本發(fā)明涉及一種工程機械，特別是涉及一種自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置

背景技術：

港口的岸邊橋式起重機、門座式起重機和龍門起重機等大型設備一般都在沿海露天作業(yè),近年來沿海臺風、颶風等極端惡劣氣候頻繁發(fā)生，加之港口設備迎風面積大，在此極端氣候下設備將承受較大的風載荷。設備在此風載荷的作用下沿軌道加速運行，直至在軌道盡頭與軌道尾部設置的限位擋板碰撞，此時慣性力產生的傾覆力矩遠大于設備自重產生的抗傾覆力矩，造成港口設備發(fā)生翻倒等重大安全事故。為了防止設備在風載荷較大時被吹動或吹倒，港口設備管理部門規(guī)定所有的岸邊作業(yè)設備必須裝設可靠的防風抗滑裝置。目前港口采用的防風抗滑裝置主要有三類：錨定類防風抗滑裝置、壓軌和頂軌類防風抗滑裝置和夾軌類防風抗滑裝置。

錨定類防風抗滑裝置的工作原理是利用錨定裝置將設備固定在指定位置，通過防風拉鎖等限制設備移動，這類裝置的優(yōu)點是結構簡單、安全可靠，缺點是只能沿設備軌道若干處設備錨定點，大風來到時需先將設備運行到錨定座附近，操作不便，特別是突發(fā)暴風時難于做到及時停機錨定設備。

壓軌和頂軌類防風抗滑裝置的工作原理是依靠其它輔助設備將設備的部分自重壓到軌頂，通過增大設備與軌道頂面產生摩擦力來抵抗風力，這類裝置的優(yōu)點是結構簡單、操作方便，缺點是這類裝置只能利用設備部分自重增加摩擦力，該裝置對于大風等具有良好的防滑效果，但是在遭受極端氣候時，風力一般遠大于該裝置能夠產生的最大摩擦力，安全性不高。

夾軌類防風抗滑裝置的工作原理是利用夾軌裝置主動夾緊軌道頭部產生的摩擦力來抵抗風力，這類裝置的優(yōu)點是主動提供夾緊力大、安全可靠，缺點是這類裝置受設備大小及布置空間的限制，產生的主動夾緊力有限，只適用于一般大風的情況下。

目前上述三類防風抗滑裝置廣泛使用于港口各大設備上，但是沿海在遭遇極端氣候襲擾時，港口設備還是經常出現由于防風抗滑裝置設計防風能力不足或動作失靈，導致設備被大風吹動而傾翻或墜海的事故，這些事故不僅影響了港區(qū)的正常生產作業(yè)，同時也使港區(qū)蒙受巨大的財產損失。目前各大港口碼頭亟需一種安全可靠的防風抗滑裝置來解決設備在遭受極端氣候時沿軌道滑移并在慣性力作用下導致傾翻的難題。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置，能夠解決港口設備在極端氣候下被大風吹動而沿著軌道發(fā)生滑移，最終在慣性力作用下導致設備傾翻的難題。

為實現上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為：

本發(fā)明包括：梯形支架、升降裝置、滾輪楔板裝置、滾輪支架、夾軌裝置、夾緊臂轉動軸，梯形支架連接在港口設備的平衡梁下端面；升降裝置的提升支撐輪放置在梯形支架的提升輪撐板上，并可沿提升輪撐板長度方向自由移動，升降裝置的拉桿通過拉桿下鉸軸與滾輪支架的拉桿下鉸軸支座鉸接；滾輪楔板裝置的兩個滾輪置于滾輪支架的上端面上，并可沿其長度方向往復移動，楔形板被兩側的夾軌調節(jié)滾輪包夾，并可沿著夾軌調節(jié)滾輪的輪槽滑動；滾輪支架的上端面與滾輪楔板裝置的滾輪相切，拉桿下鉸軸支座通過拉桿下鉸軸與升降裝置的拉桿鉸接；兩根夾緊臂轉動軸沿軌道寬度方向對稱布置，并與滾輪支架兩側的夾緊臂轉動軸支座連接；兩套夾軌裝置對稱布置在滾輪支架的中部，并分別與兩側的夾緊臂轉動軸連接。

