CN102518646B - 销轴的安装结构、工程机械的臂架结构和混凝土泵送设备 - Google Patents

销轴的安装结构、工程机械的臂架结构和混凝土泵送设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种销轴的安装结构，包括被连接物(1)和穿过该被连接物的销轴(2)，该销轴的两端由被连接物支承，其中，本发明提供的销轴安装结构还包括支承销轴的支承件(4)，该支承件位于销轴被支承的两端之间，并且销轴设置有减重去除部(21)。本发明还公开了一种使用本发明提供的销轴的安装结构的工程机械的臂架结构，以及一种使用该臂架结构的混凝土泵送设备。由于在销轴被支承的两端之间设置有支承件，使得销轴所受的弯矩载荷分布更加合理，工作时变形较小而不影响装配尺寸，使得销轴的连接更加稳固，另外由于销轴设置有减重去除部，能够实现销轴的有效减重。并且使用该安装结构的臂架也实现减重，提高实用性。

Description

销轴的安装结构、工程机械的臂架结构和混凝土泵送设备
技术领域
本发明涉及销轴的安装领域，具体地，涉及一种销轴的安装结构、使用该安装结构的工程机械的臂架结构以及使用该臂架结构的混凝土泵送设备。
背景技术
在混凝土泵送设备等各种工程机械中，使用销轴进行铰链连接应用广泛，尤其以可折叠的臂架结构为主，其中包括主要包括臂与臂之间铰链连接，连杆与臂的铰链连接等，其中由销轴实现两个相对转动的部件的铰链连接，并把一个部件的载荷传递给另一个部件。以图1所示的臂架结构中为例，臂节61和连杆62由销轴2连接，其中所示中可见的连杆62为外侧连杆，在其相对侧还具有另一相同的连杆62以确保臂节61和连杆62的稳定连接，这图2中也可看出。其中，图2所展示的是现有技术中销轴的安装结构，包括销轴2、臂节61和连杆62，其中销轴2穿过臂节61和连杆62，并且两端被连杆62支承，另外在销轴的端面设置有卡板，以卡住销轴2防止其脱落。
现有技术中的这种安装结构，由于销轴只有两端被连杆62支承，将导致销轴整体在工作时变形较大，并影响装配尺寸，使得销轴的连接稳定性差。为了减小销轴的变形，现有技术中通常使用增大销轴直径的技术方案，然而，随着泵车等工程机械向长臂架、大型化方向发展，作为连接件的销轴则需重量越轻越好，如果采用增大销轴直径将会导致销轴变重，对臂架等设备的减重不利。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种销轴的安装结构，该安装结构使得销轴的载荷分布合理，工作时变形较小、连接稳定，并且并有效降低销轴的重量。
本发明的另一目的是提供一种工程机械的臂架结构，该臂架结构使用本发明提供的销轴的安装结构，实现臂架结构的减重。
本发明的再一个方面是提供一种混凝土泵送设备，该混凝土泵送设备使用本发明提供的工程机械的臂架结构。
为了实现上述目的，本发明提供一种销轴的安装结构，包括被连接物和穿过该被连接物的销轴，所述销轴的两端由所述被连接物支承，所述销轴安装结构还包括支承所述销轴的支承件，该支承件位于所述销轴被支承的两端之间，并且所述销轴设置有减重去除部。
优选地，所述支承件包括由所述销轴穿过，并与该销轴接触的环状支承板。
优选地，所述环状支承板为两个且对称设置。
优选地，所述安装结构包括支承所述销轴两端的支承座，该支承座安装在所述被连接物上，所述支承座之间连接有连接板，所述环状支承板固定在所述连接板上。
优选地，所述支承座和所述销轴之间设置轴套，该轴套轴向延伸到所述支承板与所述销轴之间。
优选地，所述轴套的内侧形成有环形凹槽，该环形凹槽与所述销轴内部的供油路相通。
优选地，所述减重去除部包括形成在所述销轴内部的中空部。
优选地，所述中空部包括圆柱部和与该圆柱部的两端相接的圆锥部。
优选地，所述圆锥部的底面与所述支承件相对应，并且所述圆锥部的顶部朝向所述销轴被支承的两端延伸。
优选地，所述减重去除部包括形成在所述销轴表面上的凹入部。
优选地，所述凹入部包括圆柱底面和位于该圆柱底面两端的圆锥侧面，并且该圆锥侧面的外端面与所述支承件相对应。
优选地，所述销轴内部的供油路包括相互连通的轴向油路和径向油路，所述轴向油路的从所述销轴的端面延伸进该销轴，所述径向油路从所述销轴的侧表面延伸进该销轴内，并沿所述圆锥部的母线方向倾斜设置。
