起重機的配重平衡設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種起重機的配重平衡設備，包括平衡塊、倍率滑輪組、導向滑輪組和鋼絲繩，平衡塊設置小車的后方，倍率滑輪組布置在大梁上和平衡塊上，導向滑輪組布置在小車和吊具機構上，鋼絲繩的兩端固定在小車的前方或后方，鋼絲繩繞過小車和吊具機構上的導向滑輪組、大梁上和平衡塊上的倍率滑輪組，鋼絲繩串接小車、吊具機構和平衡塊，平衡塊與吊具機構在鋼絲繩的牽引下做反向的運動，平衡塊延導向支架運動并具有平衡塊固定裝置。本發(fā)明尤其適用于吊具機構自重較大的大型或者超大型的集裝箱岸邊起重機和集裝箱堆場軌道龍門起重機。
【專利說明】起重機的配重平衡設備
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及起重機領域，更具體地說，涉及一種起重機的配重平衡設備。
【背景技術】
[0002]為適應集裝箱運輸?shù)难该桶l(fā)展，全球各碼頭普遍采購大型高效的岸邊集裝箱起重機(以下簡稱岸橋)來最大限度地提高裝卸效率，減少船舶?？繒r間，滿足船舶大型化要求。然而，超大型岸橋的大裝機容量導致運行能耗提高，面對全球能源價格上漲的趨勢，碼頭贏利反而下降，且不符合全球提倡的“低碳、環(huán)?！崩砟罴拔覈笆濉惫?jié)能規(guī)劃要求。
[0003]另外，集裝箱堆場龍門起重機，由于數(shù)量眾多，也面臨著效率和能耗矛盾問題，需要節(jié)能減排。
[0004]如何在滿足起重機主要技術參數(shù)不變情況下，即在不降低綜合效率情況下，通過對產(chǎn)品各方面進行優(yōu)化設計，從而達到節(jié)能減排，低碳環(huán)保目的已成為集裝箱起重機設計領域亟待解決的重要課題。現(xiàn)有集裝箱起重機節(jié)能技術主要包括合理確定速度參數(shù)、機構低慣量設計、提高傳動效率、功率因素動態(tài)補償、采用非晶合金變壓器、照明系統(tǒng)智能控制。通過綜合運用上述技術可實現(xiàn)10%?12%的節(jié)能效果，但要進一步提高需尋找全新的突破點。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明旨在提出一種能更加明顯有效地降低起重機能耗的設備。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實施例，提出一種起重機的配重平衡設備，包括平衡塊、倍率滑輪組、導向滑輪組和鋼絲繩，平衡塊設置小車的后方，倍率滑輪組布置在大梁上和平衡塊上，導向滑輪組布置在小車和吊具機構上，鋼絲繩的兩端固定在小車的前方或后方，鋼絲繩繞過小車和吊具機構上的導向滑輪組、大梁上和平衡塊上的倍率滑輪組，鋼絲繩串接小車、吊具機構和平衡塊，平衡塊與吊具機構在鋼絲繩的牽引下做反向的運動，平衡塊延導向支架運動并具有平衡塊固定裝置。
[0007]在一個實施例中，吊具機構下降，平衡塊在鋼絲繩的牽引下上升儲能，吊具機構上升，平衡塊下降釋能。
[0008]在一個實施例中，倍率滑輪組的倍率、平衡塊的重量、平衡塊的運行距離和鋼絲繩的直徑是根據(jù)起重機類型、吊具機構的重量、吊具的起升高度確定。
[0009]在一個實施例中，倍率滑輪組的倍率為5倍率、平衡塊的重量為55噸、平衡塊的運行距離為不超過12m、鋼絲繩的直徑為12mm?14mm。
[0010]在一個實施例中，倍率滑輪組布置在大梁的后端，平衡塊布置在大梁后端的下方，鋼絲繩的兩端固定在大梁的前端或后端。
[0011]在一個實施例中，在小車底部設置兩組導向滑輪組，在吊具機構頂部設置一組導向滑輪組，在大梁和平衡塊上各自設置一組倍率滑輪組。
[0012]在一個實施例中，導向滑輪設置在吊具機構中的吊具上或者吊具上架上。[0013]在一個實施例中，平衡塊安裝在導向支架內并延導向支架運動，平衡塊固定裝置固定平衡塊的位置以使得鋼絲繩松弛。
[0014]本發(fā)明的配重平衡裝置利用平衡塊可以抵消吊具機構的部分自重，使得吊具機構的自重不再消耗額外的能源，以降低起重機的整體能耗。本發(fā)明尤其適用于吊具機構自重較大的大型或者超大型的集裝箱岸邊起重機和集裝箱堆場軌道龍門起重機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質和優(yōu)勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中:
