CN104495649A - 伸缩式起重臂及起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种伸缩式起重臂及起重机，涉及工程机械领域，用以优化现有伸缩式起重臂的结构。该伸缩式起重臂包括至少两节相互套接的伸缩臂；相邻的两节伸缩臂之间设置有臂销结构，且所述臂销结构位于各所述伸缩臂的侧面。与现有技术中将臂销系统上置的方案不同，本发明实施例提供的伸缩式起重臂将臂销结构设置在各伸缩臂的侧面，臂销结构中的臂销在复位过程中，基本不需要克服自身重力，所需的回复力小，降低了对复位弹簧的要求。

Description

伸缩式起重臂及起重机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种伸缩式起重臂及起重机。
背景技术
起重臂是移动式起重机的最主要工作部件，伸缩式起重臂是其中最常见的一种，见图1。随着超大吨位起重机向千吨级发展，主臂起吊重量不断增加，这对作为主臂吊重时关键受力部件的臂销提出更高的强度要求。鉴于目前臂销已经选用顶级材质，只能采用增加臂销直径的方式来提高强度。
箱型伸缩臂：筒形结构，分节套装在一起，各节之间可相对运动。箱型伸缩臂是伸缩臂式起重机的主要工作部件，也称“起重臂”、“吊臂”、“主臂”、“伸缩式起重臂”。
臂销：各节箱型伸缩臂相对运动停止后的锁止装置，通过此装置的压紧与释放，可实现各节臂的锁定或相对运动。臂销为主臂吊重时的关键承载部件。
剪心：截面形状只发生弯曲而不产生扭转的受力点。
卡槽：伸缩油缸上配合臂销压紧与释放的结构。
下面介绍现有臂销系统的具体结构。现有单缸插销起重机采用上置、单臂销式结构，如图2～图5所示，臂销系统安装在起重臂14的外节臂12和内节臂13之间，主要由十部分组成。臂销1为内螺纹，臂销螺栓2为外螺纹，臂销1与臂销螺栓2连接后靠卡板8锁止、防松。卡板8通过螺钉固定于臂销1下端。衬套9套设在臂销螺栓2的外侧。臂销压盖5限制臂销1的装配高度，且通过防转销6限制臂销1的轴向旋转。螺钉10将臂销压盖5固定于臂尾结构4上。在装配时，通过调整垫片7的数量来调整臂销压盖5的装配高度；当增加调整垫片7数量时，臂销压盖5高度增加，臂销1在复位弹簧3的作用下上弹，进而使得外露于外节臂臂销盘11的高度增加。参见图4，相邻两个臂销1之间的距离为L，最外侧的臂销1与臂尾中心线之间的距离为L1。
发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有臂销系统中，臂销1上置，臂销1在复位过程中需克服自身重力，所需回复力大，对复位弹簧3要求严格。
发明内容
本发明的其中一个目的是提出一种起重臂及起重机，用以优化现有伸缩式起重臂的结构。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种伸缩式起重臂，包括至少两节相互套接的伸缩臂；相邻的两节伸缩臂之间设置有臂销结构，且所述臂销结构位于各所述伸缩臂的侧面。
如上所述的伸缩式起重臂，优选的是，相邻的两节伸缩臂之间设置有两个所述臂销结构，两个所述臂销结构对称设置在各所述伸缩臂的侧面。
如上所述的伸缩式起重臂，优选的是，每节所述伸缩臂均包括相互焊接的上盖板和下盖板，所述下盖板的截面形状的上部为直线形结构，且所述下盖板的直线形结构与所述上盖板焊接；
所述臂销结构位于各所述伸缩臂的下盖板的直线形所在的部位，且所述臂销结构的位置高于所述伸缩臂的剪心。
如上所述的伸缩式起重臂，优选的是，所述上盖板的截面形状为U形结构；所述下盖板的截面形状的下部为U形结构，上部为所述直线形结构。
如上所述的伸缩式起重臂，优选的是，所述臂销结构包括臂销、臂销螺栓、臂销压盖、复位弹簧和臂销下压螺纹孔；
所述臂销与所述臂销螺栓螺纹连接，所述复位弹簧套设在所述臂销外侧，所述臂销压盖套设在所述臂销上，且位于所述复位弹簧的一端；所述臂销压盖上开设有臂销下压螺纹孔，下压工具能通过所述臂销下压螺纹孔带动所述臂销相对于所述臂销压盖沿着自身的轴向方向移动。
