CN115303966B - 正面吊机械腿及轻量化正面吊 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种正面吊机械腿及轻量化正面吊，涉及港口工程机械技术领域，包括连接在正面吊车架前端的具有呈空腔结构的支腿固定架的支腿安装架；一端利用所述支腿固定架的空腔结构连接在支腿安装架上的升降机构；与升降机构连接，并与其呈多角度变化的支腿机构；本发明利用连接在正面吊车架前方的正面吊机械腿作为正面吊的力矩平衡中心，使正面吊的前轮力矩平衡中心前移实现了无配重或较少配重的远排起吊，此外正面吊机械腿还能够呈半圆弧收缩并前后摆动，缩短了常规支撑作业时长，使正面吊具有自重小、作业能耗低的优点，极大的节约了成本，普适性广。

Description

正面吊机械腿及轻量化正面吊

技术领域

本发明属于港口工程机械技术领域，尤其涉及正面吊机械腿及轻量化正面吊。

背景技术

在港口码头、铁路货站、物流集装箱堆场，多使用集装箱正面吊运机作为重型集装箱装卸吊运设备。普通型正面吊具有多排顺序吊箱功能，为满足正面吊的多排吊箱功能，通常是采用车架尾部设置大吨位平衡配重方法，通用型45吨正面吊常需要配置18吨左右的后配重，才能满足正面吊多排或远前伸距吊箱的作业要求。因此通用45吨正面吊具有70多吨的自重，并必须配置大功率发动机及其变速箱、驱动桥，而且设备自重大，制造成本高，作业油耗高。

本行业技术领域内为了解决大前伸距吊箱和设备轻量化相互矛盾的问题，国内外生产企业提出了多种技术解决方案和产品，它们分别是带平面支撑前支腿正面吊技术、变轴距正面吊专利等技术，前者结构简单、成本低，但前支腿的支撑作业时间长，使用效率低，没有得到普及；后者改进效果好，方案较复杂，成本较高。

因此本行业市场需要一种具有快捷灵活的机动性能、通用前伸距起吊能力并兼有轻量化设计及轻型动力配置的正面吊。

发明内容

为解决现有的正面吊存在的自重大，作业油耗高，前支腿的支撑作业等问题，本发明提供一种无需或较少配重的轻量化正面吊，本发明提供的轻量化正面吊利用连接在正面吊车架前方的正面吊机械腿作为正面吊的力矩平衡中心，使正面吊的前轮力矩平衡中心前移实现了无配重或较少配重的远排起吊，而且，本发明提供的正面吊机械腿能够呈半圆弧收缩并前后摆动，缩短了常规支撑作业时长，具有自重小、作业能耗低的优点，极大的节约了成本。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种正面吊机械腿，包括连接在正面吊车架前端的具有呈空腔结构的支腿固定架的支腿安装架；一端利用所述支腿固定架的空腔结构连接在支腿安装架上的升降机构，与升降机构连接，并与其呈多角度变化的支腿机构。

其中，所述支腿安装架呈倒“L”型。

具体的，所述支腿安装架的一端固定连接在正面吊车架前侧，另一端以倒“L”型向下延伸，形成具有空腔结构的支腿固定架。

其中，所述支腿安装架的一端上方设有升降油缸安装座。

其中，所述升降机构包括升降油缸，其一端穿过支腿固定架的空腔结构连接在升降油缸安装座上，另一端与滑动支腿架连接，以及连接在滑动支腿架下端的横梁。

其中，所述滑动支腿架可以在支腿固定架内侧空腔内上下滑动。升降油缸的一端通过升降油缸上销轴与支腿固定架铰接。滑动支腿架通过升降油缸下销轴和升降油缸铰接。横梁通过横梁销轴将其中部铰接在支腿固定架上。

具体的，支腿机构包括通过横梁销轴铰接在滑动支腿架上的中支腿机构、分别铰接在横梁两端的外侧支腿机构和内侧支腿机构，以及弧摆机构。

其中，所述中支腿机构包括一端通过横梁销轴铰接在滑动支腿架上的中腿外套，套接在中腿外套内的中腿内套，连接在中腿内套上的中间支腿，以及套接在中腿内套外表面且位于中腿外套和中间支腿之间的弹性部件。

