CN102381640A - 可拆装式桁架臂结构件以及桁架臂式起重机 - Google Patents

Abstract

可拆装式桁架臂结构件，其中，该可拆装式桁架臂结构件包括至少两个桁架臂结构件部分，该至少两个桁架臂结构件部分沿所述可拆装式桁架臂结构件的宽度(B)方向依次可拆卸地连接。此外，本发明还提供一种桁架臂式起重机。本发明的可拆装式桁架臂结构件可以为桁架臂臂头或臂身中的臂节，其减小了臂头或臂节运输的宽度、降低了运输重量，从而有效解决了桁架臂式起重机转运的问题，为用户节约了大量的运输成本和运输时间。而且，本发明的可拆装式桁架臂结构件形成有独特的连接结构，该连接结构具有三重承载受力结构，从而能够有效地承受、分散压力载荷，尤其是剪切载荷，使得该桁架臂结构件具有显著优越的承载性能。

Description

可拆装式桁架臂结构件以及桁架臂式起重机

技术领域

本发明涉及起重机吊臂，具体地，涉及一种可拆装式桁架臂结构件。此外，本发明还涉及包括该桁架臂结构件的桁架臂式起重机。

背景技术

桁架臂式起重机属于臂架式起重机中的一种，其广泛应用于工程建设中的吊装作业，例如，轮胎式起重机、履带起重机、塔式起重机等大量采用桁架臂作为起重机吊臂，桁架臂的结构设计不仅影响到这些起重机的起重性能，而且更涉及到这些起重机的机动性、灵活性。

众所周知地，起重机桁架臂的各个组成结构件主要是由角钢、钢管、异型钢管等制作而成，通常采用柔性的钢丝绳牵拉桁架臂顶部实现变幅。桁架臂的主要结构件公知地包括臂根段、中间臂节以及臂顶段，其中，臂根段一般与转向台铰接；中间臂节根据应用需要可以具有多节以连接成臂身，从而增加起重机的起重高度；臂顶段一般安装变幅用滑轮组件、吊钩滑轮组等，臂顶段也就是本领域技术人员所通称的“桁架臂臂头”。

随着桁架臂式起重机的吨位原来越大，很多超高、超重的现象制约着吊车的转场作业，特别是无法满足海外转场、远洋集装箱运输的情况。具体地，由于工程应用的需要，现有的桁架臂式起重机的桁架臂常常超高、超重，这样在转场作业时，例如在履带式起重机转场作业时，由于桁架臂过高、过重，以致无法通过一些桥梁隧洞，同时路面的承载能力有限，在此情况下就必须要对起重机的桁架臂进行拆卸，以分别进行运输，在到达作业目的地时再进行组装。此外，在到国外作业而需要远洋运输的情况下，桁架式起重机也是需要进行拆卸运输的。尤其是，随着一些超大型的桁架臂式起重机的出现，例如中国实用新型专利CN201850085U所公开的具有桁架臂的履带式起重机，其采用双臂身、单臂头的桁架臂结构，在此情形下，臂头的宽度非常宽，在进行转场运输作业时，即使将臂头拆卸下来，由于臂头的宽度很宽，以致运输极为困难，给工程作业带来了极大的制约。图1显示了此种超大型的桁架臂式起重机所采用的桁架臂臂头1，从中可以看到，这种桁架臂臂头1的长度为A，典型地为8米多，宽度B典型地达到3.7米甚至更宽，这种宽度的桁架臂臂头1对于标准的集装箱显然无法容纳，对于普通的运输车辆也难以运载，这会给转场运输带来极大的困难，有时甚至无法运输。

但是，如上所述，在现有的起重机桁架臂技术中，起重机桁架臂一般仅是长度方向分为几段，也就是说，其仅能在长度方向上组装，在宽度方向上并没有比较可靠的桁架臂拆装技术，尤其是桁架臂臂头、臂节的拆装技术，这不仅是本领域技术人员在见惯了常规的按长度方向组装的起重机桁架臂的情形下，其无法想到按照宽度方向组装的桁架臂、尤其是桁架臂臂头，而且在宽度方向上组装桁架臂臂头、臂头在技术上也存在难以克服的困难。

