1-臂架；2-大拉杆；3-头部桥架；4-平移小车；5-导向滑轮；6-导向滑轮；7-动滑轮；8-补偿绳；9-导向滑轮；10-起升绳；11-前拉杆；12-平衡架；13-后拉杆；14-活对重；15-曲线滑道。
具体实施例方式
由组合式平行四连杆臂桥架、绳索小车式货物水平位移补偿装置、曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置、半齿轮式变幅驱动装置等部分构成。绳索小车式货物水平位移补偿装置中的导向滑轮5、导向滑轮6、导向滑轮9、补偿滑轮组的动滑轮安装在组合式平行四连杆臂桥架中的头部桥架3上，起升滑轮组的静滑轮安装在平移小车4上；曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置通过前拉杆11与组合式平行四连杆臂桥架连接。
组合式平行四连杆臂桥架采用摆动式臂架和平移式桥架的组合方式，由臂架1、大拉杆2、头部桥架3、平移小车4组成。大拉杆2与臂架1等长且与臂架1轴线平行布置，臂架1、大拉杆2与头部桥架3分别铰接且构成平行四边形，当臂架1绕下铰点的摆动时头部桥架3作平移运动，平移小车4可在头部桥架3梁的轨道上移动，臂架1处于最大仰角位置时平移小车4位于桥架最内端，臂架1处于最小仰角位置时平移小车4位于头部桥架3最外端。
绳索小车式货物水平位移补偿装置采用起升绳补偿、补偿绳补偿和平移小车补偿的组合补偿方式。起升卷绕装置采用导向滑轮补偿方式，起升绳10从起升卷筒绕出经导向滑轮9、导向滑轮6接入起升滑轮组。补偿绳卷绕采用滑轮组补偿方式，补偿绳8连接平移小车4通过头部桥架前端的导向滑轮5后在桥架后端的动滑轮7和人字架上的静滑轮之间形成补偿滑轮组，补偿绳8在变幅过程中总长不变的特性决定了平移小车4在头部桥架3上的位置，起升绳10、补偿绳8及平移小车4的组合补偿方式可实现货物在变幅过程中作近似水平运动。
曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置由曲线滑道15、活对重14、后拉杆13、平衡架12、前拉杆11等组成。前拉杆11分别与头部桥架3和平衡架12铰接，后拉杆分13别与活对重14和平衡架12铰接，活对重14可沿曲线滑道15移动，平衡架12可绕固定支点转动。在变幅过程中利用活对重14沿曲线滑道15移动来平衡臂桥架结构重心的升降。
半齿轮式变幅驱动装置由与平衡架相连的半齿轮、小齿轮和驱动装置组成。驱动装置通过小齿轮与半齿轮的啮合将扭矩传给平衡架12。
权利要求
1.一种臂桥架变幅机构，包括半齿轮式变幅驱动装置，其特征在于还包括组合式平行四连杆臂桥架、绳索小车式货物水平位移补偿装置、曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置；绳索小车式货物水平位移补偿装置中的导向滑轮(5)、导向滑轮(6)、导向滑轮(9)、补偿滑轮组的动滑轮(7)安装在组合式平行四连杆臂桥架中的头部桥架(3)上，起升滑轮组安装在平移小车(4)上；曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置通过前拉杆(11)与组合式平行四连杆臂桥架连接。
2.根据权利要求1所述的一种臂桥架变幅机构，其特征在于组合式平行四连杆臂桥架采用摆动式臂架和平移式桥架的组合方式，由臂架(1)、大拉杆(2)、头部桥架(3)、平移小车(4)组成；大拉杆(2)与臂架(1)等长且与臂架(1)轴线平行布置，臂架(1)、大拉杆(2)与头部桥架(3)分别铰接且构成平行四边形，当臂架(1)绕下铰点的摆动时头部桥架(3)作平移运动，平移小车(4)可在头部桥架(3)的轨道上移动，臂架(1)处于最大仰角位置时平移小车(4)位于桥架最内端，臂架(1)处于最小仰角位置时平移小车(4)位于头部桥架(3)最外端。
3.根据权利要求1或2所述的一种臂桥架变幅机构，其特征在于所述的绳索小车式货物水平位移补偿装置采用起升绳补偿、补偿绳补偿和平移小车补偿的组合补偿方式；起升卷绕采用导向滑轮补偿方式，起升绳(10)从起升卷筒绕出经导向滑轮(9)、导向滑轮(6)接入起升滑轮组；补偿绳卷绕采用滑轮组补偿方式，补偿绳(8)连接平移小车(4)通过头部桥架前端的导向滑轮(5)后在桥架后端的动滑轮(7)和人字架上的静滑轮之间形成补偿滑轮组。
4.根据权利要求3所述的一种臂桥架变幅机构，其特征在于所述的曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置由曲线滑道(15)、活对重(14)、后拉杆(13)、平衡架(12)、前拉杆(11)等组成；前拉杆(11)分别与头部桥架(3)和平衡架(12)铰接，后拉杆分(13)别与活对重(14)和平衡架(12)铰接，活对重(14)可沿曲线滑道(15)移动，平衡架(12)可绕固定支点转动；在变幅过程中利用活对重(14)沿曲线滑道(15)移动来平衡臂桥架结构重心的升降。
全文摘要
一种臂桥架变幅机构，由组合式平行四连杆臂桥架、绳索小车式货物水平位移补偿装置、曲线滑道活对重式臂桥架自重平衡装置、半齿轮式变幅驱动装置等组成。与现有变幅机构相比较，本发明能够达到较高的变幅速度，从而提高起重机的装卸效率；能够达到较大的最大幅度和较小的最小幅度，从而扩大起重机的工作范围，且能到达海侧轨道以内装卸作业；可得到良好的水平位移补偿效果，曲线滑道的形状保证了优良的自重平衡效果，降低变幅机构的驱动功率；结构受力及重量分布合理；起升卷绕机构适用于集装箱自动吊具，易于自动挂箱和脱箱；变幅机构可取代回转机构而作为主要工作机构。适用于港口的集装箱岸边起重机。
文档编号B66C23/82GK1775649SQ200510019888
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者李勇智 申请人:武汉理工大学