一种适合大型桥机的起升小车的制作方法

本发明属于起重机械的技术领域，更具体讲涉及一种适合大型桥机的起升小车，本发明除了应用于大型桥式起重机（以下简称桥机）外，还适合在大型门机上或其他类似起重设备中使用。

背景技术：

桥机是起重机械行业应用广泛的起重设备，主要用于工厂车间、电站厂房、工程建设的设备安装吊运和设备组装工作，起升小车是桥机的主要工作机构之一，起升小车由小车行走机构、小车架、起升机构三大部件组成。传统大型桥机中起升小车的通用小车结构如图1、图2和图3所示：传统起升机构（4’）坐落在传统小车架（8’）上，传统小车架（8’）支撑在传统行走台车（1’）上，传统小车架（8’）为整体焊接结构，大型桥机的传统小车架（8’）尺寸往往超限，给运输带来困难，这种传统起升小车自重大，高度高，两侧传统行走台车（1’）采用单轨台车形式，不仅传统行走台车（1’）的自身高度大，与其对应的主梁（6）采用的单导轨（7’）偏心结构受力也不好，为了抗扭必须增加主梁（6）的宽度从而加大了主梁的重量。

同时，随着大型工程建设项目的增加，以及中国在国际建设的推进，国内外对大型桥机的需求也正在逐步增加。而目前大型桥机存在的生产周期长、技术规格不统一、性能差别大的问题。为解决上述技术问题，就必须对桥机的重要部件——例如起升机构、行走机构进行模块化设计、加工和组装，这样才能快速灵活组配成不同型号和起重范围的桥机，扩大了桥机的使用范围、降低了生产成本。

技术实现要素：

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供的一种适合大型桥机的模块化起升小车。本发明对起升机构进行了模块化处理、并采用双轨形式，改善了主梁的受力，受力合理、定位快速、安装方便、便于模块化制作，同时也大大降低了高度低、减轻了自重。本发明对行走机构台车进行了模块化处理，利用起升机构模块的增减与升吊梁快速组装，可以灵活组配成不同型号和起重范围的桥机，扩大了桥机的使用范围，降低了生产成本。

本发明的目的可通过下述技术措施来实现：

本发明的一种适合大型桥机的起升小车包括四个对称布置在两条主梁上的行走机构台车模块、搭接在同一侧前后两个行走机构台车模块上方的两根连接梁、横向搭接在两根连接梁正中顶上方的起吊梁（两根连接梁和一根起吊梁构成本发明的安装骨架，四个行走机构台车模块通过安装骨架连接为一体，形成完整的行走台车）、挂装在起吊梁两侧的若干个起升机构模块、挂装在起吊梁下部的滑轮组起吊系统（安装骨架中的起吊梁又是起升机构模块和滑轮组起吊系统的安装基础）；

所述行走机构台车模块包括内装有横轴和纵轴的十字铰轴箱，穿装在所述横轴的两个外延伸端、位于十字铰轴箱的左右两外侧、且分别支撑在双导轨上从动车轮组和主动车轮组（从动车轮组、十字铰轴箱、主动车轮组是以并排方式穿装在横轴上，也大大降低了台车的整体高度；采用双轨形式改善了主梁的受力，主梁的腹板结构不需要承受附加扭矩，双轨构造型式在两车轮组之间可以采用结构简单、受力合理的十字铰轴箱结构，与传统台车架相比大大减小了体积和自重，也便于模块化制作），以悬臂方式安装在主动车轮组外侧端的驱动轴，安装在驱动轴上的驱动装置（驱动装置提供运动动力，运动动力通过驱动轴提供给主动车轮组），以及通过纵轴定位、并固定在十字铰轴箱上方的支座（只用将连接梁的前后端分别与前后两组台车模块中各自对应纵梁上的支座连接，就可以实现起升小车单侧的快速组装；两个连接梁之间再通过搭接起吊梁便构成起升小车中完整的行走台车，而且快速保证了四组行走机构台车模块中所有行走轮的正确位置，省去了人工来回调整垂直度的麻烦，实现了快速定位和快捷安装）；所述横轴和纵轴在水平方向上垂直交叉布置（横轴和纵轴是相互垂直的，且横轴垂直于导轨、纵轴平行于导轨，支座又以纵轴来定位，所以通过连接梁连接支座后，前后二组行走机构台车模块中的行走轮实现了快速自定位，两条连接梁再通过起吊梁搭接后的四组行走机构台车模块中的行走轮也实现了快速自定位），两轴线的间距小于横轴与纵轴的半径之和（即纵轴与横轴存在交叉重合部分），在横轴上加工有卡嵌纵轴的弧状凹槽（纵轴卡嵌在横轴凹槽内可以确保横轴不会转动和左右窜动）；