按上述方案，所述的梯形支架包括梯形支撐構架、提升輪撐板、滾輪斜壓板，梯形支撐構架是梯形支架的基礎結構，連接提升輪撐板和滾輪斜壓板。提升輪撐板固接在梯形支撐構架的中部；兩塊滾輪斜壓板對稱固接在梯形支撐構架下端的兩側。

按上述方案，所述的升降裝置包括升降拉桿、拉桿上鉸軸、升降液壓油缸、提升支撐輪、拉桿下鉸軸，兩個升降拉桿對稱布置在拉桿上鉸軸和拉桿下鉸軸的兩側，組成一個矩形框結構；兩個提升支撐輪對稱布置在拉桿上鉸軸的兩側，且提升支撐輪位于升降拉桿內側；兩套升降液壓油缸沿拉桿上鉸軸的長度方向對稱布置，作為兩個拉桿上鉸軸的連接件；兩個拉桿下鉸軸沿滾輪支架的長度方向對稱布置，并且與滾輪支架的拉桿下鉸軸支座相連接。

按上述方案，所述的滾輪楔板裝置包括滾輪、楔形板、滾輪軸，楔形板的兩端開有矩形框，中部開有一定角度的楔形槽；兩個滾輪通過滾輪軸對稱布置在楔形板的兩端。

按上述方案，所述的夾軌裝置包括夾軌調節(jié)滾輪、軌道夾緊臂、夾緊臂轉動軸孔、軌道夾緊塊，夾軌調節(jié)滾輪位于軌道夾緊臂的頂部；夾緊臂轉動軸孔位于軌道夾緊臂的下端；軌道夾緊塊固接在軌道夾緊臂的底部，其長度方向與軌道長度方向平行。

按上述方案，所述的滾輪支架包括滾輪支撐構架、彈簧支架、張緊彈簧、拉桿下鉸軸支座、夾緊臂轉動軸支座、軌頂壓板，滾輪支撐構架由兩個對稱布置的箱體固接而成，是滾輪支架的基礎結構，連接滾輪支架的其他零部件；彈簧支架固接在滾輪支撐構架上端面的中部，張緊彈簧布置在彈簧支架內部；兩個拉桿下鉸軸支座沿滾輪支撐構架寬度方向對稱固接且同軸心，組成一組拉桿下鉸軸連接座，兩組拉桿下鉸軸連接座沿滾輪支撐構架長度方向對稱布置；多個夾緊臂轉動軸支座沿軌道長度方向固接在滾輪支撐構架上且同軸心，構成一組夾緊臂轉動軸連接座，兩組夾緊臂轉動軸連接座沿滾輪支撐構架的寬度方向對稱布置；軌頂壓板固接在滾輪支撐構架的下端面中部。

本發(fā)明的有益效果是：自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置不受港口設備工作狀態(tài)和位置的限制，能夠實現隨時隨地進入防風抗滑的工作狀態(tài)，同時自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置只在起重機工作時通過油缸提升設備，在港口設備處于非工作狀態(tài)或需要防風時，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置自動進入工作狀態(tài)，操作方便，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置相比較現有的防風抗滑裝置無需動力驅動，直接利用風力作為動力來源，同時其防風抗滑的能力與風力大小成正比，風力越大，防風抗滑的能力越強。本發(fā)明提供的自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置，可以完全解決現有設備在遭受極端氣候時沿軌道滑移并在慣性力作用下導致傾翻的難題，具有防風抗滑能力強、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖；