如上所述的伸缩式起重臂，优选的是，所述臂销上设置有防转销；和/或，所述臂销螺栓上设置有紧定螺钉。
本发明还提供一种起重机，包括伸缩油缸，其中，起重机还包括本发明任一技术方案所提供的伸缩式起重臂；
所述伸缩油缸的伸缩油缸缸头包括缸头本体，所述缸头本体上设置有卡槽和缸销；所述卡槽和所述缸销的数量都与所述臂销结构的数量相等，且所述各所述卡槽分别位于一所述缸销的上方；所述卡槽用于插、拔臂销结构的臂销。
如上所述的起重机，优选的是，所述伸缩油缸缸头还包括互锁结构，所述互锁结构用于互锁所述卡槽和所述缸销。
如上所述的起重机，优选的是，所述互锁结构包括卡槽限位柱塞、缸销限位柱塞、卡槽限位弹簧和缸销限位弹簧；
所述卡槽限位柱塞上套设有所述卡槽限位弹簧，所述缸销限位柱塞上套设有所述缸销限位弹簧；所述卡槽限位柱塞的一端与所述卡槽配合，另一端延伸至所述缸头本体的外表面；所述缸销限位柱塞的一端与所述缸销配合，另一端延伸至所述缸头本体的外表面；
其中，所述卡槽限位柱塞和所述缸销限位柱塞之间设置有液压油道；
所述伸缩油缸能利用液体的不可压缩性，配合所述卡槽限位弹簧、所述缸销限位弹簧实现所述卡槽限位柱塞和所述缸销限位柱塞的联动，从而实现缸销和所述臂销的互锁。
如上所述的起重机，优选的是，所述液压油道的一端延伸至所述缸头本体的外表面，且所述液压油道的端口上设置有油口螺塞。
如上所述的起重机，优选的是，起重机还包括用于检测臂位的检测开关；所述检测开关设置在所述缸头本体上，且位于所述卡槽的上方。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
与现有技术中将臂销系统上置的方案不同，本发明实施例提供的伸缩式起重臂将臂销结构设置在各伸缩臂的侧面，臂销结构中的臂销在复位过程中，基本不需要克服自身重力，所需的回复力小，降低了对复位弹簧的要求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中移动式起重机的结构示意图；
图2为现有技术中移动式起重机的伸缩式起重臂的结构示意图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为现有技术中移动式起重机的伸缩式起重臂上臂销系统的安装示意图；
图5为现有技术中移动式起重机的伸缩式起重臂上臂销系统的结构示意图；
图6为本发明一实施例提供的伸缩式起重臂的部分结构的立体示意图；
图7为本发明一实施例提供的伸缩式起重臂的截面示意图；
图8为本发明一实施例提供的伸缩式起重臂上臂销结构的示意图；
图9为本发明另一实施例提供的起重机上的伸缩油缸缸头的示意图；
图10为本发明另一实施例提供的起重机上的缸销和卡槽互锁的原理示意图；
图11为图6的Q向剖视示意图；
图12为图11的R-R阶梯剖示意图(示意了限位柱塞处于初始状态)；
图13为图12的局部放大示意图；
附图标记：
1、臂销；          2、臂销螺栓；          3、复位弹簧；
4、臂尾结构；      5、臂销压盖；          6、防转销；
7、调整垫片；      8、卡板；              9、衬套；
10、螺钉；         11、外节臂臂销盘；     12、外节臂；
13、内节臂；       14、起重臂；           20、伸缩臂；
21、臂销结构；     22、上盖板；           23、下盖板；
24、直线形结构；   25、臂销；             26、臂销螺栓；
27、臂销压盖；     28、复位弹簧；         30、防转销；
29、臂销下压螺纹孔；                      31、紧定螺钉；
32、缸头本体；     33、卡槽；             34、缸销；
35、互锁结构；     36、卡槽限位柱塞；     37、缸销限位柱塞；
38、卡槽限位弹簧；                        40、油口螺塞；
