专利名称：轮胎式集装箱龙门起重机及其转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种轮胎式集装箱龙门起重机的转向装置；本发明还 涉及一种应用所述转向装置的轮胎式集装箱龙门起重机。
技术背景轮胎式集装箱龙门起重机(以下简称起重机)是集装箱码头堆场 的常见设备。码头堆场通常具有多条跑道，为了提高起重机的堆场覆盖率以及 设备利用率，往往需要对起重机进行转场作业，将其自一个工作场地 转到另一个工作场地。为了能够顺利地进行转场作业，起重机通常设有直角转向系统。 转场作业时，顶升机构首先通过鞍梁将起重机竖直向上顶起，使起重 机的车轮离开地面；接着通过转向装置对起重机的车轮进行卯度转向 操作；然后操纵顶升机构，使起重机整体下降并重新由车轮支撑于地 面。此时起重机即完成了 90转向，可以沿着垂直于原前进^各线的方向 进行转场移动。转向前首先使起重机的车轮离开地面是为了保护轮胎。如果转向 时地面和橡胶轮胎保持直接接触，由于起重机自重很大，转向时轮胎 所受到的摩擦力极大，磨损将十分严重，轮胎胎面甚至会出现严重的 撕裂；这将显著提高起重机的使用成本。7>开号为CN 1872653A的发明专利申请公开说明书公开了 一种 轮胎式集装箱龙门起重机的顶升转向装置。该现有技术中的顶升转向 装置包括固定连接于起重机鞍梁底部的平衡梁，所述平衡梁大体水平 设置，且其两端分别通过旋转车架连接车轮；同一顶升转向装置的两 个车轮通过连杆机构联动。当顶升机构将起重机顶起并使车轮离开地 面后，转向机构推动两个旋转车架之一；由于连杆机构的联动作用， 上述两个车轮同步旋转，从而实现起重机的转向操作。在上述转向操 作过程中，所述平衡梁相对于起重机的鞍梁保持静止。上述现有技术的顶升转向装置存在以下缺点首先，该顶升转向装置包括两个旋转车架以及一个连杆机构，其 部件较多、动作过程也较为复杂，不但装置整体的可靠性较低，而且 增加了生产制造以及使用维护成本。其次，经过有限元分析，上述现有技术中的顶升转向装置整体受 力不合理，局部应力集中现象十分明显，因此其强度难以达到较高的 要求，实践中故障率较高。因此，如何简化轮胎式集装箱龙门起重机的转向装置，降低其生 产制造以及使用维护成本，并优化其整体受力，是本领域的技术人员 目前需要解决的技术问题。 发明内容本发明的目的是提供一种轮胎式集装箱龙门起重机的转向装置， 其结构较为筒单，生产制造以及使用维护成本较低，并且整体受力较为合理；本发明还涉及一种应用所述转向装置的轮胎式集装箱龙门起重机。为解决上迷技术问题，本发明提供一种转向装置，用于轮胎式集 装箱龙门起重机，包括大体水平地设置于所述起重机鞍梁底部的平衡 梁，以及大体竖直地设置于所述鞍梁底部的顶升机构；所述平衡梁两 端均设置车轮，所述鞍梁可选择地由所述车轮或者所述顶升机构支撑； 所述平衡梁与所述鞍梁可旋转地连接，所述平衡梁与所述车轮的轮毂 固定连接。优选地，所述鞍梁通过回转轴承连接所述平衡梁的中部，以便所 述平衡梁绕所述回转轴承相对于所述鞍梁旋转。优选地，所述转向装置进一步包括驱动所述平衡梁绕所述鞍梁旋 转的旋转机构。优选地，所述旋转机构包括与所述鞍梁固定连接的驱动部件，所 述驱动部件的输出轴带动与所述回转轴承的外齿相啮合的主动齿轮。优选地，所述回转轴承通过铰支座连接所述平衡梁。优选地，所述铰支座固定连接两个横向延伸的限位臂，两者的延伸方向相反且均平行于所述平衡梁；所述平衡梁的顶部设有两个支撑座，两者分别位于所述限位臂末端的正下方；所述支撑座与所述限位 臂的末端保持适当的间距。优选地，所述转向装置进一步包括锁止机构，以便固定所述平衡 梁与所述鞍梁的相对位置。锁销，所述回转轴承的下连接板具有销孔；所述锁销在驱动部件的作 用下可选择地伸入所述销孔中。