專利名稱：用于集裝箱起重機的吊架的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于集裝箱起重機的吊架。
集裝箱起重機3包括可沿碼頭2運動的軌道5上的支柱6，在支柱6的頂部有基本水平延伸并朝著海伸出的鋼梁7，沿鋼梁7延伸的橫向軌道8，和作橫向運動的小車9。
小車9包括，如圖2和3所示，帶有可在橫向軌道8上滾動的橫向輪12的小車體11。纏繞在位于設備間10(見
圖1)橫向圓筒上(未示出)的橫向鋼索13的兩端固定在小車體11上。鋼索受到鋼梁縱向的拉力而伸展。橫向圓筒的正向或反向的轉動使小車9作橫向運動。
小車9有通過卷揚機鋼索14懸掛于小車9的端滑車15。鋼索依序繞位于設備間10的卷揚機鋼筒(未示出)纏繞，鋼索受到鋼梁縱向的拉力而伸展。卷揚鋼筒的正向或方向轉動使端滑車15上升或下降。
可抓住集裝箱4的吊架16通過扭鎖17與端滑車15可分離地互鎖。
扭鎖17包括適用于插入吊架16的吊桿18上表面的長孔的止動銷19。可通過液壓缸使止動銷轉動令端滑車15與吊架16互鎖。
如圖1,3和4所示，傳統的吊架16包括分別經止動器21和22固定到環形鏈26的相應的平行部分的擴展機架21和22。循環鏈依次在固定框架20縱向拉力作用下伸展。循環鏈26被驅動器27帶動沿與側向一致的方向或與小車9運動的橫向相垂直的方向延伸或收縮側向擴展機架21和22。擴展機架21和22這樣延伸或收縮使不同長度的集裝箱4都能被吊起。
各個擴展框架21和22在其端部有扭鎖23，其結構與可抓住集裝箱4的端滑車15的扭鎖17近似；以及導向臂24，其用于將扭鎖23定位以便與集裝箱4接合。導向臂24被液壓泵25驅動可從向上翻開的打開位置轉到與集裝箱4角部接合的位置。這樣，即使與端滑車互鎖的吊架降落到集裝箱4以便起吊集裝箱時出現偏差，也可保證吊架16能夠正確地與集裝箱4定位和扭鎖23確實能夠與集裝箱接合。
如圖4和5所示，傳統吊架16的擴展機架21和22包括兩個有垂直延長的矩形截面框架，兩個框架分開放置，在固定框架20的橫向互相連接。擴展機架21和22受到滑塊21a,21b,22a，和22b(見圖5)的支撐，這樣它們就可以相對于固定框架20互相交叉穿過。擴展機架21和22除了如圖5所示垂直延長的矩形框架之外可以采用I形框架。
一般地，將集裝箱4裝到集裝箱船1上要使用集裝箱起重機3采用下面的操作程序。首先，與端滑車15互鎖的吊架16從小車9下降到集裝箱4。然后扭鎖23的止動銷19插入集裝箱4上表面的長孔并被液壓缸扭轉將吊架16與集裝箱4互鎖。這時，端滑車15和吊架16被提升，小車9沿橫向運動到集裝箱船1上方的目標位置。然后端滑車15和吊架16降落到集裝箱船1上集裝箱4存放位置。
對于這種集裝箱起重機3，集裝箱4通常有預定的目標位置。在這種情況下，隨著集裝箱4目標位置的確定，小車9可以自動橫向移動，只有與端滑車15互鎖的吊架16的提升和降落需要由位于操作間36的操作者手動進行。
但是上面提到的用于集裝箱起重機的傳統吊架有下面多種問題。
總的來說，由于與端滑車15互鎖的吊架16下降到集裝箱4以便連接吊架16和集裝箱4時，吊架16要與集裝箱4碰撞并置于集裝箱上，可能造成吊架16損壞。更具體地說，當集裝箱4下降的時候，只有擴展機架21和22的頂端接觸集裝箱4的上表面，造成擴展機架21和22與固定機架20之間形成懸臂關系。這意味著當端滑車15和吊架16沉重的重量(如可超過10噸)碰撞作用于擴展機架21和22時，擴展機架21和22將承受非常大的彎曲載荷，可達到提升集裝箱4時載荷的3～4倍。因此，傳統的吊架16可能會導致擴展機架21和22的彎曲損壞。因為擴展機架21和22彎曲可使其不能滑動延伸或收縮，故要進行維修而且縮短了吊架16的使用壽命。
