本實用新型涉及起重機領域，特別涉及一種輕量化多功能集裝箱門式起重機。

背景技術：

集裝箱運輸于19世紀初發(fā)源于英國，迄今為止，集裝箱運輸在美國、德國、法國及其它歐美國家得到了飛速的發(fā)展，已成為世界各國保證國際貿易的最優(yōu)運輸方式。

我國的鐵路集裝箱運輸始于20世紀50年代，至今已走過50多年的發(fā)展歷程。目前，我國鐵路網(wǎng)規(guī)模有9萬多公里，鐵路運輸能力得到增強。由于鐵路運輸網(wǎng)絡覆蓋面廣泛，運輸成本低，非常適合發(fā)展鐵路集裝箱多式聯(lián)運，極大的競爭優(yōu)勢可使其成為區(qū)域物流和國際物流的重要組成部分。

隨著我國鐵路中小型集裝箱貨場的發(fā)展，對軌道式門式起重機的需求不斷增加。在實際設備選型中，這些多用途中、小型鐵路貨場，對大型專業(yè)的軌道式門式起重機，都存在著買不起、管不起、用不起的問題，而一般的起重設備又很難兼顧多用途堆場的裝卸、堆碼和搬運的工作要求，從而使這些中、小型多用途鐵路貨場在裝卸設備的選型中面臨許多困難。

目前我國己能批量生產具有國際90年代先進水平的岸邊集裝箱起重機和輪胎吊，而軌道吊的研究與開發(fā)能力相對落后，尤其是適用于鐵路中小型貨場集裝箱辦理業(yè)務的輕量化多功能集裝箱門式起重機的研制，國內目前還是空白。因此，研究開發(fā)輕量化、高效、性能先進的輕量化多功能集裝箱門式起重機施工技術及其裝備變得尤為迫切。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術存在的不足提供一種結構簡單、分散布置，能有效降低起重機重量的輕量化多功能集裝箱門式起重機。

本實用新型所采用的技術方案為：一種輕量化多功能集裝箱門式起重機，其包括門架總成、安裝在門架總成的四個角上的行走小車、安設在門架總成上的起升機構、吊具、司機室、電氣系統(tǒng)、電纜卷筒，其特征在于：所述起升卷揚機構和拖拽式走行卷揚機構與拖拽式定滑輪小車分散布置，所述起升卷揚機構位于門架結構主梁與下橫梁之間的支腿處，穿透支腿或位于支腿側面，所述拖拽式走行卷揚機構位于主梁上，所述拖拽式定滑輪小車與門架總成的主梁相配設，所述拖拽式定滑輪小車對應由拖拽式走行卷揚機構拖拽。

按上述技術方案，所述門架總成包括兩個平行設置的門架，所述門架由主梁和在主梁兩端的支腿構成，兩個門架通過上橫梁、下橫梁連接，在每個門架上對應設置有一組起升機 構，在主梁上設有與拖拽式定滑輪小車相配設的走行軌道，每組起升機構包括兩套起升卷揚機構、一組拖拽式定滑輪小車、一套拖拽式走行卷揚機構。

按上述技術方案，所述每組起升機構還包括滑輪組、雙向起升卷筒以及纏繞于所述雙向起升卷筒、滑輪組上的鋼絲繩組，所述鋼絲繩組在所述吊具與定滑輪小車之間的空間位置形成4個倒三角形，所述四個倒三角形的下頂點對稱分布于所述吊具上的四角位置。

按上述技術方案，所述每組拖拽式定滑輪小車由第一拖拽式定滑輪小車和第二拖拽式定滑輪小車組成，兩者結構相同，每臺拖拽式定滑輪小車包括小車架，在小車架上設有走行輪組，在走行輪組的兩端對稱設有1組定滑輪，每組定滑輪由兩個并排布置的定滑輪組成，兩臺小車的定滑輪錯位布置，兩臺拖拽式定滑輪小車之間通過連接桿相連。

按上述技術方案，所述滑輪組包括在每臺拖拽式定滑輪小車上設置的4個定滑輪、在吊具上設置的4組動滑輪、所述鋼絲繩組包括左側鋼絲繩和右側鋼絲繩，所述每組動滑輪包括兩個動滑輪，每組動滑輪與一臺拖拽式定滑輪小車上的4個定滑輪相對應，所述左側鋼絲繩的一端固定在一雙向起升卷筒上，另一端對應與第一拖拽式定滑輪小車上的定滑輪及吊具上的2個動滑輪相配置后，纏繞并固定在該雙向起升卷筒上，右側鋼絲繩的一端固定在另一雙向起升卷筒上，另一端對應與第二拖拽式定滑輪小車上的4個定滑輪及吊具上的2個動滑輪相配置后，纏繞并固定在該雙向起升卷筒上。