以下以桁架臂臂头为例分析沿宽度方向组装桁架臂在技术上存在的困难。

具体地，桁架臂、尤其是桁架臂臂头主要是以受压为主的构件，而起重机的起吊重量是非常沉重的，在此情形下，如果缺乏一套科学合理的承载结构，却贸然沿宽度方向拆分桁架臂臂头，则极可能破坏桁架臂原有的承载受力环，一旦组装的桁架臂臂头承受沉重的受压载荷时，尤其是在组装的两个臂头部分承受载荷不一致时，则两个臂头部分的连接结构需要承受巨大的剪切载荷，这极可能导致组装在一起的两个臂头部分发生错位，甚至散架，从而导致严重的工程事故。这种受力状况导致本领域技术人员一直存在相应的技术偏见，认为起重机桁架臂的各个构件只能沿长度方向进行组装，而沿其它方向、尤其沿宽度方向进行拆装是不允许地，这种偏见的存在使得本领域技术人员无法去思考其它设计方案的可能性，以致随着桁架臂式起重机越来越向着超大型发展，与此同时转场作业时桁架臂的运输问题也越发困难，这个在技术偏见基础上形成、同时也确实存在缺乏科学受力的连接结构的技术难题日益成为制约桁架臂式起重机发展的瓶颈。

有鉴于此，需要设计一种新型的桁架臂结构件(例如臂头或臂节)，以解决现有桁架臂转场作业运输的困难，在此基础上，进一步地可以为该桁架臂结构件提供一套科学合理的连接结构，使其能够安全可靠地用于工程作业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可拆装式桁架臂结构件，该可拆装式桁架臂结构件能够沿宽度方向进行拆装，从而能够避免因为桁架臂超宽、超重、超高等问题影响桁架臂式起重机的转运，使其能够方便快捷地进行转场运输作业。

此外，本发明还要提供一种桁架臂式起重机，该桁架臂式起重机的桁架臂能够方便快捷地沿宽度方向进行拆装，从而能够容易地进行转场运输作业。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种可拆装式桁架臂结构件，其中，该可拆装式桁架臂结构件包括至少两个桁架臂结构件部分，该至少两个桁架臂结构件部分沿所述可拆装式桁架臂结构件的宽度方向依次可拆卸地连接。

具体地，所述桁架臂结构件为桁架臂臂头或用于构成桁架臂臂身的臂节。

优选地，所述桁架臂结构件包括第一桁架臂结构件部分和第二桁架臂结构件部分。

更优选地，所述第一桁架臂结构件部分和第二桁架臂结构件部分的宽度相等。

优选地，相邻的所述桁架臂结构件部分通过多对连接法兰盘和螺栓可拆卸地连接，其中每对所述连接法兰盘中的两个连接法兰盘分别固定到相邻的桁架臂结构件部分上，并形成有用于所述螺栓的螺栓孔。

更优选地，每对所述连接法兰盘中的一个连接法兰盘的连接面上形成有承载凸台，另一个连接法兰盘的相对的连接面上形成有止口槽，所述承载凸台与所述止口槽相互配合。

进一步优选地，各个所述桁架臂结构件部分的固定有所述连接法兰盘的杆件分别与相应的配合杆件形成封闭受力环。

具体地，所述封闭受力环为三角形封闭受力环。

在上述桁架臂结构件的基础上，本发明还提供一种桁架臂式起重机，该桁架臂式起重机的桁架臂包括桁架臂臂头和具有至少一节臂节的臂身，其中，所述桁架臂臂头和/或所述臂节为本发明上述技术方案所述的可拆装式桁架臂结构件。

具体地，所述桁架臂式起重机为履带式起重机或轮胎式起重机。

通过上述技术方案，本发明的可拆装式桁架臂结构件，例如桁架臂臂头沿宽度方向拆分为独立的至少两个桁架臂结构件部分，并使得该至少两个桁架臂结构件部分能够沿宽度方向可拆卸地组装连接，从而在起重作业时将各个桁架臂结构件部分组装成完整的桁架臂结构件，由此减小了桁架臂结构件运输的宽度、降低了运输重量，从而有效解决了因为桁架臂超宽、超重、超高等而影响桁架臂式起重机转运的问题，为用户节约了大量的运输成本和运输时间。在优选实施方式中，本发明的可拆装式桁架臂结构件具有独特的连接结构，该连接结构具有三重承载受力结构，从而能够有效地承受、分散压力载荷、尤其是剪切载荷，使得该桁架臂臂头具有显著优越的承载性能，从而能够安全可靠地应用于各种起重作业。本发明结构简单、拆装方便，具有良好的实用性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术的起重机桁架臂臂头的结构示意图。

