CN103058079B - 一种铰接固定支腿及设有该支腿的起重机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铰接固定支腿，包括固定支腿及设于其上的铰接装置，所述铰接装置包括左右对称布置的铰接座，各所述铰接座均包括连接于所述固定支腿顶部的第一构件、连接于所述固定支腿底部的第二构件以及上下连接所述第一构件和第二构件的第三构件，所述第三构件的上端和下端分别设有铰接孔。该固定支腿可有效减小因铰接而导致的应力集中、焊道受力和变形量，从而显著提高固定支腿的可靠性。本发明还公开了一种设有所述铰接固定支腿的起重机。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别是起重机的铰接固定支腿。本发明还涉及设有所述支腿的起重机。
背景技术
轮式起重机为起重机的重要组成部分，由于具有良好的越野性能及带载行驶作业的优点而被广泛应用。
为了增大轮式起重机起重作业时的起重能力和工作稳定性，必须设置支腿机构，支腿机构行车时收回、工作时外伸撑地，能够将整个起重机架起，将车架承受的各种载荷传递至地面。
支腿机构主要由固定支腿和活动支腿组成，其中固定支腿是一种由板材拼焊成箱形结构的部件，用于连接活动支腿和车架，活动支腿也是一种由板材拼焊成箱形结构的部件，在驱动机构的作用下，可在固定支腿内来回伸缩，用于支撑起重机。
随着轮式起重机吨位的增加，整车重量超出轮胎所能达到的极限，导致轮式起重机的带载行驶能力无法满足要求。
请参考图1、图2，图1为现有轮式起重机的分体式车架的结构示意图；图2为图1所示分体式车架的分解图。
大吨位轮式起重机使用分体式车架，带载行驶工况时，车架前段的前固定支腿1＇和后段的后固定支腿2＇与车架主体3＇分离，提高带载能力；正常吊重工况时，车架前后段的固定支腿与车架主体3＇结合，与传统车架相同。
请参考图3、图4、图5，图3为单板嵌入式固定支腿的结构示意图；图4为图3单板嵌入式固定支腿的焊接示意图；图5为单板嵌入式固定支腿的铰接示意图。
车架前后段的固定支腿与车架主体通过铰接的形式联接，固定支腿铰接装置的可靠性将决定起重机的整体寿命。
现有固定支腿大多采用单板嵌入式铰接结构，以后固定支腿2＇为例，铰接耳板4＇与后固定支腿2＇根据铰接孔位置，通过焊接的方式相联接，此种结构存在以下缺点：
首先，车架主体与固定支腿铰接结构通过四个位置的铰接耳板相联接，铰接装置的所有应力传递都通过四处铰接耳板4＇，虚线区域为应力集中点，并且铰接固定支腿受力对于铰接点位置属于悬臂状态（如图6所示），应力过于集中，容易造成损坏，可靠性低。
其次，单板嵌入式铰接结构中的铰接耳板4＇与后固定支腿2＇的连接焊缝承受所有应力，焊缝影响因素较多，不易控制，并且应力形式为疲劳应力，此处焊道极易产生损坏，可靠性低。
再者，当后固定支腿2＇整体承受扭转应力时，由于铰接装置应力分布范围较小，导致整体变形量过大，如图7所示，虚线区域为变形最大位置。
因此，如何改善固定支腿因铰接而导致的应力集中、焊道受力和变形过大等现象，从而提高其可靠性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种铰接固定支腿。该固定支腿可有效减小因铰接而导致的应力集中、焊道受力和变形量，从而显著提高固定支腿的可靠性。
本发明的第二目的是提供一种设有所述铰接固定支腿的起重机。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种铰接固定支腿，包括固定支腿及设于其上的铰接装置，所述铰接装置包括左右对称布置的铰接座，各所述铰接座均包括连接于所述固定支腿顶部的第一构件、连接于所述固定支腿底部的第二构件以及上下连接所述第一构件和第二构件的第三构件，所述第三构件的上端和下端分别设有铰接孔。
优选地，所述第一构件连接于所述固定支腿的腹板上沿，所述第二构件连接于所述固定支腿的腹板下沿。