按上述技術方案，在每個門架上的四周分布的第一導向滑輪組和第二導向滑輪組，所述左側鋼絲繩的四個角分別通過第一導向滑輪組導向，所述第一導向滑輪組包括安設在門架左側的兩個同心導向滑輪和安設在門架右側的兩個偏心改向阻尼滑輪，所述右側鋼絲繩的四個角分別通過第二導向滑輪組導向；所述第二導向滑輪組包括安設在門架左側的兩個偏心改向阻尼滑輪和安設在門架右側的兩個同心導向滑輪。

按上述技術方案，所述吊具包括上吊架、回轉機構和下吊架，所述上吊架通過回轉機構與下吊架相連，所述回轉機構用于實現(xiàn)下吊架360度回轉，在上吊架上設有4個連接座，用于與動滑輪相連，在下吊架的兩側底端分別設置有導向板，用于實現(xiàn)集裝箱吊裝時的快速定位，在下吊架的兩側對稱設有轉鎖機構。

按上述技術方案，轉鎖機構包括電動推桿、偏心輪、連桿機構、導輪總成、旋鎖總成，所述電動推桿的一端頭與偏心輪相連，偏心輪與連桿機構相連，所述連桿機構與旋鎖總成相連，所述導輪總成為連桿機構提供導向作用。

按上述技術方案，所述連桿機構包括依次相連的擺桿、水平桿、拉桿，所述擺桿與偏心輪相連，水平桿與導輪總成相配置，拉桿與旋鎖總成相連。

按上述技術方案，所述起重機的金屬材料采用高強度耐候鋼制成。

本實用新型所取得的有益效果為：1、本實用新型的每個起升卷揚機構對應分布在門架總成的四個角上，其的位置分布實現(xiàn)了整機重心下移，降低了上部結構載荷重量，實現(xiàn)集裝箱門式起重機自身結構輕量化；2、本實用新型的起升機構在沿主梁方向和垂直主梁方向形成多個倒三角形，通過多方向三角形布置，配合阻尼滑輪，實現(xiàn)了各方向防搖的目的；3、本實用新型的4套起升卷揚可以一個單獨動作，或兩個或三個或四個聯(lián)合動作，用于其他裝卸貨物，實現(xiàn)一機多能；4、本實用新型中的吊具采用電動推桿驅動旋鎖機構，結構元件少，結構緊湊，安裝調試方便，性能安全可靠，機構傳動精確度容易保證；且在中小型貨場任務量不大的情況下可根據(jù)需要隨時更換吊具實現(xiàn)不同箱型的裝卸作業(yè)，簡化了系統(tǒng)，重量輕，維護方便，可有效減低主梁負載和整機走行功率，同時降低吊具的成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的主視圖。

圖2為本實用新型的側視圖。

圖3為本實用新型中門架總成的主視圖。

圖4為本實用新型中門架總成的側視圖。

圖5本實用新型中主梁的橫截面示意圖。

圖6為本實用新型中主梁的局部結構示意圖。

圖7-圖8為本實用新型中起升機構的布置示意圖。

圖9為本實用新型中拖拽式定滑輪小車的主視圖。

圖10為本實用新型中拖拽式定滑輪小車的俯視圖。

圖11本實用新型中一組起升機構的鋼絲繩的繞組示意圖。

圖12為本實用新型中雙向起升卷筒的鋼絲繩纏繞示意圖。

圖13為拖拽式走行卷揚機中走行卷筒的鋼絲繩纏繞示意圖。

圖14為左側鋼絲繩繞組和右側鋼絲繩的繞組示意圖。

圖15為沿主梁方向左側鋼絲繩和右側鋼絲繩繞組形成的倒三角示意圖。

圖16為垂直主梁方向左側鋼絲繩繞組形成的倒三角示意圖。

圖17為本實用新型中阻尼滑輪的主剖視圖。

圖18為本實用新型中阻尼滑輪的結構示意圖。

圖19-圖20為本實用新型中的阻尼滑輪力矩分析示意圖。

圖21本實用新型中吊具的主視圖。

圖22為本實用新型中吊具的俯視圖。

圖23為本實用新型中上吊架的主視圖。

圖24為本實用新型中上吊架的俯視圖。

圖25-圖28為本實用新型中轉鎖機構的結構示意圖。

圖29為本實用新型中行走臺車的主視圖。

圖30為本實用新型中在臺車架的兩端設置千斤頂?shù)牟贾檬疽鈭D。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1、2所示，本實施例提供了一種輕量化多功能集裝箱門式起重機，其包括門架總成1、安裝在門架總成1的四個角上的行走小車4、安設在門架總成上的起升機構2、吊具3、司機室5、梯道欄桿6、電氣系統(tǒng)7、電纜卷筒62、防風錨定63。