[0016]圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的起重機的配重平衡設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]集裝箱起重機最主要能耗在于起吊貨物(包括空載高速)時的起升動作，而吊具機構每次都會隨裝卸集裝箱上下運動，因而也消耗了很多能量。以往對于起重機的節(jié)能優(yōu)化主要著眼于優(yōu)化吊具機構自身的結構，如減輕吊具自重及上架自重或采用兩片分離式上架代替整體上架。但受到集裝箱起重量的限制，吊具和上架要滿足強度和疲勞要求已很難再減重，并且兩片分離式上架更換吊具較麻煩，碼頭用戶往往不愿使用。以集裝箱岸橋為例，目前吊具機構重量通常在17t?20t之間，而起吊集裝箱的重量裝貨只有20t?60t，吊具機構占起吊貨物的重量比例相當大。也就是說，有相當大的一部分能耗是被吊具機構在運行過程中消耗掉的，而不是用在起吊貨物上。
[0018]因此，本發(fā)明調整了節(jié)能優(yōu)化的角度，改變了以往僅僅考慮吊具結構的問題，轉而從吊具機構的運行過程著手，研發(fā)新的節(jié)能系統(tǒng)。本發(fā)明通過在起重機上增加一套配重平衡裝置，在吊具機構下降時能夠儲能，在吊具機構上升時能夠釋放所儲存的能量，這部分能量用于滿足吊具機構自身重量的起升，這樣，起重機所消耗的能源主要用于起升貨物，通過這種方式，能夠在現(xiàn)有基礎上更加明顯有效地進一步降低起重機的能耗。
[0019]參考圖1所示，本發(fā)明揭示了一種起重機的配重平衡設備，該配重平衡設備包括平衡塊102、倍率滑輪組104、導向滑輪組106和鋼絲繩108。平衡塊102設置小車202的后方，倍率滑輪組104布置在大梁上和平衡塊102上。導向滑輪組106布置在小車202和吊具機構204上，鋼絲繩108的兩端固定在小車202的前方，也可以進一步通過滑輪組固定在小車202的后方。在圖示的實施例中，鋼絲繩108的兩端固定在小車202的前方。鋼絲繩108繞過小車202和吊具機構204上的導向滑輪組106、大梁上和平衡塊上的倍率滑輪組104。鋼絲繩108串接小車202、吊具機構204和平衡塊102，平衡塊102與吊具機構204在鋼絲繩108的牽引下做反向的運動。平衡塊102安裝在導向支架110中并延導向支架110運動，在圖1所示的實施例中，導向支架110豎直布置，平衡塊102延導向支架110在豎直方向內運動。在導向支架110上還安裝有平衡塊固定裝置112，平衡塊固定裝置112可以固定平衡塊102的位置，使得鋼絲繩108松弛。在需要對起重機進行檢修的時候，可以通過平衡塊固定裝置112固定平衡塊102，松弛鋼絲繩108對系統(tǒng)進行檢修。
[0020]在圖1中，大梁沒有被示出，但是可以清楚地了解大梁的位置。在圖1所示的實施例中，鋼絲繩108是延大梁布置的，因此鋼絲繩108的走向體現(xiàn)了大梁的位置。鋼絲繩108的兩端固定在大梁的前端，也可以進一步通過滑輪組固定在大梁的后端。在圖示的實施例中，鋼絲繩108的兩端固定在大梁的后端。倍率滑輪組104布置在大梁的后端，平衡塊102布置在大梁后端的下方。繼續(xù)參考圖1所示的實施例，在小車202的底部設置兩組導向滑輪組106，在吊具機構204頂部設置一組導向滑輪組106，在大梁和平衡塊102上各自設置一組倍率滑輪組104。在圖1所示的實施例中，在大梁的后端也設置有一組導向滑輪組106。對于吊具機構204頂部的導向滑輪組，可以設置在吊具上，也可以設置在吊具上架上。相應的，在吊具上或者吊具上架上增加連接板，用于連接增加的導向滑輪組。
[0021]鋼絲繩108通過導向滑輪組和倍率滑輪組串接起了小車、吊具機構和平衡塊。在鋼絲繩的牽引下，平衡塊和吊具機構(以及吊具機構所承載的貨物)能夠實現(xiàn)反向運動。吊具機構下降時，平衡塊在鋼絲繩的牽引下上升并儲能，吊具機構下降可以利用吊具機構和貨物的重力自然下降，驅動機構的能耗主要用于控制貨物下降速度，吊具機構的下降過程中能耗較小，但在沒有平衡塊的情況下，吊具結構和貨物下降是所釋放的勢能被浪費了，而本發(fā)明的平衡塊能夠回收這部分能量并儲存起來。在吊具機構上升時，平衡塊下降釋能。此時，驅動機構的能耗主要用于起升貨物，而吊具機構自重的起升可以由平衡塊來提供能量，如此，驅動機構不需要再額外消耗起升吊具機構自重的能量，可以有效降低能耗，提升能源使用效率。
[0022]在一個實施例中，倍率滑輪組的倍率、平衡塊的重量、平衡塊的運行距離和鋼絲繩的直徑是根據(jù)起重機類型、吊具機構的重量、吊具的起升高度確定。