图2是本发明具体实施方式的可拆装式桁架臂臂头的组装结构示意图。

图3是图2所示的可拆装式桁架臂臂头在局部位置处的第一连接法兰盘的示意图。

图4是图2所示的可拆装式桁架臂臂头的第一连接法兰盘与第二连接法兰连接结构的剖视图。

图5是图2所示的可拆装式桁架臂臂头在拆卸后处于运输状态的示意图。

附图标记说明：

1桁架臂臂头；    2第一臂头部分；

3第二臂头部分；  4第一连接法兰盘；

5第二连接法兰盘；6高强度螺栓；

7螺栓孔；        8承载凸台；

9止口槽；        10连接面。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

参见图2所示，总体而言，本发明的可拆装式桁架臂结构件的基本技术构思为：该可拆装式桁架臂结构件包括至少两个桁架臂结构件部分(例如桁架臂结构件为桁架臂臂头1的情形下，该两个桁架臂结构件部分为第一臂头部分2和第二臂头部分3)，该至少两个桁架臂结构件部分沿所述可拆装式桁架臂结构件的宽度B方向依次可拆卸地连接。

为了帮助本领域技术人员清楚地理解本发明的技术构思，在以下描述中将主要以桁架臂臂头为例进行描述，但是对于本领域技术人员是显然地，桁架臂臂头属于本发明桁架臂结构件中的一种，本发明的桁架臂结构件也可以是构成桁架臂臂身的臂节。因此，下文以桁架臂臂头为例所描述的主要技术特征同样适用于构成桁架臂臂身的臂节。

参见图2所示，本发明的可拆装式桁架臂臂头1(下文也简称为“桁架臂臂头1”或“臂头1”，)包括第一臂头部分2和第二臂头部分3，该第一臂头部分2和第二臂头部分3上固定有多对连接法兰盘4，5，具体地，第一臂头部分2的一侧固定有多个第一连接法兰盘4，第二臂头部分的3的相对一侧固定有多个对应的第二连接法兰盘5，第一连接法兰盘4和第二连接法兰盘5上形成有对应的螺栓孔7，第一臂头部分2与第二臂头部分3通过该多对连接法兰盘4，5和高强度螺栓6沿所述桁架臂臂头1的宽度方向可拆卸地连接。

显然地，在桁架臂式起重机转场作业而需要拆卸运输时，上述桁架臂臂头1可以方便地拆分成两部分，即第一臂头部分2和第二臂头部分3，其中，第一臂头部分2和第二臂头部分3的宽度优选地相等，也就是第一臂头部分2和第二臂头部分3的宽度分别为桁架臂臂头1的宽度B的一半，即B/2，这样，在一些超大型的桁架臂式起重机上，例如桁架臂臂头1的宽度B为3.7m，每个臂头部分2，3的宽度仅为不到两米，这完全可以通过标准集装箱或常规运输车辆进行运输，从而能够方便快捷地以图5所示的拆分状态进行转场运输作业。在此需要注意的是，尽管图2中显示第一臂头部分2和第二臂头部分3的宽度相等，但该两个臂头部分2，3的宽度可以根据需要进行设置，而不一定相等。

上述具体实施方式体现了本发明的基本技术构思，即针对现有技术中桁架臂过高、过重、过宽而不便于进行运输的问题，将桁架臂臂头1分为沿臂头的宽度方向能够可拆卸组装的两个臂头部分2，3，从而在起重作业时两个臂头部分2，3组装成完整的桁架臂臂头1，而在转场运输时则拆分成两个臂头部分进行运输，由此减小了臂头运输的宽度、降低了运输重量。该技术方案尽管相对简洁，但其克服了本领域技术人员一直遵守的桁架臂构件仅能沿长度方向拆装的思维定势，突破了起重机吊臂领域中的习惯性技术偏见，从而有效地解决了桁架臂臂头转场运输的问题。此处，本领域技术人员应当理解的是，本发明的桁架臂臂头1并不局限于图2至图5中所示的具体细节，例如，桁架臂臂头1也可以不限于上述具体实施方式中的两个臂头部分2，3，根据桁架臂臂头1的宽度，其还可以包括三个或更多个能够沿宽度方向组装的臂头部分，相邻的臂头部分通过上述成对的连接法兰盘4，5和高强度螺栓7连接；上述第一和第二臂头部分2，3相互连接组装的方式也不限于成对的连接法兰盘4，5和高强度连接螺栓7的方式，本领域技术人员可以想到多种公知的可拆卸连接方式，只要保证足够的强度并能够沿宽度方向连接第一和第二臂头部分2，3即可。当然，就本发明的技术构思而言，如果必要，其也可以应用于桁架臂的其它部分上，例如组成臂身的中间臂节上，这些中间臂节根据需要也可以拆分成能够沿臂节的宽度方向可拆卸连接的至少两个臂节部分。

