专利名称：多爪组合抓具的制作方法
技术领域：
本发明涉及起重机抓具，特别是装卸废钢的多爪组合抓具。
背景技术：
如今的时代，产品更新愈来愈快。用金属制造的各类产品，几年就更新或报废。因此，各相关行业，废钢量逐年加大。在冶金企业，一方面消耗自然资源，一方面在加大利用再生资源，后者其中主要是废钢。
在世界范围的废钢，大部分要通过港口周转。所以废钢在港口的装卸，其位置越来越重要。
但目前在港口存在着严重缺陷。主要是装卸效率低；有时需工人下舱作业，人身安全得不到保证。与港口现代化的要求，相差太远。具体情况，叙述如下废钢，工业垃圾。港口的老货种。一般主要可分三大类第一类，小块、较细碎的，包括碎铁用钢球、生铁锭、边角余料、切屑等；第二类，中块的或杂乱的废钢；第三类，大块废钢、废钢管、废电机、废成套机械设备等。预计，第三类废钢的每年增加量，将更加明显。
现在港口装卸废钢，较先进的，主要用抓斗。不同额定起重量的门机，配备相应规格的抓斗。对第一类废钢，使用刚性多颚板抓斗即可；第二类废钢，使用电动液压多颚板抓斗或无动力液压多颚板抓斗，一般都能满足作业需要。第三类废钢，则根本无法用上述两种抓斗装卸，只得让工人下舱分栋、捆扎或切割成小块，然后吊出。人在废铁坑里作业，显然环境十分恶劣，极具危险性。
工艺手段落后到原始时代。
港口急需先进的、适用的装卸机械和属具。
中国专利93116957.7和94248340.5，提出一种无动力异步启闭多颚板抓斗。主要是针对第二类废钢使用刚性多颚板抓斗和电动液压多颚板抓斗的缺陷而创新发明的，最大特点是无动力等力异步。详见其获权后的专利说明书。
该项专利，主要由上横梁、撑杆、下横梁、颚板等组成。撑杆内设置液压缸，它们之间闭环串联，即为一个不外接能源的简单液压系统。
但该项技术，正如前面所叙，不能解决第三类废钢装卸的难题。
第三类废钢，外形及尺寸大，多变各异，重量也百差千别，完全有可能集中在一个船上，而且，陆续来船，其品种也不相同。客观存在着很多不确定因素。因此，分门别类，各设计、制造专用抓具，显然是不妥、不明智的，也行不通。所以无人此为。
第三类废钢，极大地困拢着港口的装卸作业。
是港口多年渴望解决，但始终未能解决的难题。
发明内容
本发明的目的，是解决上述难题，提出一种新的技术方案，使额定起重量下以一种抓具，通过通用备件变换组合，能装卸第三类废钢，从而提高效率，免去工人下舱作业的危险性。
本发明的技术方案是对现有的无动力异步启闭多颚板抓斗进行改进。一台抓具，各部件至少撑杆或颚爪或增力机构以及相关件，根据第三类废钢品种需要，分别设计多种，其形状、尺寸、变动，安装、铰接处结构尺寸及配合公差通用，通过组合变换成多种分别使用的专用抓具。
此灵感来自机械制造业的组合夹具、组合机床概念。
本发明和现有工艺手段相比，突出的优点是I、取代工人下舱作业，免去人身危险性；II、提高作业效率；III、降低作业成本；IV、由于倍率增大，特大块废钢或废机械设备，可一次吊出，产生了预料不到的效果；V、投资不大，可改变港口面貌；VI、抓具生产商，根据用户要求，其设计、制造均简单、快捷。
图1是单绳多爪组合抓具的主视图。
图2是单绳多爪组合抓具的左视图。
图3是双绳多爪组合抓具的主视图。
图4是四绳加大倍率的多爪组合抓具的主视图。
图5是四绳加大倍率的多爪组合抓具的左视图。
图6是扭矩轮增力的多爪组合抓具的主视图。
图7是扭矩轮增力的多爪组合抓具的左视图。
图8是电动多爪组合抓具的主视图。
图9是电动多爪组合抓具的左视图。
图10是电动液压多爪组合抓具的主视图。
图11是电动液压多爪组合抓具的左视图。
图12是引入液压油的多爪组合抓具的主视图。
图13是引入液压油的多爪组合抓具的左视图。
图14是电动液压多爪组合抓具颚爪圆周等距布置的主视图。
图15是引入液压油的多爪组合抓具颚爪圆周等距布置的主视图。
图16是撑杆颚爪结构尺寸变化的结构图。
图17是颚爪端头位置变化图。
图18是颚爪端部为钩的示意图。
图19是颚爪端部带夹取件的结构图。
图20是颚爪端部成一体并带浮动柱塞缸的结构图。
图21是图20中A-A剖面的剖面图。