如圖3-6所示，所述門架總成包括兩個平行設置的門架，所述門架由主梁8和在主梁8兩端的支腿9構成，兩個門架通過上橫梁10、下橫梁12連接，上橫梁和下橫梁之間可設小橫梁11，主梁8的主要結構形式采用箱型梁截面，設有隔板和縱向加強筋，下部兩側設耳梁作為小車走行軌道。耳梁結構由磨耗板13、耳梁蓋板14、耳梁腹板15、耳梁隔板16組成。耳梁設置1:5向下斜度，便于拖拽式定滑輪小車運行時車輪自動對中，磨耗板便于快速更換。支腿9為變截面結構。小橫梁11、下橫梁12均為箱形梁結構。每側的上橫梁10、小橫梁11和支腿12組成“井”字結構，方便現(xiàn)場快速整體組裝。其中，門架總成的金屬材料均采用高強度耐候鋼，通過結構的優(yōu)化，和同類型同功能的傳統(tǒng)起重機對比，重量僅為其1/2，有效降低了起重機的自重，實現(xiàn)了整機的輕量化。

如圖7-8所示，在每個門架上對應設置有一組起升機構，在門架總成上共有兩組起升機構。每組起升機構包括兩套起升卷揚機構17、一組拖拽式定滑輪小車18、一套拖拽式走行卷揚機構19。每個起升卷揚機構17對應分布在每個支腿9任一部位，穿透支腿或位于支腿側面，其的位置分布實現(xiàn)了整機重心下移，降低了上部結構載荷重量，實現(xiàn)集裝箱門式起重機自身結構輕量化。拖拽式定滑輪小車18下掛于門架的主梁8的下耳梁上，拖拽式走行卷揚機構19安裝在主梁8的上方。本實用新型中通過起升機構分散性布置，改善了門架總成的受力。

本實施例中，所述起升機構具有防搖作用，每組起升機構還包括滑輪組、雙向起升卷筒以及纏繞于所述雙向起升卷筒、滑輪組上的鋼絲繩組，所述鋼絲繩組在所述吊具與定滑輪小車之間的空間位置形成多個倒三角形，所述倒三角形的下頂點對稱分布于所述吊具上。本實 用新型利用幾何原理，通過鋼絲繩組的纏繞角度和不同的固定位置，形成一種有一定剛性的柔性連接方式，由此對有單擺性質的吊具增加了幾何干涉阻尼，消除了慣性擺動幅度，進而消除了吊具的擺動，實現(xiàn)沿主梁方向和垂直主梁方向的防搖。

其中，起升卷揚機構17采用同向雙向起升卷筒，其一邊為左旋，另一邊為右旋(如圖12所示)，繩槽旋向對稱，鋼絲繩分別固定在卷筒體兩端或中部，其通過制動器和編碼器的變頻減速電機驅動。在下橫梁的左右各設2件，共4件。本實用新型的四套起升卷揚機構17可單獨實現(xiàn)起升動作，也可以聯(lián)動，操作靈活。

如圖9-10所示，所述每組拖拽式定滑輪小車18由第一拖拽式定滑輪小車和第二拖拽式定滑輪小車組成，兩者結構相同，其均下掛在主梁的耳梁的行走軌道上。每臺拖拽式定滑輪小車包括小車架26，在小車架26的兩側對稱設有走行輪組29和1組定滑輪27，每組定滑輪由兩個并排布置的定滑輪組成，兩組小車的定滑輪錯位布置，避免鋼絲繩干涉，在小車架26的兩端頭均設有托繩輪25。所述走行輪組29為錐形結構。兩臺拖拽式定滑輪小車之間通過連接桿28相連，組成一組，兩臺小車的定滑輪錯位布置。為保證小車運行平穩(wěn)，小車架運行軌道極限位置設緩沖裝置23(在圖7中示意)。在小車架上還配置有張緊裝置22，其張緊裝置22－采用螺旋機械鎖緊結構，為調節(jié)鋼絲繩長短而設計。其中，小車架26為主要結構件和承載件，具有足夠的強度、剛度、疲勞強度和穩(wěn)定性。為便于安裝方便，小車架26采用分段設計，連接處采用法蘭高強螺栓聯(lián)接。

