专利名称：前大梁回转驱动装置及港口起重机的制作方法
技术领域：
本发明涉及港口起重机械领域，更具体而言，涉及一种前大梁回转驱动装置及港口起重机。
背景技术：
目前，国内外港口的桥式起重机中，多采用前大梁俯仰的方式来实现船只避让。在桥式起重机上，实现前大梁绕大梁铰点作俯仰运动的机构称之为俯仰机构。俯仰机构由电动机驱动，通过联轴器，经减速器等传动装置驱动钢丝绳卷筒进行卷绕动作实现前大梁的俯仰动作。俯仰钢丝绳从卷筒弓I出，绕过梯形架顶部滑轮组与前大梁轮组之间来回卷绕，最后固定于梯形架(或前大梁上)，通过钢丝绳收放来实现前大梁的俯仰动作。通过前大梁的俯仰动作实现船只避让，存在如下问题 在外形上来看，采用俯仰机构，前大梁俯仰时(角度约82度)，非工作状态时重心较工作状态时上移，不利于整台设备结构布置及本设备轮压平衡；从海事规范要求考虑，大梁外形尺寸投影超出船舷部分，船舶航行时不符合海事规范要求；从功耗角度考虑，前大梁采用俯仰的形式，需要一套俯仰机构，俯仰电机工作功率很大(通常为90kw左右)，能耗高，不利于节能减排；从结构角度考虑，采用前大梁俯仰的形式，需要俯仰电机、齿式联轴节、高速制动器、减速箱、应急机构、卷筒、低速制动器、轴承支座、俯仰钢丝绳缠绕系统及安全钩装置等配套结构，不利于节减成本；从安全角度考虑，由于设备的工作环境决定了设备需考虑风载荷的影响，采用前大梁俯仰的形式，迎风面积大，不利于整机抗倾覆性能。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种前大梁可水平回转的技术方案，通过回转驱动装置实现前大梁的水平回转，来实现船只避让，避免了港口起重机在非工作状态时重心较工作状态上移的问题，降低迎风面，提高作业安全性，符合海事规范，同时降低能耗,节约生产成本。有鉴于此，本发明提供了一种前大梁回转驱动装置，用于港口起重机，所述前大梁与所述港口起重机的后大梁之间通过转轴转动连接，所述前大梁回转驱动装置包括动力部件和传动装置，所述转轴的轴线与水平面垂直，所述动力部件通过所述传动装置驱动所述前大梁绕所述转轴在水平面内转动。本发明提供的技术方案，采用前大梁水平回转的方式实现船只避让，彻底改变传统港口起重机的避让方式，避让方式由俯仰变为在水平面内向后回转180°，港口起重机的稳定性大大提高，同时节省了原有港口起重机中的俯仰驱动装置，降低零部件成本，同时节约了整机空间，减小了整机工作时的能耗，生产成本更低。在上述技术方案中，优选地，所述动力部件包括油缸，所述油缸的一端与所述后大梁转动连接，所述油缸的另一端与所述传动装置的一端连接，所述传动装置的另一端驱动所述前大梁绕所述转轴转动。
油缸结构强度高，能提供充足的动力；油缸行程容易控制，且技术成熟，加工和采购成本低廉，能够很好地降低生产成本；同时，油缸结构紧凑，节约整机的空间，便于整机结构的设计布置。在上述技术方案中，优选地，所述传动装置包括第一齿轮、第二齿轮和轴套，所述油缸的缸筒与所述后大梁铰接，所述油缸的活塞杆与所述第一齿轮铰接；所述第一齿轮可转动地安装在所述后大梁上；所述第二齿轮与所述转轴通过键连接；所述轴套的一端与所述转轴通过键连接，所述轴套的另一端与所述前大梁固定连接；所述第一齿轮和第二齿轮相Pw合。齿轮具有较高的强度及硬度，加工方便，工作状态下噪声、震动小，安装简便，齿轮传动具有传动可靠，稳定性好的特点。在上述技术方案中，优选地，所述轴套的一端通过花键与所述转轴连接，所述第二 齿轮通过花键与所述转轴连接，所述轴套的另一端与所述前大梁焊接。采用花键连接传递扭矩，花键与齿轮轴及轴套的接触面积大，由于各键齿受力均匀，能传递较大的扭矩，承载能力强。在上述技术方案中，优选地，所述第一齿轮和所述第二齿轮的传动比为1/2。