CN103663139A - 一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置。该装置可以用来解决岸边集装箱小车制动时的能量转换问题。该方法需要在小车运行轨道（1）的内测铺设一条齿条（2）。小车车轮（4）通过车轮轴（10）与小车车体（3）相连，车轮轴（10）与小车车体（3）固接，车轮轴（10）与车轮（4）通过轴承相连。齿轮（5）通过齿轮连接轴（11）与扭矩过载保护离合器（6）的一端相连，扭矩过载保护离合器（6）的另一端与棘轮停止器（7）固接，棘轮停止器（7）通过连接轴（9）与蜗卷弹簧（8）相连。上述蜗卷弹簧（8）是用来储存小车制动时的能量和驱动小车运动的。上述棘轮停止器（7）是用来控制连接轴（9）的转动方向。上述扭矩过载保护离合器（6）连接轴（9）与齿轮连接轴（11）。同时，扭矩过载保护离合器（6）还可以进行过载保护。

Description

一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置

技术领域

本发明涉及一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，具体涉及一种利用蜗卷弹簧驱动小车运行的装置。

背景技术

目前桥架式起重机牵引式运行小车主要由驱动机构、钢丝绳缠***、小车车轮组、小车起升滑轮组、小车架、司机室、缓冲器、水平轮、顶升和防坠装置、安全限位装置等组成。

桥架式起重机牵引式小车制动时由于小车自身重量较大，且制动时间短，所以小车在制动过程中由于制动器的作用，使小车自身的机械能大量损失，如果可以把这部分能量收集起来，并加以利用，可以使桥架式起重机以更加高效节能的生产方式进行工作。

发明内容

本发明为了解决现有技术的不足，提出了一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，来解决岸边集装箱小车制动时的能量装换问题。

本发明的技术问题主要通过下述技术方案得以解决：

一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，设置在小车车体上，小车车体下方两侧设置小车轨道，小车轨道与小车车轮配合使得小车能够在小车轨道上行走并承载小车重量；其特征在于：小车车体下方，两小车轨道的内侧设置一对与小车轨道平行的齿条，两齿条相对于小车车体中心线对称分布；与齿条相垂直地在小车车体下方可转动的设置一对平行的连接轴，各连接轴的两端外侧分别对接一个齿轮连接轴，各齿轮连接轴的外侧端均连接一个与齿条啮合的齿轮，各齿轮连接轴的内侧端均固定连接一个扭矩过载保护离合器；各连接轴上还设置一个棘轮停止器和一个蜗卷弹簧；棘轮停止器包含外啮合的棘轮和棘爪，棘爪与小车车体固接,棘轮固接在相应侧的扭矩过载保护离合器上，棘轮内侧端面与连接轴固接以控制连接轴的转动方向，蜗卷弹簧在棘轮内侧套置于连接轴上，蜗卷弹簧一端与连接轴固定，另一端与小车车体固定以储存能量或驱动小车。

上述技术方案中，两连接轴上的蜗卷弹簧的安装方向相反；两棘轮停止器的安装方向相反；使得沿小车车体运动方向，总是位于前方的连接轴上的蜗卷弹簧带动连接轴和齿轮连接轴转动储存能量或驱动小车。

上述技术方案中，蜗卷弹簧的内卷曲端横插固定在连接轴上，外卷曲端与小车车体卷曲固定。

上述技术方案中，棘爪通过油缸驱动，且油缸和棘爪均与小车车体固接,

上述技术方案中，棘轮的中心轴线与连接轴和齿轮连接轴轴线位于同一直线上。

上述技术方案中，齿轮与齿条不用于承载，只用于驱动小车运动。

上述技术方案中，各连接轴通过轴承与小车车体连接。

上述技术方案中，小车车体与车轮轴固接，小车车轮设置在车轮轴上。

上述技术方案中，位于前方的连接轴和齿轮连接轴分别为第一连接轴和第一齿轮连接轴，第一连接轴上的第一蜗卷弹簧在开始储能前，两扭矩过载保护离合器均处于放松状态，小车正常行驶；此时，两连接轴处于松弛状态；