39、缸销限位弹簧；                        41、检测开关；
42、臂尾箱型结构；                        43、调节螺塞；
44、臂尾；         45、检测块；           46、上箱型底板；
47、伸缩油缸；     48、液压油道。
具体实施方式
下面结合图6～图13对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。
参见图6～图8，本发明实施例提供一种伸缩式起重臂，包括至少两节相互套接的伸缩臂20；相邻的两节伸缩臂20之间设置有臂销结构21，且臂销结构21位于各伸缩臂20的侧面。
臂销结构21的结构形式有多种，可以采用已有的结构，或是采用下文所给的可选结构。
与现有技术中将臂销系统上置的方案不同，本发明实施例提供的伸缩式起重臂将臂销结构21设置在各伸缩臂20的侧面，臂销结构21中的臂销25在复位过程中，基本不需要克服自身重力，所需的回复力小，降低了对复位弹簧28的要求。
参见图6，本实施例中，相邻的两节伸缩臂20之间设置有两个臂销结构21，两个臂销结构21对称设置在各伸缩臂20的侧面。设置两个臂销结构21，可以使伸缩臂20受力更加均衡，并且还可以采用小尺寸的臂销结构21。臂销结构21小，则臂销25直径小，使得臂尾宽度、各节臂尾间距小，各节臂的搭接长度更大，主臂刚度、强度性能更好。
下面介绍各节伸缩臂20的具体结构。
参见图7，每节伸缩臂20均包括相互焊接的上盖板22和下盖板23，下盖板23的截面形状的上部为直线形结构24，且下盖板23的直线形结构24的上沿与上盖板22焊接，对焊位置参见图7所示。臂销结构21位于各伸缩臂20的下盖板23的直线形结构24所在的部位，且臂销结构21的位置高于伸缩臂20的剪心。
采用上述结构的伸缩臂20，下盖板23的截面形状中具有直线形结构24，这样可以减小上盖板22、下盖板23焊接时对插销点筒体截面宽度尺寸(参见图7中的W)的影响。
参见图7，具体而言，上盖板22的截面形状为U形结构；下盖板23的截面形状的下部为U形结构，上部为直线形结构24。如此设置，一方面可以减小重新设计上盖板22的成本，且也可以减小上盖板22、下盖板23焊接时对插销点筒体宽度尺寸的影响。
伸缩臂20的截面采用U型结构，分上盖板22、下盖板23对接成形。下盖板23减小折弯半径，增加一段下直线形结构24，在伸缩臂20截面高、宽尺寸一定时，不仅增加了下盖板23直边长度，还提高了截面抗弯模量。
下面介绍臂销结构21的具体结构。
参见图8，臂销结构21包括臂销25、臂销螺栓26、臂销压盖27、复位弹簧28和臂销下压螺纹孔29。臂销压盖27用于固定在臂尾上。臂销25与臂销螺栓26螺纹连接，复位弹簧28套设在臂销25外侧，臂销压盖27套设在臂销25上，且位于复位弹簧28的一端。臂销压盖27上开设有臂销下压螺纹孔29，下压工具能通过臂销下压螺纹孔29带动臂销25相对于臂销压盖27沿着自身的轴向方向移动。下压工具为任何带有外螺纹的杆状结构，比如螺杆等。在上述下压过程中，臂销25与臂销螺栓26保持相对静止，臂销螺栓26随着臂销25的下移而下移。
上述结构的臂销结构21，通过旋转螺栓即可实现臂销25外露高度的调节，避免臂节的反复拆装，大幅提高装配效率。
参见图8，进一步地，臂销25上设置有防转销30；和/或，臂销螺栓26上设置有紧定螺钉31。本实施例中以同时设置为例。
参见图8，臂销结构21中，臂销25与臂销螺栓26通过螺纹连接；其中臂销25为外螺纹，臂销螺栓26为内螺纹，连接后通过紧定螺钉31实现锁止、防松。此外，在复位弹簧28作用下，整个臂销结构21与臂尾44结构的轴向运动靠臂销螺栓26限制。通过旋转臂销螺栓26来调节臂销25的外露高度。臂销压盖27与臂尾44通过螺栓连接固定，不限制臂销25轴向运动；通过防转销30约束臂销25的轴向转动。当伸缩油缸47故障时，通过臂销压盖27上的臂销下压螺纹孔29下压臂销25，实现臂节间的解锁。具体解锁过程如下：臂销压盖27通过螺栓固定于臂尾44臂尾44箱型结构42；下压臂销25时，把长螺栓(作为臂销25的下压工具)旋入臂销下压螺纹孔29，因为臂销压盖27不动，所以臂销25在长螺栓的作用下向下运动，当臂销25的上端面低于外节臂臂销盘时(可参见图3所示)，就实现了臂节间的解锁，即内节臂可以在外节臂中实现伸缩动作。
