单小车环行起重机的制作方法

本发明涉及起重机领域，特别涉及一种用于核电站中吊运危险载荷的环行起重机上单小车环行起重机。

背景技术：

目前环行起重机广泛应用于核电起重，由于核电起重危险系数高，进而对环形起重机的稳定性和吊运安全性有很高的要求；

现有技术中，由于环行起重机水平轮一般安装在主梁下部，而两根主梁由于布置要求，间距不能过大，导致水平导向机构轮距较小，起重机运动过程中水平轮承受压力过大，其“跑圆性”不佳，运行不稳，且水平轮容易损坏，起重安全性低，不能适应核电机械大型化的发展需求。此外现有技术的环行起重机小车起升机构为单传动链驱动形式，当一套机构出现故障时起重机无法继续工作，影响核电站运行。

技术实现要素：

本发明针对上述技术问题，提出一种起重安全性高，运行稳定，故障率低的单小车环行起重机。

为达到以上目的，通过以下技术方案实现的：

单小车环行起重机，包括：环梁环轨、水平导向机构、双传动链单一故障保护小车、桥架、导电滑线、设置于环梁环轨下方内侧壁水平轨道、大车运行机构；

其中，大车运行机构与桥架固定，并与环梁环轨配合实现环形运动；导电滑线为供电结构；双传动链单一故障保护小车设置于桥架上，且能够沿着桥架的主梁往复运动；水平导向机构与水平轨道配合实现水平导向；

水平导向机构，由分别设置于桥架水平面四个角上的4个角落水平导向机构组成；

每个角落水平导向机构包括：水平支撑、水平导向轮、斜支撑和支撑杆；

支撑杆为主承载部件，为长杆部件，其头部安装水平导向轮，根部固定在环行起重机桥架主梁的侧下方，支撑杆将水平导向轮稳固的支撑在桥架主梁外侧，且支撑杆由根部至头部为相对于环行起重机桥架主梁侧壁向外延伸；

斜支撑是支撑杆在垂直方向的支撑部件，斜支撑一端与支撑杆前端部分铰接，另一端与环行起重机桥架主梁铰接构成纵向斜拉三角形结构；

水平支撑是支撑杆水平方向的支撑部件，水平支撑一端与支撑杆前端部分铰接，另一端与环行起重机桥架主梁铰接构成水平斜拉三角形结构；

水平导向轮包括：台车组、铰轴座、铰轴、阻尼器、轴套座和中间轴；

轴套座固定于支撑杆前端端部，且轴套座的轴孔延伸部分嵌入于支撑杆内；

中间轴装配于轴套座的轴孔内，且与轴套座通过设置导向键实现轴向伸缩运动；

铰轴座固定于中间轴伸出端端部，且铰轴座与轴套座之间设置有阻尼器；

台车组与铰轴座之间通过铰轴铰接，确保台车组的两个轮子受力一致，并且受力方向沿着支撑杆的方向；

铰轴为偏心轴，通过转动该偏心轴，能够调整台车组车轮踏面与水平轨道之间的距离；

进一步的，阻尼器的数量为大于等于2；

进一步的，铰轴座与支撑杆之间设置有可更换调整垫；

进一步的，双传动链单一故障保护小车，包括：小车架、小车运行机构、安装于小车架上的主起升机构、维修卷扬和副起升机构；主起升机构包括：两级驱动装置和钢丝绳卷绕系统；

第一级驱动装置包括：动力源电动机Ⅰ，辅助动力源手摇机构Ⅰ，装配于动力源电动机Ⅰ输出轴上和手摇机构Ⅰ输出轴上的制动器Ⅰ和减速器Ⅰ；

动力源电动机Ⅰ和手摇机构Ⅰ最终动力输入至减速器Ⅰ的输入轴；

减速器Ⅰ的输出轴与卷筒组联结，且同时装设组合编码器Ⅰ；

第二级驱动装置包括：动力源电动机Ⅱ，辅助动力源手摇机构Ⅱ，装配于动力源电动机Ⅱ输出轴上和手摇机构Ⅱ输出轴上的制动器Ⅱ和减速器Ⅱ；

动力源电动机Ⅱ和手摇机构Ⅱ最终动力输入至减速器Ⅱ的输入轴；

减速器Ⅱ的输出轴与卷筒组联结，且同时装设组合编码器Ⅱ。

进一步的，钢丝绳卷绕系统包括：设置于小车架上的平衡臂、定滑轮组、导向滑轮组、钢丝绳Ⅰ、钢丝绳Ⅱ、带吊具的动滑轮组和用于提供平衡臂摆动阻尼的液压阻尼器；

定滑轮组包括：定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅳ、定滑轮Ⅴ、定滑轮Ⅵ、定滑轮Ⅶ、定滑轮Ⅷ；