当前方的连接轴上的蜗卷弹簧开始储能时，第一连接轴对应的第一扭矩过载保护离合器压紧，后方第二连接轴对应的第二扭矩过载保护离合器放松；此时，该连接轴对应的第一齿轮轴与第一连接轴保持同速转动，第一连接轴的转动带动第一蜗卷弹簧与第一连接轴连接的内卷曲端转动，使第一蜗卷弹簧储能；

待储能结束后，由于第一连接轴上第一棘轮停止器的作用，使第一蜗卷弹簧储存的能量不会自动释放，保证第一蜗卷弹簧不会带动第一连接轴以及第一齿轮轴反向转动；待小车工作结束后，控制第一棘轮停止器的棘爪放开棘轮，通过第一蜗卷弹簧所存储的能量释放带动第一连接轴以及第一齿轮轴转动，以此通过齿轮驱动小车返回，直到第一蜗卷弹簧存储的能量完全释放后，放松第一扭矩过载保护离合器，防止第一蜗卷弹簧反向转动影响小车的运行；

利用第二连接轴上第二蜗卷弹簧储能或驱动小车的方式与第一蜗卷弹簧相同。

本发明蜗卷弹簧在连接轴上，用来储存能量以及驱动小车；扭矩过载保护离合器与连接轴通过棘轮停止器相连。其中棘轮停止器用来控制连接轴的转动方向，扭矩过载保护离合器用来保护蜗卷弹簧；齿轮通过齿轮轴与扭矩过载保护离合器相连。

因此，本发明具有如下优点：1、把小车制动时浪费的机械能收集起来，以此来驱动小车运动；2、小车向不同的方向分别通过不同侧的小车车轮驱动，使小车运动更加灵活；3、通过扭矩过载保护离合器以及棘轮停止器来控制蜗卷弹簧的存储能量和释放能量。

附图说明

图1为本发明的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置结构组成原理图；

图2为本发明桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置中棘轮停止器的原理示意图；

图3为本发明的其中一个连接轴与齿轮轴对接结构示意图。

图4为本发明蜗卷弹簧设置结构示意图。

图中附图标记对应如下：

1、小车轨道；2、齿条；3、小车车体；4、第一小车车轮；4’、第二小车车轮；5、第一齿轮；5’、第二齿轮；6、第一扭矩过载保护离合器；6’、第二扭矩过载保护离合器；7、第一棘轮停止器；7’、第二棘轮停止器；8、第一蜗卷弹簧；8’、第二蜗卷弹簧；9、第一连接轴；9’、第二连接轴；10、第一车轮轴；10’、第二车轮轴；11、第一齿轮轴；11’、第二齿轮轴；12、棘轮；13、棘爪；14、油缸。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它并不构成对本发明的限定，仅做举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1-4所示，一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置。其特征在于：包含小车车体3、位于小车车体3两侧的小车轨道1以及齿条2，小车车体3与车轮轴10（10’）固接；小车车轮4（4’）通过车轮轴10（10’）与小车车体3连接并能够在小车轨道1上行走；扭矩过载保护离合器6（6’）与连接轴9（9’）通过棘轮停止器7（7’）相连，其中棘轮停止器7（7’）用来控制连接轴9（9’）的转动方向，扭矩过载保护离合器6（6’）用来保护蜗卷弹簧8（8’）；齿轮5（5’）设置在齿轮连接轴11（11’）的两端并与齿条2相啮合。

齿条2平行于小车轨道1，布置在小车轨道1内测。

小车车轮4（4’）与小车轨道1接触用于承载，齿轮5（5’）与齿条2不用于承载，只用于驱动小车3运动。

齿轮5（5’）通过齿轮连接轴11（11’）与扭矩过载保护离合器6（6’）相连。其中齿轮5（5’）以及扭矩过载保护离合器6（6’）与齿轮连接轴11（11’）固接。扭矩过载保护离合器6（6’）的另一端与棘轮停止器7（7’）固接。