圖2為圖1的側視圖。

圖3為本發(fā)明的梯形支撐構架結構示意圖；

圖4為圖3的側視圖。

圖5為本發(fā)明的提升裝置結構示意圖；

圖6為圖5的俯視圖。

圖7為本發(fā)明的滾輪楔板裝置結構示意圖；

圖8為圖7的俯視圖。

圖9為本發(fā)明的夾軌裝置結構示意圖；

圖10為圖9的側視圖。

圖11為本發(fā)明的滾輪支架結構示意圖；

圖12為圖11的側視圖。

圖13為本發(fā)明的非工作狀態(tài)結構示意圖；

圖14為圖13的A-A剖視圖。

圖15為本發(fā)明的工作狀態(tài)結構示意圖；

圖16為圖15的B-B剖視圖。

圖中：1.梯形支架，2.升降裝置，3.滾輪楔板裝置，4.滾輪支架，5.夾軌裝置，6.夾緊臂轉動軸，7.軌道，8.梯形支撐構架，9.提升輪撐板，10.滾輪斜壓板，11.升降拉桿，12.拉桿上鉸軸，13.升降液壓油缸，14.提升支撐輪，15.拉桿下鉸軸，16.滾輪，17.楔形板，18.滾輪軸，19.夾軌調節(jié)滾輪，20.軌道夾緊臂，21.夾緊臂轉動軸孔，22.軌道夾緊塊，23.滾輪支撐構架，24.彈簧支架，25.張緊彈簧，26.拉桿下鉸軸支座，27.夾緊臂轉動軸支座，28.軌頂壓板。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1、圖2所示，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置包括梯形支架1、升降裝置2、滾輪楔板裝置3、滾輪支架4、夾軌裝置5、夾緊臂轉動軸6。梯形支架1連接在港口設備的平衡梁下端面，其作用一是用于支撐升降裝置2，二是當自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置處于工作狀態(tài)時，在風力作用下推動滾輪楔板裝置3移動。升降裝置2的提升支撐輪14放置在梯形支架1的提升輪撐板9上，并可沿提升輪撐板9長度方向自由移動，升降裝置2的拉桿通過拉桿下鉸軸15與滾輪支架4的拉桿下鉸軸支座26鉸接，升降裝置2通過升降液壓油缸13的伸縮來調節(jié)升降拉桿11的與豎直方向的夾角，從而帶動滾輪支架4上下運動。滾輪楔板裝置3的兩側滾輪16置于滾輪支架4的上端面上，并可沿其長度方向往復移動，楔形板17被兩側的夾軌調節(jié)滾輪19的包夾，在滾輪16受壓移動時楔形板17沿著夾軌調節(jié)滾輪19的輪槽滑動。滾輪支架4的上端面與滾輪楔板裝置3的滾輪16相切，拉桿下鉸軸支座26通過拉桿下鉸軸15與升降裝置2的拉桿鉸接，滾輪支架4的作用：一是用于支撐滾輪楔板裝置3的重量，二是將風力豎直方向的分力經過滾輪支架4壓緊軌道7頂面，提供軌道7頂面與滾輪支架4的摩擦力。兩根夾緊臂轉動軸6沿軌道7寬度方向兩側對稱布置，并與滾輪支架4兩側的夾緊臂轉動軸支座27連接，用于支撐夾軌裝置5并能夠使夾軌裝置5能夠繞著夾緊臂轉動軸6轉動。兩套夾軌裝置5對稱布置在滾輪支架4的中部，并分別與兩側的夾緊臂轉動軸6連接，其作用是將風力水平方向的分力經過楔形板17傳遞到夾軌裝置5上，再經過夾軌裝置5將風力放大并轉換為對軌道7側面的夾緊力，提供軌道7側面與夾軌裝置5的摩擦力。

如圖3、圖4所示，梯形支架1包括梯形支撐構架8、提升輪撐板9、滾輪斜壓板10。梯形支撐構架8是梯形支架1的基礎結構，其作用一是與在港口設備的平衡梁下端面連接，二是用于連接提升輪撐板9和滾輪斜壓板10。提升輪撐板9固接在梯形支撐構架8的中部，其作用一是支撐升降裝置2的重量，二是使升降裝置2的提升支撐輪14可以沿其長度方向行走。兩塊滾輪斜壓板10對稱固接在梯形支撐構架8下端的兩側，其作用一是推動滾輪楔板裝置3沿滾輪支架4上端面的長度方向移動，二是分配風力在水平方向和豎直方向的分力。