优选地，所述被连接物包括通过所述销轴铰接的第一物体和第二物体，所述第一物体的连接端位于所述第二物体的连接端之间，所述支承件位于所述销轴被所述第一物体支承的两端之间。
根据本发明的另一方面，提供一种工程机械的臂架结构，所述臂架结构包括本发明提供的销轴的安装结构。
优选地，所述被连接物为所述臂架结构的臂节和连杆，该臂节和连杆通过所述销轴铰接。
根据本发明的再一方面，提供一种混凝土泵送设备，所述混凝土泵送设备包括本发明提供的工程机械的臂架结构。
通过上述技术方案，由于在销轴被支承的两端之间设置有支承件，使得销轴所受的弯矩载荷分布更加合理，工作时变形较小而不影响装配尺寸，使得销轴的连接更加稳固，另外由于销轴有减重去除部，能够实现销轴的有效减重。并且使用该安装结构的臂架也实现减重，提高实用性。
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
附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是工程机械的臂架结构示意图；
图2是沿图1中的线A-A截取剖视结构示意图(现有技术中销轴安装结构的实施方式)；
图3是沿图1中的线A-A截取剖视结构示意图(本发明提供的销轴的安装结构的优选实施方式)；
图4是图3中的B部结构的放大示意图；
图5是图3所示优选实施方式的另一种替代方式。
附图标记说明
1     被连接物          2     销轴
4     支承件
11    第一物体          12    第二物体
21    减重去除部        22    中空部
23    圆柱部            24    圆锥部
25    凹入部            26    圆锥侧面
27    供油路            28    圆柱底面
41    环状支承板
51    支承座            52    连接板
53    轴套              54    环形凹槽
61    臂节              62    连杆
271   轴向供油路        272   径向供油路
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，并不用于限制本发明。
为了克服现有技术中销轴的安装结构的问题，如图3至图5所示，提供一种销轴的安装结构，包括被连接物1和穿过该被连接物1的销轴2，销轴2的两端由被连接物1支承，销轴安装结构还包括支承销轴2的支承件4，该支承件4位于销轴2被支承的两端之间。
具体地，在本发明的优选实施方式中，为了适应本发明提供的臂架结构中的臂节61和连杆62或其它臂节之间的铰接，优选地，被连接物1包括通过销轴2铰接的第一物体11(臂节61)和第二物体12(连杆62)，其中，第一物体11的连接端位于第二物体12的连接端之间，而销轴2的两端则被位于中间的第一物体11支承。具体到本发明提供的工程机械的臂架结构中，例如图1所示的包括臂节61和连杆62的臂架结构，臂节61通过销轴1与位于两侧的连杆62铰接。此时，销轴2则被位于中间的臂节61支承，因此，上述的支承件4则位于销轴2被臂节61(第二物体12)支承的两端之间。
在本发明的上述技术方案中，由于在销轴2被支承的两端之间还设置有支承销轴2的支承件4，因此通过支承件4的支承，能够有效改善销轴2的载荷分布，使得销轴2的弯矩载荷有效降低，并且分布合理，从而使得销轴2工作过程中的变形较小，能够有效降低由此所带来的装配尺寸问题，特别是对长销轴来说，这种变形的控制更加具有意义，使得销轴2的连接更加稳固。
需要说明的是，本发明中所涉及的销轴“被支承的两端”只是为了清楚说明支承件4设置位置的相对说法，不应理解为销轴的绝对端部。另外，能够实现本发明的技术方案的实施方式有多种，例如还可以采用不同于上述销轴布置方式，支承方式等的其他实施方式，还例如支承件4的结构、形式和固定方式也有多种。因此，为了方便说明本发明，在此只介绍其中的优选实施方式，该优选实施方式只用于说明本发明，并不用于限制本发明。
