專利名稱：碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及碼頭裝卸起重機，尤其涉及碼頭裝卸起重機上的抗地震系統(tǒng)。
背景技術：
世界上主要港口絕大多數位于太平洋沿岸，其中不少是世界航運中心的樞紐港。但是，環(huán)太平洋岸線是地球地殼板塊斷裂層主要分布區(qū)域，許多大型港口，碼頭就處在這些地震活動頻繁的區(qū)域，例如美國的洛杉磯地區(qū)的洛杉磯港務局和長灘港務局，舊金山地區(qū)的奧克蘭港務局，西雅圖地區(qū)的西雅圖港務局和塔可馬港務局，南美洲智利地區(qū)的瓦爾帕萊索港務局，日本地區(qū)的東京碼頭和神戶碼頭，中國臺灣地區(qū)的高雄碼頭和基隆碼頭等；伊朗的阿巴斯港務局也是地震頻發(fā)的地區(qū)。地震潛在地威脅著碼頭起重設備。尤其是1995年1月發(fā)生在日本神戶兵庫縣南部的地震是震級7的中心型地震，神戶港的碼頭裝卸碼頭遭到毀滅性的破壞。其中，碼頭裝卸起重機大都因為支撐腳變形、脫軌、行走裝置損壞等原因而幾乎都不能使用。本應成為災后重建的海上物流生命線的裝卸碼頭由此喪失了它的功能。
根據事后調查，對碼頭裝卸吊車損壞的原因初步推斷為碼頭沉箱的滑動導致軌道軌距擴大，造成強制變位，支撐門腳變形、縱向彎曲；海側支撐腳或者陸側支撐腳騰空導致脫軌、行走裝置損壞。因此，如何防止地震給碼頭裝卸起重機的損害，已成為碼頭裝卸起重機用戶和制造商急需研究開發(fā)的重要問題。
碼頭裝卸起重機一般重心高，在正常工作狀態(tài)下沒有固定在軌道上，當超過一定限度的水平地震載荷作用時，就會使起重機支撐門腿浮起。支撐門腿的浮起主要是因為橫向即小車方向X地震水平力引起的。縱向地震水平力即大車行走方向Y僅僅使起重機沿著軌道滾動。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，它安裝在起重機下橫梁與大車行走機構之間，解決了碼頭裝卸起重機的抗地震問題，防止地震給碼頭裝卸起重機造成損害。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，該抗地震系統(tǒng)設在起重機下橫梁與大車行走機構之間，所述的抗地震系統(tǒng)包括滑動裝置，觸發(fā)裝置，阻尼裝置和復原裝置。
所述的滑動裝置包括偏心回轉軸承支座，通過螺栓同偏心回轉軸承支座和起重機下橫梁連接的上部偏心回轉軸承，以及通過螺栓同偏心回轉軸承支座和大車支座連接的下部偏心回轉軸承，大車支座通過銷軸同大車平衡梁及大車行走機構相連接。
所述的觸發(fā)裝置包括與起重機下橫梁剛性連接的常閉式盤式制動器支座，以及同偏心回轉軸承支座連接的制動盤，常閉式盤式制動器安裝在剛性支座上，正常工作時夾住制動盤；還包括測震儀和地震信號發(fā)射器，測震儀和地震信號發(fā)射器安裝在碼頭上，液壓蓄能器在接收到地震信號后將打開常閉式制動器。
所述的阻尼裝置包括與起重機下橫梁連接的上支座，與安裝底座連接的下支座，以及在上支座和下支座之間通過球鉸連接的液壓阻尼器；安裝底座與大車支座組成一整體。
所述的復原裝置包括與安裝底座連接的下支座，通過上支座與起重機下橫梁連接的彈簧裝置，同時彈簧裝置的兩端同上述的下支座用球鉸相連接。
所述的滑動裝置中的上部偏心回轉軸承是三排滾柱回轉軸承。
所述的滑動裝置中的下部偏心回轉軸承是三排滾柱回轉軸承。
所述的抗地震系統(tǒng)為智能化控制，測震儀能自動探測地震的發(fā)生并發(fā)出信號，迅速釋放包括觸發(fā)裝置的制動器以及大車制動器和夾輪器，能使起重機在小車方向X和大車方向Y同時釋放；所述的觸發(fā)裝置中的測震儀安裝在碼頭基礎上，這樣避免了因起重機工作時的正常搖擺引起的誤觸發(fā)。
本發(fā)明的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)能滿足地震發(fā)生時大地最大振動幅度，在地震造成損壞的情況下，能確保起重機整體的穩(wěn)定性及起重機操作工的安全，在震后能以最快速度恢復遭受損壞部分的功能。本裝置能使碼頭裝卸起重機在地震時不遭受損壞、脫軌，在地震后能迅速啟動。
