CN101618840B - 伸缩臂起重机及其超起装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超起装置，用于伸缩臂起重机，包括：至少一个旋转支架，所述旋转支架以其固定端与所述伸缩臂起重机的基本臂枢接；变幅油缸，设置于所述旋转支架与所述基本臂之间；第一拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述伸缩臂起重机任一伸缩臂的外端部之间；第二拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述基本臂的根部之间。所述第一拉紧装置在所述伸缩臂与所述旋转支架活动端之间施加第一拉力，在主臂受剪切的方向上该第一拉力的分力能够平衡重物在该向上的部分分力，因此主臂的受力状态得到明显改善，同等负载条件下主臂的挠度显著减小，伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能得到显著提升。

Description

伸缩臂起重机及其超起装置

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种用于伸缩臂起重机的超起装置。此外，本发明还涉及一种包括上述超起装置的伸缩臂起重机。

背景技术

随着我国经济建设的快速发展，市场对于伸缩臂起重机特别是大吨位伸缩臂起重机的需求日益增大。

近年来，施工现场对于伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量的要求越来越高，因此常用的伸缩臂起重机(例如轮式伸缩臂起重机)正朝着大型化的方向发展；大型化是伸缩臂起重机的一个重要设计目标。

现有的大型伸缩臂起重机的主臂总长较长(通常都大于50米)，同时，为了使伸缩臂起重机具有更大的总臂长和更高的起升高度，副臂的臂长也越来越长(通常可以达到20米～70米)，主臂和副臂的自重也越来越大；在大型起重机上，起重臂的重量往往占整机重量的23％以上。随之而来的问题是，主臂和副臂臂长、臂重的增加，将使吊载重物时主臂的受力情况越来越恶劣，主臂在变幅平面以及回转平面内的挠度(即主臂的垂向挠度和横向挠度)越来越大。为了避免主臂挠度过大，必须对总载荷进行控制；这样，起重机的总臂长、起升高度以及最大起升重量均受到严重制约。

按照目前的主流观点，可以通过以下两个途径来解决上述问题：

第一，优化主臂横截面。如图1所示，基于减轻重量、改善应力分布的考虑，主臂横截面的形状由从最初的四边形发展到边数大于四的多边形，继而发展到目前在世界范围内得到普遍认可的U型；图1中自左至右依次为上述四边形截面I、多边形截面II、U形截面III。将横截面形状设为U型后，主臂的下盖板和两侧腹板具有较强的抗局部失稳的能力，主臂横截面上应力分布较为合理，能够在一定程度上 减小主臂的挠度，因而能够提高主臂的起重性能。然而，主臂横截面形状的优化不是无止境的，很难对现有的U型横截面进一步进行优化；继续优化主臂横截面这一思路显然将导致主臂的起重性能长期停滞不前。

第二，提高主臂材料强度。采用强度较高的板材将在一定程度上提高主臂的起重性能；但是，虽然高强度板材的许用应力较高，但其抗局部失稳的能力并没有得到显著改善，这制约了起重性能的进一步提高。此外，受科学技术发展速度的制约，板材强度提高的速度较慢，难以迅速满足要求。

因此，按照现有的主流思路，缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量均难有较大突破；要想提高主臂的起重性能必须另辟蹊径。如何有效提高伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于伸缩臂起重机的超起装置，该超起装置可以显著提高伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能。本发明的另一目的是提供一种包括上述超起装置的伸缩臂起重机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种超起装置，用于伸缩臂起重机，包括两个旋转支架，所述旋转支架以其固定端与所述伸缩臂起重机的基本臂枢接；两旋转支架与所述基本臂之间均设有侧张油缸，以便所述旋转支架均能够绕其固定端向所述基本臂两侧旋转适当的角度；变幅油缸，设置于所述旋转支架与所述基本臂之间，以便所述旋转支架绕其固定端在竖直平面内转动；第一拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述伸缩臂起重机任一伸缩臂的外端部之间；第二拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述基本臂的根部之间。