棘轮停止器7（7’）的棘爪13与控制棘爪的油缸安置于小车车体上，棘轮12固接在离合器6上。

棘轮停止器7（7’）的棘轮12另一端与连接轴9（9’）固接，蜗卷弹簧8（8’）套置于连接轴9（9’）上，一端也即内卷曲端固定在连接轴9（9’）上，另一端也即外卷曲端与小车车体3固接，用来储存能量以及驱动小车；连接轴9（9’）与小车车体3通过轴承相连且可以转动。

第一齿轮连接轴11和第二齿轮轴11’相互平行，且在第一齿轮连接轴11上的蜗卷弹簧8与第二齿轮轴11’上的蜗卷弹簧8’的安装方向相反；在第一齿轮连接轴11上的棘轮停止器7与第二齿轮轴11’上的棘轮停止器7’的安装方向相反。

如图2所示，棘轮停止器7（7’）采用外啮合棘轮停止器。当棘轮停止器处于如图所示的状态，即棘爪13***棘轮12齿谷时，只能进行单向顺时针旋转，有效的防止蜗卷弹簧能量释放出来带动各自连接轴反转。若要反向旋转则需要通过油缸的控制使棘爪脱离棘轮，使棘轮自由旋转。

假设小车向如图所示的右方移动。

在蜗卷弹簧8（8’）开始储能前，第一扭矩过载保护离合器6与第二扭矩过载保护离合器6’均处于放松状态，小车正常行驶。此时，第一连接轴9与第二连接轴9’处于松弛状态。

当蜗卷弹簧8（8’）开始储能时，第一扭矩过载保护离合器6压紧，第二扭矩过载保护离合器6’放松。此时，第一齿轮轴11与第一连接轴9保持同速转动，如图4,第一连接轴9的转动带动了安置在第一连接轴9上第一蜗卷弹簧8与第一连接轴9连接的那一端转动，使第一蜗卷弹簧8储能。待储能结束后，由于第一棘轮停止器7的作用，使第一蜗卷弹簧8储存的能量不会自动释放，保证第一蜗卷弹簧8不会带动第一连接轴9以及第一齿轮轴11反向转动。待小车工作结束后，控制第一棘轮停止器7的棘爪13放开棘轮12，通过第一蜗卷弹簧8所存储的能量释放带动第一连接轴9以及第一齿轮轴11转动，以此通过齿轮5驱动小车返回。直到第一蜗卷弹簧8存储的能量完全释放后，放松第一扭矩过载保护离合器6。防止第一蜗卷弹簧8反向转动影响小车的运行。

若小车沿如图所示的左方运动。

在蜗卷弹簧开始储能前，第二扭矩过载保护离合器6’与第一扭矩过载保护离合器6均处于放松状态，小车正常行驶。此时，第二连接轴9’与第一连接轴9处于松弛状态。

当蜗卷弹簧开始储能时，第二扭矩过载保护离合器6’压紧，第一扭矩过载保护离合器6放松。此时，第二齿轮轴11’与第二连接轴9’保持同速转动，第二连接轴9’的转动带动了安置于第二连接轴9’上第二蜗卷弹簧8’与第二连接轴9’连接的一端转动，使蜗卷弹簧储能。待储能结束后，由于第二棘轮停止器的作用，使第二蜗卷弹簧8’储存的能量不会自动释放，保证第二蜗卷弹簧不会带动第二连接轴9’以及第二齿轮轴11’反向转动。待小车工作结束后，控制第二棘轮停止器7’的棘爪13放开棘轮12，通过第二蜗卷弹簧8’所存储的能量释放带动第二连接轴9’以及第二齿轮轴11’转动，以此驱动小车返回。直到第二蜗卷弹簧8’存储的能量完全释放后，放松第二扭矩过载保护离合器6’。防止第二蜗卷弹簧8’反向转动影响小车的运行。