导向滑轮组包括：导向滑轮Ⅰ和导向滑轮Ⅱ；

动滑轮组包括：动滑轮Ⅰ、动滑轮Ⅱ、动滑轮Ⅲ、动滑轮Ⅳ、动滑轮Ⅴ、动滑轮Ⅵ、动滑轮Ⅵ、动滑轮Ⅶ、动滑轮Ⅷ、动滑轮Ⅸ、动滑轮Ⅹ、动滑轮Ⅺ、动滑轮Ⅻ和吊具；

钢丝绳Ⅰ从卷筒组卷绕出来后，分别经过动滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅱ、动滑轮Ⅲ、定滑轮Ⅰ、动滑轮Ⅰ，经导向滑轮Ⅰ导向后，再经由动滑轮Ⅻ、定滑轮Ⅷ、动滑轮Ⅺ、定滑轮Ⅶ、动滑轮Ⅹ，然后固定在平衡臂一端；

钢丝绳Ⅱ从卷筒组卷绕出来后，分别经过动滑轮Ⅶ、定滑轮Ⅴ、动滑轮Ⅷ、定滑轮Ⅵ、动滑轮Ⅸ，经导向滑轮Ⅱ导向后，再经由动滑轮Ⅳ、定滑轮Ⅲ、动滑轮Ⅴ、定滑轮Ⅳ、动滑轮Ⅵ，然后固定在平衡臂另一端；

钢丝绳Ⅰ或钢丝绳Ⅱ构成的任何一套缠绕系统足以平衡支撑动滑轮组，当钢丝绳Ⅰ断裂时，钢丝绳Ⅱ构成的缠绕系统能够支撑动滑轮组，反之当钢丝绳Ⅱ断裂时，钢丝绳Ⅰ构成的缠绕系统能够支撑动滑轮组。

进一步的，维修卷扬包括：固定于小车架上的立柱、固定于立柱上端水平延伸的臂架、起升小车和驱动臂架绕立柱旋转的旋转机构；起升小车能够沿着臂架运行，在旋转机构的驱动下，臂架、起升小车能够绕立柱旋转；

进一步的，维修卷扬数量为2套，能够尽最大范围覆盖带双维修卷扬的单一故障保护小车上的维修部件所在的区域。

采用上述技术方案的本发明，起重机工作原理：

环梁环轨为用于支撑环行起重机运行的结构，环行起重机在其上环行运行，大轮距水平导向机构安装在桥架上，用于对环行起重机水平导向，支撑其运行的轨道安装在环梁环轨的下部环梁侧面，导电滑线用于为设备提供动力，双传动链单一故障保护小车在桥架上运行，大车运行机构用于驱动整个环行起重机沿着环梁环轨环行运行。

水平导向机构工作原理：

支撑杆将水平导向轮支撑住，水平支撑和斜支撑将支撑杆端部和主梁连接起来，确保支撑杆端部是一个稳定的结构，水平导向轮安装在支撑杆端部，环行起重机的四个角上各安装一套水平导向轮，实现对环行起重机的水平导向，铰轴为一种偏心轴，通过转动该偏心轴，能够调整台车组车轮踏面与水平轨道之间的距离。

该种形式的桥架的端梁侧水平轮轮距A有较远距离，因为环行起重机的水平轮压与此距离相关，距离越大，水平轮压越小，对环行起重机设备越有利，本装置采用三杆支撑，即支撑杆、水平支撑和斜支撑三杆支撑，三杆支撑结构能够使水平轮尽量远离桥架的主梁，最大限度的增加水平轮轮距。

当水平轮的台车组的车轮踏面受压时，通过铰轴将力传递到铰轴座上，铰轴座压迫阻尼器变形，阻尼器起到缓冲作用，当水平轮的台车组的车轮踏面的压力去掉后，阻尼器恢复原状。在阻尼器被压缩的过程中，固定在铰轴座上的中间轴在轴套座内滑动，同时因为导向键的作用，台车组不会绕中间轴转动；调整垫用于调节因安装误差导致水平轮与轨道间隙不合适时，调整间隙用。