优选地，所述第一构件嵌入所述腹板上沿的凹槽中，所述第二构件嵌入所述腹板下沿的凹槽中。
优选地，所述第一构件和第二构件在垂直于所述固定支腿的方向上从一侧向另一侧延伸，并且与所述固定支腿的多个腹板连接。
优选地，所述铰接座呈侧向旋转90度的“U”形结构。
优选地，所述铰接座包括两道平行的“U”形板以及位于所述“U”形板之间并将其连为一体的连接板。
优选地，所述“U”形板铰接孔部位的宽度和厚度大于其他部位。
优选地，所述左、右铰接座的第三构件之间设有横向支撑梁。
优选地，所述铰接座与固定支腿之间设有局部加强件。
优选地，所述固定支腿在其斜支撑部分的内部设有形成多箱型结构的内置式隔板。
优选地，所述固定支腿设有内置式管路通道。
为实现上述第二目的，本发明还提供一种起重机，包括车架以及与所述车架铰接连接的固定支腿，所述固定支腿为上述任一项所述的铰接固定支腿。
优选地，具体为越野轮胎起重机。
本发明所提供的铰接固定支腿在现有技术的基础上做了进一步改进，其铰接装置具有与固定支腿顶部连接的第一构件、与固定支腿底部连接的第二构件以及连接第一构件和第二构件的第三构件，其中第一构件能够从顶部支撑固定支腿，第二构件能够从底部支撑固定支腿，第三构件能够从侧面支撑固定支腿并提供铰接位置，通过所述第一、第二、第三构件，铰接装置实现了与固定支腿的三面对接，铰接装置在受力时可直接作用于固定支腿的主受力部件，通过应力多点分散的方式，有效改善了应力集中和局部变形量过大等现象，减少了应力传输过程中的零部件与受力焊道数量，显著增加了固定支腿的整体强度，且可以有效降低固定支腿的整体重量。
在一种具体实施方式中，所述第一构件嵌入所述腹板上沿的凹槽中，所述第二构件嵌入所述腹板下沿的凹槽中。将铰接座嵌入腹板的凹槽中，可将其内置于固定支腿，同时与固定支腿的腹板上下对接，使铰接座能够直接作用于固定支腿的腹板，规避了焊道承受应力的缺陷，不仅结构紧凑、可靠性高，而且重量相对较轻。
在另一种具体实施方式中，所述铰接座与固定支腿之间设有局部加强件。根据各点应力分布情况，在铰接座与固定支腿之间增加应力分散装置进行局部加强，可消除应力集中，改善应力状态，进一步提高可靠性。
本发明所提供的起重机设有上述铰接固定支腿，由于上述铰接固定支腿具有上述技术效果，设有该铰接固定支腿的起重机也应具备相应的技术效果。
附图说明
图1为现有轮式起重机的分体式车架的结构示意图；
图2为图1所示分体式车架的分解图；
图3为单板嵌入式固定支腿的结构示意图；
图4为图3单板嵌入式固定支腿的焊接示意图；
图5为单板嵌入式固定支腿的焊接示意图；
图6为图4所示单板嵌入式固定支腿的悬臂状态示意图；
图7为图4所示单板嵌入式固定支腿的扭转应力示意图；
图8为本发明所提供铰接固定支腿的一种具体实施方式的分解结构示意图；
图9为图8所示铰接固定支腿在移开盖板后的俯视图；
图10为图9中A部位的局部放大图；
图11为图9中B部位的局部放大图；
图12为图9中C部位的局部放大图；
图13为图8所示铰接固定支腿的底部结构示意图；
图14为图13中D部位的局部放大图；
图15为图13中E部位的局部放大图；
图16为图8所示铰接固定支腿的内部形成多箱形结构的示意图；
图17为图8所示铰接固定支腿的内部设有内置式管路通道的示意图。
图1至图7中：
前固定支腿1＇ 后固定支腿2＇ 车架主体3＇ 铰接耳板4＇
图8至图17中：
1.固定支腿 1-1.第一腹板 1-2.第二腹板 1-3.第三腹板 2.铰接座 2-1.上臂 2-2.下臂 2-3.主臂 2-3-1.铰接孔 3.凹槽 4.盖板5.底板 6.横向支撑梁 7.斜支撑 8-1.第一隔板 8-2.第二隔板 8-3.第三隔板 9.内置式管路通道
具体实施方式
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。
本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。