本文中所描述的具体实施实例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施实例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但不会偏离本发明的精神或者超越所附潜力要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，设置在小车车体上，小车车体下方两侧设置小车轨道，小车轨道与小车车轮配合使得小车能够在小车轨道上行走并承载小车重量；其特征在于：小车车体下方，两小车轨道的内侧设置一对与小车轨道平行的齿条，两齿条相对于小车车体中心线对称分布；与齿条相垂直地在小车车体下方可转动的设置一对平行的连接轴，各连接轴的两端外侧分别对接一个齿轮连接轴，各齿轮连接轴的外侧端均连接一个与齿条啮合的齿轮，各齿轮连接轴的内侧端均固定连接一个扭矩过载保护离合器；各连接轴上还设置一个棘轮停止器和一个蜗卷弹簧；棘轮停止器包含外啮合的棘轮和棘爪，棘爪与小车车体固接,棘轮固接在相应侧的扭矩过载保护离合器上，棘轮内侧端面与连接轴固接以控制连接轴的转动方向，蜗卷弹簧在棘轮内侧套置于连接轴上，蜗卷弹簧一端与连接轴固定，另一端与小车车体固定以储存能量或驱动小车。

2.根据权利要求1所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：两连接轴上的蜗卷弹簧的安装方向相反；两棘轮停止器的安装方向相反；使得沿小车车体运动方向，总是位于前方的连接轴上的蜗卷弹簧带动连接轴和齿轮连接轴转动储存能量或驱动小车。

3.根据权利要求1或2所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：蜗卷弹簧的内卷曲端横插固定在连接轴上，外卷曲端与小车车体卷曲固定。

4.根据权利要求3所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：棘爪通过油缸驱动，且油缸和棘爪均与小车车体固接,

5.根据权利要求1或2或4所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：棘轮的中心轴线与连接轴和齿轮连接轴轴线位于同一直线上。

6.根据权利要求5所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：齿轮与齿条不用于承载，只用于驱动小车运动。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：各连接轴通过轴承与小车车体连接。

8.根据权利要求7所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：小车车体与车轮轴固接，小车车轮设置在车轮轴上。

9.根据权利要求1或2或4或6后8所述的桥架式起重机牵引式小车节能驱动装置，其特征在于：位于前方的连接轴和齿轮连接轴分别为第一连接轴和第一齿轮连接轴，第一连接轴上的第一蜗卷弹簧在开始储能前，两扭矩过载保护离合器均处于放松状态，小车正常行驶；此时，两连接轴处于松弛状态；

当前方的连接轴上的蜗卷弹簧开始储能时，第一连接轴对应的第一扭矩过载保护离合器压紧，后方第二连接轴对应的第二扭矩过载保护离合器放松；此时，该连接轴对应的第一齿轮轴与第一连接轴保持同速转动，第一连接轴的转动带动第一蜗卷弹簧与第一连接轴连接的内卷曲端转动，使第一蜗卷弹簧储能；

待储能结束后，由于第一连接轴上第一棘轮停止器的作用，使第一蜗卷弹簧储存的能量不会自动释放，保证第一蜗卷弹簧不会带动第一连接轴以及第一齿轮轴反向转动；待小车工作结束后，控制第一棘轮停止器的棘爪放开棘轮，通过第一蜗卷弹簧所存储的能量释放带动第一连接轴以及第一齿轮轴转动，以此通过齿轮驱动小车返回，直到第一蜗卷弹簧存储的能量完全释放后，放松第一扭矩过载保护离合器，防止第一蜗卷弹簧反向转动影响小车的运行；

利用第二连接轴上第二蜗卷弹簧储能或驱动小车的方式与第一蜗卷弹簧相同。

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