CN102767380A - 混凝土喷射机的箱形臂节、箱形臂架和混凝土喷射机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于混凝土喷射机的箱形臂节，该箱形臂节具有至少四个侧壁（31），其中，该箱形臂节的横截面为正多边形。本发明还提供一种包括所述箱形臂节的用于混凝土喷射机的箱形臂架和一种包括该箱形臂架的一种混凝土喷射机。通过将箱形臂节的横截面设置为正多边形，可以使得箱形臂架的内应力变化不会太大，有利于延长箱形臂架的使用寿命。

Description

混凝土喷射机的箱形臂节、箱形臂架和混凝土喷射机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种混凝土喷射机的箱形臂节、一种包括该箱形臂节的混凝土喷射机的箱形臂架和一种包括该箱形臂架的混凝土喷射机。

背景技术

如图1所示，通常混凝土喷射机包括回转台10和与该回转台铰接的箱形臂架20，回转台10的中心轴线L为水平方向，并且回转台10能够带动箱形臂架20绕中心轴线L转动。在箱形臂架20上还固定有混凝土喷射管（未示出）。箱形臂架的截面通常为长方形。

但是，这种截面为长方形的箱形臂架非常容易损坏，因此，如何提高箱形臂架的使用寿命成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土喷射机的箱形臂节、一种包括该箱形臂节的混凝土喷射机的箱形臂架和一种包括该箱形臂架的混凝土喷射机。将所述箱形臂节用于箱形臂架中后，在施工过程中，箱形臂节所受的内应力变化不大。

经本发明的发明人研究发现，现有技术中的用于混凝土喷射机的箱形臂架容易损坏的具体原因如下：

当箱形臂架20旋转至图1中的状态时，即箱形臂架的一个侧面A朝下，此时，臂架的截面图如图2所示。

当回转台10绕中心轴线L旋转90°之后，箱形臂架20旋转与侧面A相邻的侧面B朝下，其横截面如图3所示。

在正常操作时，箱形臂架20受到自身重力以及混凝土喷射管的重力作用，因此，箱形臂架内部会产生内应力。

内应力公式为

图2中所示的状态中，臂架横截面惯性积

在图3所示的状态中，臂架横截面惯性积

由于在旋转过程中，箱形臂架以及混凝土喷射管的受力状态不变，因此，M_y不变，而a和b之间有差值，因此，两种状态下内应力变化较大。而内应力变化大容易是臂架损坏。

为了实现本发明的目的，作为本发明的一个方面，提供一种混凝土喷射机的箱形臂节，该箱形臂节具有至少四个侧壁，其中，该箱形臂节的横截面为正多边形。

优选地，所述箱形臂节具有四个侧壁，所述箱形臂节的横截面为正方形。

优选地，所述正方形的四个角部形成有倒角。

优选地，所述箱形臂节的前端设置有前加强板，和/或所述箱形臂节的后端设置后加强板。

优选地，所述箱形臂节的前端设置有前加强板，所述前加强板包覆在所述箱形臂节的外表面上，所述前加强板上设置有油缸安装座。

作为本发明的另一个方面，还提供一种混凝土喷射机的箱形臂架，该箱形臂架与回转台铰接，该回转台的中心轴线为水平方向，并且所述回转台能够带动所述箱形臂架绕所述中心轴线转动，所述箱形臂架包括至少一节箱形臂节，该箱形臂节为本发明提供的上述箱形臂节。

优选地，所述箱形臂架包括至少两节所述箱形臂节，前一节所述箱形臂节插入后一节所述箱形臂节的空腔中。

优选地，前一节所述箱形臂节的多个所述侧壁的外表面与后一节所述箱形臂节的所述多个侧壁的内表面之间形成有间隙，前一节所述箱形臂节的所述侧壁的后端部的外表面上设置有后支撑板，后一节所述箱形臂节的所述侧壁的前端部的内表面上设置有前支撑板，该前支撑板和所述后支撑板设置在所述间隙之中，以将所述前一节箱形臂节支撑在所述后一节箱形臂节中。

优选地，相邻两节所述箱形臂节之间的所述间隙包括与所述箱形臂节的所述多个侧壁一一对应的多个部分，后一节所述箱形臂节上的所述前支撑板和前一节所述箱形臂节上的所述后支撑板分别设置在相邻两节所述箱形臂节之间的所述间隙的不同部分中。