具体实施方式
下面结构图1-21详细说明本发明提出的多爪组合抓具的具体细节和工作情况。
参照图1-15。已有的无动力异步启闭多颚板抓斗，主要由上横梁1、撑杆2、下横梁3、颚爪4等组成。撑杆2内设置液压缸，它们之间闭环串联。增力机构有滑轮组6、扭矩轮、电动葫芦、液压系统等，但常用的是滑轮组6。该6带动下横梁3下降或上升，通过撑杆2，实现颚爪4的启闭。已有技术撑杆2、颚爪4绕中心轴线等距布置。也可左右对称布置。本发明两种形式俱有，先看左右对称布置。
散货抓斗，从大类上划分，有重力式和动力式两大类。本发明的抓具，从广义上讲，属于散货抓斗范围，其形式两大类都有。
图1、2所示为单绳多爪组合抓具，属重力式。支持绳5兼有开闭绳作用，增力滑轮组图示倍率为2。本发明实施时可4或更多些。其内另设有启闭机构。与已有技术完全相同。
图3所示为双绳多爪组合抓具。也属重力式。与图1、2所示不同之处是另设开闭绳7。上横梁1上设有上滑轮组8。颚爪4启闭靠开闭绳7下松上拉。
图4、5所示为四绳多爪组合抓具。与图3所示不同之处是滑轮组6中间设有支承墙板9。包括上滑轮组8。此图的滑轮组倍率可加大到6以上。例如8-10。目的是大幅度增大抓取力。由于滑轮是标准件，其轴可加长；如果使用倍率小，其空位加轴套即可。总之，根据需要组合。支承墙板9的位置，实施时酌定。
图3所示滑轮组6、8也可照此实施。根据需要增大抓取力。
图6、7所示为增力机构是扭矩轮。大轮10小轮11为一体。开闭绳7系于大轮10上。传动绳12系于小轮11上并绕于上横梁1上。扭矩轮与下横梁3固联。开闭绳7下松上拉，颚爪4启闭。D/φ既倍率值，一般为3即可。
图8、9所示为电动多爪组合抓具，属动力式。与前四种不同之处是颚爪4的启闭靠其内的电动葫芦13。图示倍率为4，还可加大。下横梁3下降上升，还可由电动螺杆副带动。
以上所示的柔性撑杆2，其液压缸的设置并闭环串联，同已有技术；还可以设置在颚爪4的头部或下横梁3的侧面。效果是一样的。其突出的特点是采用组合技术。即与已有技术的不同之处。后述。
图10、11所示为电动液压多爪组合抓具。仍属动力式。与图8、9所示不同之处是上横梁1和下横梁3之间用泵架14固联，其内设有由电机、液压泵等组成的液压装置15。其油管直接接入撑杆2。该撑杆2既为液压缸。此套技术同现有的电动液压多颚板抓斗。其颚爪4自然具有异步功能。本发明与之不同之处是采用组合技术。具体内容见后述的例一。
图12、13所示为引入液压油的多爪组合抓具。其内不设电机、液压泵等液压系统。撑杆2仍为液压缸。但其压力油由所属起重机提供。该起重机本身具有液压源。用油管引入。完全同已有技术。本发明与其不同之处是采用组合技术，具体内容见后述的例一。
上横梁1、下横梁3之间用联接架16固联。
以上所有图示的颚爪4，也可单边为1个，或2个，或3个或5个。还可以不左右对称布置。根据需要酌定。如果环中心轴线等距布置也可以。三者是等效的。后者的具体形式，同前述的专利。可参照其附图。对图10-13，后有补示。
本发明在此顺便给出多爪的定义1个爪以上既为多爪。
当颚爪4只有两个，此时异步已不存在；由于等力异步是已有技术，组合技术为本发明的突出的实质，所以，其爪虽无异步，但仍可达到本发明的目的。故此，具有等同的效果。中心的、关键问题，是采用本发明的组合技术。
图14展示的是电动液压多爪组合抓具颚爪4环圆周等距布置的主视图。其内同图10、11，仍设有泵架14、液压装置15。除采用本发明的组合技术外，其余全部同早已已有的电动液压多颚板抓斗。
图15展示的引入液压油的多爪组合抓具，其颚爪4环圆周等距布置，其内同图12、13联接架16固联上横梁1、下横梁3。除采用本发明的组合技术外，其余全部同已有技术。
原颚爪4环圆周等距布置，其异步差动量小；采用本发明，其端头同样能形成各种各样的包容线，因此，与左右对称布置，具有等同的效果。
本发明的改进细节，有两个实施例，分过如下例一。参照图16-19。
本发明的组合技术定义在起重机额定起重量下，各部件分别设计成多种通用部件；使用时，根据需要组装成专用抓具。但至少变动撑杆2或颚爪4或其它零部件。