优选地，所述回转轴承下连接板至少设有两个销孔，两者的中心 轴与所述回转轴承中心轴的连线大体成90夹角；当所述锁销位于任一 销孔时，所述平衡梁平行于所述鞍梁。本发明还提供一种轮胎式集装箱龙门起重机，包括两个相平行的 鞍梁，每一所述鞍梁的两端均设有上述转向装置。相对于上述现有技术，本发明所提供的转向装置，其平衡梁与所 述起重机的鞍梁可旋转地连接，所述平衡梁与起重机车轮的轮毂固定 连接。因此，当所述起重机由顶升机构顶起且其车轮离开地面后，所 述平衡梁可以在外力的作用下相对于所述起重机的鞍梁转动；在上述 转动过程中，所述车轮则与所述平衡梁保持相对静止。由于省略了现有技术中的两个旋转车架以及用于实现两个旋转 车架联动的连杆机构，本发明所提供的转向装置的结构得到精简，不 但提高了设备的可靠性，而且降低了生产制造以及使用维护的成本； 此外，由于零部件的减少以及各部件结构的优化，经有限元分析，本 发明所提供的整体受力更加合理，可以满足较高的强度需求，显著降 低了实践中设备的故障发生率。
图1为表示轮胎式集装箱龙门起重机转向过程的示意图； 图2为本发明实施例所提供的转向装置一种具体实施方式
的结构 示意图；图3为图2所示转向装置的横向剖视示意图；图4为图2中A部位的局部放大图； 图5为图2中B部位的局部放大图； 图6为图2中C部位的局部放大图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种轮胎式集装箱龙门起重机的转向装置， 其结构较为筒单，生产制造以及使用维护成本较低，并且整体受力较 为合理；本发明的另一核心是提供一种应用所述转向装置的轮胎式集 装箱龙门起重机。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图 和具体实施方式
对本发明作进一步的详细il明。请参考图l,图1为表示轮胎式集装箱龙门起重机转向过程的示意图。图l仅示意性地表示出了轮胎式集装箱龙门起重机的车轮，其中 实线表示起重机直线行走时车轮的位置关系，空心箭头x所示为此时 起重才几4于走方向。当需要进行转向操作时，首先通过顶升装置将起重机竖直向上顶 起，使起重机的车轮离开地面；接着通过转向装置对起重机的车轮进 行90度转向操作，具体地，可以按照图1中实心箭头所示方向调整车 轮的角度；然后操纵顶升机构，使起重机整体下降并重新由车轮支撑 于地面。此时车轮即可在无摩擦地情况下完成90转向，转向后车轮的 位置由图1中虚线表示。转向操作之后即可以沿着图1中空心箭头Y 所示方向进行转场行走。请参考图2,图2为本发明实施例所提供的转向装置一种具体实 施方式的结构示意图。本发明实施例所提供的转向装置设置于起重机鞍梁1的底部。通 常，起重机包括两个相互平行的鞍梁1,每一鞍梁1两端的底部均设 有所述转向装置，因此，每台起重机通常设有四个所述转向装置。在一种具体实施方式
中，本发明所提供的转向装置包括平衡梁2，平衡梁2大体水平地设置于鞍梁1的底部，其可以直接与鞍梁1连接；也可以在鞍梁1的底部固定设置连接部11,而将平衡梁1连接于所述 连接部11。平衡梁2与连接部11以常规的方式可旋转地连接，连接的位置具 体可以是平衡梁2的中部。请同时参考图3，图3为图2所示转向装置的横向剖视示意图。平衡梁2与连接部11可以通过回转轴承3连接。可以将连接部 11固定连接于回转轴承3的上连接板31,而将平衡梁2固定连接于回 转轴承3的上连接板32;由此，平衡梁2即可以以回转轴承3为中心 相对于鞍梁1水平地旋转。上述连接方式中，连接部11通过回转轴承3直接连接平衡梁2， 因此，两者是刚性连接。可以在连接部11与平衡梁2之间进一步设置4交支座4;该4交支座 4的顶部与回转轴承3的下连接板32固定连接，其底部铰接于平衡梁 32的中部。此时，平衡梁2不再是刚性地支撑鞍梁1，可以更好地起到平衡 龙头压力的作用。请同时参考图4，图4为图2中A部位的局部放大图。