在傳統的吊架16，側向擴展機架21和22不是對齊的或如圖4和5所示橫軸是不在一條直線上，故集裝箱4被吊架16提升時，擴展機架21和22可能由于任何偏心或扭力載荷作用而發生扭曲。
為了防止擴展機架21和22的這種彎曲和/或扭曲，吊架16尺寸必須要大和/或固定及擴展機架20,21，和22厚度一定要增大。但是這樣不可避免地會造成吊架16重量的增加。導致集裝箱起重機工作所需電量的增加以及操作成本的增加。
還要看到一直以來固定和擴展機架20,21和22有可增強斷面強度的箱形斷面，但是，這樣的箱形結構不可能允許擴展機架21和22如圖4和5所示那樣互相交叉穿過。而且擴展機架難以有更大行程的延長或收縮，行程則取決于集裝箱長度的變化。為解決這個問題所想出的辦法是側向擴展機架有兩級延伸(可伸縮的)結構形式。
但是，有這種兩級延伸(可伸縮的)結構形式的側向擴展機架已被證明是不實際的。因為當提升集裝箱時，這種擴展機架有更大的彎曲和/或形成弓狀，失去足夠的強度。
還有，在傳統的吊架16，擴展機架21和22是滑動支承于固定機架20以便進行由集裝箱4尺寸決定的行程的延長或收縮。更特別地，固定機架20采用滑動軸承(平的金屬套)來支承擴展機架21和22。
結果是固定機架20和擴展機架21和22之間的摩擦系數相當大，在它們之間的相對滑動產生的摩擦力則更大。這必然增加驅動器27的驅動力，必然導致要有更大功率的驅動器27。因此，由于生產價格和電量消耗增加將導致成本的提高。固定機架20和擴展機架21和22之間的接觸表面必須以更高的平面精度來加工。這也導致加工成本的增加。
考慮到上述問題進行了本發明。本發明的目的是提供一種重量輕的集裝箱起重機吊架，其擴展機架不會彎曲和扭曲，擴展機架延伸或收縮所需的驅動力可以減少，并且當吊架下落到集裝箱時，能減輕吊架的擴展機架所受到的沖擊載荷。
本發明技術方案帶有箱形截面的箱體設置了可側向伸縮的內和外箱形框架。與傳統的吊架比較，這種設置可以徹底增強內和外箱形框架的彎曲剛度。此外，由于是伸縮式的，內和外箱形框架在其橫軸方向是對齊的，這防止了內和外箱形框架承受扭曲載荷，因而增強了吊架的強度，減少了可能的損壞以及延長了吊架的使用壽命。
內箱形框架被內支座可滑動地支撐于箱體的端部，內支座布置在內箱形框架橫軸的上方和下方。外箱形框架支撐于箱體的另一端，側支座布置在外箱形框架的橫軸的上方和下方并與橫軸相對稱。內和外箱形框架能夠以更大的行程和沒有干涉地延伸或收縮，因為凹槽分別形成于外箱形框架頂部和底部由箱體支撐的基體端。
固定框架有橫向開口端，各開口端有位于其底端的支撐滾輪，各滾輪依次與軸承配合并用于承受對應側向擴展機架的載荷。這使得支撐滾輪可以與延伸或收縮的擴展機架滾動接觸。所以，它們之間只有滾動磨擦產生，造成了擴展機架的延伸或收縮驅動力的徹底降低。
支撐滾輪可轉動地由臂來支撐，各個臂的一端可轉動地支撐于固定機架，支撐滾輪被另一個開端可轉動地支撐。臂受到推動機構，如螺旋彈簧，扭力桿，或板簧，的向上推動。推動力的力度設定在支撐滾輪可以向上推動擴展機架并承受擴展機架的載荷的程度。當存在集裝箱載荷時支撐滾輪可以向下離開。因此當吊裝集裝箱時，支撐滾輪將不承受更大載荷，防止了支撐滾輪損壞。
在面對擴展機架某個表面的固定機架表面上有沿擴展機架的延伸和收縮方向延伸的軌道。擴展機架有橡膠或其它緩沖器及安裝在緩沖器上的滑動配件，滑動配件于擴展機架接合以便安裝在軌道上并在其上相對移動。因此，在擴展機架延伸或收縮時，滑動配件被導軌引導作相對移動。并且當吊架與集裝箱碰撞時，擴展機架承受的極大沖擊力被緩沖器吸收。
