CN104340889B

CN104340889B - 起重机及其变幅系统

Info

Publication number: CN104340889B
Application number: CN201410607299.7A
Authority: CN
Inventors: 左其伟; 赵江平; 余钦伟; 代振华
Original assignee: Construction Machinery Branch of XCMG
Current assignee: Construction Machinery Branch of XCMG
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2014-10-31
Publication date: 2017-09-19
Anticipated expiration: 2034-10-31
Also published as: CN104340889A

Abstract

本发明公开了一种起重机及其变幅系统，该变幅系统包括人字架和拉索，所述人字架固设于起重机的转台；还包括伸缩油缸，其一端连接所述人字架的顶端，另一端连接所述拉索的一端，所述拉索的另一端连接起重机的臂架的头部。本发明提供的变幅系统，用伸缩油缸替代变幅滑轮组、拉绳和变幅卷扬等部件，明显简化了变幅系统的结构，降低了成本；同时，相较于控制拉绳调节变幅滑轮组的两个滑轮组的间距，伸缩油缸的伸缩过程更为简单可靠，且安全性高。

Description

起重机及其变幅系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种起重机及其变幅系统。

背景技术

请参考图1，图1为现有起重机一种变幅系统的结构示意图。

该起重机包括转台11和设置于转台11的臂架12，还包括变幅系统，该变幅系统用于实现臂架12的起落。

如图所示，该变幅系统包括固设于转台11上的人字架15、变幅滑轮组和拉索16；其中，变幅滑轮组包括定滑轮组131和动滑轮组132，定滑轮组131固设于人字架15的顶端，动滑轮组132和臂架12的头部通过前述拉索16连接。该变幅系统还包括固设于转台11的变幅卷扬，变幅卷扬上的拉绳14缠绕于变幅滑轮组，以调节定滑轮组131和动滑轮组132之间的距离。

工作时，通过驱动变幅卷扬动作，实现其上拉绳14的伸出与缩回，从而调节定滑轮组131和动滑轮组132之间的距离，改变变幅系统的长度，实现臂架12的起落臂。

除了上述变幅系统外，现有技术中还有另一种常见的变幅系统，如图2所示。

该变幅系统包括铰接于转台的桅杆17、变幅滑轮组和拉板18；其中，变幅滑轮组包括定滑轮组131和动滑轮组132，定滑轮组131设置于转台，动滑轮组132设置于桅杆17的顶端，拉板18连接桅杆17的顶端和臂架12的头部。还变幅系统也包括固设于转台的变幅卷扬，变幅卷扬上的拉绳14缠绕于变幅滑轮组，以调节定滑轮组131和动滑轮组132之间的距离。

工作时，通过驱动变幅卷扬动作，实现其上拉绳14的伸出与缩回，从而调节定滑轮组131和动滑轮组132之间的距离，以带动桅杆17转动，实现臂架12的起落臂。

上述两种变幅系统虽然能够实现臂架的起落臂，但是结构复杂，不仅需要配置变幅滑轮组，还需要配置相应的拉绳、变幅卷扬以及驱动变幅卷扬的动力系统和控制变幅卷扬动作的控制系统，成本较高，且，结构部件多，各部件之间的配合误差累积后，导致整个系统的可靠性较低。此外，变幅滑轮组和拉绳的结构容易造成受力不均，使得滑轮组偏斜，影响安全性。

有鉴于此，如何改进起重机的变幅系统，使其结构简单且可靠性高，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机及其变幅系统，该变幅系统的结构简单且可靠性高。

为解决上述技术问题，本发明提供一种起重机的变幅系统，包括人字架和拉索，所述人字架固设于起重机的转台；还包括伸缩油缸，其一端连接所述人字架的顶端，另一端连接所述拉索的一端，所述拉索的另一端连接起重机的臂架的头部。

本发明提供的起重机的变幅系统，用伸缩油缸替代变幅滑轮组、拉绳和变幅卷扬等部件，明显简化了变幅系统的结构，降低了成本；同时，变幅卷扬的取消也相应地改善了起重机转台的空间结构；相对于背景技术中控制拉绳调节变幅滑轮组的两个滑轮组的间距，伸缩油缸的伸缩过程更为简单可靠，且安全性高。

