CN103010979A - 俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种俯仰组件，其包括悬臂梁、立柱、主铰单元和副铰单元。悬臂梁通过主铰单元铰接于立柱。俯仰组件在正常工作状态时，悬臂梁通过主铰单元相对于立柱做俯仰运动；俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁通过副铰单元相对于立柱做俯仰运动。本发明还公开了一种工程机械设备以及俯仰组件的拆装方法。本发明的俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备可以方便地更换俯仰组件中的主铰单元。

Description

俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备

技术领域

本发明涉及大型机械设备技术领域，特别是涉及一种俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备。

背景技术

工程机械设备广泛应用于各类场合，例如港口、矿山、冶金、电厂等。工程机械设备普遍采用悬臂梁加俯仰轴承的结构，悬臂梁以俯仰轴承为铰点来进行俯仰运动以完成相关动作，例如堆取料斗轮机的堆放或挖取物料动作。由于工程机械设备经常工作于高负荷状态，悬臂梁的俯仰运动非常频繁，所以俯仰轴承相对来说容易损坏，需要定期维护和更换。

请参阅图1，图1是现有技术的工程机械设备更换俯仰轴承时的结构示意图。该工程机械设备包括悬臂梁101、俯仰轴承102、立柱103和平衡梁104。需要更换俯仰轴承102时，将悬臂梁101调整至水平位置。为了使悬臂梁101保持在水平位置，通常在地面基础上设置支架105以支撑悬臂梁101，以及使用起重机106吊起平衡梁104。此时悬臂梁101只承受自身重力。然后将千斤顶107设于悬臂梁101下方邻近俯仰轴承102的位置，如图1中放大部分所示。先解除俯仰轴承102的铰接作用，用千斤顶107顶起悬臂梁，直至能够取出俯仰轴承102为止。现有技术的工程机械设备更换俯仰轴承102时，由于平衡梁104庞大且笨重，需要动用大吨位的起重机106和在地面基础上设置支架105，耗费人力物力，并且千斤顶107的顶升行程过大，工作不可靠。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备，能够方便地更换俯仰组件中的主铰单元。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种俯仰组件，包括悬臂梁、立柱和主铰单元，悬臂梁通过主铰单元铰接于立柱。俯仰组件还包括副铰单元，俯仰组件在正常工作状态时，悬臂梁通过主铰单元相对于立柱做俯仰运动；俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁通过副铰单元相对于立柱做俯仰运动。

其中，副铰单元包括第一支座和第二支座。第一支座具有第一座体和与第一座体连接的轴杆。第二支座具有第二座体和与第二座体连接的承载部，承载部用于与轴杆枢转式配合，使得俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁相对于立柱做俯仰运动。

其中，第一座体固定于悬臂梁，第二座体固定于立柱。

其中，第一座体包括带有轴孔的轴孔部，轴杆穿设于轴孔部。

其中，第二座体形成有用于容置轴孔部的U型凹槽。

其中，承载部为两个，且沿轴杆方向设置于第二座体的两端。

其中，轴杆与第一座体一体成型或者轴杆焊接于第一座体。

其中，副铰单元包括限位盖，用于将轴杆限定至承载部。

其中，限位盖和承载部均呈圆弧状，限位盖沿承载部的径向与承载部对接，形成用于限定轴杆的圆孔。

其中，轴杆包括杆体和位于杆体两端且与杆体一体成型的圆柱部，圆柱部的截面积小于杆体的截面积。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种工程机械设备，该工程机械设备包括上述任一种的俯仰组件。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种上述任一种的俯仰组件的拆装方法，该拆装方法用于更换俯仰组件中的主铰单元，拆装方法包括：驱使悬臂梁通过主铰单元相对于立柱做下俯运动，并使悬臂梁通过副铰单元铰接于立柱；解除主铰单元的铰接作用，更换上新的主铰单元；驱使悬臂梁通过副铰单元相对于立柱做上仰运动，并使悬臂梁通过新的主铰单元铰接于立柱；解除副铰单元的铰接作用。