[0023]對于常用的岸邊起重機，比如吊具機構自重11噸的岸邊起重機，倍率滑輪組的倍率為5倍率、平衡塊的重量為55噸、平衡塊的運行距離為不超過12m、鋼絲繩的直徑為12mm?14mm。通常，倍率滑輪組的倍率與平衡塊的最大運行距離呈反比，倍率滑輪組的倍率越高，平衡塊的最大運行距離越小。在實際應用中，由于起重機的使用空間有時會受到限制，從而影響到平衡塊的最大運行距離，因此可以根據(jù)實際情況調節(jié)倍率滑輪組的倍率。
[0024]采用了本發(fā)明的配重平衡設備后，起重機的主起升機構的載荷主要是貨物的重量，而不必在過多考慮吊具機構自身的重量。主起升纏繞時僅需要考慮集裝箱載荷和部分剩余吊具系統(tǒng)載荷，電機、減速箱、制動器、鋼絲繩、滑輪的選型全部可以減小，同步進一步提高了實現(xiàn)了機構低慣量設計的節(jié)能效應。
[0025]采用本發(fā)明的配重平衡設備后，主起升載荷顯著減小，起重機的機構選型可得到全面優(yōu)化，在同等貨物載荷的情況下，綜合節(jié)能可以在目前的基礎上再下降10%?20%。
[0026]本發(fā)明的配重平衡裝置利用平衡塊可以抵消吊具機構的部分自重，使得吊具機構的自重不再消耗額外的能源，以降低起重機的整體能耗。本發(fā)明尤其適用于吊具機構自重較大的大型或者超大型的集裝箱岸邊起重機和集裝箱堆場軌道龍門起重機。
[0027]上述實施例是提供給熟悉本領域內的人員來實現(xiàn)或使用本發(fā)明的，熟悉本領域的人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
【權利要求】
1.一種起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述配重平衡設備包括平衡塊、倍率滑輪組、導向滑輪組和鋼絲繩，所述平衡塊設置小車的后方，所述倍率滑輪組布置在大梁上和平衡塊上，所述導向滑輪組布置在小車和吊具機構上，所述鋼絲繩的兩端固定在小車的前方或后方，所述鋼絲繩繞過所述小車和吊具機構上的導向滑輪組、所述大梁上和平衡塊上的倍率滑輪組，所述鋼絲繩串接小車、吊具機構和平衡塊，所述平衡塊與吊具機構在鋼絲繩的牽引下做反向的運動，所述平衡塊延導向支架運動并具有平衡塊固定裝置。
2.如權利要求1所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述吊具機構下降，所述平衡塊在鋼絲繩的牽引下上升儲能，所述吊具機構上升，所述平衡塊下降釋能。
3.如權利要求1所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述平衡塊的重量、倍率滑輪組的倍率、平衡塊的運行距離以及鋼絲繩的直徑相匹配。
4.如權利要求3所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述倍率滑輪組的倍率、平衡塊的重量、平衡塊的運行距離和鋼絲繩的直徑是根據(jù)起重機類型、吊具機構的重量、吊具的起升高度確定。
5.如權利要求4所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述倍率滑輪組為5倍率、平衡塊的重量為55噸、平衡塊的運行距離為不超過12m、鋼絲繩的直徑為12mm?14mm。
6.如權利要求1所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述倍率滑輪組布置在大梁的后端，所述平衡塊布置在大梁后端的下方，所述鋼絲繩的兩端固定在大梁的前端或后端。
7.如權利要求1所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，在小車底部設置兩組導向滑輪組，在吊具機構頂部設置一組導向滑輪組，在大梁和平衡塊上各自設置一組倍率滑輪組。
8.如權利要求1所述的起重機的配重平衡設備，其特征在于，所述導向滑輪設置在吊具機構中的吊具上或者吊具上架上。
9.如權利要求1所述的平衡塊固定裝置，其特征在于，所述平衡塊安裝在導向支架內并延導向支架運動，平衡塊固定裝置固定平衡塊的位置以使得鋼絲繩松弛。
【文檔編號】B66C23/72GK103754778SQ201410057915
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權日:2014年2月20日
【發(fā)明者】張明海, 富茂華 申請人:上海振華重工(集團)股份有限公司