可选地，还包括安装于所述伸缩油缸的位移传感器，其用于检测所述伸缩油缸的伸缩位移。

如此，可以监测变幅系统的长度，即人字架顶端至臂架头部的距离，通过理论计算得到臂架与水平面之间的夹角，同时也可计算得到吊重幅度，提高对起重机臂架的控制。

可选地，所述伸缩油缸通过连接板与所述人字架连接。

可选地，所述连接板呈等腰三角形，其两个底角处与所述人字架的顶端连接，其顶角处连接所述伸缩油缸。

可选地，所述伸缩油缸与所述连接板通过销轴连接。

可选地，所述伸缩油缸为至少两个，且并联设置，每个所述伸缩油缸与所述臂架的头部之间设置一根所述拉索或并联设置至少两根所述拉索。

可选地，所述伸缩油缸为一个，其与所述臂架的头部之间并联设置至少两根所述拉索。

可选地，所述拉索为两根，两根所述拉索通过连接耳板与所述伸缩油缸连接。

可选地，所述连接耳板呈等腰三角形，其顶角处与所述伸缩油缸连接，其两个底角处分别与两根所述拉索连接。

本发明还提供一种起重机，包括臂架和控制所述臂架起落的变幅系统，所述变幅系统为上述任一项所述的变幅系统。

由于上述变幅系统具有上述技术效果，具有该变幅系统的起重机也具有相应的技术效果，这里不再重复论述。

附图说明

图1为现有起重机一种变幅系统的结构示意图；

图2为现有起重机另一种变幅系统的结构示意图；

图3为本发明所提供起重机一种变幅系统的结构示意图；

图4为具体实施例中变幅系统的结构示意图；

图5为起重机臂架与水平面夹角的计算模型简图。

图1-2中：

转台11，臂架12，定滑轮组131，动滑轮组132，拉绳14，人字架15，拉索16，桅杆17，拉板18；

图3-4中：

转台21，臂架22，伸缩油缸23，人字架25，撑杆251，拉板252，拉索26，连接板27，连接耳板28，位移传感器29。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种起重机及其变幅系统，该变幅系统的结构简单且可靠性高。

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。

为便于理解和描述简洁，下文结合起重机及其变幅系统进行说明，有益效果不再重复论述。

请参考图3，图3为本发明所提供起重机一种变幅系统的结构示意图。

如图3所示，起重机包括转台21和铰接于转台21的臂架22，还包括变幅系统，该变幅系统用于实现臂架22的起落。

该实施例中，变幅系统包括人字架25、拉索26和伸缩油缸23；其中，人字架25固设于起重机的转台21，伸缩油缸23的一端连接人字架25的顶端，另一端连接拉索26的一端，拉索26的另一端连接臂架22的头部。

具体的方案中，可以使伸缩油缸23的活动端连接人字架25的顶端，也可使伸缩油缸23的固定端连接人字架25的顶端。

具体地，人字架25包括撑杆251和拉板252，两者的一端分别连接于转台21，且拉开适当距离，两者的另一端连接在一起；工作时，撑杆251、拉板252及转台21形成一稳定的三角结构。

工作时，伸缩油缸23的活动端伸出或缩回，可改变人字架25顶端至臂架22头部之间的距离，从而带动臂架22转动，改变臂架22与水平面之间的夹角，即实现臂架22的起落。

与背景技术相比，本发明提供的变幅系统，用伸缩油缸23替代变幅滑轮组、拉绳和变幅卷扬等部件，明显简化了变幅系统的结构，降低了成本；同时，由于无需设置变幅卷扬等相关部件，相应地改善了起重机转台21的空间结构；另外，与控制拉绳调节变幅滑轮组的两个滑轮组的间距相比，伸缩油缸23的伸缩过程更为简单可靠，且安全性高。

请一并结合图4，图4为具体实施例中变幅系统的结构示意图。

如图4所示，具体的方案中，变幅系统设置一个伸缩油缸23，其与臂架22的头部之间并联设置有两根拉索26。

其中，伸缩油缸23可通过连接板27与人字架25连接。

具体地，连接板27呈等腰三角形，其两个底角处与人字架25的顶端连接，其顶角处连接伸缩油缸23。

由于人字架25的撑杆251和拉板252均具有一定的宽度，连接板27的上述结构设置能够使得人字架25受力均匀，且伸缩油缸23伸缩时较为平稳。

具体地，伸缩油缸23与连接板27的顶角处通过销轴连接，简便可靠，且拆装方便。

可以理解，连接板27也可以设为其他形状，如等腰梯形或长方形等，只要能够确保人字架25受力均匀，且伸缩油缸23的伸缩平稳性即可。

当然，实际设置时，伸缩油缸23也可以通过其他方式与人字架25连接，如可在人字架25的顶端设置双耳板结构，伸缩油缸23通过销轴连接于双耳板之间。

其中，伸缩油缸23可通过连接耳板28与两根拉索连接。

具体地，连接耳板28也呈等腰三角形，其顶角处连接伸缩油缸23，其两个底角处分别连接两根拉索26。

连接耳板28的上述结构设置能够使得两根拉索26受力均衡，从而平稳地带动臂架22起落。

同样地，伸缩油缸23与连接耳板28顶角处可通过销轴连接，拆装方便，可靠性较高。

应当理解，连接耳板28的形状也不限于等腰三角形结构，也可设置为等腰梯形等其他形状。

可以理解，在保证工作可靠性和安全性的前提下，拉索26设置为一根也是可行的，此时，拉索26可直接与伸缩油缸23连接，不必设置连接耳板28。

还可以理解，根据实际需要，拉索26也可以设置为四根或其他更多根数。

为了确保了受力的均衡性，实际设置时，可将拉索26的根数设定为2的n次方(n为自然数)。

以设置四根拉索26为例，说明拉索26与伸缩油缸23的连接方式：前述已说明两根拉索26与伸缩油缸23的连接方式，在此基础上，连接耳板28的两个底角处分别连接一结构相同的连接耳板28，即伸缩油缸23与拉索26连接的一端设置三个连接耳板28，显然，第一连接耳板28的底角处与后续连接耳板28的顶角处连接，如此，两个后续连接耳板28的四个底角处可分别连接四根拉索26，将受力均布分配给四根拉索26。