本发明的俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备采用主铰单元和副铰单元，俯仰组件在正常工作状态时，悬臂梁通过主铰单元相对于立柱做俯仰运动，俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁通过副铰单元相对于立柱做俯仰运动，基本不改变俯仰组件的结构。能够方便地更换俯仰组件中的主铰单元，并且节约成本。

附图说明

图1是现有技术的工程机械设备更换俯仰轴承时的结构示意图；

图2是本发明第一实施例的俯仰组件的结构示意图；

图3是图2所示的副铰单元240的结构放大示意图；

图4是图3所示的副铰单元240的结构分解示意图；

图5是图3所示的副铰单元240的B-B方向的剖视图；

图6是本发明第二实施例的俯仰组件的第一支座的结构放大示意图；

图7是本发明第三实施例的工程机械设备的结构示意图；

图8是本发明第四实施例的俯仰组件的拆装方法的流程示意图。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图2，图2是本发明第一实施例的俯仰组件的结构示意图。俯仰组件包括悬臂梁210、立柱220、主铰单元230和副铰单元240。悬臂梁210通过主铰单元230铰接于立柱220上。俯仰组件在正常工作状态时，悬臂梁210通过主铰单元230相对于立柱220做俯仰运动；俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁210通过副铰单元240相对于立柱220做俯仰运动。在本实施例中，副铰单元240设于立柱220上邻近主铰单元230的位置，如图2中放大部分所示。主铰单元230例如是俯仰轴承。在拆装状态下，借助于悬臂梁210的俯仰运动，使得主铰单元230可以方便地进行更换。

其中，正常工作状态是指悬臂梁210只通过主铰单元230铰接于立柱220。拆装状态是指在更换主铰单元230时，悬臂梁210只通过副铰单元240铰接于立柱220。

请一并参阅图3、图4和图5，图3是图2所示的副铰单元240的结构放大示意图。副铰单元240包括第一支座241、第二支座242和限位盖243。第一支座241具有第一座体2410和与第一座体2410连接的轴杆2420。第二支座242具有第二座体2430和与第二座体2430连接的承载部2440。承载部2440用于与轴杆2420枢转式配合，使得俯仰组件在拆装状态时，悬臂梁210相对于立柱220做俯仰运动。在本实施例中，第一座体2410通过螺钉或焊接等方式固定于悬臂梁210，第二座体2430也通过螺钉或焊接等方式固定于立柱220。在其它可替代的备选实施例中，第一座体2410可固定于立柱220，而第二座体2430固定于悬臂梁210。

限位盖243固定于承载部2440，用于将轴杆2420限定至承载部2440，即轴杆2420的位置受到承载部2440和限位盖243的限制，只能在限制的范围内转动，能够防止轴杆2420跳脱，提高轴杆2420工作时的稳定性和安全性。在本实施例中，限位盖243通过螺钉2431固定于承载部2440。

图4是图3所示的副铰单元240的结构分解示意图。

第一座体2410包括带有轴孔的轴孔部2411，轴杆2420以间隙配合方式穿设于轴孔部2411。当然，本实用新型并不限定为间隙配合，本领域技术人员可根据实际需要选择过盈配合或过渡配合。

限位盖243和承载部2440均呈圆弧状，限位盖243沿承载部2440的径向与承载部2440对接，形成用于限定轴杆2420的圆孔。其中，承载部2440呈半圆状，限位盖243也呈半圆状。

在固定限位盖243之后，承载部2440与轴杆2420枢转式配合，即，承载部2440和轴杆2420构成铰点，第一座体2410围绕铰点相对于第二座体2430转动，使得在更换俯仰组件中的主铰单元230时，悬臂梁210可相对于立柱220做俯仰运动。

图5是图3所示的副铰单元240的B-B方向的剖视图。

第二座体2430形成有用于容置轴孔部2411的U型凹槽2432。承载部2440为两个，且沿轴杆2420方向设置于第二座体2430的两端。

进一步地，轴杆2420包括杆体2421和位于杆体2421两端且与杆体2421一体成型的圆柱部2422，杆体2421可为任意形状，例如多边形。圆柱部2422的截面积小于杆体2421的截面积，具体地，圆柱部2422在杆体2421截面上的投影位于杆体2421的截面范围内，以使得副铰单元240工作时，限位盖243和承载部2440形成的圆孔可以限定轴杆2420，防止轴杆2420在轴向方向上产生位移。