上横梁1、撑杆2、下横梁3、颚爪4、增力机构等，同前所述。
图16中R为撑杆2两铰点间的距离。L1为颚爪4头部铰点至其外侧铰点的距离。该R、L1，尺寸设计成几种，例如其中一种L1变为L2。从图示可以看出，颚爪4端头的位置发生了变化。相应地E1变为E2。颚爪4端头的位置变化，俯视投影、在同一水平面内，其端头包容线，根据废钢品种，可形成多种。例如图17所示。图17·a为椭圆，图17·b为外小内大的阶梯轴状。不一一图示。
图中R、L1，可单独变动，也可一同交错变动。因此，其端头包容线可为多种。自然，也包括其大小。
图中ρ为颚爪外侧铰点至端头的距离。变动该值，颚爪4端头位置也会发生变化。具体实施时，还可为可调伸缩式。其效果相同。
这些尺寸的变化，将引起颚爪4端头作用力不等，但基本做到一致即可。液压缸缸径变化，也将引起颚爪4端头作用力变化，因为，无论是重力式的还是动力式的，单个液压系统内压力相等。实施时，总体统一考虑。如个别端头需作用力加大，相应增大缸径即可，例如遇到特殊、局部偏重的被抓物，此个案最佳。目的是牢牢抓住被抓物。
因液压泵不易为更换的部件，实施时可考虑压力有一定裕度为好。
图18展示的是颚爪4端部为钩状。图中双点划线所示为半圆，都可使用，其尺寸均应与件货形状、尺寸相适应。
实施时，支持绳5吊处偏斜一点，可使空抓具倾斜一个角度，便于一边的颚爪4先着被抓物，即能定向，然后下放抓具，同时闭合，使颚爪4另一边恰当接触被抓物。
图19所示与图18所示不同之处是颚爪4的端部设有夹取件17。该17与颚爪4端部本体通过小轴18铰接。在一个小角度例如±10°范围内可转动。当然应内设弹簧防止自由转动。该公称平面是平行于对称中心线的。其触物面也应设有淬硬的花纹或浅齿。此型主要是当废钢需要靠摩擦力夹取时，也能牢牢地抓住。如同杠杆摩擦式夹钳一样。但这里是采用组合技术。
整机操作，同已有的抓斗。
当本发明的多爪专用抓具，放到被抓的废钢料堆上，颚爪4闭合，会牢牢抓住废钢，然后吊出船舱，而不再用工人下舱作业。
例二。参照图20、21。
此实施例不适用于图10-15所示的多爪组合抓具。
但仍采用组合技术。此实施例撑杆2为刚性结构。最大不同之处是颚爪4端部为柔性结构。图21·a为直线布置，图21·b为折线布置。
颚爪4端部，左右各并为一体19。在该19内侧面相应设有柱塞缸20。其柱塞杆21伸出端指向对称中心线。左、右各柱塞缸之间，分别用油管22闭环串联。
当颚爪4闭合，柱塞杆21端头接触废钢，则等力异步牢牢地抓住被抓物。该端头，根据需要，也可有淬硬的花纹等。其油管22也可以经其它处闭环串联，效果是一样的。其柱塞缸缸径变化，也可产生不同的作用力。其余，全部同例一。
以上两例各连接处结构尺寸、配合公差应注意通用。当然还应该解决好其强度和刚度问题。
本发明加大倍率方案，具有极大的抓取力，可以把特大块废钢、废机械设备，整体吊出。是事先没有预料到的好效果。
例如25t门座式起重机，本发明的抓具，可以有150t以上的抓取力；十几吨的特大块废钢、废机械设备，完全可以直接吊出舱；而且，由于闭合行程短，出舱高度也不会超出允许范围。
本发明直接应用的具体领域，还有如下几方面首先在港口另外的货场。成捆的钢管、圆钢、扁钢、盘圆，以及钢坯等(有时也有大块石料)，尚需在港口周转。其各自的外形、尺寸、重量等，也都不一样，品种交错繁多。目前大多数都是人工套吊或重大的机械设备下舱作业。因此，使用本发明，也会达到预期的效果。
第二方面，在车站、货场。同样也有废钢、成件钢材周转。工艺手段同上，因此，采用本发明，同样会取得好效果。例如20t起重机，有一台本发明即可。
在冶金企业，同样有使用本发明的必要。
在轧辊制造企业，生产轧辊使用较先进的吊具，但结构复杂，而且仍需人工用钢丝绳套吊。
杠杆摩擦式夹钳，在钢厂广泛使用；但由于原理所致，体大、自重大。该种夹钳，一边提升，一边夹紧；因此，在货物开始提升前，仅在自重作用下，就应建立充分的夹紧力。摘自权威著作，该夹紧力的计算公式如下F＝Gμ·uη/2G-夹钳自重μ-摩擦系数u-传力函数η-机械效率从此式看出，夹住货物，主要靠自重和传力函数。