参见图9～图13，本发明实施例还提供一种起重机，包括伸缩油缸47，其中，起重机还包括本发明任一技术方案所提供的伸缩式起重臂。参见图9，伸缩油缸4的伸缩油缸缸头包括缸头本体32，缸头本体32上设置有卡槽33和缸销34；卡槽33和缸销34的数量都与臂销结构21的数量相等，且各卡槽33分别位于一缸销34的上方；卡槽33用于插、拔臂销结构21的臂销25。
上述技术方案提供的起重机，其缸销34、卡槽33均与上述伸缩式起重臂中的臂销结构21配合，如此可以在保证臂销结构21中的臂销25复位力较小的前提下，实现缸销34、臂销25之间的正常动作。
参见图9和图10，进一步地，伸缩油缸缸头还包括互锁结构35，互锁结构35用于互锁卡槽33和缸销34。
互锁结构35具体可以采用下述方式实现：
参见图9和图10，互锁结构35包括卡槽限位柱塞36、缸销限位柱塞37、卡槽限位弹簧38和缸销限位弹簧39。卡槽限位柱塞36上套设有卡槽限位弹簧38，缸销限位柱塞37上套设有缸销限位弹簧39；卡槽限位柱塞36的一端与卡槽33配合，另一端延伸至缸头本体32的外表面；缸销限位柱塞37的一端与缸销34配合，另一端延伸至缸头本体32的外表面。其中，卡槽限位柱塞36和缸销限位柱塞37之间设置有液压油道48。
伸缩油缸47利用液体的不可压缩性，配合卡槽限位弹簧38、缸销限位弹簧39实现缸销限位柱塞37、卡槽限位柱塞36的联动，达到单杠插销系统中缸销34、臂销25互锁目的。
参见图9，液压油道48的一端延伸至缸头本体32的外表面，且液压油道48的端口上设置有油口螺塞40。
参见图9，起重机还包括用于检测臂位的检测开关41；检测开关41设置在缸头本体32上，且位于卡槽33的上方。
参见图11，臂位的检测开关41竖直放置，检测开关41与检测块45是竖直面接触关系，两者高度一致；检测座安装于该底板上，检测块45安装在臂尾44上。
可以理解的是，检测快关41亦可上置，此时其与检测块45是水平面接触关系，检测块45在上，检测开关41在下。
参见图9、图11，伸缩油缸47通过水平、对称设置的缸销34带动伸缩臂20进行伸缩运动；伸缩臂20的臂销25的插拔通过卡槽33运动实现。两个卡槽33分布在缸销34正上方，亦水平、对称分布。缸销34、卡槽33由各自压盖内置的限位柱塞驱动，通过弹簧复位。检测开关41左右对称布置，用于检测不同臂位。缸销34、卡槽33的运动互锁通过联动的卡槽限位柱塞36、缸销限位柱塞37实现，两个限位柱塞充分利用液体的不可压缩性来实现运动传递。
互锁结构35的装配顺序为：插入卡槽限位柱塞36、缸销限位柱塞37(预套装卡槽限位弹簧38、缸销限位弹簧39)--旋入调节螺塞43--经油口螺塞40处加液压油--拧紧油口螺塞40--调节调节螺塞43的旋入量。装配后位置关系如图10、图11所示，柱塞露出端部导向区，按压一个柱塞时，另一个等量弹出。当缸销34开始供油回缩时，缸销34与缸销限位柱塞37的导向区域M(参见图10)接触，缸销限位柱塞37在水平分力作用下受压回缩，由于液压油不可压缩，使得卡槽限位柱塞36导向区域N(参见图10)完全伸出并露出圆柱面。此时若卡槽33供油回缩，其后端与卡槽限位柱塞36的圆柱面接触，卡槽限位柱塞36受径向剪切力不回缩，从而限制卡槽33的回缩运动。反之亦然，当卡槽33回缩时，缸销34亦不能回缩，达到互锁目的。以此也就实现了缸销34、臂销25之间的运动互锁。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种伸缩式起重臂，其特征在于，包括至少两节相互套接的伸缩臂(20)；相邻的两节伸缩臂(20)之间设置有臂销结构(21)，且所述臂销结构(21)位于各所述伸缩臂(20)的侧面。