所述起升机构模块包括u型框架结构的卷筒支架和卷筒（卷筒用于卷绕起重钢丝绳，卷筒支架是卷筒的安装基础），卷筒的右端通过卷筒支撑轴支撑在卷筒支架的右立板上，卷筒的左端通过内嵌在卷筒内腔中的减速器支撑在卷筒支架的左立板上（卷筒的两端架设在卷筒支架的两端立板上，卷筒与减速器同步转动；减速器内置于卷筒内腔中，结构紧凑、大大节约了安装空间），减速器与动力单元通过带制动盘的联轴器ⅰ、连接轴、联轴器ⅱ相连接（连接轴与联轴器采用花键连接，可轻微伸缩，使结构的受力变形不影响动力的传输，动力单元输出的动力通过减速器传递到卷筒）；位于联轴器ⅰ两侧的动力单元输出轴和减速器输入轴上均安装有制动器（用于控制动力单元输出轴、减速器输入轴及卷筒停止转动，进而实现钢丝绳在高度方向上的停升或停降），在卷筒支撑轴的外端面连接有限位开关（限位开关在现场进行极限位置的设定：在吊钩附件起升到最大高度时，限位开关动作，使得卷筒停止转动、吊钩附件停止起升；在吊钩附件下降到卷筒放绳只剩下最后3圈安全圈时，限位开关动作，使得卷筒停止转动、吊钩附件停止下降），在右立板和左立板的同侧上部固定有水平外延的销孔板（穿装销轴后能够实现起升机构模块与起吊梁的快速定位）、同侧下部固定有带螺栓孔的法兰板（穿装螺栓后能够实现起升机构模块与起吊梁的快速连接和固定）；

所述起吊梁是箱型梁结构，上翼缘为矩形截面，下翼缘是两侧腹板的中部向下延伸呈梯形板状结构；在腹板的上翼缘对应部分设置有与销孔板相匹配的销板（穿装销轴后能够实现起升机构模块与起吊梁的快速定位），在腹板的设置有与法兰板相匹配的法兰孔板（穿装螺栓后能够实现起升机构模块与起吊梁的快速连接和固定），在腹板的下翼缘对应部分加工有用于穿装定滑轮轮轴的轴孔（通过定滑轮轮轴可以将定滑轮组挂装在起吊梁的下部）；

所述滑轮组起吊系统是由定滑轮组、定滑轮轮轴、动滑轮组、动滑轮轮轴、钢丝绳、吊钩附件构成，其中定滑轮组通过定滑轮轮轴挂装在起吊梁的腹板下翼缘对应部分，动滑轮组通过钢丝绳挂装在定滑轮组的下方，吊钩附件挂装在动滑轮组的下方。

本发明中所述十字铰轴箱为方箱结构，在十字铰轴箱的左右侧面上分别对称加工有横轴安装孔，在十字铰轴箱的前后端面上分别对称加工有纵轴安装孔，且纵轴安装孔和纵轴安装孔在水平方向上相互垂直（保证纵轴与横轴水平垂直、且交叉重合）。

本发明中所述驱动轴是轴端端盖加悬臂外延轴的结构，在轴端端盖部分的外缘加工有用于安装抗剪螺钉的配合孔。

本发明中所述支座是由水平法兰板和竖向定位筋板构成，在竖向定位筋板上加工有套装纵轴的定位孔（支座以纵轴定位，纵轴又平行于导轨，通过连接梁连接支座后，前后二组行走机构台车模块中的行走轮实现了快速自定位），在水平法兰板上加工有固定连接梁的连接孔（穿装螺栓后，就可实现连接梁与支座的连接）。