在上述技术构思的基础上，本发明进一步为上述可拆装式桁架臂臂头1提供一种独特的具有科学受力结构的连接形式。

参见图2至图4所示，第一臂头部分2和第二臂头部分3上固定有成对的连接法兰盘4，5，每对连接法兰盘包括第一连接法兰盘4和第二连接法兰盘5，在组装连接时，每对连接法兰盘4，5相对接合，并通过高强度螺栓6紧固，其中高强度螺栓6可以采用国际标准ISO7412-1984或国家标注GB/T1228-91规定的高强度螺栓，当然，在一些起重负载预计不大的情形下，采用常规螺栓也是可以的。参见图3和图4，优选地，第一连接法兰盘4的连接面10上形成有承载凸台8，第二连接法兰盘5的相对连接面上形成有止口槽9，该承载凸台8与止口槽9相互配合。进一步地或可选择地，参见图2，所述第一臂头部分2和第二臂头部分3的固定有连接法兰盘4或5的杆件分别与相应的配合杆件形成封闭受力环，这在图2中可以清楚地看出，例如在第一臂头部分2上，第一臂头部分2的左侧、中间、右侧的固定有第一连接法兰盘4的杆件分别与相应的配合杆件形成封闭受力环，优选地，形成图2所示的三角形封闭受力环。

上述优选方式的结构特征在不相互矛盾冲突的情形下可以结合采用，也可以选择采用其中的一种或两种。在结合采用的上述结构特征的情形下，本发明形成了一种最优选的具有科学受力结构的连接形式，其具有三重承载受力结构、尤其是三重抗剪切载荷结构。具体地，首先，多对连接法兰盘4，5和高强度螺栓6的连接保证了基本的使用连接强度；其次，鉴于起重机起吊的负载载荷巨大，尤其是两个臂头部分2，3承受的压力严重不一致时，臂头部分2，3之间的连接结构会承受非常巨大的剪切载荷，为此通过每对连接法兰盘上相互配合的承载凸台8和止口槽9的相互配合，使得承载凸台8的外侧壁和止口槽9的内侧壁参与承受剪切载荷，特别是承载凸台8和止口槽9的侧壁接触面面积较大，并且承载凸台8的口径远比高强度螺栓6的直径大，这使得桁架臂臂头1多了第二重更可靠的承载结构；最后，两个臂头部分2，3的固定有连接法兰盘4或5的杆件与相应的配合杆件形成封闭受力环，这在桁架臂臂头1承受的压力载荷、尤其所述剪切载荷传递到连接法兰盘4，5上时，通过这些封闭受力环的支撑作用和载荷传递作用，能够有效地使得压力载荷、尤其是剪切载荷分散化或传递到其它杆件上，从而避免载荷过于集中在两个臂头部分4，5的连接法兰盘上，这形成了第三重承载受力结构。由此可见，本发明的这种独特的受力连接结构有效地解决了长期困扰本领域技术人员的技术难题，其所能达到的承载性能甚至超过了整体式桁架臂臂头的承载性能，尤其难能可贵的是，这种技术效果的实现并未显著增加桁架臂臂头1的重量，在对桁架臂臂头进行宽度方向拆分的情形下实现如此优越的承载性能，这在本发明研发成功之前是本领域技术人员无法想象的技术突破。

以上描述了本发明的可拆装式桁架臂臂头1的多个具体实施方式及其变型方式，需要附加说明的是，上述“第一”、“第二”的表述仅是为清楚描述的目的而进行的区分，其不代表安装位置、结构等存在本质性的区别，例如在图2的实施方式中，每对连接法兰盘中的第一连接法兰盘4固定到第一臂头部分2上，第二连接法兰盘5固定到第二臂头部分3上，但是，每对连接法兰盘中的第一连接法兰盘4固定到第二臂头部分3上，第一连接法兰盘4固定到第一臂头部分2上，只要保证每对连接法兰盘4，5配对即可。