这样，可以实现在第一齿轮转动幅度较小的情况下，驱动第二齿轮及前大梁转动较大的范围，提高传动效率。如动力部件动作带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，在第一齿轮转动90°时，可带动第二齿轮转动180°，从而带动前大梁回转180°。在上述技术方案中，优选地，所述第一齿轮为扇形齿轮，所述扇形齿轮不小于四分之一个圆弧，所述扇形齿轮与所述传动部件通过销连接。在该技术方案中，扇形齿轮能够满足工作需要，同时结构紧凑、占用空间较小，容易与动力部件进行连接，而且更便于安装和拆卸，节省材料，降低生产成本。在上述技术方案中，优选地，所述前大梁的两侧各设置有一所述动力部件和一所述传动装置。这样，可以驱动前大梁从工作位置顺时针旋转180°，或逆时针旋转180°，根据需要进行选择，提高前大梁的回转灵活性。优选地，所述动力部件包括电机或液压马达；所述传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、轴套和钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别固定在所述第一传动轮和第二传动轮上；所述第一传动轮可转动地安装在所述后大梁上；所述第二传动轮与所述转轴通过键连接，所述轴套的一端与所述转轴通过键连接，所述转轴的另一端与所述前大梁固定连接；所述动力部件驱动所述第一传动轮转动，所述第一传动轮通过所述钢丝绳带动所述第二传动轮和所述前大梁转动。通过钢丝绳传动，钢丝绳强度高，韧性好，使用寿命长，且价格低廉。在上述技术方案中，优选地，所述动力部件包括电机或液压马达；所述传动装置包括第一链轮、第二链轮、轴套和链条，所述链条套设在所述第一链轮和第二链轮上；所述第一链轮可转动地安装在所述后大梁上；所述第二链轮与所述转轴通过键连接，所述轴套的一端与所述转轴通过键连接，所述转轴的另一端与所述前大梁固定连接；所述动力部件驱动所述第一链轮转动，所述第一链轮通过所述链条带动所述第二链轮和所述前大梁转动。链轮链条传动平稳，强度高，应用范围广，成本低且装卸方便。
另一方面，本发明还提供了一种港口起重机，包括上述的前大梁回转驱动装置。本发明提供的上述技术方案，具有如下有益效果I)避让船只时，前大梁由原来的俯仰动作改为水平面内的回转运动，避免前大梁外形尺寸投影超出船舷部分，符合海事规范要求；2)采用前大梁回转的形式，在非工作状态时，重心向后平移，有利于整台设备结构的布置及本设备轮压平衡，稳定性好；3)采用俯仰机构，需克服重力做功，改进后，重心位置水平移动，重力对系统无附加能耗，从而大幅消除了重力能耗，降低了动力系统输出功率；4)省略了俯仰电机、齿式联轴节、高速制动器、减速箱、应急机构、卷筒、低速制动器、轴承支座以及俯仰钢丝绳缠绕系统组成的俯仰机构，用动力部件和传动装置代替，节约制造成本，使得机器房的面积减小，减小迎风面积和整机工作时的能耗；5)省略了安全钩装置，用简单的人工插销代替，操作更加方便；6)采用前大梁回转的形式，在处于非工作状态下，前大梁回转后与后大梁平行、重叠，从而减小了整个结构的迎风面积，受风载荷的危害得到降低，整机抗倾覆的安全性能提闻。
图I是根据本发明所述港口起重机正常工作时的状态示意图；图2是图I所示港口起重机处于非工作状态时的示意图；图3是根据本发明所述前大梁回转驱动装置一实施例的结构示意图；图4是图3所示结构的俯视示意图；图5是图4中A部放大图；图6是图4中B部放大图。其中，图I至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为I前大梁 2后大梁3转轴4第一齿轮5第二齿轮 6销7轴套8油缸11活塞杆 12第一销轴 13第二销轴