具體的說，本發(fā)明的抗地震系統(tǒng)采取減震方法，所謂減震，就是在構造物的下方設置可以在水平方向移動的部件，叫做絕緣體，這是使地震的搖擺難以傳遞的方法。在地表面和構造物之間吸收搖擺的能量，即使在地表面以快且大的加速度發(fā)生搖擺時，構造物只是慢慢地或者輕微的搖動。本發(fā)明設置這種減震裝置來限制搖擺的幅度即振幅，它延長了碼頭裝卸起重機的固有周期，使其超過地震波的振動周期，這樣在地面和起重機的振動間產生接近180度的相位差，碼頭裝卸起重機不會跟隨地面運動，免遭地震力的影響。


圖1是本發(fā)明的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)的外形示意圖；圖2是圖1抗地震系統(tǒng)安裝在碼頭裝卸起重機上的示意圖；圖3是圖1抗地震系統(tǒng)的結構示意圖；圖4是圖1抗地震系統(tǒng)的復原裝置內部結構示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
請參閱圖1至圖3，碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，通常的碼頭裝卸起重機在起重機下橫梁1下方安置大車行走機構2，而本發(fā)明是在下橫梁1與大車行走機構2之間安裝抗地震系統(tǒng)。本抗地震系統(tǒng)包括滑動裝置、觸發(fā)裝置、阻尼裝置和復原裝置。
滑動裝置裝有偏心回轉軸承支座3，上部偏心回轉軸承4和下部偏心回轉軸承5。根據最大偏心彎矩，選用相應的三排滾柱回轉軸承，偏心距離為1米，使該軸承的許用彎矩和軸向力均在所需值的范圍內?；瑒友b置中的上部偏心回轉軸承4可以是三排滾柱回轉軸承?；瑒友b置中的下部偏心回轉軸承5也可以是三排滾柱回轉軸承。上部三排滾柱回轉軸承通過高強度螺拴同起重機下橫梁1連接，同時通過高強度螺拴同偏心回轉軸承支座3連接；偏心回轉軸承支座3又通過高強度螺拴同下部三排滾柱回轉軸承連接，同時下部三排滾柱回轉軸承又通過高強度螺拴同大車支座21連接。這樣，整個滑動裝置將起重機鋼結構同大車行走機構聯為一體。
觸發(fā)裝置包括常閉式盤式制動器7和制動器支座6，制動器支座6同起重機下橫梁剛性連接，常閉式盤式制動器7安裝在制動器支座6上。偏心回轉軸承支座3下部設有制動盤16，偏心回轉軸承支座3和制動盤16組成一個整體。正常工作時，常閉式盤式制動器7夾住制動盤16，從而固定住偏心回轉軸承支座3。這樣，通過制動器把偏心軸承連接座同起重機下橫梁聯為一體。測震儀和地震信號發(fā)射器15安裝在碼頭上，當地震水平載荷達到0.1～0.15g時，測震儀發(fā)出地震信號，液壓蓄能器23在接收到地震信號后將立即打開常閉式制動器7，起重機在小車方向的運動被釋放，同時起重機自動釋放大車驅動電機制動器和夾輪器23等裝置。但在正常工作載荷作用下，包括慣性力，風載的作用，制動器能保證觸發(fā)裝置不被啟動。
阻尼裝置裝有上支座8、下支座9以及液壓阻尼器10。阻尼裝置的上支座8同起重機下橫梁1連接，下支座9同安裝底座11連接，安裝底座11同大車支座21組成一個整體。上支座8和下支座9之間通過液壓阻尼器10相連接。這樣，通過整個阻尼裝置的上、下支座和液壓阻尼器將起重機下橫梁同大車行走機構聯為一體，但兩者之間帶有阻尼和緩沖功能，能吸收地震時產生的能量。
復原裝置裝有上支座12、兩個下支座13以及彈簧裝置14。復原裝置的上支座12將彈簧裝置14同起重機下橫梁1連接，下支座13同安裝底座11連接，彈簧裝置14的兩端分別同兩個下支座13連接。這樣，通過整個復原裝置的上、下支座和彈簧裝置將起重機下橫梁同大車行走機構聯為一體。彈簧能設定吊車的周期。起重機正常工作情況下小車方向X的自振頻率為2s左右，當地震發(fā)生時，觸發(fā)裝置啟動，復原裝置能將起重機X方向的自振頻率長周期化，達到4s左右或以上，在地震后歸位。