双传动链单一故障保护小车的起升部分工作原理：

主起升机构、副起升机构安装在小车架上，小车架下部安装有小车运行机构，小车架上安装有2套维修卷扬，维修卷扬用于维修时对小车上的维修部件进行吊运。主起升机构具备单一故障保护功能，当组合编码器Ⅰ、钢丝绳卷绕系统、手摇机构Ⅰ、制动器Ⅰ、减速器Ⅰ、电动机Ⅰ中任意一个部件出现故障时，电动机Ⅱ、制动器Ⅱ、减速器Ⅱ、手摇机构Ⅱ、组合编码器Ⅱ还能够驱动卷筒组，进而驱动钢丝绳卷绕系统进行工作；反之，当电动机Ⅱ、制动器Ⅱ、减速器Ⅱ、手摇机构Ⅱ、组合编码器Ⅱ中任意一个部件出现故障时，组合编码器Ⅰ、钢丝绳卷绕系统、手摇机构Ⅰ、制动器Ⅰ、减速器Ⅰ、电动机Ⅰ还能够驱动卷筒组，进而驱动钢丝绳卷绕系统进行工作。

综上，本发明具有以下优点：

1、大轮距水平导向机构，导向运行平稳，提高了设备安全可靠性。

2、该起重小车为双传动链驱动，当一套传动链单一故障时，另一套能驱动起升机构继续工作。

能够安全可靠的保持住载荷。

3、采用双钢丝绳交叉缠绕形式实现了钢丝绳断裂的单一故障保护。

4、采用双维修卷扬扩大了维修服务范围。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

本发明共16幅附图,其中：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为本发明的水平导向机构结构示意图。

图4为本发明的角落水平导向机构连接部分结构示意图。

图5为本发明的水平导向轮结构示意图。

图6为图5俯视结构示意图。

图7为本发明支撑杆为平行于环行起重机桥架主梁装配第一种形式结构示意图。

图8为本发明支撑杆为平行于环行起重机桥架主梁装配第二种形式结构示意图。

图9为本发明的双传动链单一故障保护小车的俯视结构示意图。

图10为图9主视图。

图11为本发明的起升机构示意图。

图12为图11A向视图。

图13为本发明的钢丝绳卷绕系统结构示意图。

图14为本发明的钢丝绳缠绕结构原理图。

图15为本发明的钢丝绳缠绕方式原理图。

图16为本发明维修卷扬结构示意图。

具体实施方式

如图1至图8所示的单小车环行起重机，包括：环梁环轨1、水平导向机构2、双传动链单一故障保护小车3、桥架4、导电滑线5、设置于环梁环轨1下方内侧壁水平轨道6、大车运行机构7；

其中，大车运行机构7与桥架4固定，并与环梁环轨1配合实现环形运动；导电滑线5为供电结构；双传动链单一故障保护小车3设置于桥架4上，且能够沿着桥架4的主梁往复运动；水平导向机构2与水平轨道6配合实现水平导向；

水平导向机构，由分别设置于桥架4水平面四个角上的4个角落水平导向机构组成；

每个角落水平导向机构包括：水平支撑2.1、水平导向轮2.3、斜支撑2.4和支撑杆2.5；

支撑杆2.5为主承载部件，为长杆部件，其头部安装水平导向轮2.3，根部固定在环行起重机桥架主梁1的侧下方，支撑杆2.5将水平导向轮2.3稳固的支撑在桥架主梁外1侧，且支撑杆2.5由根部至头部为相对于环行起重机桥架主梁1侧壁向外延伸；