如圖5、圖6所示，升降裝置2包括升降拉桿11、拉桿上鉸軸12、升降液壓油缸13、提升支撐輪14、拉桿下鉸軸15。兩個升降拉桿11對稱布置在拉桿上鉸軸12和拉桿下鉸軸15的兩側，三者組成一個矩形框結構。兩個提升支撐輪14對稱布置在拉桿上鉸軸12的兩側，且提升支撐輪14位于升降拉桿11內側，其作用是升降液壓油缸13伸縮時，通過提升支撐輪14的滾動減小升降液壓油缸13的拉力。兩套升降液壓油缸13沿拉桿上鉸軸12的長度方向對稱布置，作為兩個拉桿上鉸軸12的連接件，其作用是為升降裝置2提供提升的動力。兩個拉桿下鉸軸15沿滾輪支架4的長度方向對稱布置，并且與滾輪支架4的拉桿下鉸軸支座26相連接。自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置處于工作狀態(tài)時，升降裝置2不工作，此時升降液壓油缸13卸載；自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置處于非工作狀態(tài)時，升降裝置2開始工作，升降液壓油缸13首先開始收縮，升降拉桿11與豎直方向的夾角逐漸減少，由于升降拉桿11的長度固定，其豎直方向的高度減少，與拉桿下鉸軸15連接的滾輪支架4逐漸上升。

如圖7、圖8所示，滾輪楔板裝置3包括滾輪16、楔形板17、滾輪軸18。兩個滾輪16通過滾輪軸18對稱布置在楔形板17的兩端，其作用是當自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置開始工作時，在風力作用下，梯形支架1的滾輪斜壓板10將風力轉換為水平和豎直兩個方向的分力，水平方向的分力推動滾輪16沿滾輪支架4上端面的長度方向移動，豎直方向的分力通過滾輪16轉換為滾輪支架4對軌頂面的正壓力。楔形板17的中部開有一定角度的楔形槽，其作用是當滾輪16沿滾輪支架4上端面的長度方向移動時，楔形板17擠壓兩側的夾軌調節(jié)滾輪19并使他們之間的距離增大，從而將風力的水平方向分力轉換為夾軌裝置5的對軌道7側面的夾緊力。

如圖9、圖10所示，夾軌裝置5包括夾軌調節(jié)滾輪19、軌道夾緊臂20、夾緊臂轉動軸孔21、軌道夾緊塊22。夾軌調節(jié)滾輪19位于軌道夾緊臂20的頂部，用于將楔形板17的傳遞的風力的水平方向分力轉換為夾軌裝置5對軌道7側面的夾緊力。夾緊臂轉動軸孔21位于軌道夾緊臂20的下端，用于連接夾緊臂轉動軸6。軌道夾緊塊22固接在軌道夾緊臂20的底部，其長度方向與軌道7長度方向平行，其作用是夾緊軌道7側面，產生較大的摩擦力。

如圖11、圖12所示，滾輪支架4包括滾輪支撐構架23、彈簧支架24、張緊彈簧25、拉桿下鉸軸支座26、夾緊臂轉動軸支座27、軌頂壓板28。滾輪支撐構架23由兩個對稱布置的箱體固接而成，是滾輪支架4的基礎結構，用于承受各類載荷并連接滾輪支架4的其他零部件。彈簧支架24固接在滾輪支撐構架23上端面的中部，用于放置張緊彈簧25。張緊彈簧25布置在彈簧支架24內部，使夾軌裝置5的上部有向外張開的趨勢，使軌道夾緊塊22始終貼緊軌道7并能夠自適應不同寬度的軌道7。兩個拉桿下鉸軸支座26沿滾輪支撐構架23寬度方向對稱固接且同軸心，組成一組拉桿下鉸軸15連接座，兩組拉桿下鉸軸15連接座沿滾輪支撐構架23長度方向對稱布置，用于連接拉桿下鉸軸15。多個夾緊臂轉動軸支座27沿軌道7長度方向固接在滾輪支撐構架23上且同軸心，構成一組夾緊臂轉動軸6連接座，兩組夾緊臂轉動軸6連接座沿滾輪支撐構架23的寬度方向對稱布置，用于連接夾緊臂轉動軸6。軌頂壓板28固接在滾輪支撐構架23的下端面中部，當自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置起作用時，風力豎直方向分力使軌頂壓板28壓緊軌道7頂面，達到滾輪支架4與軌道7頂面產生較大的摩擦力的目的。

