CN103241664B - 伸缩臂架的滑块装置以及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种伸缩臂架的滑块装置，所述伸缩臂架包括多个臂节，所述滑块装置设置在相邻的臂节之间，所述滑块装置包括滑块体（3），沿所述伸缩臂架的伸出方向，所述滑块体（3）依次包括第一端和第二端，并且，所述滑块体（3）由纤维丝材料制成，从所述第一端到所述第二端，所述滑块体（3）的刚度逐渐减小。本发明还公开了一种起重机。本发明的伸缩臂架在伸缩运动的情况下，滑块装置与臂节具有较大的接触面积，因而避免出现局部挤压而损坏臂节。

Description

伸缩臂架的滑块装置以及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种伸缩臂架的滑块装置以及一种起重机。

背景技术

起重机的伸缩臂架通常包括多个臂节，在该多个臂节之间设置有滑块装置，各臂节之间通过滑块装置实现载荷的传递。滑块装置包括滑块体，滑块体直接与臂节接触并承受臂节所施加的载荷，现有技术的伸缩臂架中滑块体通常由整块的材料制成，这样的滑块体中各部分具有基本相等的刚度，如图6a所示，当起重机的伸缩臂架臂头未起吊货物前时，该滑块体3和与其接触的臂节筒体12能够较好的贴合，滑块体3和与其接触的臂节筒体12之间的接触压力分布比较均匀，但是如图6b所示，当起重机的伸缩臂架臂头起吊货物前时，臂架发生弯曲变形，臂节筒体12对滑块体3施加向下的压力，并且滑块体3靠近伸缩臂架的伸出端的一端(图6b中的滑块体3的右端)首先受到臂节筒体12的挤压而变形，并且臂节筒体12施加给滑块体3的压力沿靠近伸缩臂架的伸出端的方向逐渐增大，但是由于滑块体3整体刚度相等，滑块体3的变形不能与臂节筒体12施加的压力相协调，因而，出现图6b中的情况，即滑块体3与臂节筒体12不能很好的贴合，滑块体3与臂节筒体12的接触面仅包括滑块体3的靠近伸缩臂架的伸出端的一部分，而臂节筒体12对滑块体3施加的全部的压力会全部集中在该部分，这种局部的挤压导致滑块体3的局部应力过大，可能导致臂节筒体12在滑块体3的作用下出现局部拱起或下榻等，严重情况下甚至造成撕裂。

发明内容

本发明的目的是提供一种伸缩臂架的滑块装置、一种伸缩臂架以及一种起重机。

为了实现上述目的，本发明提供一种伸缩臂架的滑块装置，所述滑块装置设置在相邻的臂节之间，所述滑块装置包括滑块体，沿所述伸缩臂架的伸出方向，所述滑块体依次包括第一端和第二端，所述滑块体由纤维丝材料制成，从所述第一端到所述第二端，所述滑块体的刚度逐渐减小。

优选地，所述滑块体沿所述臂节的臂筒的周向分布，所述滑块体至少有两个面能够分别与所述臂筒的表面接触。

优选地，所述滑块体设置有变角度滑块层，该变角度滑块层由浸渍有树脂的纤维丝制成，从所述第一端到所述第二端，所述变角度滑块层中的所述纤维丝与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角逐渐减小。

优选地，沿所述臂筒的周向设置有至少三个所述滑块体。

优选地，所述滑块体沿所述臂筒的周向包括至少三个层叠的滑块层，所述滑块层中至少包括一个所述变角度滑块层。

优选地，所述滑块层包括定角度滑块层，所述定角度滑块层由浸渍有树脂的纤维丝制成，从所述第一端到所述第二端，所述定角度滑块层中纤维丝与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角均相等。

优选地，所述定角度滑块层中，所述纤维丝与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为0°、45°、90°或135°。

优选地，在所述变角度滑块层中，所述纤维丝与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为45°至90°。

优选地，所述滑块装置还包括滑块支座，所述滑块支座位于所述相邻的臂节中的其中一个臂节上，所述滑块体放置在该滑块支座上。

优选地，所述滑块支座上设置有滑块体安装槽，所述滑块体上设置有连接通孔，所述滑块体安装槽中设置有连接孔，所述连接件穿过所述连接通孔并固定于所述连接孔中以将所述滑块体安装于所述滑块体安装槽中。