具体实施例方式为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式
对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。如图I所示，为本发明提供的港口起重机正常起重作业时的状态，前大梁I和后大梁2通过转轴3连接，前大梁I和后大梁2位于同一直线上。如图2所示，为本发明提供的港口起重机避让船只时的状态，此时，前大梁I绕转轴3水平旋转180°，与后大梁折叠重合，这样就实现了船只避让，同时不必对前大梁进行俯仰操作，保证作业安全，同时降低能耗。图3至图6是根据本发明实施例的前大梁回转驱动装置的结构示意图。如图3至图6所示，本发明提供了一种前大梁回转驱动装置，用于港口起重机，前大梁I与港口起重机的后大梁2之间通过转轴3转动连接，前大梁回转驱动装置包括动力部件和传动装置，转轴3的轴线与水平面垂直，动力部件通过传动装置驱动前大梁I绕转轴3在水平面内转动。本发明提供的技术方案，采用前大梁水平回转的方式实现船只避让，彻底改变传统港口起重机的避让方式，避让方式由俯仰变为在水平面内向后180°回转，港口起重机的稳定性大大提高，同时节省了原有港口起重机中的俯仰驱动装置，降低零部件成本，同时节约了整机空间，减小了整机工作时的能耗，生产成本更低。在本实施例中，动力部件包括油缸8，油缸8的一端与后大梁2转动连接，油缸8的 另一端与传动装置的一端连接，传动装置的另一端驱动前大梁I绕转轴3转动。 油缸结构强度高，能提供充足的动力；油缸行程容易控制，且技术成熟，加工和采购成本低廉，能够很好地降低生产成本；同时，油缸结构紧凑，节约整机的空间，便于整机结构的设计布置。在另一种具体实施方式
中，传动装置包括第一齿轮4、第二齿轮5和轴套7，油缸8的缸筒与后大梁2铰接,油缸8的活塞杆11与第一齿轮4通过第一销轴12连接；第一齿轮4可转动地安装在后大梁2上；第二齿轮5与转轴3通过键连接；轴套7的一端与转轴3通过键连接，轴套7的另一端与前大梁I固定连接；第一齿轮4和第二齿轮5相啮合。如图5所示，油缸8的活塞杆11通过第一销轴12与第一齿轮4连接。如图6所示，所述第一齿轮4通过第二销轴13与所述第二齿轮5连接。齿轮具有较高的强度及硬度，加工方便，工作状态下噪声、震动小，安装简便，齿轮传动具有传动可靠，稳定性好的特点。在本实施例中，轴套7的一端通过花键与转轴3连接，第二齿轮5通过花键与转轴3连接，轴套7的另一端与前大梁I焊接。采用花键连接传递扭矩，花键与齿轮轴及轴套的接触面积大，由于各键齿受力均匀，能传递较大的扭矩，承载能力强。该技术方案，第一齿轮4和第二齿轮5的传动比为1/2。这样，可以实现在第一齿轮转动幅度较小的情况下，驱动第二齿轮及前大梁转动较大的范围，提高传动效率。如动力部件动作带动第一齿轮转动，第一齿轮转动带动第二齿轮转动，在第一齿轮转动90°时，可带动第二齿轮转动180°，从而带动前大梁回转180°。进一步，针对齿轮传动，选用第一齿轮4为扇形齿轮，扇形齿轮不小于四分之一个圆弧，扇形齿轮与传动部件通过销6连接。第一齿轮也可选用普通齿轮传动，这里不做赘述。在该技术方案中，扇形齿轮能够满足工作需要，同时结构紧凑、占用空间较小，容易与动力部件进行连接，而且更便于安装和拆卸，节省材料，降低生产成本。总体来讲，前大梁I的两侧各设置有一动力部件和一传动装置。这样，可以驱动前大梁从工作位置顺时针旋转180°，或逆时针旋转180°，根据需要进行选择，提高前大梁的回转灵活性。