本实施例的俯仰组件在正常工作状态时，副铰单元240的第一支座241与第二支座242相互分离，在需要使用副铰单元240时，将第一支座241和第二支座242组装固定，从而副铰单元240代替主铰单元230作为悬臂梁210的铰点来支撑悬臂梁210，主铰单元230不会承受悬臂梁210的重力，所以可以方便地更换俯仰组件中的主铰单元230。

下面说明本发明的俯仰组件更换主铰单元230时的更换过程：

使悬臂梁210以主铰单元230为铰点相对立柱220做下俯运动，使第一支座241接近第二支座242，直至轴杆2420接触承载部2440为止，然后将限位盖243固定于承载部2440，以限定轴杆2420，此时副铰单元240组装固定完毕，悬臂梁210通过该副铰单元240铰接于立柱220上；

微调悬臂梁210的俯仰幅度，使得主铰单元230处于空载状态，然后拆卸主铰单元230的固定部件，例如销轴、端盖和螺钉等，然后使悬臂梁210以副铰单元240为铰点相对立柱220继续做下俯运动，直至可以拆除主铰单元230为止，此时可方便地更换主铰单元230；

新的主铰单元230更换完毕后，使悬臂梁210以副铰单元240为铰点相对立柱220做小幅度上仰运动，使新的主铰单元230到达固定位置，然后装入固定部件固定新的主铰单元230。接着拆除限位盖243，分离副铰单元240，如果轴杆2420可拆除，也拆除轴杆2420。最后悬臂梁210就以新的主铰单元230为铰点相对立柱220做俯仰运动。拆除的限位盖243以及轴杆2420进行妥善保管，以在下一次更换主铰单元230时继续使用。

本实施例的俯仰组件在主铰单元230的更换过程中，无需动用起重机，也无需地面设施，节约了更换成本，且操作简单，工作可靠。

请参阅图6，图6是本发明第二实施例的俯仰组件的第一支座的结构放大示意图。本实施例的第一支座341可替代第一实施例的第一支座241。第一支座341包括第一座体3410和与第一座体3410连接的轴杆3420，在本实施例中，轴杆3420焊接于第一座体3410。在其它可替代的备选实施例中，轴杆3420可以其它方式与第一座体3410连接，例如轴杆3420与第一座体3410一体成型。

请参阅图7，图7是本发明第三实施例的工程机械设备的结构示意图。该工程机械设备包括前述实施例的俯仰组件以及平衡梁250和俯仰驱动机构260。平衡梁250位于立柱220的顶端，俯仰驱动机构260安装于立柱220，用于驱动平衡梁250相对立柱220转动。平衡梁250通过绳索与悬臂梁210连接，利用杠杆原理驱动悬臂梁210做俯仰运动。该工程机械设备的结构相对于现有技术基本不变，节省制造成本。该工程机械设备通过副铰单元240来更换主铰单元230，具体更换过程与第一实施例相同，故此处不再赘述。不过，值得注意一点的是，副铰单元240的安装位置可调整为刚好对应悬臂梁210进行下俯运动时的最大下俯幅度的位置，以使得主铰单元230正常工作时，副铰单元240不会干涉悬臂梁210，而在更换主铰单元230时，能够可靠支撑悬臂梁210。

请参阅图8，图8是本发明第四实施例的俯仰组件的拆装方法的流程示意图。该拆装方法用于更换俯仰组件中的主铰单元230，该拆装方法包括以下步骤：

步骤S11：驱使悬臂梁通过主铰单元相对于立柱做下俯运动，并使悬臂梁通过副铰单元铰接于立柱。

其中，悬臂梁下俯至能够安装副铰单元时，停止下俯，然后安装并固定副铰单元，这里，副铰单元采用的是前述实施例的副铰单元240。

步骤S12：解除主铰单元的铰接作用，更换上新的主铰单元。

其中，解除主铰单元的铰接作用，即解除主铰单元的固定，使主铰单元不再发挥铰接作用。取出原先的主铰单元时，可能会由于存在悬臂梁上某些结构的阻碍，不方便取出，此时，可以继续驱使悬臂梁通过副铰单元小幅下俯，直至可以方便取出原先的主铰单元为止。