优选地，所述旋转支架向所述基本臂外侧旋转的角度范围为0度至45度。

优选地，所述第一拉紧装置包括卷扬以及卷绕于该卷扬外侧的拉 绳，两者中一者与所述旋转支架的活动端固定连接，另一者与任一伸缩臂的外端部固定连接。

优选地，所述卷扬固定连接于所述旋转支架的活动端，所述拉绳的末端与末节伸缩臂的外端部固定连接。

优选地，所述旋转支架的活动端进一步设置收紧油缸，所述卷扬的卷筒同轴地固定连接棘轮；所述收紧油缸能够推动所述棘轮的棘齿，以便进一步拉紧所述拉绳。

优选地，所述第二拉紧装置为拉杆；所述拉杆包括枢接于所述旋转支架活动端的第一杆段，以及枢接于所述基本臂根部的第二杆段，所述第一杆段与第二杆段相枢接。

优选地，所述第二拉紧装置为拉绳。

本发明还提供一种伸缩臂起重机，包括上述任一项所述的超起装置。

优选地，所述伸缩臂起重机具体为轮式伸缩臂起重机。

需要吊装重物时，本发明所提供的超起装置的旋转支架可以在变幅油缸的推动下自伸缩臂起重机的基本臂上升起，并绕其固定端在竖直平面(即变幅平面)内转动，最终达到大体与伸缩臂起重机的基本臂相垂直的位置。所述第一拉紧装置在所述伸缩臂与所述旋转支架活动端之间施加第一拉力，同时，所述第二拉紧装置在所述基本臂的根部与所述旋转支架活动端之间也施加第二拉力。众所周知，重物在垂直于所述伸缩臂向下的方向(即剪切方向)上的分力是引起伸缩臂起重机主臂挠度较大的主要原因；同时，重物沿主臂延伸方向的正压力对主臂的影响相对较小。由于上述第一拉力在背离上述剪切方向上的分力能够平衡重物在上述剪切方向上的部分分力，因此，主臂的受力状态得到明显改善，同等条件下主臂的挠度显著减小；另一方面，上述第一拉力在主臂延伸方向上的分力增大了该方向上的正压力，然而如前所述，该方向上的正压力主臂的挠度相对较小，因此该正压力的 增大并无明显的不利后果。同理，上述第二拉力的存在将显著减轻所述旋转支架的挠度，并将拉力传导至所述基本臂的根部，同时也能够提高上述第一拉力的极限值。综上，所述超起装置的设置，可以显著改善主臂的受力状态、减小其挠度，进而显著提升伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能。

在一种优选的实施方式中，所述超起装置具有两个所述旋转支架，且两旋转支架与所述基本臂之间均设有侧张油缸，因此所述旋转支架均能够绕其固定端向所述基本臂的两侧旋转适当的角度。这样，上述第一拉力存在向左侧或者向右侧的分力，该分力可以平衡相应方向上主臂承受的剪切力，所述主臂的横向挠度因此可以减小。具体可以参考上段文字的具体分析。

在另一种优选的实施方式中，所述旋转支架的活动端进一步设置收紧油缸，所述卷扬的卷筒同轴地固定连接棘轮；所述收紧油缸能够推动所述棘轮的棘齿。这样，当所述卷扬收紧后，可以通过所述收紧油缸推动所述棘轮(进而推动所述卷扬的卷筒)继续向收卷的方向旋转适当的角度，因此可以进一步提升所述拉绳的张紧力(即所述第一拉力)。

附图说明

图1为现有技术中主臂横截面设计方案示意图；

图2为本发明所提供超起装置一种具体实施方式的结构示意图；

图3为本发明所提供超起装置另一种具体实施方式的正视示意图；

图4为图3所示超起装置的俯视示意图；

图5为图3所示超起装置的轴测示意图；

图6为图5中A部位的局部放大图；

图7为图3所示超起装置另一角度的轴测示意图；

图8为本发明所提供收紧油缸一种设置方式的示意图；

图9为具有本发明所述超起装置的伸缩臂起重机的工作状态示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种用于伸缩臂起重机的超起装置，该超起装置可以显著提高伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能。本发明的另一核心是提供一种包括上述超起装置的伸缩臂起重机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图2，图2为本发明所提供超起装置一种具体实施方式的设置方式示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的超起装置大体上设置于伸缩臂起重机的基本臂8上。

本文所述基本臂，系指与伸缩臂起重机上车部分相枢接的第一节臂，所述基本臂之中套装至少一节伸缩臂，所述伸缩臂可以相对于基本臂伸出或者缩回。另外，本文所述主臂，系指由上述基本臂与伸缩臂组成的整体。

本发明所提供的超起装置包括至少一个旋转支架1，旋转支架1为具有足够刚度和强度的柱体，且其固定端通过转轴与伸缩臂起重机的基本臂8枢接；该转轴大体水平设置，且其中轴线位于基本臂8的横截面内，以便绕该转轴转动时旋转支架1与基本臂8所确定的平面(即变幅平面)大体为竖直面。

旋转支架1与基本臂8之间设有变幅油缸2，变幅油缸2的两端分别与旋转支架1以及基本臂8相枢接，以推动旋转支架1相对于基本臂8在变幅平面内转动。

旋转支架1具有与其固定端相对应的活动端，该活动端与所述伸缩臂起重机任一伸缩臂9的外端部之间设置第一拉紧装置3；第一拉紧装置3用于在旋转支架1的活动端与伸缩臂9的外端部之间形成第一拉力，显然，所述第一拉力与第一拉紧装置3的延伸方向相同。