为了避免平衡梁2的转向角度过大，可以进一步在铰支座4的两 侧分别固定连接限位臂41,限位臂41大体平行于平衡梁2;两限位臂 41大体位于同一直线。平衡梁2的顶部固定连接有两个支撑座21,支撑座21位于限位 臂41末端的下方，且支撑座21与限位臂42之间保持适当的间距。支 撑座21与限位臂42的接触面均可以进一步设置由弹性材料形成的緩 沖片(图中未添加附图标记)。当起重机行走时，不可避免地会遇到路面不平的情况，属于同一 转向装置的两个车轮的高度因此会出现一定程度的差异。此时平衡梁 2会绕铰支座4旋转适当的角度。有些情况下，比如某一车轮爆胎时， 上述属于同一转向装置的两个车轮的高度差会比较大，此时所述支撑 座21与限位臂42会直接接触，因此可以避免平衡梁2绕铰支座4旋转的角度过大。平衡梁2的两端部均设有车轮5,车轮5的轮毂与平衡梁2固定 连接，也即车轮5不必相对于平衡梁2产生转动。所述转向装置还包括顶升机构6,顶升机构6具体可以穿过回转 轴承3而直接支撑于地面和鞍梁1或者连接部11之间。具体地，顶升 才几构6可以由液压油缸驱动。起重机需要转向时，顶升机构6在液压油缸的驱动下将鞍梁1顶 起，平衡梁2以及车轮5随之上升；当车轮5离开地面预定的距离时， 顶升机构6停止上升。顶升机构6的液压油缸可以设置形成控制开关，控制各转向装置 的顶升高度基本一致。离开地面预定距离后，车轮5可以随着平衡梁2在外力的作用下 相对于鞍梁1旋转。旋转预定的角度后重新固定平衡梁2与鞍梁1的 相对位置，并进而通过顶升机构6使鞍梁1下降，直至所述起重机重 新由车轮5支撑。在上述转动过程中，车轮5则与平衡梁2保持相对 静止。由于省略了现有技术中的两个旋转车架以及用于实现两个旋转 车架联动的连杆机构，本发明所提供的转向装置的结构得到精简，不 但提高了设备的可靠性，而且降低了生产制造以及使用维护的成本； 此外，由于零部件的减少以及各部件结构的优化，经有限元分析，本 发明所提供的整体受力更加合理，可以满足较高的强度需求，显著降 低了实践中设备的故障发生率。请参考图5，图5为图2中B部位的局部放大图。 如上所述，顶升机构6将车轮5顶离地面预定距离后，车轮5可 以随着平衡梁2在外力的作用下相对于鞍梁1旋转。 上述使平衡梁2旋转的外力可以由旋转机构提供。 在一种具体实施方式
中，所述旋转才几构可以包括减速机71,以及 由减速机71的输出轴驱动的主动齿轮72。主动齿轮72的外齿与回转 轴承3的外齿相啮合，因此减速机71即可带动回转轴承3的下连接板32相对于上连接板31旋转。所述旋转机构还可以是其它常规的方式，此处不再赘述。甚至可以将所述旋转机构取消，而通过人工旋转平衡梁2，当然，这仅为一才及端的情况。 "请参考图6，图6为图2中C部位的局部放大图。 为了在转向动作完成之后保持平衡梁2相对于鞍梁1的位置，所 述转向装置可以进一步包括锁止机构。所述锁止机构具体可以包括固定连接于所述回转轴承3上连接板 31的锁销油缸81。锁销油缸81可以驱动锁销82竖直地向下伸出，也 可以驱动锁销82竖直向上收回。相应地，回转轴承3下连接板32至少设有第一销孔321以及第 二销孔322 (第一销孔321和第二销孔322均示于图3中)。第一销孔 321和第二销孔322到回转轴承3轴心的距离，均等于锁销82到回转 轴承3轴心的距离，且上述两销孔的中心轴与回转轴承3中心轴的连 线可以大体形成90夹角。转向操作之前，锁销82可以位于第一销孔321中，并将平衡梁2 相对于鞍梁l的位置固定。需要转向时，首先操纵锁销油缸81,使其 竖直地将锁销82拉出第一销孔321,实现回转轴承3的上连接板31 与下连接板32的解锁。然后，平衡梁2即可在旋转机构的驱动下相对 于鞍梁1旋转。平衡梁2旋转预定的角度，比如90度之后，所述旋转 机构停止工作，此时第二销孔322即可旋转至锁销82的正下方。