斜支撑2.4是支撑杆2.5在垂直方向的支撑部件，斜支撑2.4一端与支撑杆2.5前端部分铰接，另一端与环行起重机桥架主梁1铰接构成纵向斜拉三角形结构；

水平支撑2.1是支撑杆2.5水平方向的支撑部件，水平支撑2.1一端与支撑杆2.5前端部分铰接，另一端与环行起重机桥架主梁1铰接构成水平斜拉三角形结构；

水平导向轮2.3包括：台车组2.301、铰轴座2.302、铰轴2.303、阻尼器2.305、轴套座2.306和中间轴2.308；

轴套座2.306固定于支撑杆2.5前端端部，且轴套座2.306的轴孔延伸部分嵌入于支撑杆2.5内；

中间轴2.308装配于轴套座2.306的轴孔内，且与轴套座2.306通过设置导向键2.309实现轴向伸缩运动；

铰轴座2.302固定于中间轴2.308伸出端端部，且铰轴座2.302与轴套座2.306之间设置有阻尼器2.305；

其中，轴套座2.306与支撑杆2.5之间和铰轴座2.302与阻尼器2.305之间均通过连接螺栓2.304装配；

台车组2.301与铰轴座2.302之间通过铰轴2.303铰接，确保台车组的两个轮子受力一致，并且受力方向沿着支撑杆2.5的方向；

铰轴2.303为偏心轴，通过转动该偏心轴，能够调整台车组2.301车轮踏面与水平轨道之间的距离；

进一步的，阻尼器2.305的数量为大于等于2；

进一步的，铰轴座2.302与支撑杆2.5之间设置有可更换调整垫2.307；

进一步的，如图9至图16所示的双传动链单一故障保护小车，包括：小车架3.1、小车运行机构3.5、安装于小车架3.1上的主起升机构3.2、维修卷扬3.3和副起升机构3.4；主起升机构3.2包括：两级驱动装置和钢丝绳卷绕系统3.203；

第一级驱动装置包括：动力源电动机Ⅰ3.207，辅助动力源手摇机构Ⅰ3.204，装配于动力源电动机Ⅰ3.207输出轴上和手摇机构Ⅰ3.204输出轴上的制动器Ⅰ3.205和减速器Ⅰ3.206；

动力源电动机Ⅰ3.207和手摇机构Ⅰ3.204最终动力输入至减速器Ⅰ3.206的输入轴；

减速器Ⅰ3.206的输出轴与卷筒组3.202联结，且同时装设组合编码器Ⅰ3.201；

第二级驱动装置包括：动力源电动机Ⅱ3.208，辅助动力源手摇机构Ⅱ3.211，装配于动力源电动机Ⅱ3.208输出轴上和手摇机构Ⅱ3.211输出轴上的制动器Ⅱ3.209和减速器Ⅱ3.210；

动力源电动机Ⅱ3.208和手摇机构Ⅱ3.211最终动力输入至减速器Ⅱ3.210的输入轴；

减速器Ⅱ3.210的输出轴与卷筒组3.202联结，且同时装设组合编码器Ⅱ3.212。

进一步的，钢丝绳卷绕系统3.203包括：设置于小车架3.1上的平衡臂3.203-1、定滑轮组3.203-2、导向滑轮组3.203-3、钢丝绳Ⅰ3.203-4、钢丝绳Ⅱ3.203-5、带吊具的动滑轮组3.203-6和用于提供平衡臂3.203-1摆动阻尼的液压阻尼器3.203-7；

定滑轮组3.203-2包括：定滑轮ⅠA-1、定滑轮ⅡA-2、定滑轮ⅢA-3、定滑轮ⅣA-4、定滑轮ⅤA-5、定滑轮ⅥA-6、定滑轮ⅦA-7、定滑轮ⅧA-8；

导向滑轮组3.203-3包括：导向滑轮ⅠB-1和导向滑轮ⅡB-2；

动滑轮组3.203-2包括：动滑轮ⅠC-1、动滑轮ⅡC-2、动滑轮ⅢC-3、动滑轮ⅣC-4、动滑轮ⅤC-5、动滑轮ⅥC-6、动滑轮ⅥC-6、动滑轮ⅦC-7、动滑轮ⅧC-8、动滑轮ⅨC-9、动滑轮ⅩC-10、动滑轮ⅪC-11、动滑轮ⅫC-12和吊具C-13；

钢丝绳Ⅰ3.203-4从卷筒组3.202卷绕出来后，分别经过动滑轮3C-3、定滑轮ⅡA-2、动滑轮ⅢC-2、定滑轮ⅠA-1、动滑轮ⅠC-1，经导向滑轮ⅠB-1导向后，再经由动滑轮ⅫC-12、定滑轮ⅧA-8、动滑轮ⅪC-11、定滑轮ⅦA-7、动滑轮ⅩC-10，然后固定在平衡臂3.203-1一端；

钢丝绳Ⅱ3.203-5从卷筒组3.202卷绕出来后，分别经过动滑轮ⅦC-7、定滑轮ⅤA-5、动滑轮ⅧC-8、定滑轮ⅥA-6、动滑轮ⅨC-9，经导向滑轮ⅡB-2导向后，再经由动滑轮ⅣC-4、定滑轮ⅢA-3、动滑轮ⅤC-5、定滑轮ⅣA-4、动滑轮ⅥC-6，然后固定在平衡臂另一端；