请参考图8，图8为本发明所提供铰接固定支腿的一种具体实施方式的分解结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明提供的铰接固定支腿，主要由固定支腿1及其上设置的铰接装置等部件构成。
铰接装置包括左右对称布置的两个铰接座2，各铰接座2呈侧向旋转90度的“U”形结构，其主体为两道平行的“U”形板，“U”形板之间通过多道连接板连为一体，其第一构件为上臂2-1，第二构件为下臂2-2，第三构件为连接上臂2-1和下臂2-2的主臂2-3，上臂2-1、下臂2-2和主臂2-3为一体式结构。
主臂2-3的上端和下端分别设有铰接孔2-3-1，且铰接孔部位的宽度大于其他部位，并设有增厚的加强板，以满足铰接所需的结构强度。
固定支腿1在其第一腹板1-1和第二腹板1-2的上沿开设有方形凹槽3，铰接座2的上臂2-1嵌入腹板上沿的方形凹槽3中，在垂直于腹板的方向上从第一腹板1-1一直延伸到第三道腹板1-3的内侧，直接与固定支腿1的第一腹板1-1和第二腹板1-2相连接，加装盖板4后，上臂2-1可隐藏在固定支腿1内部。
固定支腿1在其第一腹板1-1和第二腹板1-2的下沿也开设有方形凹槽3，且方形凹槽3的高度高于底板5，铰接座2的下臂2-2嵌入腹板下沿的方形凹槽3中，在垂直于腹板的方向上从第一腹板1-1一直延伸到第三腹板1-3的内侧，直接与固定支腿1的第一腹板1-1和第二腹板1-2及底板5相连接，组装完成后，下臂2-2将外露于固定支腿1。
请参考图9至图15、图12，图9为图8所示铰接固定支腿在移开盖板后的俯视图；图10为图9中A部位的局部放大图；图11为图9中B部位的局部放大图；图12为图9中C部位的局部放大图；图13为图8所示铰接固定支腿的底部结构示意图；图14为图13中D部位的局部放大图；图15为图13中E部位的局部放大图。
在进一步改进的结构中，左、右铰接座的主臂2-3之间设有两道平行的横向支撑梁6，并在铰接座四周增加斜支撑7，平缓过渡铰接座2与固定支腿1的搭接部位，改善固定支腿1整体应力分布，避免铰接座2与固定支腿1接触面的应力过渡集中，从而提高固定支腿1的可靠性。
横向支撑梁6可选用“U”形槽钢，其两端与左、右铰接座连接，开口贴合在固定支腿1的第一腹板1-1上；斜支撑7采用一块矩形板材及位于其两边的三角形板材焊接而成，固定在铰接座2与固定支腿1形成之间需要加强的直角区域。
请参考图16，图16为图8所示铰接固定支腿的内部形成多箱形结构的示意图。
在另一种改进的结构中，固定支腿1在其斜向部分的内部设有第一隔板8-1、第二隔板8-2和第三隔板8-3，其中，第一隔板8-1和第三隔板8-3为竖向隔板，第二隔板8-2为“工”字形水平隔板。
铰接座2的上臂2-1与固定支腿第一腹板1-1、第二腹板1-2和第二隔板8-2焊接在一起，组装时，先将铰接座2与腹板和隔板焊接，再将盖板4与固定支腿1的主体结构连接，使固定支腿1内部形成多个小型箱型结构。如此，起重机在不同工况下，固定支腿1都能整体承受载荷，从而减少左右支腿应力分布不均的现象，消除应力集中。
请参考图17，图17为图8所示铰接固定支腿的内部设有内置式管路通道的示意图。
为适应支腿油缸管路布置，可在固定支腿1内部设计内置式管路通道9，图中点划线所示为管路路线，采用内置式管路通道9，可优化管路排布，使所有管路走向完全处于固定支腿1内部，避免管路受外力碰撞而损坏，提高起重机外形质量。
上述铰接座2的上臂2-1能够从顶部支撑固定支腿1，下臂2-2能够从底部支撑固定支腿1，主臂2-3能够从侧面支撑固定支腿1并提供铰接位置，通过上臂2-1、下臂2-2和主臂2-3，铰接座2实现了与固定支腿1的三面对接，铰接座2在受力时可直接作用于固定支腿1的腹板和隔板。
这种应力多点分散的方式，有效改善了应力集中和局部变形量过大等现象，减少了应力传输过程中的零部件与受力焊道数量，显著增加了固定支腿1的整体强度，且可以有效降低固定支腿1的整体重量。