具体的，所述中腿外套内为空腔结构，用于套接在中腿内套上。其中，中腿外套两侧设有腰形孔，中腿内套上设有滑移键，滑移键在腰形孔的范围内上下滑移，使中支腿机构活动更灵活，提高对路面的适应能力。

进一步的，中腿内套底部为支撑球头，其与设置在中间支腿上的连接球头相适配，使中间支腿球接在中腿内套的下端。

进一步的，弹性部件为市售的任意一种弹性体，例如弹簧，本发明不做限制。

具体的，外侧支腿机构包括连接在横梁外侧的外侧支腿连接件，以及连接在外侧支腿连接件上的外侧支腿。

具体的，所述横梁外侧与外侧支腿连接件通过外上销轴铰接，外侧支腿连接件和外侧支腿通过外下销轴铰接。

具体的，内侧支腿机构包括连接在横梁内侧的内侧支腿连接件，以及连接在内侧支腿连接件上的内侧支腿。

具体的，所述横梁内侧与内侧支腿连接件通过内上销轴铰接，内侧支腿连接件和内侧支腿通过内下销轴铰接。

进一步的，中间支腿通过支腿安装座分别与外侧支腿、内侧支腿铰接。

其中，所述内侧支腿连接件为连杆或油缸或气缸。

其中，所述外侧支腿连接件为连杆或油缸或气缸。

其中，所述弧摆机构包括连接在滑动支腿架和内侧支腿连接件之间的摆动油缸，以及将摆动油缸的一端铰接在滑动支腿架上的摆动油缸安装杆、将摆动油缸的一端铰接在内侧支腿连接件上的摆动油缸安装座。

其中，所述中间支腿、外侧支腿和内侧支腿上均设有加强板筋，所述加强板筋平行于中间支腿、外侧支腿和内侧支腿长度方向，且仅在靠近主机的一侧设置。

为实现本发明的技术目的，本发明另一方面提供一种轻量化正面吊，包括正面吊车架及安装在正面吊车架前端的如上所述的正面吊机械腿。

其中，所述正面吊机械腿为两个，对称安装于正面吊车架前端两边。

有益效果：

1、本发明提供的轻量化正面吊利用连接在正面吊车架前方的正面吊机械腿作为正面吊的力矩平衡中心，使正面吊的前轮力矩平衡中心前移实现了无/少配重的远排起吊，自重小、作业能耗低，可减小设备整机重量约20％，空载行驶减少油耗的20％，重载行驶减少油耗14％以上，而且动力传动系统可以随之优化，降低发动机功率和变速箱规格，进一步减少设备动力系统的固有油耗和设备成本，节能减排，成本低廉。

2、本发明提供的无配重或大幅减少后配重的正面吊使正面吊后轮轮压大幅降低，根据车辆在硬化路面通行次数与轮压成N次方反比关系进行推算，使用本专利正面吊产品，其后轮轮压约为普通正面吊的73％，可提高场地路面使用寿命2.5-3.3倍。

3、由于本发明提供的正面吊机械腿的多个支腿板能够呈弧形变化，因此仅需微调高度和方向便可整车安全行驶移动。此时油缸提升速度大约为50-100mm/秒，即本发明提供的正面吊可以在0.5～1秒的时间内完成支腿1的收放，实现了快速收放。

4、利用本发明提供的正面吊机械腿在进行多排集装箱吊箱作业时，可一边前伸吊臂，一边启动支腿快速下降至近地面位置，避让路面障碍，当正面吊行驶达到作业目标箱位后，支腿底部展开成一字形平面，使前轮离地至主油缸压力与起吊集装箱载荷相匹配为止，当吊臂伸达至作业箱位后，即可进行吊放箱作业。而且前支腿每个支撑平面受力约为整个支腿的1/3，所以各支承平面受力均匀。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的正面吊机械腿的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例1提供的正面吊机械腿的支腿机构的结构示意图；