本发明中所述驱动装置是电动机、制动器、减速器三者一体的三合一驱动装置。

本发明中所述双导轨铺设在主梁的两边腹板对应处（采用双轨形式改善了主梁的受力，主梁的腹板结构不需要承受附加扭矩，双轨构造型式在两车轮组之间可以采用结构简单、受力合理的十字铰轴箱结构，与传统台车架相比大大减小了体积和自重，也便于模块化制作）。

本发明中所述制动器的底部支撑在底座上，所述底座的右端固定在卷筒支架的左立板外端面上（底座与卷筒支架结合为一体，形成一个整体式安装基础）。

在本发明中所述制动器的外围安装有制动器罩（具有防尘、安全、美观的作用）。

本发明中所述减速器为行星减速器。

本发明的设计原理如下：

本发明对起升机构进行了模块化处理、并采用双轨形式，改善了主梁的受力，受力合理、定位快速、安装方便、便于模块化制作，同时也大大降低了高度低、减轻了自重；本发明对行走机构台车进行了模块化处理，利用起升机构模块的增减与升吊梁快速组装，可以灵活组配成不同型号和起重范围的桥机，扩大了桥机的使用范围，降低了生产成本；同时，本发明没有整体式车架，借助搭接行走机构台车模块的连接梁和挂装起升机构模块的起吊梁组成了本发明的安装骨架，减小了运输尺寸，结构紧凑、重量轻、安装空间大。

更具体讲，本发明采用双轨形式改善了主梁的受力，主梁的腹板结构不需要承受附加扭矩，双轨构造型式在两车轮组之间可以采用结构简单、受力合理的十字铰轴箱结构，与传统台车架相比大大减小了体积和自重，也便于模块化制作；同时，十字铰轴箱与两个行走轮是以并排方式穿装在横轴上，也大大降低了台车的整体高度；此外，因为十字铰轴箱内安装的横轴和纵轴是相互垂直的，也就快速确定了每条纵轴所连接的两组行走机构台车模块中的四个行走轮的正确位置，只需在相对的支座上搭接连接梁即可实现快速组装，省去了人工来回调整垂直度的麻烦，实现了快速定位和快捷安装。

本发明中起升机构模块也没有机架部分，直接以u型框架结构的卷筒支架（6）作为卷筒的安装基础，并将减速器内嵌于卷筒内腔中，整体结构紧凑，最大限度地节约了安装空间；同时，通过卷筒支架同侧上部固定的销孔板与销轴的配合，实现了起升机构模块与起吊梁的快速定位；通过卷筒支架同侧下部的法兰板与螺栓的配合，实现了起升机构模块与起吊梁的快速连接和固定。利用起升机构模块的增减与升吊梁快速组装，可以灵活组配成不同型号和起重范围的桥机：例如本发明中一个起升机构模块的起重量为100t，当起吊梁上快速组装上一个起升机构模块时，就形成荷载100t的桥机；当起吊梁上快速组装上两个起升机构模块时，就形成荷载200t的桥机；当起吊梁上快速组装上三个起升机构模块时，就形成荷载300t的桥机；当起吊梁上快速组装上四个起升机构模块时，就形成荷载400t的桥机。

本发明的有益效果如下：

本发明对起升机构进行了模块化处理、并采用双轨形式，改善了主梁的受力，受力合理、定位快速、安装方便、便于模块化制作，同时也大大降低了高度低、减轻了自重；本发明对行走机构台车进行了模块化处理，利用起升机构模块的增减与升吊梁快速组装，可以灵活组配成不同型号和起重范围的桥机，扩大了桥机的使用范围，降低了生产成本；同时，本发明没有整体式车架，借助搭接行走机构台车模块的连接梁和挂装起升机构模块的起吊梁组成了本发明的安装骨架，减小了运输尺寸，结构紧凑、重量轻、安装空间大。