优选地，所述前支撑板的高度和所述后支撑板的高度均比所述前一节箱形臂节与后一节所述箱形臂节的高度之差小0.5mm至2mm。

优选地，前一节所述箱形臂节的所述侧壁的后端部的外表面上还设置有后挡块，该后挡块位于所述后支撑板前方，后一节所述箱形臂节的所述侧壁的前端部的内表面上设置有前挡块，该前挡块位于所述前支撑板的后方，所述后挡块位于所述前挡块后方，且设置有所述后挡块的所述侧壁与设置有所述前挡块的所述侧壁相对，以使得在所述箱形臂架伸长时，所述前挡块能够与所述后挡块相撞。

优选地，当前一节所述箱形臂节上的所述后挡块与后一节所述箱形臂节上的所述前挡块相撞时，所述后挡块上朝向所述前挡块的表面的80%至99%与所述前挡块上朝向所述后挡块的表面重合。

优选地，所述前挡块与所述后挡块均为由具有弹性的材料制成的块状体。

优选地，所述箱形臂架还包括多级伸缩油缸，该多级伸缩油缸通过所述油缸安装座安装在多节所述箱形臂节的外表面上。

作为本发明的再一个方面，还提供一种混凝土喷射机，该混凝土喷射机包括回转台和与该回转台铰接的箱形臂架，所述回转台的中心轴线为水平方向，并且所述回转台能够带动所述箱形臂架绕所述中心轴线转动，其中，所述箱形臂架为本发明所提供的上述箱形臂架。

通过将用于混凝土喷射机的箱形臂架的横截面设置为正多边形，使得箱形臂架的横截面上的各处材料距离该箱形臂架的横截面中心的距离相差不大，因此，不管回转台带动箱形臂架回转至何种角度，箱形臂架的横截面惯性积相差都不会太大，从而使得箱形臂架的内应力变化不会太大，有利于延长箱形臂架的使用寿命。

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是现有技术中混凝土喷射机的一种状态的立体图；

图2是图1中的混凝土喷射机的箱形臂架的截面示意图；

图3是图1中的混凝土喷射机的箱形臂架旋转90°后的截面示意图；

图4是本发明的一种实施方式的混凝土喷射机的立体图；

图5是图4中混凝土喷射机的箱形臂节的截面示意图；

图6是本发明的另一种实施方式的箱形臂节的截面示意图；

图7是本发明所述的箱形臂架的一部分的主视图；

图8是图7中所示的箱形臂架的侧视图；

图9是图8中所示的箱形臂架的A-A剖视图；和

图10是图8中所示的箱形臂架的B-B剖视图。

附图标记说明

10    回转台              20    箱形臂架

30    箱形臂节            31    侧壁

32    前挡块              33    前支撑板

34    后挡块              35    后支撑板

36    前加强板            37    后加强板

40    多级伸缩油缸        31a   间隙

40a   油缸安装座

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。

在本发明中，在不作相反说明的情况下，方位词“前”是指图4和图7中的右侧，而方位词“后”是指图4和图7中的“左侧”。

作为本发明的一个方面，提供一种混凝土喷射机的箱形臂节30，该箱形臂节30具有至少四个侧壁31，如图5和图6所示，该箱形臂节30的横截面为正多边形。

在本发明中，对箱形臂节30的横截面的边数没有特殊要求，对箱形臂节30的侧壁31的数量也没有特殊要求，例如，箱形臂节30的横截面可以是正四边形、正五边形、正六边形等。通常来讲，箱形臂节30的横截面边越多，箱形臂节30受到的内应力变化越小。为了便于加工，优选地，箱形臂节30可以具有四个侧壁，且箱形臂节30的横截面可以为正方形。

如图5和图6所示，箱形臂节30的横截面边长为C，其横截面惯性积

旋转90°之后，横截面惯性积仍然为

因此，当箱形臂节30用于箱形臂架中时，即便箱形臂架旋转90度，箱形臂节30中的内应力也并无变化。

为了便于加工制造并避免应力集中，优选地，所述正方形的四个角部形成有倒角。

如图5所示，箱形臂节30上形成有圆形倒角，而在图6中，箱形臂节30上形成有45°的斜倒角。

为了增加箱形臂节30前端的刚度，优选地，可以在箱形臂节的前端设置前加强板36。前加强板36可以为通过焊接固定在箱形臂节30的外表面上的钢板。同理，为了增加箱形臂节30后端的刚度，优选地，可以在箱形臂节30的后端设置后加强板37。后加强板37可以是通过焊接的方式固定在箱形臂节30的内表面上的钢板。