操纵 锁销油缸81,使其竖直地将锁销82推入第二销孔322之中，回转轴 承3的上连接板31与下连接板32被锁定，平衡梁2与鞍梁1的相对 位置因此也被锁定。回转轴承3下连接板32的其它位置也可以设置销孔，以便适应 不同转向角度的需要。。上述锁止机构可以采用其它常规的形式，此处不再赘述。本发明所提供的轮胎式集装箱龙门起重机，包括两个相平行的鞍 梁，每一所述鞍梁的两端均设有如上述转向装置。以上对本发明所提供的轮胎式集装箱龙门起重机及其转向装置进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其 核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些 改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1、一种转向装置，用于轮胎式集装箱龙门起重机，包括大体水平地设置于所述起重机鞍梁底部的平衡梁，以及大体竖直地设置于所述鞍梁底部的顶升机构；所述平衡梁两端均设置车轮，所述鞍梁可选择地由所述车轮或者所述顶升机构支撑；其特征在于，所述平衡梁与所述鞍梁可旋转地连接，所述平衡梁与所述车轮的轮毂固定连接。
2、 如权利要求1所述的转向装置，其特征在于，所述鞍梁通过 回转轴承连接于所述平衡梁的中部，以便所述平衡梁绕所述回转轴承 相对于所述鞍梁旋转。
3、 如权利要求2所述的转向装置，其特征在于，进一步包括驱 动所述平衡梁绕所述鞍梁旋转的旋转机构。
4、 如权利要求3所述的转向装置，其特征在于，所述旋转机构 包括与所述鞍梁固定连接的驱动部件，所述驱动部件的输出轴带动与 所述回转轴承的外齿相啮合的主动齿轮。
5、 如权利要求2所述的转向装置，其特征在于，所述回转轴承 通过铰支座连接所述平衡梁。
6、 如权利要求5所述的转向装置，其特征在于，所述铰支座固 定连接两个横向延伸的限位臂，两者的延伸方向相反且均平行于所述 平衡梁；所述平衡梁的顶部设有两个支撑座，两者分别位于所述限位 臂末端的正下方；所述支撑座与所述限位臂的末端保持适当的间距。
7、 如权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于，进一步包 括锁止机构，以便固定所述平衡梁与所述鞍梁的相对位置。
8、 如权利要求7所述的转向装置，其特征在于，所述锁止机构 包括与所述回转轴承上连接板固定连接的锁销，所述回转轴承的下连中。 ' 、— ' 口 、 '
9、 如权利要求8所述的转向装置，其特征在于，所述回转轴承 下连接板至少设有两个销孔，两者的中心轴与所述回转轴承中心轴的 连线大体成90夹角；当所述锁销位于任一销孔时，所述平衡梁平行于 所述鞍梁。
10、 一种轮胎式集装箱龙门起重机，包括两个相平行的鞍梁，每 一所述鞍梁的两端均设有如权利要求1至9任一项所述的转向装置。
全文摘要
本发明公开了一种转向装置，用于轮胎式集装箱龙门起重机，包括平衡梁以及顶升机构；所述平衡梁两端均设置车轮，所述起重机的鞍梁可选择地由所述车轮或者所述顶升机构支撑；所述平衡梁与所述鞍梁可旋转地连接，所述平衡梁与所述车轮的轮毂固定连接。本发明还提供了一种包括上述转向装置的轮胎式集装箱龙门起重机。由于省略了现有技术中的两个旋转车架以及用于实现两个旋转车架联动的连杆机构，本发明所提供的转向装置的结构得到精简，不但提高了设备的可靠性，而且降低了生产制造以及使用维护的成本；此外，本发明所提供的整体受力更加合理。
文档编号B66C5/02GK101323416SQ20081013461
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者吴乐尧, 张志国, 李翠英, 潘国智, 王力文 申请人:三一集团有限公司