在如图3至图5所示的优选实施方式中，为了使支承件4更加均匀地支承销轴2，优选地，支承件4包括由销轴2穿过，并与该销轴2接触的环状支承板41。并且优选地，该环状支承板41为两个且对称设置。因此，该环状支承板41能够通过简单的布置方式形成对销轴2的多点稳定支承。当然，根据销轴2的长短，一个或更多个环状支承板41的支承形式同样适用于本发明。另外，支承件4除了环状支撑板41外，还可以为本领域内公知的其他任意能够起到对销轴2进行支承的部件。例如环状支撑架等，对于此类支承件4的结构改变，均应落在本发明的保护范围中。
为了方便和现有技术中销轴的安装结构进行比较，首先回到现有技术提供的销轴的安装结构中，可以采用本领域技术人员所公知的简支梁载荷分析的方法对其进行分析，如图1所示，由于销轴只有两端被连杆62支承，可以得出在现有技术中的安装结构中，被连杆62支承的销轴两端受到剪力和弯矩共同作用，而被支承两端之间的销轴2不受剪力作用，并且仍要受到和销轴两端相同的弯矩作用，因此现有技术中的这种安装结构使销轴的弯矩分布并不合理，从而导致销轴整体在工作时变形较大，并影响装配尺寸，使得销轴的连接稳定性差。另外通过理论计算也可以得出弯矩对销轴2强度的影响比剪力对销轴2强度的影响大得多，而销轴2的截面大小主要由其所受的最大弯矩决定。即如需承受较大弯矩需要将销轴截面设计较大，而该截面大小又决定了销轴的重量。因此，按现有技术中的销轴的安装结构设计出来的销轴2由于在主要部分上均要承受相同的弯矩，导致其截面均需设计的较大，使其特别笨重，尤其是不利于臂架结构的减重。
回到本发明中，如图3所示，同样对本发明提供的销轴的安装结构进行本领域技术人员所公知的简支梁载荷分布的分析，在如图3所示的本发明的优选实施方式所提供的销轴的安装结构中，由于设置支承件4，销轴2受到多点支承。因此，可以明确得到在该优选实施方式的布置方式下，相比如图2所示的现有技术中的安装结构，销轴2的所受的最大弯矩载荷仅约为原最大弯矩载荷的1/3。而销轴2被的第一物体11支承的两端到支承件4之间弯矩分布也呈现线性降低。因此，销轴2受力更加均匀，在工作时变形较小，能够有效降低由此所带来的装配尺寸问题，特别是对长销轴来说，这种变形的控制更加具有意义，使得销轴2的连接更加稳固。
并且，根据该销轴2的载荷分布的分析，能够准确得到销轴2的载荷分布，从而能够根据该载荷分布，将销轴2进行重新设计。根据材料力学的相关知识可知在承受弯矩载荷较大的区域，销轴2的截面可设计得较大，而不需承受较大弯矩的区域，则可以将截面积设计的较小。从而实现销轴减重的目的，并且能够使使用该销轴的臂架结构实现减重，从而完成本发明的另一目的。即，销轴2上设置有减重去除部21，并且优选地，减重去除部21根据支承件4的布置情况设置。
其中，设计减重去除部21的方式有多种，例如在加工销轴2中，通过模具直接形成，也可通过后期加工而得到。并且本发明在此只介绍其中的优选实施方式，其他本领域技术人员能够想到的实施方式同样适用于本发明。在本发明的优选实施方式中，如图3所示，优选地，减重去除部21包括形成在销轴1内部的中空部22。即在销轴生产过程中直接通过模具将减重去除部21形成在销轴2的内部。更优选地，中空部22包括圆柱部23和与该圆柱部23的两端相接的圆锥部24。
其中，设计圆锥部24的目的是使销轴2内部截面实现线性的变化，其中优选地，圆锥部能够适应由于设置支承件4所带来的销轴2弯矩的线性变化。以最大程度地节省材料。其中优选地，圆锥部24的底面与支承件4相对应，并且圆锥部24的顶部朝向销轴2被支承的两端延伸。即圆锥部24形成在销轴2被支承的两端到支承件4之间的部分。其中此处所述的“圆锥部24的底面与支承件4相对应”是指圆锥部24的底面设置在支承件4相对于销轴2的轴向范围内即可，其具体的位置可根据实际支承件4的位置而定。因此，圆锥部24能够适应销轴2由于设置支承件4所带来的弯矩分布的线性变化，使得减重去除部21能够最大程度地实现销轴减重，并且使销轴2仍能够承受被连接物1所带来的弯矩载荷。