2.根据权利要求1所述的伸缩式起重臂，其特征在于，相邻的两节伸缩臂(20)之间设置有两个所述臂销结构(21)，两个所述臂销结构(21)对称设置在各所述伸缩臂(20)的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的伸缩式起重臂，其特征在于，每节所述伸缩臂(20)均包括相互焊接的上盖板(22)和下盖板(23)，所述下盖板(23)的截面形状的上部为直线形结构(24)，且所述下盖板(23)的直线形结构(24)与所述上盖板(22)焊接；
所述臂销结构(21)位于各所述伸缩臂(20)的下盖板(23)的直线形所在的部位，且所述臂销结构(21)的位置高于所述伸缩臂(20)的剪心。
4.根据权利要求3所述的伸缩式起重臂，其特征在于，所述上盖板(22)的截面形状为U形结构；所述下盖板(23)的截面形状的下部为U形结构，上部为所述直线形结构(24)。
5.根据权利要求1或2所述的伸缩式起重臂，其特征在于，所述臂销结构(21)包括臂销(25)、臂销螺栓(26)、臂销压盖(27)、复位弹簧(28)和臂销下压螺纹孔(29)；
所述臂销(25)与所述臂销螺栓(26)螺纹连接，所述复位弹簧(28)套设在所述臂销(25)外侧，所述臂销压盖(27)套设在所述臂销(25)上，且位于所述复位弹簧(28)的一端；所述臂销压盖(27)上开设有臂销下压螺纹孔(29)，下压工具能通过所述臂销下压螺纹孔(29)带动所述臂销(25)相对于所述臂销压盖(27)沿着自身的轴向方向移动。
6.根据权利要求5所述的伸缩式起重臂，其特征在于，所述臂销(25)上设置有防转销(30)；和/或，所述臂销螺栓(26)上设置有紧定螺钉(31)。
7.一种起重机，包括伸缩油缸(47)，其特征在于，还包括权利要求1-6任一所述的伸缩式起重臂；
所述伸缩油缸(47)的伸缩油缸缸头包括缸头本体(32)，所述缸头本体(32)上设置有卡槽(33)和缸销(34)；所述卡槽(33)和所述缸销(34)的数量都与所述臂销结构(21)的数量相等，且所述各所述卡槽(33)分别位于一所述缸销(34)的上方；所述卡槽(33)用于插、拔臂销结构(21)的臂销(25)。
8.根据权利要求7所述的起重机，其特征在于，所述伸缩油缸缸头还包括互锁结构(35)，所述互锁结构(35)用于互锁所述卡槽(33)和所述缸销(34)。
9.根据权利要求8所述的起重机，其特征在于，所述互锁结构(35)包括卡槽限位柱塞(36)、缸销限位柱塞(37)、卡槽限位弹簧(38)和缸销限位弹簧(39)；
所述卡槽限位柱塞(36)上套设有所述卡槽限位弹簧(38)，所述缸销限位柱塞(37)上套设有所述缸销限位弹簧(39)；所述卡槽限位柱塞(36)的一端与所述卡槽(33)配合，另一端延伸至所述缸头本体(32)的外表面；所述缸销限位柱塞(37)的一端与所述缸销(34)配合，另一端延伸至所述缸头本体(32)的外表面；
其中，所述卡槽限位柱塞(36)和所述缸销限位柱塞(37)之间设置有液压油道(48)；
所述伸缩油缸(47)能利用液体的不可压缩性，配合所述卡槽限位弹簧(38)、所述缸销限位弹簧(39)实现所述卡槽限位柱塞(36)和所述缸销限位柱塞(37)的联动，从而实现缸销(34)和所述臂销(25)的互锁。
10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述液压油道(48)的一端延伸至所述缸头本体(32)的外表面，且所述液压油道(48)的端口上设置有油口螺塞(40)。
11.根据权利要求7-10任一所述的起重机，其特征在于，还包括用于检测臂位的检测开关(41)；所述检测开关(41)设置在所述缸头本体(32)上，且位于所述卡槽(33)的上方。
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