附图说明

图1是传统大型桥机的起升小车结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图1～图3中的序号说明：1’、传统行走台车，4’、传统起升机构，7’、单导轨，8’、传统小车架。

图4是本发明的结构示意图。

图5是图4的俯视图。

图6是图4的左视图。

图7是图4中ⅰ处的局部放大图。

图8是本发明中起升机构模块的结构示意图。

图9是图8的左视图。

图10是本发明中行走机构台车模块的结构示意图。

图11是一组起升机构模块与连接梁拼装时的安装示意图。

图12是两组起升机构模块与连接梁拼装时的安装示意图。

图13是四组起升机构模块与连接梁拼装时的安装示意图。

图中序号说明：1、行走机构台车模块，1-1、从动车轮组，1-2、十字铰轴箱，1-3、横轴，1-4、纵轴，1-5、支座，1-5-1、水平法兰板，1-5-2、竖向定位筋板，1-6、主动车轮组，1-7、驱动轴，1-8、驱动装置，1-9、抗剪螺钉，2、连接梁，3、起吊梁，3-1、腹板，3-2、销板，3-3、法兰孔板，3-4、轴孔，4、起升机构模块，4-1、卷筒支架，4-1-1、右立板，4-1-2、左立板，4-2、卷筒，4-3、卷筒支撑轴，4-4、减速器，4-5、动力单元，4-6、联轴器，4-7、制动器，4-8、限位开关，4-9、销孔板，4-10、法兰板，4-11、制动器罩，4-12、底座，4-13、连接轴，4-14、联轴器，5、滑轮组起吊系统，5-1、定滑轮组，5-2、定滑轮轮轴，5-3、动滑轮组，5-4、动滑轮轮轴，5-5、钢丝绳，5-6、吊钩附件，6、主梁，7、双导轨。

具体实施方式

本发明以下将结合附图作进一步描述：

如图4～图13所示，本发明的一种适合大型桥机的起升小车包括四个对称布置在两条主梁（6）上的行走机构台车模块（1）、搭接在同一侧前后两个行走机构台车模块上方的两根连接梁（2）、横向搭接在两根连接梁（2）正中顶上方的起吊梁（3）（两根连接梁（2）和一根起吊梁（3）构成本发明的安装骨架，四个行走机构台车模块通过安装骨架连接为一体，形成完整的行走台车）、挂装在起吊梁（3）两侧的若干个起升机构模块（4）、挂装在起吊梁（3）下部的滑轮组起吊系统（5）（安装骨架中的起吊梁（3）又是起升机构模块（4）和滑轮组起吊系统（5）的安装基础）；

所述行走机构台车模块（1）包括内装有横轴（1-3）和纵轴（1-4）的十字铰轴箱（1-2），穿装在所述横轴（1-3）的两个外延伸端、位于十字铰轴箱（1-2）的左右两外侧、且分别支撑在双导轨（7）上从动车轮组（1-1）和主动车轮组（1-6）（从动车轮组（1-1）、十字铰轴箱（1-2）、主动车轮组（1-6）是以并排方式穿装在横轴上，也大大降低了台车的整体高度；采用双轨形式改善了主梁（6）的受力，主梁（6）的腹板结构不需要承受附加扭矩，双轨构造型式在两车轮组之间可以采用结构简单、受力合理的十字铰轴箱结构，与传统台车架相比大大减小了体积和自重，也便于模块化制作），以悬臂方式安装在主动车轮组（1-6）外侧端的驱动轴（1-7），安装在驱动轴（1-7）上的驱动装置（1-8）（驱动装置（1-8）提供运动动力，运动动力通过驱动轴（1-7）提供给主动车轮组（1-6）），以及通过纵轴（1-4）定位、并固定在十字铰轴箱（1-2）上方的支座（1-5）（只用将连接梁（2）的前后端分别与前后两组台车模块中各自对应纵梁上的支座（1-5）连接，就可以实现起升小车单侧的快速组装；两个连接梁（2）之间再通过搭接起吊梁（3）便构成起升小车中完整的行走台车，而且快速保证了四组行走机构台车模块中所有行走轮的正确位置，省去了人工来回调整垂直度的麻烦，实现了快速定位和快捷安装）；所述横轴（1-3）和纵轴（1-4）在水平方向上垂直交叉布置（横轴（1-3）和纵轴（1-4）是相互垂直的，且横轴（1-3）垂直于导轨、纵轴（1-4）平行于导轨，支座（1-5）又以纵轴（1-4）来定位，所以通过连接梁（2）连接支座（1-5）后，前后二组行走机构台车模块中的行走轮实现了快速自定位，两条连接梁（2）再通过起吊梁（3）搭接后的四组行走机构台车模块中的行走轮也实现了快速自定位），两轴线的间距小于横轴（1-3）与纵轴（1-4）的半径之和（即纵轴（1-4）与横轴（1-3）存在交叉重合部分），在横轴（1-3）上加工有卡嵌纵轴（1-4）的弧状凹槽（纵轴（1-4）卡嵌在横轴（1-3）凹槽内可以确保横轴（1-3）不会转动和左右窜动）；