另外在图5中，在本发明还提供了一种优选实施方式的替代方式，即减重去除部21不形成在销轴2的内部，而是形成在销轴2的表面，其中优选地，减重去除部21包括形成在销轴2表面上的凹入部25。即不同于本发明的优选实施方式中形成在销轴内部的减重去除部21，替代方式中的减重去除部21形成在销轴2的表面，其中为了最大程度实现销轴减重，优选地，凹入部25包括圆柱底面28和位于该圆柱底面两端的圆锥侧面26，并且该圆锥侧面26的外端面与支承件4相对应。此处所述的“外端面”是相对应圆柱底面28而言的，其中与圆柱底面28相接部分为内端面，远离圆柱底面28的为外端面。另外，圆锥侧面的外端面与支承件4相对应同样是使该外端面位于支承件4的轴向范围内即可。这里，设置圆锥侧面26的原因和上述中空部22的圆锥部24的原因一致，同样是为了适应支承件4带来的弯矩线性变化，使得减重去除部21能够最大程度地实现销轴2的减重，并且仍能够使销轴2承受被连接物1所带来的弯矩载荷。另外，其他一些未提到的实施方式中，减重去除部21还可以为其他本领域技术人员能够想到的各种形式，例如中空部22只设计为圆柱部，或者其他形状，只要能够实现销轴减重并且仍能够使销轴承受被连接物1带来的弯矩，各种形式均落在本发明的保护范围内，在此不做过多的举例说明。
由此可以看出在销轴2被支承的两端之间设置支承销轴2的支承件4，对于销轴的安装结构来说具有较为积极的意义。因此，为了更好地实现支承件4的安装和设置，下面结合图3和图4对支承件4的安装形式进行详细说明。
在如图3和图4所示的优选实施方式中，本发明提供的销轴的安装结构包括支承销轴1两端的支承座51，该支承座51安装在被连接物1上。以使销轴和被连接物1(第一物体11)方便拆装，并能够良好地支承销轴2的两端，具体到臂架结构中，支承座51安装在作为第一物体11的臂节61上。并且为了实现支承件4的固定，优选地，两端支承座51之间连接有连接板52，环状支承板41固定在连接板52上。该连接板52为空心圆柱结构，其两端与两端的支承座51相连，其中空部分用于固定支承件4(环状支承板41)。除了使用连接板52固定支承件4外，在不设置或无法设置连接板52的情况下，支承件4还可以通过各种本领域技术人员能够想到的方式固定，例如在臂架结构中，直接固定在臂节61上，或者为其专门设置各种固定部，对于这些固定支承件4的方式，本发明不做限制。
另外，为了在被锁紧物1(第一物体11和第二物体12)的相对转动过程中，降低销轴3与支承座51以及支承件4之间发生的磨损，优选地，支承座51和销轴2之间设置轴套53，并且该轴套53延伸到支承板41与销轴2之间。即该轴套53可同时降低销轴3与支承座51以及支承件4之间发生的磨损。另外，通常需要为该轴套43和销轴2的接触面进行供油，因此优选地，如图4所示，轴套53的内侧形成有环形凹槽54，该环形凹槽54与销轴2内部的供油路27相通。因此从供油路27供入的润滑油可以暂时存储在该环形凹槽内，以不断为轴套和销轴接触的区域补油，并且该环形凹槽54靠近支承座51设置，以最大程度地保护销轴2不被磨损。
其中，销轴内部的供油路27为本领域技术人员所公知，即包括相互连通的轴向油路271和径向油路272，轴向油路271的从销轴2的端面延伸进该销轴2，径向油路272从销轴2的侧表面延伸进该销轴2内，不同于现有技术的是，该径向油路272沿圆锥部24的母线方向倾斜设置。这样设置的目的是为了适应上述的圆锥部24最大程度地形成。当然该径向油路272根据内部圆锥部24的形成等因素也可不完全沿圆锥部24的母线方向倾斜，或者仍和现有技术一样，垂直与轴向油路271的设置，只要不妨碍销轴内部的中空部22形成，各种径向油路272的设置方式均适用于本发明。
综上所述，本发明提供的销轴的安装结构，由于在销轴被支承的两端之间设置有支承销轴的支承件，因此，既能够优化销轴的载荷分布，特别是弯矩分布，使销轴在工作时变形较小并且最小程度地影响装配尺寸，使得连接更加稳固，另外由于销轴2设计有减重去除部21，能够实现销轴2的减重。从而使使用该安装结构的臂架结构也能够实现减重，实用性更强。因此根据本发明的另一方面所提供的臂架结构能够实现减重。另外该臂架结构适用于各种工程机械中。根据本发明的再一方面，提供一种混凝土泵送设备，该混凝土泵送设备包括本发明提供的工程机械的臂架结构。其中该混凝泵送设备可以为混凝土泵车也可以为混凝土布料机等。因此，本发明的销轴的安装结构实用性强，具有较高的推广价值
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。
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，由于本发明的实施方式变化形式较多，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 (16)