多节本发明所述的箱形臂节30安装在一起可以形成箱形臂架，在本发明中，可以利用油缸控制箱形臂架的伸缩。为了便于安装油缸，优选地，可以在前加强板36上设置有油缸安装座40a，如图4所示。

如图4和图7所示，作为本发明的另一个方面，提供一种混凝土喷射机的箱形臂架20，该箱形臂架20与回转台10铰接，该回转台10的中心轴线L为水平方向，并且回转台10能够带动箱形臂架20绕所述中心轴线L转动，箱形臂架20包括至少一节箱形臂节30，该箱形臂节30由四块侧壁31围成，其中，箱形臂节30为本发明所提供的上述箱形臂节。

由于箱形臂节30的横截面为正多边形，因此，在箱形臂架20的横截面上，箱形臂节30外表面上各处距离横截面中心的距离相差不大，当箱形臂架20旋转时，箱形臂节30的横截面惯性积变化也不大。

并且，当箱形臂架20旋转90°后，箱形臂节30的横截面惯性积不变，从而使箱形臂架20在两种工作状态（即，一种状态和从该状态旋转90°后的状态）所受到的内应力相等。并且，在箱形臂架20旋转的过程中，箱形臂架20内部的内应力变化也不大，从而可以避免由于内应力变化而引起的箱形臂节30损坏，延长了箱形臂节30的使用寿命。

如上所述，箱形臂架20可以包括一节箱形臂节30，也可以包括多节箱形臂节30。在大部分情况下，箱形臂架20包括至少两节箱形臂节30，前一节箱形臂节30插入后一节箱形臂节30的空腔中，从而使得作业时箱形臂架20能够伸缩。为了实现箱形臂架20的伸缩，可以在箱形臂节30的内部设置滑轮机构，也可以在箱形臂节30的外部设置油缸。

在本发明中，前一节箱形臂节30的侧壁31的外表面可以直接与后一节箱形臂节30的侧壁的内表面接触。为了减小相邻两节箱形臂节30在相对滑动时的摩擦力，如图7至图10中所示，可以将前一节箱形臂节30支撑在后一节箱形臂节30内部。如图中所示，前一节箱形臂节30的多个侧壁31的外表面与后一节箱形臂节30的多个侧壁31的内表面之间形成有间隙31a，前一节箱形臂节30的侧壁31的后端部的外表面上设置有后支撑板35，后一节箱形臂节30的侧壁31的前端部的内表面上设置有前支撑板33，后一节箱形臂节30上的前支撑板33和前一节臂节30上的后支撑板35设置在间隙31a之中，以将前一节箱形臂节30支撑在后一节箱形臂节30中。

在箱形臂架20伸缩时，前支撑板33和后支撑板35减小了前一节箱形臂节30和后一节箱形臂节30之间的接触面积，从而减小了减小相邻两节箱形臂节30在相对滑动时的摩擦力。此外，前支撑板33和后支撑板35的另一个作用还在于，可以引导箱形臂架20的伸缩。

在本发明中，对前支撑板33和后支撑板35的数量以及设置位置并没有特殊要求，只要前支撑板33和后支撑板35能够将前一节箱形臂节30支撑在后一节箱形臂节30中即可。

在本发明中，可以利用焊接等方式将前支撑板33和后支撑板35分别固定在后一节箱形臂节30的侧壁31上和前一节箱形臂节30的侧壁31上。当侧壁31较薄时，优选地，利用紧固件（如，螺钉）将前支撑板33和后支撑板35分别固定在一节箱形臂节30的侧壁31上和前一节箱形臂节30的侧壁31上。

由于箱形臂节30的横截面为正多边形，因此，前一节箱形臂节30的侧壁31的外表面与后一节箱形臂节30的侧壁31的内表面之间的间隙31可以划分为多个部分。间隙31a的多个部分与箱形臂节30的多个侧壁31一一对应。例如，图8中所示的箱形臂节30的横截面为正方形，因此，相邻两节箱形臂节30之间的间隙31a被划分为四个部分。为了便于将多节箱形臂节30组装在一起，后一节箱形臂节30上的前支撑板33和前一节箱形臂节30上的后支撑板35分别设置在相邻两节箱形臂节30之间的间隙31a的不同部分中。如此，组装多节箱形臂节30时，前支撑板33和后支撑板35之间不会产生干涉。