所述起升机构模块（4）包括u型框架结构的卷筒支架（4-1）和卷筒（4-2）（卷筒（4-2）用于卷绕起重钢丝绳，卷筒支架（4-1）是卷筒（4-2）的安装基础），卷筒（4-2）的右端通过卷筒支撑轴（4-3）支撑在卷筒支架（4-1）的右立板（4-1-1）上，卷筒（4-2）的左端通过内嵌在卷筒内腔中的减速器（4-4）支撑在卷筒支架（4-1）的左立板（4-1-2）上（卷筒（4-2）的两端架设在卷筒支架（4-1）的两端立板上，卷筒（4-2）与减速器（4-4）同步转动；减速器（4-4）内置于卷筒（4-2）内腔中，结构紧凑、大大节约了安装空间），减速器（4-4）与动力单元（4-5）通过带制动盘的联轴器ⅰ（4-6）、连接轴（4-13）、联轴器ⅱ（4-14）相连接（连接轴与联轴器采用花键连接，可轻微伸缩，使结构的受力变形不影响动力的传输，动力单元（4-5）输出的动力通过减速器（4-4）传递到卷筒（4-2））；位于联轴器ⅰ（4-6）两侧的动力单元输出轴和减速器输入轴上均安装有制动器（4-7）（用于控制动力单元输出轴、减速器输入轴及卷筒（4-2）停止转动，进而实现钢丝绳（5-5）在高度方向上的停升或停降），在卷筒支撑轴（4-3）的外端面连接有限位开关（4-8）（限位开关（4-8）在现场进行极限位置的设定：在吊钩附件（5-6）起升到最大高度时，限位开关（4-8）动作，使得卷筒（4-2）停止转动、吊钩附件（5-6）停止起升；在吊钩附件（5-6）下降到卷筒（4-2）放绳只剩下最后3圈安全圈时，限位开关（4-8）动作，使得卷筒（4-2）停止转动、吊钩附件（5-6）停止下降），在右立板（4-1-1）和左立板（4-1-2）的同侧上部固定有水平外延的销孔板（4-9）（穿装销轴后能够实现起升机构模块（4）与起吊梁（3）的快速定位）、同侧下部固定有带螺栓孔的法兰板（4-10）（穿装螺栓后能够实现起升机构模块（4）与起吊梁（3）的快速连接和固定）；

所述起吊梁（3）是箱型梁结构，上翼缘为矩形截面，下翼缘是两侧腹板（3-1）的中部向下延伸呈梯形板状结构；在腹板（3-1）的上翼缘对应部分设置有与销孔板（4-9）相匹配的销板（3-2）（穿装销轴后能够实现起升机构模块（4）与起吊梁（3）的快速定位），在腹板（3-1）的设置有与法兰板（4-10）相匹配的法兰孔板（3-3）（穿装螺栓后能够实现起升机构模块（4）与起吊梁（3）的快速连接和固定），在腹板（3-1）的下翼缘对应部分加工有用于穿装定滑轮轮轴的轴孔（3-4）（通过定滑轮轮轴（5-2）可以将定滑轮组（5-1）挂装在起吊梁（3）的下部）；