1.一种销轴的安装结构，包括被连接物（1）和穿过该被连接物（1）的销轴（2），所述销轴（2）的两端由所述被连接物（1）支承，其特征在于，所述销轴安装结构还包括支承所述销轴（2）的支承件（4），该支承件（4）位于所述销轴（2）被支承的两端之间，并且根据所述支承件（4）的布置，所述销轴（2）设置有减重去除部（21）。
2.根据权利要求1所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述支承件（4）包括由所述销轴（2）穿过，并与该销轴（2）接触的环状支承板（41）。
3.根据权利要求2所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述环状支承板（41）为两个且对称设置。
4.根据权利要求3所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述安装结构包括支承所述销轴（1）两端的支承座（51），该支承座（51）安装在所述被连接物（1）上，所述支承座（51）之间连接有连接板（52），所述环状支承板（41）固定在所述连接板（52）上。
5.根据权利要求4所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述支承座（51）和所述销轴（2）之间设置轴套（53），该轴套（53）轴向延伸到所述支承板（41）与所述销轴（2）之间。
6.根据权利要求5所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述轴套（53）的内侧形成有环形凹槽（54），该环形凹槽（54）与所述销轴（2）内部的供油路（27）相通。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述减重去除部（21）包括形成在所述销轴（1）内部的中空部（22）。
8.根据权利要求7所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述中空部（22）包括圆柱部（23）和与该圆柱部（23）的两端相接的圆锥部（24）。
9.根据权利要求8所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述圆锥部（24）的底面与所述支承件（4）相对应，并且所述圆锥部（24）的顶部朝向所述销轴（2）被支承的两端延伸。
10.根据权利要求1-6中任意一项所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述减重去除部（21）包括形成在所述销轴（2）表面上的凹入部（25）。
11.根据权利要求10所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述凹入部（25）包括圆柱底面（28）和位于该圆柱底面（28）两端的圆锥侧面（26），并且该圆锥侧面（26）的外端面与所述支承件（4）相对应。
12.根据权利要求9所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述销轴内部的供油路（27）包括相互连通的轴向油路（271）和径向油路（272），所述轴向油路（271）从所述销轴（2）的端面延伸进该销轴（2），所述径向油路（272）从所述销轴（2）的侧表面延伸进该销轴（2）内，并沿所述圆锥部（24）的母线方向倾斜设置。
13.根据权利要求1所述的销轴的安装结构，其特征在于，所述被连接物（1）包括通过所述销轴（2）铰接的第一物体（11）和第二物体（12），所述第一物体（11）的连接端位于所述第二物体（12）的连接端之间，所述支承件（4）位于所述销轴（2）被所述第一物体（11）支承的两端之间。
14.一种工程机械的臂架结构，其特征在于，所述臂架结构包括根据权利要求1-13中任意一项所述的销轴的安装结构。
15.根据权利要求14所述的工程机械的臂架结构，其特征在于，所述被连接物为所述臂架结构的臂节（61）和连杆（62），该臂节（61）和连杆（62）通过所述销轴（2）铰接。
16.一种混凝土泵送设备，其特征在于，所述混凝土泵送设备包括权利要求14或15所述的工程机械的臂架结构。
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