钢丝绳Ⅰ3.203-4或钢丝绳Ⅱ3.203-5构成的任何一套缠绕系统足以平衡支撑动滑轮组3.203-6，当钢丝绳Ⅰ3.203-4断裂时，钢丝绳Ⅱ3.203-5构成的缠绕系统能够支撑动滑轮组3.203-6，反之当钢丝绳Ⅱ3.203-5断裂时，钢丝绳Ⅰ3.203-4构成的缠绕系统能够支撑动滑轮组3.203-6。

进一步的，维修卷扬3.3包括：固定于小车架3.1上的立柱3.34、固定于立柱3.34上端水平延伸的臂架3.31、起升小车3.32和驱动臂架3.31绕立柱3.34旋转的旋转机构3.33；起升小车3.32能够沿着臂架3.31运行，在旋转机构3.33的驱动下，臂架3.31、起升小车3.32能够绕立柱3.34旋转；

进一步的，维修卷扬3.3数量为2套，能够尽最大范围覆盖带双维修卷扬的单一故障保护小车上的维修部件所在的区域。

采用上述技术方案的本发明，起重机工作原理：

环梁环轨1为用于支撑环行起重机运行的结构，环行起重机在其上环行运行，大轮距水平导向机构2安装在桥架4上，用于对环行起重机水平导向，支撑其运行的轨道6安装在环梁环轨1的下部环梁侧面，导电滑线5用于为设备提供动力，双传动链单一故障保护小车3在桥架4上运行，大车运行机构7用于驱动整个环行起重机沿着环梁环轨1环行运行。

水平导向机构工作原理：

支撑杆2.5将水平导向轮2.3支撑住，水平支撑2.1和斜支撑2.4将支撑杆2.5端部和主梁连接起来，确保支撑杆2.5端部是一个稳定的结构，水平导向轮2.3安装在支撑杆2.5端部，环行起重机的四个角上各安装一套水平导向轮，实现对环行起重机的水平导向，铰轴2.303为一种偏心轴，通过转动该偏心轴，能够调整台车组2.301车轮踏面与水平轨道之间的距离。

该种形式的桥架4的端梁侧水平轮轮距A有较远距离，因为环行起重机的水平轮压与此距离相关，距离越大，水平轮压越小，对环行起重机设备越有利，本装置采用三杆支撑，即支撑杆2.5、水平支撑2.1和斜支撑2.4三杆支撑，三杆支撑结构能够使水平轮尽量远离桥架4的主梁，最大限度的增加水平轮轮距。

当水平轮的台车组2.301的车轮踏面受压时，通过铰轴2.303将力传递到铰轴座2.302上，铰轴座2.302压迫阻尼器2.305变形，阻尼器2.305起到缓冲作用，当水平轮的台车组2.301的车轮踏面的压力去掉后，阻尼器2.305恢复原状。在阻尼器2.305被压缩的过程中，固定在铰轴座2.302上的中间轴2.308在轴套座2.306内滑动，同时因为导向键2.309的作用，台车组2.301不会绕中间轴2.308转动；调整垫2.307用于调节因安装误差导致水平轮与轨道间隙不合适时，调整间隙用。

其中，根据实际需求支撑杆2.5可以与环行起重机桥架主梁1平行的装配形式，可选用第一种单臂平行结构如图7所示，第二种为多臂斜拉平行结构如图8所示。

双传动链单一故障保护小车的起升部分工作原理：

主起升机构3.2、副起升机构3.4安装在小车架3.1上，小车架下部安装有小车运行机构3.5，小车架3.1上安装有2套维修卷扬3.3，维修卷扬3.3用于维修时对小车上的维修部件进行吊运。主起升机构3.2具备单一故障保护功能，当组合编码器Ⅰ3.201、钢丝绳卷绕系统3.203、手摇机构Ⅰ3.204、制动器Ⅰ3.205、减速器Ⅰ3.206、电动机Ⅰ3.207中任意一个部件出现故障时，电动机Ⅱ3.208、制动器Ⅱ3.209、减速器Ⅱ3.210、手摇机构Ⅱ3.211、组合编码器Ⅱ3.212还能够驱动卷筒组3.202，进而驱动钢丝绳卷绕系统3.203进行工作；反之，当电动机Ⅱ3.208、制动器Ⅱ3.209、减速器Ⅱ3.210、手摇机构Ⅱ3.211、组合编码器Ⅱ3.212中任意一个部件出现故障时，组合编码器Ⅰ3.201、钢丝绳卷绕系统3.203、手摇机构Ⅰ3.204、制动器Ⅰ3.205、减速器Ⅰ3.206、电动机Ⅰ3.207还能够驱动卷筒组3.202，进而驱动钢丝绳卷绕系统3.203进行工作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。