旋转支架1的活动端与基本臂8的根部之间设有第二拉紧装置4，第二拉紧装置4的两端分别连接于上述旋转支架1的活动端与基本臂 8的根部。第二拉紧装置4具有适当的长度，以便旋转支架1在变幅油缸2的作用下起升后第二拉紧装置4能够张紧，从而在旋转支架1的活动端与基本臂8的根部之间形成第二拉力。所述第二拉力与第二拉紧装置4的延伸方向相同。

需要指出的是，上述第二拉紧装置4的一端连接于基本臂8的根部，并不能被狭隘地理解为第二拉紧装置4的一端必须直接连接于基本臂8上；第二拉紧装置4可以直接与基本臂8连接，也可以连接于基本臂8尾部的支座以及邻近的其它结构上。无论如何，保证第二拉紧装置4的一端固定连接于基本臂8的根部附近即可。

上述第一拉紧装置3、第二拉紧装置4均可以包括拉绳以及收放所述拉绳的卷扬。

具体地说，可以在旋转支架1的活动端设置卷扬31(示于图8中)，卷绕于卷扬31外侧的拉绳的末端与任一伸缩臂9的外端部固定连接，从而形成上述第一拉紧装置3；当然，从理论上说将卷扬31设置于任一伸缩臂9的外端部，而将所述拉绳的末端固定在旋转支架1的活动端也是可以的。此外，将卷扬31设置于旋转支架1的中部或者基本臂8上都是可以实现本发明目的的。

但是，出于减轻主臂端部自重的考虑，将卷扬31设置于旋转支架1的活动端是更为恰当的。此外，当所述拉绳的末端与末节伸缩臂9的外端部固定连接时，主臂的受力状况更为理想，其挠度减小的程度更为显著。

第二拉紧装置4可以以同第一拉紧装置3相类似的方式形成，在此不赘。此外，第二拉紧装置4还可以具有其他的结构。

例如，第二拉紧装置4可以是拉杆；所述拉杆具体可以包括枢接于旋转支架1固定端的第一杆段41(示于图3中)，以及枢接于基本臂8根部的第二杆段42(示于图3中)，第一杆段41与第二杆段42相枢接。

当变幅油缸2完全收回，即旋转支架1叠置于基本臂8顶部时，上述第一杆段41与第二杆段42相折叠(如图3所示)；当旋转支架1 在变幅油缸2的作用下起升后，上述第一杆段41与第二杆段42能够逐渐张紧，最终被拉直。显然，第二拉紧装置4还可以仅为一条具有适宜长度的拉绳，当旋转支架1在变幅油缸2的作用下起升到位后，该拉绳恰好被拉直。

所述拉绳可以是钢丝拉绳，但是显然不能仅局限于钢丝拉绳，由其它具有适宜强度、柔韧度的材料(比如高强高模聚乙烯纤维)制得的拉绳也是可以的。

需要吊装重物时，上述超起装置的旋转支架1可以在变幅油缸2的推动下自伸缩臂起重机的基本臂8上升起，并绕其固定端在变幅平面内转动，最终旋转支架1与基本臂8可以大体相垂直。由于第一拉紧装置3在伸缩臂9与旋转支架1的活动端之间施加第一拉力，且该第一拉力能够平衡重物的部分剪切力，因此，同等条件下主臂的挠度显著较小；同理，第二拉紧装置4的第二拉力将显著减轻旋转支架1的挠度，并将拉力传导至基本臂8的根部，同时也能够提高上述第一拉力的极限值。因此，所述超起装置的设置，可以显著改善主臂的受力状态，进而显著提升伸缩臂起重机的总臂长、起升高度以及起升重量等性能。

可以对上文所述超起装置进行进一步的改进。

请参考图3和图4，图3为本发明所提供超起装置另一种具体实施方式的正视示意图；图4为图3所示超起装置的俯视示意图。

在另一种具体实施方式中，本发明所提供的超起装置包括两个旋转支架1，两者可以左右并列地设置；任一旋转支架1与基本臂8之间均设置侧张油缸5(示于图4中)。

当两个旋转支架1在变幅油缸2的推动下大体竖直地起升后，可以在侧张油缸5的推动下分别向基本臂8的两侧旋转适当的角度，也即两旋转支架1可以大体关于前述变幅平面对称，并形成倒“八”字形。

随着侧张油缸5伸长量的改变，旋转支架1向基本臂8外侧旋转的角度(即旋转支架1与变幅平面的夹角)也将改变；该角度的范围 可以是0度至45度，这样，两旋转支架1所形成的夹角范围为0至90度。当然，旋转支架1向基本臂8外侧旋转更大的角度也是可以实现的。