圖2是小車和懸掛于小車的吊架的側視圖；圖3是圖2視圖的前視圖；圖4是傳統吊架的平面圖；圖5是傳統吊架的側視圖；圖6是根據本發明吊架實施例的局部前視圖；圖7是圖6視圖的平面圖；圖8是圖6中箭頭Ⅷ方向的視圖；圖9是圖6中箭頭Ⅸ方向的視圖；圖10是根據本發明吊架的另一實施例的前視圖；圖11是圖10視圖的平面圖；圖12是圖10視圖的側視圖；圖13是圖10中部分A的詳圖；圖14是圖10中部分B的截面詳圖并顯示根據本發明吊架的另外一個實施例；圖15是圖14中箭頭ⅩⅤ方向的視圖；圖16是定位止動器的前視圖；圖17是顯示與定位止動器接合的滑動配件的平面圖；圖18是圖14中箭頭ⅩⅧ方向的視圖。
圖6-9顯示本發明的一個實施例。其中圖6是根據本發明吊架實施例的局部前視圖；圖7是圖6視圖的平面圖；圖8是圖6中箭頭Ⅷ方向的視圖；圖9是圖6中箭頭Ⅸ方向的視圖。如圖2和3所示，連接到端滑車15底部并懸掛于小車9用于提升的吊架16有下面所介紹的結構。
為代替圖2和3所示的固定機架20，設置了如圖6-9所示具有箱形截面的箱體28。
在箱體28設置了可以側向延伸和收縮的伸縮式內和外箱形框架29和30。
伸縮式內箱形框架29通過布置在橫軸的上方和下方的內支撐31可滑動地支撐于箱體28的端部(見圖7)。
內支撐31包括在內箱形框架29上或下表面位于橫軸上方或下方的內支撐軌道31a以及通過固定底座固定在箱體28內表面以便能面對內支撐軌道31a的導引元件31b。互相面對的內支撐軌道31a和導引元件31b的滑動表面進行了鉬燒結處理或類似地設置無油軸承。內支撐軌道31a的延伸實際上超過了內箱形框架29的全長。導引元件31b由兩件組成，其中一件位于箱體28的端部28a，而另一件位于朝著另一端28b離開端部28a的預先設定位置。在圖8和9，參考數字33表示位于箱體28的內表面和導引元件31b之間的橡膠或其它緩沖元件。
伸縮式外箱形框架30被側支座34支撐在箱體28的另一端28b(見圖7)，側支座如圖9所示布置在橫軸的上方和下方并與橫軸對稱。
側支座34包括在外箱形框架30橫邊位于橫軸上方或下方的側支撐軌道34a，和固定在箱體28的內表面以便面對側支撐軌道34a的導引元件。互相面對的側支撐軌道34a和導引元件的滑動表面進行了鉬燒結處理或類似地設置無油軸承。側支撐軌道34a延伸實際上超過了外箱形框架30的全長。導引元件34b由兩件組成，其中的一件位于箱體28的端部28b而另一件位于朝著端部28a離開另一端28b的預先設定位置。在這種情況下，橡膠或其它緩沖元件33布置在箱體28的內表面和導引元件34b之間。
此外，在外箱形框架30的頂部和底部在箱體28支撐的基體端形成有如圖7和8所示的槽口35，當箱形框架29和30滑動延伸或收縮時，可防止外箱形框架30與內支座31的導引元件31a發生干涉。
下面將介紹上面提到的實施例的操作模式。
根據圖6-9所示的吊架16，由于具有箱形截面的箱體28設置了可側向延伸和收縮的伸縮式內和外箱形框架29和30，箱形框架29和30可以有與傳統吊架相比較徹底增強的彎曲剛度。由于是伸縮式，內和外箱形框架29和30在它們的橫軸方向是互相對準的，因此，防止了扭曲載荷作用于箱形框架29和30，因而改善了吊架16的強度，減少了可能出現的損壞問題并延長了吊架的壽命。
伸縮式內箱形框架29被內支座31可滑動地支撐在箱體28的端部28a，內支座31布置在橫軸的上方和下方；外箱形框架30b被側支座34支撐于箱體28的另一端28b，側支座34布置在橫軸的上方和下方并與橫軸相對稱；因為凹槽35形成于外箱形框架30頂部和底部的由箱體28支撐的基體端，在箱形框架29和30滑動延伸或收縮時，防止了外箱形框架30不被內支座31的導引元件31b干涉。結果，內和外箱形框架29和30能夠以更大的行程和無相互干涉地延伸或收縮。