图3是本发明实施例1提供的正面吊机械腿的弧摆机构的结构示意图；

图4是本发明实施例1提供的正面吊机械腿的结构示意图；

图5是本发明实施例3提供的轻量化正面吊的结构示意图；

图6是本发明应用实施例1提供的轻量化正面吊的机械腿的呈90°回收时的状态图；

图7是本发明实施例1提供的轻量化正面吊的机械腿的不同状态结构示意图，其中，右侧为停机状态下或行走状态下的呈弧面状的状态图；

图8是本发明应用实施例2提供的轻量化正面吊车架与第2、3排以远的集装箱H的距离关系示意图；

图9是本发明本发明应用实施例2提供的正面吊机械腿呈半弧状的状态图。

图中，1、正面吊车架；2、支腿安装架；21、支腿固定架；22、升降油缸安装座；3、升降机构；31、升降油缸；32、滑动支腿架；33、升降油缸上销轴；34、升降油缸下销轴；35、横梁、36、横梁销轴。4、支腿机构；41、中支腿机构；411、中腿外套；4111、腰形孔；4121、滑移键；412、中腿内套；413、中间支腿；414、弹性部件；415、支撑球头；416、连接球头；42、外侧支腿机构；421、外侧支腿连接件；422、外侧支腿；423、外上销轴；424、外下销轴；43、内侧支腿机构；431、内侧支腿连接件；432、内侧支腿；433、内上销轴；；44、弧摆机构；441、摆动油缸；442、摆动油缸安装杆；443、摆动油缸安装座；45、支腿安装座；46、加强板筋。

H、集装箱。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

下面结合附图1-9来详细描述本公开的具体实施方式。

实施例1正面吊机械腿

如图1-4所示，本发明提供的一种正面吊机械腿，包括连接在正面吊车架1前端的具有呈空腔结构的支腿固定架21的支腿安装架2；一端利用所述支腿固定架21的空腔结构连接在支腿安装架上的升降机构3，与升降机构3连接，并与其呈多角度变化的支腿机构4。

进一步的，所述支腿安装架2的一端固定连接在正面吊车架前侧，另一端以倒“L”型向下延伸，形成具有空腔结构的支腿固定架21。其中，支腿安装架2的一端上方设有升降油缸安装座22。

进一步的，如图1所示，升降机构3包括升降油缸31，其一端穿过支腿固定架21的空腔结构连接在升降油缸安装座22上，另一端与滑动支腿架32连接，以及连接在滑动支腿架下端的横梁35。

具体的，滑动支腿架32可以在支腿固定架21内侧空腔内上下滑动。升降油缸31的一端通过升降油缸上销轴33与支腿固定架21铰接。滑动支腿架32通过升降油缸下销轴34和升降油缸铰接31。横梁35通过横梁销轴36将其中部铰接在支腿固定架21上。

具体的，支腿机构4包括通过横梁销轴36铰接在滑动支腿架32上的中支腿机构41、分别铰接在横梁35两端的外侧支腿机构42和内侧支腿机构43，以及弧摆机构44。

进一步的，如图2所示，中支腿机构41包括一端通过横梁销轴36铰接在滑动支腿架32上的中腿外套411，套接在中腿外套411内的中腿内套412，连接在中腿内套412上的中间支腿413，以及套接在中腿内套412外表面且位于411中腿外套和中间支腿413之间的弹性部件414。

具体的，所述中腿外套411内为空腔结构，用于套接在中腿内套412上。其中，中腿外套411两侧设有腰形孔4111，中腿内套412上设有滑移键4121，滑移键4121在腰形孔4111的范围内上下滑移，使中支腿机构活动更灵活，提高对路面的适应能力。