本發(fā)明抗地震系統(tǒng)的工作過程如下當地震發(fā)生，起重機小車方向的地震水平力使大車運行機構有繞著偏心回轉軸承轉動的趨勢，軸承支座的制動盤和制動器之間有相互運動的趨勢。當小車方向的地震水平力超過預先設定的值，通常為起重機自重的0.1g～0.15g，測震儀發(fā)出地震信號，液壓蓄能器在接收到地震信號后將立即打開制動器，觸發(fā)機構啟動。這時，如果不考慮阻尼和復原裝置作用的話，起重機可以自由地繞著偏心回轉軸承轉動，起重機相對于地面是浮動的。在起重機和大車行走機構相互轉動的過程中，安裝底座連同大車支座和起重機下橫梁之間也發(fā)生相對運動。這樣，阻尼裝置的液壓阻尼器和復原裝置的彈簧在外力作用下被啟動。其中，液壓阻尼器將吸收地震產生的振動能量，并控制著起重機在小車方向的滑動量。彈簧的作用是設定起重機在地震工況中的自振頻率，不同特性的彈簧會得到不同的起重機小車方向X的自振頻率。通常，起重機在正常工作情況下小車方向X自振頻率為2s左右，當地震發(fā)生時，觸發(fā)機構啟動后，彈簧的設定能將起重機小車方向X的自振頻率長周期化，達到4s左右或以上。同時，復原裝置在地震發(fā)生后能起到起重機和大車行走機構之間重新歸位的作用。
權利要求
1.碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，該抗地震系統(tǒng)設在起重機下橫梁與大車行走機構之間，所述的抗地震系統(tǒng)包括滑動裝置，觸發(fā)裝置，阻尼裝置和復原裝置。
2.根據權利要求1所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的滑動裝置包括偏心回轉軸承支座，通過螺栓同偏心回轉軸承支座和起重機下橫梁連接的上部偏心回轉軸承，以及通過螺栓同偏心回轉軸承支座和大車支座連接的下部偏心回轉軸承，大車支座通過銷軸同大車平衡梁及大車行走機構相連接。
3.根據權利要求1所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的觸發(fā)裝置包括與起重機下橫梁剛性連接的常閉式盤式制動器支座，以及同偏心回轉軸承支座連接的制動盤，常閉式盤式制動器安裝在剛性支座上，正常工作時夾住制動盤；還包括測震儀和地震信號發(fā)射器，測震儀和地震信號發(fā)射器安裝在碼頭上，液壓蓄能器在接收到地震信號后將打開常閉式制動器。
4.根據權利要求1所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的阻尼裝置包括與起重機下橫梁連接的上支座，與安裝底座連接的下支座，以及在上支座和下支座之間通過球鉸連接的液壓阻尼器；安裝底座與大車支座組成一整體。
5.根據權利要求1所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的復原裝置包括與安裝底座連接的下支座，通過上支座與起重機下橫梁連接的彈簧裝置，同時彈簧裝置的兩端同上述的下支座用球鉸相連接。
6.根據權利要求1或2所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的滑動裝置中的上部偏心回轉軸承是三排滾柱回轉軸承。
7.根據權利要求1或2所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的滑動裝置中的下部偏心回轉軸承是三排滾柱回轉軸承。
8.根據權利要求1或3所述的碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，其特征在于，所述的抗地震系統(tǒng)為智能化控制，測震儀能自動探測地震的發(fā)生并發(fā)出信號，迅速釋放包括觸發(fā)裝置的制動器以及大車制動器和夾輪器，能使起重機在小車方向X和大車方向Y同時釋放；所述的觸發(fā)裝置中的測震儀安裝在碼頭基礎上，這樣避免了因起重機工作時的正常搖擺引起的誤觸發(fā)。
全文摘要
本發(fā)明涉及碼頭裝卸起重機抗地震系統(tǒng)，該抗地震系統(tǒng)設在起重機下橫梁與大車行走機構之間，所述的抗地震系統(tǒng)包括滑動裝置，觸發(fā)裝置，阻尼裝置和復原裝置。本發(fā)明的抗地震系統(tǒng)能限制起重機搖擺的幅度即振幅，延長了起重機的固有周期，使其超過地震波的振動周期，這樣在地面和起重機的振動間產生接近180度的相位差，碼頭裝卸起重機就不會跟隨地面運動，從而免遭地震力的影響。
文檔編號B66C15/00GK1785785SQ20051002474
公開日2006年6月14日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權日2005年3月29日
發(fā)明者楊宇華 申請人:上海振華港口機械(集團)股份有限公司