在上述可拆装式桁架臂臂头1的基础上，本发明还提供一种桁架臂式起重机，该桁架臂式起重机的桁架臂包括桁架臂臂头和至少具有一节臂节的臂身，其中，桁架臂臂头为本发明上述技术方案的可拆装式桁架臂臂头1。此外，如上所述，本发明的上述桁架臂臂头1的沿宽度方向拆装的技术构思和关键技术特征同样可以适用于臂身中的各个臂节，因此，作为一种选择方案，所述臂身的各个臂节各自包括能够沿该臂节宽度方向拆装的至少两个臂节部分。具体选择地，所述桁架臂式起重机可以为轮胎式起重机或履带式起重机，当然，其也可以是其它具体应用类型的起重机，只要其采用本发明的起重机桁架臂，则均属于本发明的保护范围。

由上描述可以看出，本发明的可拆装式桁架臂结构件，例如桁架臂臂头克服了本领域技术人员固有惯常认识，将桁架臂臂头1沿宽度方向拆分为独立的至少两个臂头部分，并使得该至少两个臂头部分能够沿宽度方向可拆卸地组装连接，从而在起重作业时将臂头部分组装成完整的桁架臂臂头，而在转场运输时则拆分成单独的臂头部分进行运输，由此减小了臂头运输的宽度、降低了运输重量，使得桁架臂臂头能够采用常规的运输车辆方便地运输，尤其是能够满足运输集装箱对外形尺寸要求，满足了运输的多种苛刻的要求，从而有效解决了因为桁架臂超宽、超重、超高等而影响桁架臂式起重机转运的问题，为用户节约了大量的运输成本和运输时间，从而使得桁架臂起重机的转场运输作业能够方便快捷地进行。同时，在优选实施方式中，本发明为该可拆装式桁架臂臂头1提供一种独特的连接结构，该连接结构具有三重承载结构，即通过高强度螺栓6紧固的成对的连接法兰盘、相互配合的承载凸台8和止口槽9、以及封闭受力环，从而能够有效地承受、分散压力载荷、尤其是剪切载荷，使得该桁架臂臂头1具有显著优越的承载性能，从而能够安全可靠地应用于各种起重作业。本发明的起重机桁架臂和桁架臂式起重机具有上述可拆装式桁架臂臂头1，因此其也具有相同或相应的技术优点。本发明结构简单、拆装方便，具有良好的实用性。类似地，在本发明的桁架臂结构件为构成桁架臂臂身的臂节时，其同样具有上述优点。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。例如，尽管不是优选地，但是也可以将上述连接法兰盘4，5改变为通过多个连接轴和连接孔相互配合并采用销轴锁定，只要保证连接强度，这种连接方式也是可以的。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.可拆装式桁架臂结构件，其中，该可拆装式桁架臂结构件包括至少两个桁架臂结构件部分，该至少两个桁架臂结构件部分沿所述可拆装式桁架臂结构件的宽度(B)方向依次可拆卸地连接。

2.根据权利要求1所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，所述桁架臂结构件为桁架臂臂头(1)或用于构成桁架臂臂身的臂节。

3.根据权利要求1所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，所述桁架臂结构件包括第一桁架臂结构件部分和第二桁架臂结构件部分。

4.根据权利要求3所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，所述第一桁架臂结构件部分和第二桁架臂结构件部分的宽度相等。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，相邻的所述桁架臂结构件部分通过多对连接法兰盘和螺栓可拆卸地连接，其中每对所述连接法兰盘中的两个连接法兰盘分别固定到相邻的桁架臂结构件部分上，并形成有用于所述螺栓的螺栓孔(7)。

6.根据权利要求5所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，每对所述连接法兰盘中的一个连接法兰盘(4)的连接面(10)上形成有承载凸台(8)，另一个连接法兰盘(5)的相对的连接面上形成有止口槽(9)，所述承载凸台(8)与所述止口槽(9)相互配合。

7.根据权利要求6所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，各个所述桁架臂结构件部分的固定有所述连接法兰盘的杆件分别与相应的配合杆件形成封闭受力环。

8.根据权利要求7所述的可拆装式桁架臂结构件，其中，所述封闭受力环为三角形封闭受力环。

9.桁架臂式起重机，该桁架臂式起重机的桁架臂包括桁架臂臂头(1)和具有至少一节臂节的臂身，其中，所述桁架臂臂头和/或所述臂节为根据权利要求1至8中任一项所述的可拆装式桁架臂结构件。

10.根据权利要求9所述的桁架臂式起重机，其中，所述桁架臂式起重机为履带式起重机或轮胎式起重机。

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