如圖7、11所示，所述滑輪組包括在每臺拖拽式定滑輪小車上設置的4個定滑輪27、在吊具上設置的4組動滑輪22、在每個門架上的四周分布的第一導向滑輪組和第二導向滑輪組，每組動滑輪包括2個動滑輪，每組動滑輪與每臺拖拽式定滑輪小車上的4個定滑輪相配置，所述鋼絲繩組包括左側鋼絲繩30和右側鋼絲繩31，所述左側鋼絲繩的四個角分別通過第一導向滑輪組導向，所述第一導向滑輪組包括安設在門架左側的兩個同心導向滑輪和安設在門架右側的兩個偏心改向阻尼滑輪，所述右側鋼絲繩的四個角分別通過第二導向滑輪組導向；所述第二導向滑輪組包括安設在門架左側的兩個偏心改向阻尼滑輪和安設在門架右側的兩個同心導向滑輪；其中，左側鋼絲繩30和右側鋼絲繩31的起升運動可以單獨動作，也可以一起動作，吊裝時根據(jù)吊裝貨物的形式規(guī)格重量進行選擇。

如圖11、14所示，左側鋼絲繩30的繞組方式為：

所述左側鋼絲繩30的一端固定在左側卷揚機構的雙向起升卷筒上，另一端對應繞到20號同心導向滑輪，走4號定滑輪，走10號動滑輪，走3號定滑輪，走19號偏心改向阻尼滑輪，走18號偏心改向阻尼滑輪，走6號定滑輪，走11號動滑輪，走5號定滑輪，走17號 同心導向滑輪，最后回到左側起升卷揚機的雙向起升卷筒上纏繞并固定。

右側鋼絲繩的繞組方式為：

右側鋼絲繩31的一端固定在右側的卷揚機構的雙向起升卷筒上，另一端對應與第一拖拽式定滑輪小車上的23號同心導向滑輪，走1號定滑輪，走9號動滑輪，走2號定滑輪，走24號偏心改向阻尼滑輪，走21號偏心改向阻尼滑輪，走7號定滑輪，走12號動滑輪，走8號定滑輪，走22號第二導向滑輪，最后回到右側起升卷揚機的雙向起升卷筒上纏繞并固定。

最后，如圖15所示，沿主梁方向，左側鋼絲繩30和右側鋼絲繩31在吊具與定滑輪小車之間的空間位置形成2個大的倒三角形，實現(xiàn)了沿主梁方向的防搖。垂直于主梁方向，左側鋼絲繩所繞的定滑輪與動滑輪通過不等距的布置形成一個小三角形，右側鋼絲繩所繞的定滑輪與動滑輪通過不等距的布置同樣形成一個小三角形，從而實現(xiàn)垂直主梁方向的減搖。綜合沿主梁方向和垂直主梁方向，通過多方向三角形布置，配合阻尼滑輪，實現(xiàn)了各方向防搖的目的。

綜上所述，本實用新型的4套起升卷揚可以一個單獨動作，或兩個或三個或四個聯(lián)合動作，用于其他裝卸貨物，實現(xiàn)一機多能。

如圖7、11所示，拖拽式走行卷揚機構包括走行卷揚機19、在每個門架的四角分布的第三導向滑輪組20，第三導向滑輪組20包括4個同心導向滑輪，走行卷揚機構的鋼絲繩繞組方式為：拖拽式鋼絲繩24固定在走行卷揚機上，從走行卷揚機上繞到13號同心導向滑輪，走14號同心導向滑輪，走小車架上的張緊裝置，走15號同心導向滑輪，走16號同心導向滑輪，最后回到走行卷揚機上，其卷筒繩槽為同旋向，兩端或中部設有鎖定鋼絲繩裝置。

本實施例中，所述偏心改向阻尼滑輪為鋼絲繩底徑圓與滑輪的中心銷軸圓32為偏心結構(如圖19、20所示)，當阻尼滑輪平衡時，回轉半徑L1＝L2,回轉力矩，L1*F＝L2*F；當阻尼滑輪轉動時，其一入繩處的回轉半徑L1變大，另一入繩處的回轉半徑L2變小，L1*F>L2*F,自然形成阻止其轉動的力矩，保持兩入繩處的力矩平衡。導向輪的銷軸采用摩擦系數(shù)大的材料，增加摩擦阻力，約束滑輪轉動。