在箱形臂架20中，前一节箱形臂节30的横截面积小于后一节箱形臂节30的横截面积。为了便于将多节箱形臂节30组装在一起，并便于箱形臂架20的伸缩，优选地，前支撑板33和后支撑板35的高度小于前一节箱形臂节30与后一节箱形臂节30的高度差的二分之一。例如，前支撑板33和后支撑板35的高度可以比前一节箱形臂节30和后一节箱形臂节30的高度差的二分之一小0.5mm至2mm，从而保证箱形臂架20伸缩自如。

为了进一步防止当箱形臂架20伸长到最大行程时前一节箱形臂节30从后一节箱形臂节30中脱出，优选地，前一节箱形臂节30的侧壁31的后端部的外表面上还设置有后挡块34，该后挡块34位于后支撑板35前方，后一节箱形臂节30的侧壁31的前端部的内表面上设置有前挡块32，该前挡块32位于前支撑板33的后方，后挡块34位于前挡块32后方，且设置有后挡块34的侧壁31与设置有前挡块32的侧壁31相对，以使得在箱形臂架20伸长时，前挡块32能够与后挡块34相撞。

为了便于理解，下面将对上文中出现的“高度”进行解释。以前支撑板33为例，前支撑板33上与箱形臂节30的内表面相接触的表面为第一表面，前支撑板33上与该第一表面相对的表面为第二表面，前支撑板33的高度是指所述第一表面与所述第二表面之间的距离。后支撑板35的高度方向、前挡块32的高度方向以及后挡块34的高度方向与前支撑板33的高度方向一致，这里不再赘述。

在本发明中，对前挡块32和后挡块34的具体位置并没有特殊要求，只要前挡块32和后挡块34能够在箱形臂架20伸长到最大行程时相撞，以防止前一节箱形臂节30和后一节箱形臂节30中脱出即可。

为了更可靠地防止前一节箱形臂节30和后一节箱形臂节30中脱出，优选地，当前一节箱形臂节30上的后挡块34与后一节箱形臂节30上的前挡块32相撞时，后挡块34上朝向前挡块32的表面的80%至99%与前挡块32上朝向后挡块34的表面重合。在本发明中，前挡块32和后挡块34可以具有完全相同的形状，因此，前挡块32的侧面可以与后挡块34的侧面对齐，从而可以保证在后一节箱形臂节30上的前挡块32和前一节箱形臂节30上的后挡块34相撞时，前挡块32后端面与后挡块34的前端面具有较大的重合面积。

为了缓冲前一节箱形臂节30上的后挡块34与后一节箱形臂节30上的前挡块32相撞时的冲击，优选地，前挡块32与后挡块34均为由具有弹性的材料制成的块状体。例如，前挡块32和后挡块34由橡胶材料制成。所述的“块状体”可以是长方体、正方体、圆柱体等。

在本发明中，可以通过多种方式控制箱形臂架20的伸缩。例如，可以在箱形臂节30上设置滑轮，利用滑轮控制箱形臂架20的伸缩，又或者，可以在箱形臂架20上设置伸缩油缸，通过控制油缸的伸缩来控制箱形臂架20的伸缩。优选地，如图4所示，为了简化箱形臂节30的结构，箱形臂架20还可以包括多级伸缩油缸40，该多级伸缩油缸40可以通过设置在箱形臂节30的前加强板上的油缸安装座40a安装在箱形臂节30的外表面上。

作为本发明的再一个方面，还提供一种混凝土喷射机，如图4所示，该混凝土喷射机包括回转台10和与该回转台10铰接的箱形臂架20，回转台10的中心轴线L为水平方向，并且回转台10能够带动箱形臂架20绕中心轴线L转动，其中，箱形臂架20为本发明所提供的上述箱形臂架。

在本发明中，无论回转台旋转至何种角度，箱形臂架的横截面惯性积变化都不大，因此内应力变化也不大，从而不容易因内应力变化而损坏。

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，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 (15)