进一步的，中腿内套412底部为支撑球头415，其与设置在中间支腿413上的连接球头416相适配，使中间支腿413球接在中腿内套412的下端。

进一步的，弹性部件414为市售的任意一种弹性体，例如弹簧，本发明不做限制。

具体的，外侧支腿机构42包括连接在横梁36外侧的外侧支腿连接件421，以及连接在外侧支腿连接件421上的外侧支腿422。

具体的，所述横梁36外侧与外侧支腿连接件421通过外上销轴423铰接，外侧支腿连接件421和外侧支腿422通过外下销轴424铰接。

具体的，内侧支腿机构43包括连接在横梁36内侧的内侧支腿连接件431，以及连接在内侧支腿连接件431上的内侧支腿432。

具体的，所述横梁36内侧与内侧支腿连接件431通过内上销轴433铰接，内侧支腿连接件431和内侧支腿432通过内下销轴434铰接。

进一步的，中间支腿413通过支腿安装座45分别与外侧支腿422、内侧支腿432铰接。

其中，外侧支腿连接件421和内侧支腿连接件431为连杆。具体的，如图3所示，弧摆机构44包括连接在滑动支腿架32和内侧支腿连接件431之间的摆动油缸441，以及将摆动油缸441的一端铰接在滑动支腿架32上的摆动油缸安装杆442、将摆动油缸441的一端铰接在内侧支腿连接件431上的摆动油缸安装座443。

进一步的，中间支腿413、外侧支腿422和内侧支腿432上均设有加强板筋46，如图4所示，所述加强板筋46平行于中间支腿413、外侧支腿422和内侧支腿432长度方向，且仅在靠近主机的一侧设置。

实施例2正面吊机械腿

除外侧支腿连接件421和内侧支腿连接件431为油缸或气缸外，其他均与实施例1相同。

本发明将利用油缸连接横梁和内侧支腿，利用油缸连接横梁和外侧支腿，加快了支腿机构的收放速度，活动更加灵活，机械腿的收放可以在0.1～0.6秒的时间内完成。

实施例3轻量化正面吊

如图5所示，本发明提供的轻量化正面吊包括正面吊车架1及安装在正面吊车架1前端的两个实施例1所述的正面吊机械腿A。

应用实施例1停机状态

当本发明提供的轻量化正面吊在执行起吊作业前，升降机构3与支腿机构4呈90°或小于90°，为回收状态，如图6或图7右侧的支腿机构所示。

应用实施例2作业状态

当本发明提供的轻量化正面吊在执行起吊第1排集装箱作业时，机械腿状态不变，依然呈回收状态。

当执行起吊第2、3排以远的集装箱的作业时，工作人员可一边前伸吊臂，一边启动机械腿，具体作业过程如下：

吊臂前伸的同时，控制升降油缸31伸出，带动滑动支腿架32下降，横梁35随之下降，连接在横梁35的外侧支腿连接件421、内侧支腿连接件431移动，使外侧支腿422和内侧支腿432向地面伸缩展开成支撑平面状态(如图4所示)，同时升降油缸31的压力腔提供的压力使摆动油缸441同步向下支撑并自动承担整个支腿1/3的支撑力，使正面吊的前轮离地至升降油缸的压力与起吊集装箱载荷相匹配为止，当吊臂伸达至作业箱位后，即可进行吊放箱作业。由于两个机械腿的支撑平面受力约为整个支腿的1/3，所以各支撑平面受力均匀。

在使用本发明提供的轻量化正面吊进行起吊作业时，进行了力学计算，如图8所示：

采用本发明提供的两个机械腿作为正面吊的力矩平衡中心，不采用配重的情况下，正面吊自重减少，而且正面吊的前轮力矩平衡中心向前加大了约550mm。

根据正面吊工作力矩和设备稳定力矩的力矩平衡原理计算得：

设：G正面吊自重(72吨)：G2为工作载荷(31吨)+吊具重量(8吨)

L1＝设备重心到力矩平衡中心的距离，L2＝载荷到力矩平衡中心的距离

无机械腿正面吊：G＝G2×L2/L1

有机械腿正面吊：G1＝G2×(L2-550mm)/(L1+550mm)

普通45吨正面吊，L1＝3500mm，L2＝4600mm

则(G-G1)/G＝0.23％

上式计算说明，加前支腿的正面吊的自重重量比普通正面吊的自重要减少23％，考虑到吊具一般不能减重，则实际减重约为：

(72-8)×23％/72＝20％。

4、吊臂前伸作业结束，

当2、3排吊重起吊并拉回到1排时，可收缩升降油缸31并同时收缩摆动油缸441，使支腿机构4向内侧摆动，与升降机构呈90°或以上，使机械腿的通过高度达到设计离地高度值要求，正面吊可正常移动行驶即可，具体操作如下：