如圖21-24所示，本實施例中的吊具包括上吊架64、回轉機構、下吊架33，所述上吊架64通過回轉機構與下吊架33相連，所述回轉機構用于實現(xiàn)下吊架360度回轉，在上吊架64上設有4個連接座34，用于通過銷軸與動滑輪實現(xiàn)快速連接。在下吊架33的兩條直角邊上設置有導向板35，用于實現(xiàn)集裝箱吊裝時的快速定位。在下吊架33的端梁37的兩端均 安裝有轉鎖機構36。

本實施例中，所述回轉機構包括安設在上吊架64上的回轉電機65、與回轉電機65輸出軸相連的渦輪蝸桿機構66，與渦輪蝸桿機構相配置的回轉軸67，所述回轉軸67的上連接座與上吊架64相連，回轉軸上的下連接座與下吊架33相連，以實現(xiàn)下吊架360度回轉，實現(xiàn)了鐵路集裝箱“門對門”的裝卸要求。

如圖25-28所示，轉鎖機構包括電動推桿38、偏心輪39、連桿機構40、導輪總成41、旋鎖總成42，所述電動推桿38的一端頭與偏心輪39相連，偏心輪39與連桿機構40相連，所述連桿機構40與旋鎖總成42相連，所述導輪總成41為連桿機構40提供導向作用。根據(jù)合理行程計算，電動推桿38驅動偏心輪39旋轉90°，通過連桿機構40則可驅動旋鎖總成轉銷旋轉90°，可實現(xiàn)轉鎖機構開閉鎖。電動推桿38是一種電動執(zhí)行機構，其工作原理是由電機旋轉經渦輪蝸桿或者齒輪改變?yōu)橹本€運動，通過推拉往返，來達到使連桿機構完成往復動作，具有體積小、安裝方便、環(huán)保無污染、運行平穩(wěn)、負載大、精度高以及可實現(xiàn)同步自動化控制等優(yōu)點。電動推桿采用最小推力300kg.f。如圖27所示，所述連桿機構40包括依次相連的擺桿43、水平桿44、拉桿45，所述擺桿43與偏心輪39相連，水平桿44與導輪總成41相配置，拉桿15與旋鎖總成42相連。其中，水平桿44可沿著導輪總成41做直線運動；擺桿43在電動推桿及偏心輪39的推動下可繞連接軸做擺線運動。其中，如圖28所示，旋鎖總成由轉銷46、座圈47、滑套48、滑板49、凸球塊50、凹球塊51、導向套52組成。座圈47由公母座圈組成，方便組裝和拆卸。本機構由連桿機構40帶動座圈47轉動，從而帶動轉銷46旋轉?；?9、凸球塊50、凹球塊51中設置油槽，方便潤滑。導向套52可在集裝箱吊裝工作時保護轉銷46不受機械損傷。

需要吊裝集裝箱時，控制吊具下落，利用吊具兩邊導向板35實現(xiàn)轉銷精確定位，調整吊具，使四個轉鎖掛鉤對位集裝箱四個長橢圓形孔后再下降吊具，吊具四個角落著箱限位傳感器傳遞信號到控制室，到位后啟動電動推桿，通過連桿機構驅動轉銷旋轉90度，轉鎖頭扣住鎖孔；集裝箱和吊具鎖成1個整體，為閉鎖狀態(tài)，可進行吊運。

本發(fā)明中的吊具采用電動推桿驅動旋鎖機構，結構元件少，結構緊湊，安裝調試方便，性能安全可靠，機構傳動精確度容易保證，通過回轉機構，實現(xiàn)集裝箱360度任意回轉，有效的提高了工作效率，實現(xiàn)了鐵路集裝箱“門對門”的裝卸要求。且在中小型貨場任務量不大的情況下可根據(jù)需要隨時更換吊具實現(xiàn)不同箱型的裝卸作業(yè)，簡化了系統(tǒng)，重量輕，維護方便，可有效減低主梁負載和整機走行功率，同時降低吊具的成本。

本實施例中，走行臺車車輪為整機承重走行件，常年累月頻繁工作容易造成輪緣磨損及 軸承損壞等，因此本實用新型著重研究其可以快速更換走行臺車車輪的結構。如圖29-30所示，所述走行臺車包括平衡梁55，所述平衡梁55的上端通過鉸座54與門架總成的下橫梁相連，下端與臺車架56相連，在臺車架56上安有帶有制動器和編碼器的減速電機53、走行輪組57，在平衡梁55的前端部上設有與千斤頂59相配接的千斤頂座，在臺車架56的兩側均設有與千斤頂58相配接的千斤頂座61。三個千斤頂座對應配置三個千斤頂，構成三角形結構，當需要更換走行輪組時，千斤頂就位后開始頂升使走行輪離開軌面，采用工具使軸承與臺車架分離，然后進行走行輪組的更換。