所述滑轮组起吊系统（5）是由定滑轮组（5-1）、定滑轮轮轴（5-2）、动滑轮组（5-3）、动滑轮轮轴（5-4）、钢丝绳（5-5）、吊钩附件（5-6）构成，其中定滑轮组（5-1）通过定滑轮轮轴（5-2）挂装在起吊梁（3）的腹板（3-1）下翼缘对应部分，动滑轮组（5-3）通过钢丝绳（5-5）挂装在定滑轮组（5-1）的下方，吊钩附件（5-6）挂装在动滑轮组（5-3）的下方。

本发明中所述十字铰轴箱（1-2）为方箱结构，在十字铰轴箱（1-2）的左右侧面上分别对称加工有横轴安装孔，在十字铰轴箱（1-2）的前后端面上分别对称加工有纵轴安装孔，且纵轴安装孔和纵轴安装孔在水平方向上相互垂直（保证纵轴（1-4）与横轴（1-3）水平垂直、且交叉重合）。

本发明中所述驱动轴（1-7）是轴端端盖加悬臂外延轴的结构，在轴端端盖部分的外缘加工有用于安装抗剪螺钉（1-9）的配合孔。

本发明中所述支座（1-5）是由水平法兰板（1-5-1）和竖向定位筋板（1-5-2）构成，在竖向定位筋板（1-5-2）上加工有套装纵轴（1-4）的定位孔（支座（1-5）以纵轴（1-4）定位，纵轴（1-4）又平行于导轨，通过连接梁（2）连接支座后，前后二组行走机构台车模块中的行走轮实现了快速自定位），在水平法兰板（1-5-1）上加工有固定连接梁（2）的连接孔（穿装螺栓后，就可实现连接梁（2）与支座（1-5）的连接）。

本发明中所述驱动装置（1-8）是电动机、制动器、减速器三者一体的三合一驱动装置。

本发明中所述双导轨（7）铺设在主梁（6）的两边腹板对应处（采用双轨形式改善了主梁（6）的受力，主梁（6）的腹板结构不需要承受附加扭矩，双轨构造型式在两车轮组之间可以采用结构简单、受力合理的十字铰轴箱结构，与传统台车架相比大大减小了体积和自重，也便于模块化制作）。

本发明中所述制动器（4-7）的底部支撑在底座（4-12）上，所述底座（4-12）的右端固定在卷筒支架的左立板（4-1-2）外端面上（底座（4-12）与卷筒支架（4-1）结合为一体，形成一个整体式安装基础）。

在本发明中所述制动器（4-7）的外围安装有制动器罩（4-11）（具有防尘、安全、美观的作用）。

本发明中所述减速器（4-4）为行星减速器。

本发明的具体使用情况如下：

首先，根据上述结构描述和实际需要，分别组装四套行走机构台车模块和若干套起升机构模块；接着，在两条主梁（6）上前后各对称布置两套行走机构台车模块（1）；然后，通过两根连接梁（2）分别将前后两套行走机构台车模块（1）搭接为一体，即在支座（1-5）和连接梁（2）底部连接板上穿装螺栓；再接着，将定滑轮组（5-1）安装在起吊梁（3）上，将起吊梁（3）横向搭接在两根连接梁（2）正中顶上方；随后，将所需数量的起升机构模块挂装在起吊梁（3）的两侧，组配成所需型号和起重范围的桥机；最后，将滑轮组起吊系统（5）的其他部件通过定滑轮组（5-1）挂装在起吊梁（3）的下部。这样，本发明就快速组装完毕，可以根据需要沿双导轨（7）移动到需要起吊的位置，启动动力单元（4-5），带动卷筒（4-2）转动，同时卷绕在卷筒（4-2）、定滑轮组（5-1）、动滑轮组（5-3）上的钢丝绳（5-5）转动，带动动滑轮组（5-3）以吊钩附件（5-6）及起重物体上下升降，进而起吊到所需位置。