优选地，所述滑块支座包括相互垂直的呈“L”形的第一部分和第二部分，所述滑块体安装槽设置在所述第一部分上，所述第二部分从所述第一部分的一端沿所述伸缩臂架的径向方向延伸，所述第二部分的内侧面与安装所述滑块装置的臂节的外侧面配合，所述滑块装置还包括挡板和固定件，所述挡板从与滑动表面接触的臂节朝安装所述滑块装置的臂节延伸，所述固定件穿过所述挡板并固定在安装所述滑块装置的臂节上，以将所述滑块支座的第二部分限制在所述挡板和安装所述滑块装置的臂节的外侧面之间。

本发明还提供一种起重机，该起重机包括伸缩臂架，该伸缩臂节包括上述的滑块装置。

本发明的伸缩臂架的滑块体包括变角度滑块层，从滑块体的第一端到第二端，所述变角度滑块层包括与滑块体沿所述伸缩臂架的伸出方向的夹角逐渐减小的多条纤维丝，因而，沿滑块体的第一端到第二端，滑块体的刚度逐渐减小，当伸缩臂架伸缩运动时，与滑块体相邻的臂节筒体从滑块体的第二端到第一端逐渐对滑块体施加压力，在刚度较小的部分，滑块体发生变形并逐渐与臂节筒体贴合，最终滑块体的大部分区域均能与臂节筒体相贴合，使得滑块体与臂节筒体的接触面积增大，臂节筒体施加至滑块体上的压力也由刚度较小的区域逐渐分布至刚度较大的区域，因而，避免滑块体出现局部挤压而应力集中，继而造成臂节筒体的损坏等。

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是根据本发明的伸缩臂架的局部主视结构示意图；

图2是图1中的伸缩臂架的滑块装置的滑块体的立体图；

图3是图2中圆圈I的放大图；

图4是根据本发明的变角度滑块层的主视结构示意图；

图5a至图5d分别显示根据本发明的顶角度滑块层的主视结构示意图；

图6a至图6b显示了现有技术的伸缩臂架在伸缩运动时滑块的变形情况；

图7a至图7b显示了本发明的伸缩臂架在伸缩运动时滑块的变形情况。

附图标记说明

1  外臂节           2  内臂节            3  滑块体

4  滑块支座         5  滑块层            6  挡板

7  固定件           8  连接件            9  变角度滑块层

10 定角度滑块层     11 纤维丝            12 臂节筒体

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，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“伸缩臂架的伸出方向”对应于图1中的长度方向，；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

本发明提供了一种伸缩臂架的滑块装置，所述滑块装置设置在相邻的臂节之间，所述滑块装置包括滑块体3，沿伸缩臂架的伸出方向，滑块体3依次包括第一端和第二端，其中，滑块体由纤维丝材料制成，从所述第一端到所述第二端，滑块体3的刚度逐渐减小。

本发明的伸缩臂架中，从滑块体3的第一端到第二端，滑块体3的刚度也逐渐减小。如图7a所示，当伸缩臂架未承受载荷时，该滑块体3和与其接触的臂节筒体12能够较好的贴合，滑块体3和与其接触的臂节筒体12之间的接触压力分布比较均匀；如图7b所示，当伸缩臂架伸缩运动时，臂节筒体12对滑块体3施加向下的压力，并且首先向滑块体3的第二端施加压力，然后逐渐从第二端到第一端对滑块体3施加压力，由于滑块体3从第二端到第一端刚度逐渐增大，因而，在首先受到挤压的刚度较小的部分，滑块体3发生变形并与臂节筒体12贴合，滑块体3从第二端到第一端逐次与臂节筒体12发生贴合，最终滑块体3的大部分区域均能与臂节筒体12相贴合，使得滑块体3与臂节筒体12的具有较大的接触面积，臂节筒体12施加至滑块体3上的压力也由刚度较小的区域逐渐分布至刚度较大的区域，因而，避免滑块体3出现局部挤压而应力集中，继而造成臂节筒体12的损坏等。

并且，具体地，滑块体3沿臂架的臂筒的周向分布，滑块体3至少有两个面能够分别与所述臂筒的表面接触，滑块体3在沿臂筒的周向具有变角度滑块层9，该变角度滑块层9由浸渍有树脂的纤维丝制成，从第一端到第二端，变角度滑块层9中纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角逐渐减小。当滑块体3由上述材料制成时，纤维丝11直接影响滑块体3的刚度，从滑块体3的第一端到第二端，变角度滑块层9中的纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角逐渐减小，因而，从滑块体3的第一端到第二端，变角度滑块层9的刚度逐渐减小，继而滑块体3的刚度也逐渐减小。并且，沿臂筒的周向设置有至少三个滑块体3，以使整个臂筒的周向的都能较好地与滑块体3相贴合。