上述箱體28和箱形框架29和30的截面形狀并不受到所介紹的限制，可以是多種多樣的。內和側支座31和34的結構也可以有多種變化。
圖10-18顯示本發明的另一個實施例。其中，圖10是對應圖3中現有技術示例的視圖。圖11和12則是對應圖4中現有技術的示例的視圖。
圖13是圖10中部分A的詳圖并顯示了支撐擴展機架的機構。下面介紹的結構可以應用于圖3-5所示傳統吊架以及圖6-9所示的實施例。
圖10-13所示吊架16的固定機架20有橫向開口端，各開口端有位于其下部的支撐滾輪37，各滾輪依次與軸承配合并用于承受對應的橫向擴展機架21和22的載荷。如圖11所示，支撐滾輪37分別設置在兩個擴展機架21和22之下。
如圖12所示，固定機架20的底部設置了沿固定機架20的橫向延伸的固定軸38，固定軸在其相對端有轉動軸39。臂40的一端固定到轉動軸39，另一端依次與支撐滾輪37固定。
如圖13所示，轉動軸39有螺旋彈簧41。彈簧的一端41a固定到固定軸38，另一端固定到轉動軸39(臂40)。螺旋彈簧41向上推動臂40(圖13中的順時針方向)，將支撐滾輪37壓到擴展機架21和22的底部。如前面所述，支撐滾輪在其內圓有軸承42。
螺旋彈簧41的推動力設定在支撐滾輪37可以推動擴展機架21或22并且當擴展機架延伸或收縮時承受擴展機架的載荷的程度。當集裝箱4的載荷加到擴展機架21或22時支撐滾輪37和臂40的自由端可以向下離開。
在圖10-13所示實施例中，當擴展機架21和22延伸或收縮時，支撐滾輪37滾動承受擴展機架21和22的載荷，因此在它們之間只是產生滾動磨擦。結果是，擴展機架21和22可以被比現有技術的驅動力小很多的驅動力所驅動。因此，驅動擴展機架21和22的驅動器27可以有較小的功率并導致成本降低。
如圖12和13所示，按照該實施例，轉動軸39與臂40之間存在固定關系，轉動軸39并繞固定軸38轉動，所以臂40可以順時針或逆時針作樞軸運動。作為一種選擇，臂40可以直接鉸接在固定機架20上，方便臂的樞軸運動。
用來向上推動壁40的裝置是螺旋彈簧41，也可以是扭力桿，板簧，或其它可用的裝置。
圖14是顯示圖10的部分B的放大詳圖。圖15是圖14中箭頭ⅩⅤ方向的視圖。圖16是定位止動器的前視圖。圖17是顯示與定位止動器結合的滑動配件的平面圖。圖18是圖14中箭頭ⅩⅧ方向的視圖。
在圖14-18顯示的吊架16中，固定機架20有縱向延伸的軌道43分別位于其面對擴展機架21(22)的上下內表面(圖14和15中只顯示了上內表面)。擴展機架21(22)面對固定機架20的表面有橡膠或其它緩沖件44和滑動配件45。
緩沖器44被高度低于緩沖器44的止動器46定位，以便不會在延伸和收縮的方向產生位移。
滑動配件45安裝在軌道43之上，這樣的話，如圖15所示，軌道43在其兩個相對端(垂直于延伸和收縮方向的橫向端)被突出部45b夾住。在擴展機架21和22的延伸和收縮的方向Ⅹ，如圖16所示，在緩沖器44和滑動配件45的相對端設置了定位止動器。這些止動器47用螺栓固定到擴展機架21(22)。
如圖16所示，在定位止動器47的上中心形成結合槽47a。滑動配件45的各個縱向端在其橫向中心(或與縱向垂直的方向上的中心)形成定位突出部45a。定位突出部45a與結合糟47a相結合。
如圖14和17所示，緩沖器44和滑動配件45在延伸和收縮方向Ⅹ的定位是由結合的定位止動器47所限定。滑動配件在垂直于延伸和收縮方向的橫向上的偏離被如圖18所示的結合槽47a的直立表面所限定。
在突出部45b和固定機架20之間以及定位止動器的上端和軌道43之間分別設置有間隙S。在突出部的下表面45a和結合槽之間以及止動器46的上端和滑動配件45的下表面之間都設有間隙S，所以當滑動配件45承受載荷或負荷時，緩沖器44可以在間隙S的范圍內壓縮。