另外，也可采用两个伸缩油缸23并联设置的方式，如此可以取消连接板27和连接耳板28，两个伸缩油缸23分别连接人字架25顶端的两侧，每个伸缩油缸23直接连接一根拉索26。

在此基础上，可以理解，每个伸缩油缸23与臂架22的头部之间并联设置多根拉索26也是可行的。具体设置方式可以参考前述通过连接耳板28连接的方式。

当然，并联设置的伸缩油缸23可以不局限于两个，如三个、四个等也是可行的，可根据实际所需来设置。

实际应用时，为了监测起重机臂架22与水平面的夹角，以及起重机吊钩的工作幅度，通常在起重机臂架22上安装角度传感器，以测量臂架22与水平面的夹角。

采用上述变幅系统后，还可以进一步在伸缩油缸23上安装位移传感器29，用于监测伸缩油缸23的伸缩量，以此可通过理论计算得到臂架22与水平面的夹角，同时可得到起重机吊钩的工作幅度。

如此，可以取代角度传感器提供一种监测方式，也可与角度传感器配合，互为验证，精确把握起重机的工作状态。

请参考图5，图5为起重机臂架与水平面夹角的计算模型简图。

图中各符号对应参数如下：

L₁——变幅系统最小长度，X——伸缩油缸伸缩位移；

L₂——臂架长度；

L₃——撑杆长度，L₄——拉板长度，L₅——转台上撑杆和拉板之间的距离；

β——臂架与水平面的夹角，α——臂架与撑杆的夹角，γ——撑杆与转台的夹角。

上述各参数中，L₁、L₂、L₃、L₄、L₅以及γ均为定值，X为变量。

结合图5，上述参数满足以下公式：

γ+β+α＝π

L＝L₁+X

其中，L为人字架顶端至臂架头部的距离。

根据上述三个公式，可得出：

即计算出臂架与水平面的夹角。

假设臂架与转台的铰点距离回转中心的距离为M，当然，M为固定值，吊钩的工作幅度A可由下式计算得出：

显然，通过位移传感器监测伸缩油缸的伸缩量可以实时获取变幅系统的长度，监测臂架与水平面的夹角及吊钩的工作幅度，实时掌握起重机的工作状态。

以上对本发明所提供的起重机及其变幅系统均进行了详细介绍。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方法及其核心思想。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

1.一种起重机的变幅系统，包括人字架(25)和拉索(26)，所述人字架(25)固设于起重机的转台(21)；其特征在于，还包括伸缩油缸(23)，其一端连接所述人字架(25)的顶端，另一端连接所述拉索(26)的一端，所述拉索(26)的另一端连接起重机的臂架(22)的头部；

所述伸缩油缸(23)通过连接板(27)与所述人字架(25)连接；

所述连接板(27)呈等腰三角形，其两个底角处与所述人字架(25)的顶端连接，其顶角处连接所述伸缩油缸(23)。

2.根据权利要求1所述的变幅系统，其特征在于，还包括安装于所述伸缩油缸(23)的位移传感器(29)，其用于检测所述伸缩油缸(23)的伸缩位移。

3.根据权利要求1所述的变幅系统，其特征在于，所述伸缩油缸(23)与所述连接板(27)通过销轴连接。

4.根据权利要求1或2所述的变幅系统，其特征在于，所述伸缩油缸(23)为至少两个，且并联设置，每个所述伸缩油缸(23)与所述臂架(22)的头部之间设置一根所述拉索(26)或并联设置至少两根所述拉索(26)。

5.根据权利要求1或2所述的变幅系统，其特征在于，所述伸缩油缸(23)为一个，其与所述臂架(22)的头部之间并联设置至少两根所述拉索(26)。

6.根据权利要求5所述的变幅系统，其特征在于，所述拉索(26)为两根，两根所述拉索(26)通过连接耳板(28)与所述伸缩油缸(23)连接。

7.根据权利要求6所述的变幅系统，其特征在于，所述连接耳板(28)呈等腰三角形，其顶角处与所述伸缩油缸(23)连接，其两个底角处分别与两根所述拉索(26)连接。

8.一种起重机，包括臂架(22)和控制所述臂架(22)起落的变幅系统，其特征在于，所述变幅系统为权利要求1至7任一项所述的变幅系统。