滑块体3可以是只由一个变角度滑块层9构成的，也可以是多层结构。优选情况下，滑块体3包括沿臂筒的周向层叠的至少三个滑块层5，该多个滑块层5中至少包括一个变角度滑块层9。这样，仅有部分滑块层5为变角度滑块层9，可以在保证滑块体3具有渐变的刚度的同时也具有较好的整体强度，避免滑块体3在制作过程中固化时产生较大的内应力从而在滑块体3安装到伸缩臂架中使用时受到压力后出现剥离等损伤。并且，优选地，在所述多个滑块层5中，每两个相邻的滑块层5中最多仅有一个为变角度滑块层9，例如，变角度滑块层9和其它的滑块层可以彼此交替地层叠，进一步提高滑块层5的整体强度。

具体地，作为一种优选实施方式，滑块层5包括变角度滑块层9和定角度滑块层10，定角度滑块层10由浸渍有树脂的纤维丝11制成，从第一端到第二端，定角度滑块层10中纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角均相等。这样，沿臂筒的周向，变角度滑块层9和定角度滑块层10的纤维丝11交织成网状，使得滑块体3的整体强度进一步增强。

定角度滑块层10可以设置为任意适合的形式，例如，参见图5a至图5d，定角度滑块层10中，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角可以为0°、45°、90°或135°。

优选情况下，在变角度滑块层9中，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为45°-90°。具体地，在变角度滑块层9中，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角从滑块体3的第一端到滑块体3的第二端逐渐减小，在滑块体3的第一端，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为90°，并且，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角从所述第一端开始以θ°为角度变化量逐渐减小，到滑块体3的第二端，纤维丝11与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角减小至45°。由于纤维丝11在滑块体3中为分散相并且主要起承载作用，变角度滑块层9中，纤维丝11的取向在滑块体3的沿伸缩臂架的伸出方向的不同位置处均不同，从而导致变角度滑块层9的刚度的逐渐变化。

下面参考图4以上述实施方式的变角度滑块层9为例说明变角度滑块层9的制造方法。变角度滑块层9可以采用纤维铺放技术制成，如图4所示，可以将纤维丝11浸渍上定量的树脂基体，以O点为基点，将已浸渍的纤维丝11以与水平基准线夹角为45°为起始点，按θ°为角度递增量沿图4中从右向左的方向依次排布纤维丝11，直至纤维丝11与所述基准线的夹角为90°，按照所需尺寸参数切割以获得所需的变角度滑块层9。

将变角度滑块层9和定角度滑块层10按照一定的规律层叠排布后进行加热加压固化成型即可获得本发明所需的复合材料的滑块体3。作为一种实施方式，滑块体3为长方体形，滑块体3的宽度(滑块体3沿臂筒的周向的长度)为40mm，在该宽度内包含200层碳纤维-环氧材质的滑块层5。

此外，作为一种实施方式，滑块装置还包括滑块支座4，滑块支座4位于所述相邻的臂节中的其中一个臂节上(在本实施方式中设置在外臂节1上)，滑块体3放置在该滑块支座4上。

滑块支座4可以设置为任意适合的而形式，例如，在本实施方式中，滑块支座4上设置有滑块体安装槽，滑块体3上设置有连接通孔，滑块体安装槽中设置有连接孔，连接件8穿过连接通孔并固定于连接孔中以将滑块体3安装于滑块体安装槽中，滑块支座4包括相互垂直的呈“L”形的第一部分和第二部分，滑块体安装槽设置在第一部分上，第二部分从第一部分的一端沿伸缩臂架的径向方向延伸(伸缩臂架的径向方向是指垂直于伸缩臂架的轴向(即伸缩臂架的伸缩方向)的方向，在本实施方式中，第二部分从第一部分的一端沿伸缩臂架的径向方向向外延伸，即第二部分从第一部分的一端垂直于伸缩臂架的轴向并且背离伸缩臂架的中心轴线延伸，即图1中向下的方向)，第二部分的内侧面与安装滑块装置的臂节(本实施方式中为外臂节1)的外侧面配合。