动力部件包括电机或液压马达；传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、轴套7和钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别固定于第一传动轮和第二传动轮上；第一传动轮可转动地安装在后大梁2上；第二传动轮与所述转轴3通过键连接，轴套7的一端与所述转轴3通过键连接，转轴3的另一端与前大梁I固定连接；动力部件驱动第一传动轮转动，第一传动轮通过钢丝绳带动第二传动轮和前大梁I转动。通过钢丝绳传动，钢丝绳强度高，韧性好，使用寿命长，且价格低廉。在上述技术方案中，动力部件包括电机或液压马达；传动装置包括第一链轮、第二链轮、轴套7和链条，所述链条套设在第一链轮和第二链轮上；第一链轮可转动地安装在后大梁2上；第二链轮与转轴3通过键连接，轴套7的一端 固定连接在转轴3上，转轴3的外壁与前大梁I固定连接；动力部件驱动第一链轮转动，第一链轮通过链条带动第二链轮和前大梁I转动。链轮链条传动平稳，强度高，应用范围广，成本低且装卸方便。回转装置工作形式为如图3至图6所示油缸8内活塞推动活塞杆11作往复运动，活塞杆11的端部与扇形齿轮的端部铰接配合，活塞杆11作往复运动带动扇形齿轮在0 90°的范围内转动，扇形齿轮与第二齿轮5啮合，从而推动第二齿轮5转动，扇形齿轮的分度圆直径为第二齿轮
5的分度圆直径的2倍，故扇形齿轮转动90度时，第二齿轮5转动180度。第二齿轮5与转轴3通过花键联接，轴套7也与转轴3通过此花键联接，第二齿轮5转动带动花键转动，花键转动带动轴套7转动，轴套7与前大梁I焊接在一起，轴套7旋转带动前大梁I绕转轴3回转。第二齿轮5旋转180度，前大梁I单臂回转角度为180度，两边平面回转装置同步作用，前大梁I两根主梁同步平行绕转轴3回转，直至几乎与后大梁2平行。此时，卸货船即可进入卸货指定位置。前大梁I的收回过程是展开的逆过程。当卸货船进入指定位置后，平面回转装置再次作用，使前大梁I回到工作状态的位置。再人工固定好前大梁I间的固定销与钢丝绳卷取装置上的固定销，即可进行装卸货工作。另一方面，本发明还提供了一种港口起重机，如图I和图2所示，包括上述的前大梁回转驱动装置。本发明提供的上述技术方案，具有如下有益效果I)避让船只时，前大梁由原来的俯仰动作改为水平面内的回转运动，避免前大梁外形尺寸投影超出船舷部分，符合海事规范要求；2)采用前大梁回转的形式，在非工作状态时，重心向后平移，有利于整台设备结构的布置及本设备轮压平衡，稳定性好；3)采用俯仰机构，需克服重力做功，改进后，重心位置水平移动，重力对系统无附加能耗，从而大幅消除了重力能耗，降低了动力系统输出功率；4)省略了俯仰电机、齿式联轴节、高速制动器、减速箱、应急机构、卷筒、低速制动器、轴承支座以及俯仰钢丝绳缠绕系统组成的俯仰机构，用动力部件和传动装置代替，节约制造成本，使得机器房的面积减小，减小迎风面积和整机工作时的能耗；5)省略了安全钩装置，用简单的人工插销代替，操作更加方便；6)采用前大梁回转的形式，在处于非工作状态下，前大梁回转后与后大梁平行、重叠，从而减小了整个结构的迎风面积，受风载荷的危害得到降低，整机抗倾覆的安全性能提闻。以上仅为本发明的优选实 施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种前大梁回转驱动装置，用于港口起重机，其特征在于，所述前大梁(I)与所述港口起重机的后大梁(2)之间通过转轴(3)转动连接，所述前大梁回转驱动装置包括动力部件和传动装置，所述转轴(3)的轴线与水平面垂直，所述动力部件通过所述传动装置驱动所述前大梁(2)绕所述转轴(3)在水平面内转动。
2.根据权利要求I所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述动力部件包括油缸(8)，所述油缸(8)的一端与所述后大梁(2)转动连接，所述油缸(8)的另一端与所述传动装置的一端连接，所述传动装置的另一端驱动所述前大梁(I)绕所述转轴(3)转动。