1.一种混凝土喷射机的箱形臂节，该箱形臂节具有至少四个侧壁（31），其特征在于，所述箱形臂节的横截面为正多边形。

2.根据权利要求1所述的箱形臂节，其特征在于，该箱形臂节具有四个侧壁（31），所述箱形臂节的横截面为正方形。

3.根据权利要求2所述的箱形臂节，其特征在于，所述正方形的四个角部形成有倒角。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的箱形臂节，其特征在于，该箱形臂节的前端设置有前加强板（36），和/或所述箱形臂节的后端设置后加强板（37）。

5.根据权利要求4所述的箱形臂节，其特征在于，该箱形臂节的前端设置有前加强板（36），所述前加强板（36）包覆在所述箱形臂节的外表面上，所述前加强板（36）上设置有油缸安装座（40a）。

6.一种混凝土喷射机的箱形臂架，该箱形臂架与回转台（10）铰接，该回转台的中心轴线（L）为水平方向，并且所述回转台（10）能够带动所述箱形臂架绕所述中心轴线（L）转动，所述箱形臂节包括至少一节箱形臂节（30），其特征在于，该箱形臂节（30）为权利要求1至5中任意一项所述的箱形臂节。

7.根据权利要求6所述的箱形臂架，其特征在于，所述箱形臂架包括至少两节所述箱形臂节（30），前一节所述箱形臂节（30）插入后一节所述箱形臂节（30）的空腔中。

8.根据权利要求7所述的箱形臂架，其特征在于，前一节所述箱形臂节（30）的多个所述侧壁（31）的外表面与后一节所述箱形臂节（30）的所述多个侧壁（31）的内表面之间形成有间隙（31a），前一节所述箱形臂节（30）的所述侧壁（31）的后端部的外表面上设置有后支撑板（35），后一节所述箱形臂节（30）的所述侧壁（31）的前端部的内表面上设置有前支撑板（33），该前支撑板（33）和所述后支撑板（35）设置在所述间隙（31a）之中，以将所述前一节箱形臂节（30）支撑在所述后一节箱形臂节（30）中。

9.根据权利要求8所述的箱形臂架，其特征在于，相邻两节所述箱形臂节（30）之间的所述间隙（31a）包括与所述箱形臂节（30）的所述多个侧壁（31）一一对应的多个部分，后一节所述箱形臂节（30）上的所述前支撑板（33）和前一节所述箱形臂节（30）上的所述后支撑板（35）分别设置在相邻两节所述箱形臂节之间的所述间隙（31a）的不同部分中。

10.根据权利要求8或9所述的箱形臂架，其特征在于，所述前支撑板（34）的高度和所述后支撑板（35）的高度均比所述前一节箱形臂节（30）与后一节所述箱形臂节（30）的高度之差小0.5mm至2mm。

11.根据权利要求8所述的箱形臂架，其特征在于，前一节所述箱形臂节（30）的所述侧壁（31）的后端部的外表面上还设置有后挡块（34），该后挡块（34）位于所述后支撑板（35）前方，后一节所述箱形臂节的所述侧壁（31）的前端部的内表面上设置有前挡块（32），该前挡块（32）位于所述前支撑板（33）的后方，所述后挡块（34）位于所述前挡块（32）后方，且设置有所述后挡块（34）的所述侧壁（31）与设置有所述前挡块（32）的所述侧壁（31）相对，以使得在所述箱形臂架伸长时，所述前挡块（32）能够与所述后挡块（34）相撞。

12.根据权利要求11所述的箱形臂架，其特征在于，当前一节所述箱形臂节（30）上的所述后挡块（34）与后一节所述箱形臂节（30）上的所述前挡块（32）相撞时，所述后挡块（34）上朝向所述前挡块（32）的表面的80%至99%与所述前挡块（32）上朝向所述后挡块（34）的表面重合。

13.根据权利要求11或12所述的箱形臂架，其特征在于，所述前挡块（32）与所述后挡块（34）均为由具有弹性的材料制成的块状体。

14.根据权利要求7所述的箱形臂架，其特征在于，该箱形臂架还包括多级伸缩油缸（40），该多级伸缩油缸（40）通过所述油缸安装座（40a）安装在多节所述箱形臂节（30）的外表面上。

15.一种混凝土喷射机，该混凝土喷射机包括回转台（10）和与该回转台（10）铰接的箱形臂架（20），所述回转台（10）的中心轴线（L）为水平方向，并且所述回转台（10）能够带动所述箱形臂架（20）绕所述中心轴线（L）转动，其特征在于，所述箱形臂架（20）为权利要求6至14中任意一项所述的箱形臂架。

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