作为滑块支座4的一种固定方式，如图1所示，滑块装置还包括挡板6和固定件7，挡板6从与滑动表面接触的臂节(本实施方式中为内臂节2)朝安装滑块装置的臂节(本实施方式中为外臂节1)延伸固定件7穿过所述挡板6并固定于外臂节1，以将第二部分限制在挡板6和外臂节1的外侧面之间，从而将滑块支座4卡接在内臂节2和外臂节1之间。

并且本发明还提供一种起重机，该起重机包括伸缩臂节，该伸缩臂节包括根据本发明的滑块装置。

所述伸缩臂架和所述起重机由于具有上述滑块装置，滑块体3具有渐变的并且与臂节施加于滑块体3的压力相配合的刚度，因此，当伸缩臂架伸缩运动时，滑块装置与臂节间具有较大的接触面积，避免局部挤压而出现压力集中造成臂节损坏，因而，滑块装置和臂节的使用寿命均延长，有利于保证设备的正常运作。

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。

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 (12)

1.一种伸缩臂架的滑块装置，所述滑块装置设置在相邻的臂节之间，所述滑块装置包括滑块体(3)，沿所述伸缩臂架的伸出方向，所述滑块体(3)依次包括第一端和第二端，其特征在于，所述滑块体(3)由纤维丝材料制成，从所述第一端到所述第二端，所述滑块体(3)的刚度逐渐减小，所述滑块体(3)设置有变角度滑块层(9)，该变角度滑块层(9)由纤维丝(11)制成，从所述第一端到所述第二端，所述变角度滑块层(9)中的所述纤维丝(11)与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角逐渐减小。

2.根据权利要求1所述的伸缩臂架的滑块装置，其中，所述滑块体(3)沿所述臂节的臂筒的周向分布，所述滑块体(3)至少有两个面能够分别与所述臂筒的表面接触。

3.根据权利要求2所述的伸缩臂架的滑块装置，其中，所述变角度滑块层(9)由浸渍有树脂的纤维丝(11)制成。

4.根据权利要求3所述的伸缩臂架的滑块装置，其中，沿所述臂筒的周向设置有至少三个所述滑块体(3)。

5.根据权利要求1所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述滑块体(3)沿所述臂筒的周向包括至少三个层叠的滑块层(5)，所述滑块层(5)中至少包括一个所述变角度滑块层(9)。

6.根据权利要求5所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述滑块层(5)包括定角度滑块层(10)，所述定角度滑块层(10)由浸渍有树脂的纤维丝(11)制成，从所述第一端到所述第二端，所述定角度滑块层(10)中纤维丝(11)与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角均相等。

7.根据权利要求6所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述定角度滑块层(10)中，所述纤维丝(11)与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为0°、45°、90°或135°。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，在所述变角度滑块层(9)中，所述纤维丝(11)与所述伸缩臂架的伸出方向的夹角为45°至90°。

9.根据权利要求1所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述滑块装置还包括滑块支座(4)，所述滑块支座(4)位于所述相邻的臂节中的其中一个臂节上，所述滑块体(3)放置在该滑块支座(4)上。

10.根据权利要求9所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述滑块支座(4)上设置有滑块体安装槽，所述滑块体(3)上设置有连接通孔，所述滑块体安装槽中设置有连接孔，连接件(8)穿过所述连接通孔并固定于所述连接孔中以将所述滑块体(3)安装于所述滑块体安装槽中。

11.根据权利要求10所述的伸缩臂架的滑块装置，其特征在于，所述滑块支座(4)包括相互垂直的呈“L”形的第一部分和第二部分，所述滑块体安装槽设置在所述第一部分上，所述第二部分从所述第一部分的一端沿所述伸缩臂架的径向方向延伸，所述第二部分的内侧面与安装所述滑块装置的臂节的外侧面配合，所述滑块装置还包括挡板(6)和固定件(7)，所述挡板(6)从与滑动表面接触的臂节朝安装所述滑块装置的臂节延伸，所述固定件(7)穿过所述挡板(6)并固定在安装所述滑块装置的臂节上，以将所述滑块支座(4)的第二部分限制在所述挡板(6)和安装所述滑块装置的臂节的外侧面之间。

12.一种起重机，该起重机包括伸缩臂架，其特征在于，该伸缩臂架包括上述权利要求1-11中任意一项所述的滑块装置。