3.根据权利要求2所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述传动装置包括第一齿轮(4)、第二齿轮(5)和轴套(7)， 所述油缸(8)的缸筒与所述后大梁(2)铰接，所述油缸(8)的活塞杆(11)与所述第一齿轮(4)铰接； 所述第一齿轮(4)可转动地安装在所述后大梁(2)上； 所述第二齿轮(5)与所述转轴(3)通过键连接； 所述轴套(7)的一端与所述转轴(3)通过键连接，所述轴套(7)的另一端与所述前大梁(I)固定连接； 所述第一齿轮(4)和第二齿轮(5)相哨合。
4.根据权利要求3所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述轴套(7)的一端通过花键与所述转轴(3)连接，所述第二齿轮(5)通过花键与所述转轴(3)连接，所述轴套(7)的另一端与所述前大梁(I)焊接。
5.根据权利要求4所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述第一齿轮(4)和所述第二齿轮(5)的传动比为1/2。
6.根据权利要求4所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述第一齿轮(4)为扇形齿轮，所述扇形齿轮不小于四分之一个圆弧且所述扇形齿轮与所述动力部件通过销连接。
7.根据权利要求I至6中任一项所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述前大梁(1)的两侧各设置有一所述动力部件和一所述传动装置。
8.根据权利要求I所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于， 所述动力部件包括电机或液压马达； 所述传动装置包括第一传动轮、第二传动轮、轴套(7)和钢丝绳，所述钢丝绳的两端分别固定于所述第一传动轮和第二传动轮上；所述第一传动轮可转动地安装在所述后大梁(2)上； 所述第二传动轮与所述转轴(3 )通过键连接，所述轴套(7 )的一端与所述转轴(3 )通过键连接，所述转轴(7)的另一端与所述前大梁(I)固定连接； 所述动力部件驱动所述第一传动轮转动，所述第一传动轮通过所述钢丝绳带动所述第二传动轮和所述前大梁(I)转动。
9.根据权利要求I所述的前大梁回转驱动装置，其特征在于，所述动力部件包括电机或液压马达； 所述传动装置包括第一链轮、第二链轮、轴套(7)和链条，所述链条套设在所述第一链轮和第二链轮上； 所述第一链轮可转动地安装在所述后大梁(2)上；所述第二链轮与所述转轴(3 )通过键连接，所述轴套(7 )的一端与所述转轴(3 )通过键连接，所述转轴(3)的另一端与所述前大梁(I)固定连接； 所述动力部件驱动所述第一链轮转动，所述第一链轮通过所述链条带动所述第二链轮和所述前大梁(I)转动。
10.一种港口起重机，其特征在于，包括如权利要求I至9中任一项所述的前大梁回转驱动装置。
全文摘要
本发明提供了一种采用前大梁水平回转的方式来避让船只的新方案，主要是一种驱动前大梁水平回转的驱动装置，包括动力部件和传动装置，动力部件通过传动装置驱动前大梁绕转轴在水平面内转动。本发明还提供了一种港口起重机。本发明提供的技术方案，在避让船只时，不必再通过控制前大梁的俯仰动作来实现，只需将前大梁水平回转至与后大梁重合，即可实现船只的避让。该驱动装置的结构简单，操作方便，作业安全，节约能耗。
文档编号B66C17/06GK102774749SQ20121028693
公开日2012年11月14日 申请日期2012年8月13日 优先权日2012年8月13日
发明者李国杰, 胡江峰, 赵少青 申请人:三一集团有限公司