如圖13、圖14所示，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置處于非工作狀態(tài)時，升降裝置2開始工作，升降裝置2的升降液壓油缸13首先開始收縮，通過升降液壓油缸13的收縮來拖動升降拉桿11的頭部對中運動，導致升降拉桿11與豎直方向的夾角逐漸減少，由于升降拉桿11的長度固定，其豎直方向的投影長度不斷減少，與拉桿下鉸軸15連接的滾輪支架4會逐漸上升，此時置于滾輪支架4下端面的軌頂壓板28與軌道7分離，軌頂壓板28無法與軌道7頂面產生任何摩擦力。置于滾輪支架4上的滾輪楔板裝置3和夾鉗也隨著滾輪支架4上升，當滾輪支架4上升到最大高度時，滾輪楔板裝置3的滾輪16與梯形支架1的滾輪斜壓板10留有一定的間隙，夾軌裝置5的軌道夾緊塊22與軌道7側面分離。在港口設備移動的過程中，滾輪楔板裝置3只是在慣性力的作用下滑動，無法產生足夠大的推力使夾軌裝置5的夾軌調節(jié)滾輪19向外張開，夾軌裝置5的軌道夾緊塊22也無法向內運動夾緊軌道7，與軌道7側面產生任何摩擦力。自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置在非工作狀態(tài)下，不會產生任何阻礙港口設備行走的摩擦力。

如圖15、圖16所示，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置處于工作狀態(tài)時，升降裝置2的升降液壓油缸13首先開始卸載，滾輪支架4在重力的作用下逐漸下降，由于升降拉桿11的長度固定，升降拉桿11與豎直方向的夾角逐漸最大，其豎直方向的投影長度不斷增加，最終滾輪支架4下端面的軌頂壓板28緊貼軌道7頂面。置于滾輪支架4上的滾輪楔板裝置3和夾鉗也隨著滾輪支架4下降到工作位置，此時滾輪楔板裝置3的滾輪16與梯形支架1的滾輪斜壓板10留有一定的間隙，夾軌裝置5的軌道夾緊塊22與軌道7側面貼合。當風力過大引起港口設備沿著軌道7滑動時，連接在港口設備的平衡梁下端面的梯形支架1會跟隨港口設備一起滑動來逐漸消除梯形支架1的滾輪斜壓板10與滾輪楔板裝置3的滾輪16之間的間隙，當梯形支架1的滾輪斜壓板10與滾輪楔板裝置3的滾輪16接觸并逐漸壓緊時，梯形支架1的滾輪斜壓板10將風力傳遞到滾輪16上，此時風力對滾輪16有水平和豎直兩個方向分力的作用。風力豎直方向的分力經過滾輪16傳遞到滾輪支架4上端面，然后再傳遞到固接在滾輪支架4下端面的軌頂壓板28上，風力豎直方向分力使軌頂壓板28壓緊軌道7頂面，達到滾輪支架4與軌道7頂面產生較大的摩擦力的目的。風力水平方向的分力使?jié)L輪楔板裝置3沿滾輪支架4的上端面行走，行走過程中，滾輪楔板裝置3的楔形板17不斷的擠壓夾軌裝置5頂部兩側的夾軌調節(jié)滾輪19，使兩側夾軌調節(jié)滾輪19之間的距離不斷增加，夾軌裝置5的軌道夾緊臂20能夠繞著夾緊臂轉動軸6轉動，夾軌裝置5下端兩側軌道夾緊塊22之間的距離與夾軌裝置5頂部兩側的夾軌調節(jié)滾輪19之間的距離成反比。風力越大，滾輪楔板裝置3沿滾輪支架4長度方向移動的距離越長，楔形板17迫使夾軌裝置5頂部兩側的夾軌調節(jié)滾輪19之間向外張開的距離越大，風力水平方向的分力經軌道夾緊臂20杠桿放大后，傳遞到夾軌裝置5下端兩側軌道夾緊塊22上對軌道7側面的夾緊力就越大。自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置提供的防風抗滑的摩擦力由兩部分組成，一是滾輪支架4與軌道7頂面產生的摩擦力，二是夾緊裝置與軌道7頭部側邊產生的摩擦力，這兩個摩擦力的主動力均來源于風力且與風力成正比，風力越大，自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置能夠產生摩擦力就越大。港口設備的防風抗滑力包括設備自重產生的摩擦力和自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置產生的摩擦力，由于自鎖式頂夾軌防風抗滑裝置產生的摩擦力與風力成正比，設備的防風抗滑力始終大于風載荷，不會出現由于風力過大而沿軌道7滑移的現象。