步骤S13：驱使悬臂梁通过副铰单元相对于立柱做上仰运动，并使悬臂梁通过新的主铰单元铰接于立柱。

其中，悬臂梁上仰至能够固定新的主铰单元时，停止上仰，然后安装并固定新的主铰单元。

步骤S14：解除副铰单元的铰接作用。

其中，解除副铰单元的铰接作用，即解除副铰单元的固定，使副铰单元不再发挥铰接作用。

通过上述方式，本发明的俯仰组件及其拆装方法和工程机械设备通过主铰单元和副铰单元配合，更换主铰单元时，副铰单元代替主铰单元起到铰接作用，依靠悬臂梁的俯仰运动来更换主铰单元，而不需借助外界辅助，能够方便地更换主铰单元，而且更换过程操作简单，节约人力物力，从而节约成本。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种俯仰组件，包括悬臂梁、立柱和主铰单元，所述悬臂梁通过所述主铰单元铰接于所述立柱，其特征在于，所述俯仰组件还包括副铰单元，所述俯仰组件在正常工作状态时，所述悬臂梁通过所述主铰单元相对于所述立柱做俯仰运动；所述俯仰组件在拆装状态时，所述悬臂梁通过所述副铰单元相对于所述立柱做俯仰运动。

2.根据权利要求1所述的俯仰组件，其特征在于，所述副铰单元包括：

第一支座，所述第一支座具有第一座体和与所述第一座体连接的轴杆；

第二支座，所述第二支座具有第二座体和与所述第二座体连接的承载部，所述承载部用于与所述轴杆枢转式配合，使得所述俯仰组件在拆装状态时，所述悬臂梁相对于所述立柱做俯仰运动。

3.根据权利要求2所述的俯仰组件，其特征在于，所述第一座体固定于所述悬臂梁，所述第二座体固定于所述立柱。

4.根据权利要求3所述的俯仰组件，其特征在于，所述第一座体包括带有轴孔的轴孔部，所述轴杆穿设于所述轴孔部。

5.根据权利要求4所述的俯仰组件，其特征在于，所述第二座体形成有用于容置所述轴孔部的U型凹槽。

6.根据权利要求5所述的俯仰组件，其特征在于，所述承载部为两个，且沿所述轴杆方向设置于所述第二座体的两端。

7.根据权利要求3所述的俯仰组件，其特征在于，所述轴杆与所述第一座体一体成型或者所述轴杆焊接于所述第一座体。

8.根据权利要求2至7任一项所述的俯仰组件，其特征在于，所述副铰单元包括限位盖，用于将所述轴杆限定至所述承载部。

9.根据权利要求8所述的俯仰组件，其特征在于，所述限位盖和所述承载部均呈圆弧状，所述限位盖沿所述承载部的径向与所述承载部对接，形成用于限定所述轴杆的圆孔。

10.根据权利要求2所述的俯仰组件，其特征在于，所述轴杆包括杆体和位于所述杆体两端且与所述杆体一体成型的圆柱部，所述圆柱部的截面积小于所述杆体的截面积。

11.一种工程机械设备，其特征在于，所述工程机械设备包括根据权利要求1至10中任一项所述的俯仰组件。

12.一种根据权利要求1至10中任一项所述的俯仰组件的拆装方法，所述拆装方法用于更换所述俯仰组件中的主铰单元，其特征在于，所述拆装方法包括：

驱使悬臂梁通过所述主铰单元相对于立柱做下俯运动，并使所述悬臂梁通过副铰单元铰接于所述立柱；

解除所述主铰单元的铰接作用，更换上新的主铰单元；

驱使所述悬臂梁通过所述副铰单元相对于所述立柱做上仰运动，并使所述悬臂梁通过所述新的主铰单元铰接于所述立柱；

解除所述副铰单元的铰接作用。

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