在圖10和14-18，當擴展機架21或22延伸和收縮時，在軌道43的導引下滑動配件與側擴展機架21或22做協調一致的位移。
當集裝箱4用集裝箱起重機3吊裝到集裝箱船2時，首先，與端滑車15互鎖的吊架16從小車9降落到集裝箱4，這時如前面所述，吊架16與集裝箱碰撞并落在集裝箱上。
因此，端滑車15和吊架16的沉重重量碰撞時作用在擴展機架21和22，碰撞力可以被緩沖器44吸收。此外，緩沖器44還可以防止可能造成吊架16損壞的懸臂關系的建立。出現懸臂與否可能取決于載荷作用部件的加工精度。實用性具有箱形結構的固定機架，可使相互側向伸縮移動的擴展機架可滑動地支撐于其上，因而提供了重量輕并且沒有彎曲或扭曲的吊架。通過固定在固定機架相對端的支承滾輪來支撐擴展機架，減少了擴展機架延伸或收縮時的驅動力，在擴展機架和固定機架之間設置了軌道和緩沖器，當吊架降落到集裝箱時，可減少擴展機架所受到的沖擊載荷。
權利要求
1．集裝箱起重機吊架，包括懸掛在小車上的固定機架，和安裝在所述固定機架的擴展機架，以便能夠側向延伸和收縮到由集裝箱長度決定的位置，其特征在于，所述固定機架具有箱形的箱體，所述側向擴展機架具有互相伸縮內和外箱形框架的形式并被所述箱體可滑動地支撐。
2．如權利要求1所述集裝箱起重機吊架，其特征在于，所述伸縮式內箱形框架被設置在橫軸上下方的內支座支撐于所述箱體的一端，還在于，所述伸縮式外箱形框架被設置在橫軸上下方并與橫軸對稱的側支座支撐于所述箱體的另一端，槽口形成在位于被所述箱體支撐的基體端的所述外箱形框架的頂部和底部，以便防止所述外箱形框架在滑動運動時與所述內支座發生干涉。
3．集裝箱起重機吊架，包括懸吊于小車的固定機架和安裝在所述固定機架的擴展機架，以便能夠側向延伸和收縮到由集裝箱長度決定的位置，其特征在于，所述固定機架具有開口端，各開口端有位于下部的支撐滾輪，各滾輪依次與軸承配合并用于承受所述擴展機架的載荷。
4．如權利要求3所述集裝箱起重機吊架，其特征在于，所述支撐滾輪可轉動地被臂支撐，各個所述臂的一端可轉動地支撐于所述固定機架，所述支撐滾輪可轉動地支撐于另一個開端，所述臂上設置有推力裝置來支承所述擴展機架的載荷并提供向上的推動力使所述支撐滾輪可因所述集裝箱載荷而向下脫離。
5．集裝箱起重機吊架包括懸吊于小車的固定機架和安裝在所述固定機架的擴展機架，以便能夠側向延伸和收縮到由集裝箱長度決定的位置，其特征在于，緩沖器插入所述固定機架和所述擴展機架的相對表面之間以便吸收由于所述集裝箱載荷造成的沖擊。
6．如權利要求5所述集裝箱起重機吊架，其特征在于，所述固定機架有縱向延伸的位于面對所述擴展機架表面的軌道，橡膠或其它緩沖器固定到所述擴展機架面對所述固定機架的表面，安裝到所述軌道上并可作相對運動的滑動配件與所述緩沖器接合被壓縮到所述擴展機架的表面。
全文摘要
具有箱形結構(28)的固定機架(20),相互側向伸縮移動的擴展機架(21,22)可滑動地支撐于其上,因而提供了重量輕并且沒有彎曲或扭曲的吊架(16)。通過固定在固定機架(20)相對端的支承滾輪(37)來支撐擴展機架(21,22),減少了擴展機架(21,22)延伸或收縮時的驅動力,在擴展機架(21,22)和固定機架(20)之間設置了軌道(43)和緩沖器(44),當吊架(16)降落到集裝箱(4)時,可減少擴展機架(21,22)所受到的沖擊載荷。
文檔編號B66C1/10GK1309618SQ99808729
公開日2001年8月22日 申請日期1999年5月21日 優先權日1999年5月21日
發明者宮澤勛 申請人:石川島播磨重工業株式會社