当然，上述铰接固定支腿仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将铰接座2设计成其他类似于“U”形的形状，或者将铰接座2的上臂2-1固定在盖板4顶部，又或者将铰接座2的上臂2-1和下臂2-1都嵌入固定支腿1内部等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
除了上述铰接固定支腿，本发明还提供一种起重机，包括车架以及与所述车架铰接连接的固定支腿，所述固定支腿为上文所述的铰接固定支腿，车架上的铰接座与固定支腿的铰接座通过销轴相铰接，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。
具体地，所述起重机为越野轮胎起重机。
以上对本发明所提供的铰接固定支腿及起重机进行了详细介绍。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 (13)
1.一种铰接固定支腿，包括固定支腿及设于其上的铰接装置，其特征在于，所述铰接装置包括左右对称布置的铰接座，各所述铰接座均包括连接于所述固定支腿顶部的第一构件、连接于所述固定支腿底部的第二构件以及上下连接所述第一构件和第二构件的第三构件，所述第三构件的上端和下端分别设有铰接孔。
2.根据权利要求1所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述第一构件连接于所述固定支腿的腹板上沿，所述第二构件连接于所述固定支腿的腹板下沿。
3.根据权利要求2所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述第一构件嵌入所述腹板上沿的凹槽中，所述第二构件嵌入所述腹板下沿的凹槽中。
4.根据权利要求3所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述第一构件和第二构件在垂直于所述固定支腿的方向上从一侧向另一侧延伸，并且与所述固定支腿的多个腹板连接。
5.根据权利要求4所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述铰接座呈侧向旋转90度的“U”形结构。
6.根据权利要求5所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述铰接座包括两道平行的“U”形板以及位于所述“U”形板之间并将其连为一体的连接板。
7.根据权利要求6所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述“U”形板铰接孔部位的宽度和厚度大于其他部位。
8.根据权利要求1至7任一项所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述左、右铰接座的第三构件之间设有横向支撑梁。
9.根据权利要求1至7任一项所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述铰接座与固定支腿之间设有局部加强件。
10.根据权利要求1至7任一项所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述固定支腿在其内部设有形成多箱型结构的内置式隔板。
11.根据权利要求1至7任一项所述的铰接固定支腿，其特征在于，所述固定支腿设有内置式管路通道。
12.一种起重机，包括车架以及与所述车架铰接连接的固定支腿，其特征在于，所述固定支腿为上述权利要求1至11任一项所述的铰接固定支腿。
13.根据权利要求12所述的起重机，其特征在于，具体为越野轮胎起重机。
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