传力函数，即增力倍数。此值靠杠杆得到，因此不能太大。大，则造成体大。
本发明的倍率既增力倍数，可以是其几倍。因此，可做到体小、自重小。很明显，相比也具进步性。在港口使用，也有进步意义。
以上所述抓具，如需旋转可参照实施中国专利97201385.7；或单钩使用，需防转，在吊钩处可设防转卡板，以达到装卸定位的目的。
本发明的主旨，是最有效地抓牢被抓物。因此，必与其外形相适应。此相适应，是指比其外形小，充分考虑颚爪4端头的差动量，并有足够大的作用力。需实施时着力注意。
本发明的主要发明点是变换通用部件组合成专用抓具。一具多用。适用于量小、多难抓物种的装卸。
权利要求
1.一种用于起重机的多爪组合抓具，包括上横梁(1)、撑杆(2)、下横梁(3)、颚爪(4)，滑轮组(6)带动下横梁(3)下降或上升，通过撑杆(2)，实现颚爪(4)启闭，其撑杆(2)内设液压缸，它们之间闭环串联，其颚爪4左右对称布置，或环圆周等距布置，本发明的特征是各部件至少撑杆(2)或颚爪(4)，根据各类物种，结构尺寸分别不同，各相应铰的铰接尺寸、配合公差通用，形成多种各异部件；使用时，依据需要组合，其颚爪(4)端头包容线，闭合状态俯视投影、在同一水平面内，与被抓物外形相适应。
2.根据权利要求1所述的多爪组合抓具，其特征是或撑杆(2)为刚性；至少撑杆(2)或颚爪(4)，根据各类物种，结构尺寸分别不同，各相应铰的铰接尺寸、配合公差通用，形成多种各异部件；其颚爪(4)左右对称布置，端部联为一体(19)，该(19)内侧设有柱塞缸(20)，它们之间用油管(22)闭环串联，柱塞杆(21)端头指向对称中心线；使用时，依据需要组合，闭合状态其(21)端头包容线，于俯视投影、在同一水平面内，与被抓物外形相适应。
3.根据权利要求2所述的多爪组合抓具，其特征是柱塞杆(21)端头包容线，呈直线或折线。
4.根据权利要求1或2所述的多爪组合抓具，其特征是滑轮组(6、8)倍率大于6，中间设有支承墙板(9)。
5.根据权利要求1或2所述的多爪组合抓具，其特征是下横梁(3)的下降或上升，分别各或扭矩轮带动，或电动机械带动。
6.根据权利要求1所述的多爪组合抓具，其特征是或泵架(14)固联上横梁(1)、下横梁(3)，其内设有电动液压装置(15)，该(15)内设有电机、液压泵，用油管连接撑杆(2)演变的液压缸；至少该液压缸或颚爪(4)，根据各类物种，结构尺寸分别不同，各相应铰的铰接尺寸、配合公差通用，形成多种各异部件；使用时，依据需要组合，其颚爪(4)端头包容线，闭合状态俯视投影、在同一水平面内，与被抓物外形相适应。
7.根据权利要求6所述的多爪组合抓具，其特征是或联接架(16)固联上横梁(1)、下横梁(3)；其撑杆(2)演变的液压缸的液压油，用油管由外部引入。
8.根据权利要求1或2或6或7所述的多爪组合抓具，其特征是各液压缸缸径变化，或撑杆(2)长度R变化，或颚爪(4)上部尺寸L1变化，或下部尺寸ρ变化，或四者综合变化。
9.根据权利要求1或6或7所述的多爪组合抓具，其特征是颚爪(4)端头包容线，分别各呈椭圆或外小内大的阶梯轴状。
10.根据权利要求1或6或7所述的多爪组合抓具，其特征是或颚爪(4)的端部分别各为钩状；或分别设有夹取件(17)，该(17)与颚爪(4)本体铰接，其铰轴(18)允许该夹取件(17)对公称平面转动范围不超过正负10°，其外端面设有淬硬的花纹或浅齿。
全文摘要
本发明提供多爪组合抓具，涉及起重机。主要解决港口大块废钢、废机械设备等物种不能用设备装卸的难题。特征是各部件至少撑杆(2)或颚爪(4)，根据各类物种，分别形成多种各异部件，其形状、结构尺寸变动，相应各铰的结构尺寸、配合公差通用；使用时，依据物种需要，组合成专用抓具。具有一机多用的显著优点。为各类起重机的属具。提高效率，改善作业环境。
文档编号B66C1/28GK1931699SQ20061003236
公开日2007年3月21日 申请日期2006年10月8日 优先权日2006年10月8日
发明者高如桐 申请人:高如桐