由于两个旋转支架1均能够绕其固定端向基本臂8的两侧旋转适当的角度，这样，上述第一拉力存在向基本臂8左侧或者向右侧的分力，该分力可以平衡相应方向上主臂所承受的剪切力，主臂的横向挠度因此也可以减轻。

请参考图5以及图6，图5为图3所示超起装置的轴测示意图；图6为图5中A部位的局部放大图。

如前所述，旋转支架1可以在变幅油缸2的推动下在变幅平面内转动，同时还可以在侧张油缸5的推动下向基本臂8的外侧转动；因此，旋转支架1可以通过两个大体相垂直的转轴与基本臂8枢接。

本发明所提供的超起装置可以进一步包括支座6，支座6具有横向设置于基本臂8顶部的主体部63，主体部63通过第一转轴61与基本臂8枢接；第一转轴61与主体部63大体平行。同时，主体部63的两端部均通过第二转轴62枢接连接臂64，第二转轴62大体垂直于第一转轴61。上述两旋转支架1分别与支座6的两连接臂64固定连接。这样，变幅油缸2伸出或者收缩时旋转支架1绕第一转轴61转动，侧张油缸5伸出或者收缩时旋转支架1绕第二转轴62转动。

请参考图7以及图8，图7为图3所示超起装置另一角度的轴测示意图；图8为本发明所提供收紧油缸一种设置方式的示意图。

如前所述，第一拉紧装置3的第一拉力能够克服重物对主臂的部分剪切力，所以上述第一拉力应当足够大；当第一拉紧装置3由卷扬31和拉绳构成时，上述第一拉力表现为拉绳的张力。

为了进一步提高并保持拉绳的张力，本发明所提供的超起装置可以进一步包括收紧油缸34，收紧油缸34设置于旋转支架1的活动端；同时，卷扬31的卷筒同轴地固定连接棘轮33。卷扬31的转轴可以枢接于两个对应设置的连接侧板32之间；收紧油缸34的固定端也可以与连接侧板32枢接。

当卷扬31收紧后，可以通过收紧油缸34的活动端直接或者间接地推动棘轮33的棘齿，进而带动卷扬31的卷筒向着收卷的方向继续旋转适当的角度，因此可以将拉绳进一步拉紧，从而进一步提升了所述第一拉力。

请参考图9，图9为具有本发明所述超起装置的伸缩臂起重机的工作状态示意图。

除了上述超起装置，本发明还提供一种包括上述超起装置的伸缩臂起重机，该伸缩臂起重机其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体地，上述伸缩臂起重机可以是轮式伸缩臂起重机。

以上对本发明所提供的伸缩臂起重机及其超起装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超起装置，用于伸缩臂起重机，其特征在于，包括：

两个旋转支架，所述旋转支架以其固定端与所述伸缩臂起重机的基本臂枢接；两旋转支架与所述基本臂之间均设有侧张油缸，以便所述旋转支架均能够绕其固定端向所述基本臂两侧旋转适当的角度；

变幅油缸，设置于所述旋转支架与所述基本臂之间，以便所述旋转支架绕其固定端在竖直平面内转动；

第一拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述伸缩臂起重机任一伸缩臂的外端部之间；

第二拉紧装置，设置于所述旋转支架的活动端与所述基本臂的根部之间。

2.如权利要求1所述的超起装置，其特征在于，所述旋转支架向所述基本臂外侧旋转的角度范围为0度至45度。

3.如权利要求1或2任意一项所述的超起装置，其特征在于，所述第一拉紧装置包括卷扬以及卷绕于该卷扬外侧的拉绳，两者中一者与所述旋转支架的活动端固定连接，另一者与任一伸缩臂的外端部固定连接。

4.如权利要求3所述的超起装置，其特征在于，所述卷扬固定连接于所述旋转支架的活动端，所述拉绳的末端与末节伸缩臂的外端部固定连接。

5.如权利要求4所述的超起装置，其特征在于，所述旋转支架的活动端进一步设置收紧油缸，所述卷扬的卷筒同轴地固定连接棘轮；所述收紧油缸能够推动所述棘轮的棘齿，以便进一步拉紧所述拉绳。

6.如权利要求1或2任一项所述的超起装置，其特征在于，所述第二拉紧装置为拉杆；所述拉杆包括枢接于所述旋转支架活动端的第一杆段，以及枢接于所述基本臂根部的第二杆段，所述第一杆段与第二杆段相枢接。

7.如权利要求1或2任一项所述的超起装置，其特征在于，所述第二拉紧装置为拉绳。

8.一种伸缩臂起重机，其特征在于，包括如权利要求1或2任一项所述的超起装置。

9.如权利要求8所述的伸缩臂起重机，其特征在于，具体为轮式伸缩臂起重机。

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