升降油缸31缩回，带动滑动支腿架32上升(例如50mm)。滑动支腿架32带动横梁35上升。横梁35带动外侧支腿连接件421、内侧支腿连接件431以及中腿外套411上升，由于中腿内套412在弹性部件414的作用下保持在地面不动，因此，外侧支腿连接件421和内侧支腿连接件431的上升会使外侧支腿422和外侧支腿432上翻，而中间支腿413保持不变，中腿内套412上的滑移键4121沿着41中腿外套411上的腰形孔4111向下移动至最下面的极限位置时，中间支腿413、外侧支腿422和内侧支腿432呈一个弧面，整个支腿机构如图9所示，升降油缸31继续缩回，整个支腿以图9所示的姿态上升，上升的同时控制摆动油缸441缩回，本发明将支腿机构的姿态变化、上升以及摆动同时进行，提高了支腿机构的快速收回。

此时油缸提升速度大约为50-100mm/秒，可见，本发明提供的正面吊可以在0.5～1秒的时间内完成机械腿的收放，效率高，与常规的正面吊的作业效率相当。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (11)

1.一种正面吊机械腿，其特征在于，包括：

连接在正面吊车架前端的具有呈空腔结构的支腿固定架的支腿安装架；

一端利用所述支腿固定架的空腔结构连接在支腿安装架上的升降机构，所述升降机构包括滑动支腿架，所述滑动支腿架能在支腿固定架内侧空腔内上下滑动；

与升降机构连接，并与其呈多角度变化的支腿机构；

其中，所述支腿机构包括：

通过横梁销轴铰接在滑动支腿架上的中支腿机构；

分别铰接在横梁两端的外侧支腿机构和内侧支腿机构，以及

连接在滑动支腿架和内侧支腿连接件之间的弧摆机构；

所述中支腿机构分别与外侧支腿机构和内侧支腿机构铰接。

2.如权利要求1所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述支腿安装架呈倒“L”型。

3.如权利要求1所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述升降机构包括：

升降油缸，其一端穿过支腿固定架的空腔结构连接在升降油缸安装座上，另一端与滑动支腿架连接，以及连接在滑动支腿架下端的横梁。

4.如权利要求1所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述中支腿机构包括：

一端通过横梁销轴铰接在滑动支腿架上的中腿外套；

套接在中腿外套内的中腿内套；

连接在中腿内套上的中间支腿，以及

套接在中腿内套外表面且位于中腿外套和中间支腿之间的弹性部件；

其中，所述中腿外套两侧设有腰形孔，中腿内套上设有滑移键，滑移键在腰形孔的范围

内上下滑移；

其中，所述中间支腿球接在中腿内套的下端。

5.如权利要求4所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述外侧支腿机构包括：

连接在横梁外侧的外侧支腿连接件；以及

连接在外侧支腿连接件上的外侧支腿。

6.如权利要求5所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述内侧支腿机构包括：

连接在横梁内侧的内侧支腿连接件；以及

连接在内侧支腿连接件上的内侧支腿。

7.如权利要求6所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述外侧支腿连接件为连

杆、油缸或气缸，内侧支腿连接件为连杆、油缸或气缸。

8.如权利要求1所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述弧摆机构包括：

连接在滑动支腿架和内侧支腿连接件之间的摆动油缸；

将摆动油缸的一端铰接在滑动支腿架上的摆动油缸安装杆；以及

将摆动油缸的一端铰接在内侧支腿连接件上的摆动油缸安装座。

9.如权利要求6或7所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述中间支腿通过支腿安装座分别与外侧支腿、内侧支腿铰接，形成一个可活动的整体。

10.如权利要求6或7所述的正面吊机械腿，其特征在于，所述中间支腿、外侧支腿和内侧支腿上的长度方向上均设有加强板筋，且仅在靠近正面吊车架的一侧设置。

11.一种轻量化正面吊，包括正面吊车架，其特征在于，还包括安装在正面吊车架前端

的如权利要求1-10任一所述正面吊机械腿；

其中，所述正面吊机械腿为两个，对称设置在正面吊车架前方的两侧。