CN113562638B - 一种大臂长起重机臂架及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大臂长起重机臂架及起重机，所述大臂长起重机臂架包括自下而上顺次设置底节、组合标准节、标准节、顶节和臂头，所述臂头上设置有变幅拉板；所述底节与组合标准节通过销轴连接；所述组合标准节与标准节通过销轴连接；所述标准节为多个时，各标准节之间通过连接接头连接；所述标准节与顶节通过销轴连接；所述变幅拉板依次通过连接部分和转向部分与臂头连接。本发明还公开了一种起重机，其臂架采用上述大臂长起重机臂架。本发明大臂长起重机臂架能大大节省臂架的拆装时间、降低生产成本、安全可靠、外表美观规整。

Description

一种大臂长起重机臂架及起重机

技术领域

本发明涉及起重机臂架技术，尤其涉及一种大臂长起重机臂架及起重机。

背景技术

起重机臂架一般采用同一截面尺寸的标准节，而依据对臂架的屈曲分析，其挠度曲线及截面弯矩为以臂长方向为自变量的正弦函数，也就是说在臂架长度方向的中部最易发生结构屈曲现象。目前起重机臂架多采用等截面标准节组合，这样在满足整体稳定性的前提下会造成内力较小处材料浪费，增加臂重，降低起重机的承载性能。

起重机臂架标准节之间连接方式多为销轴与耳板的连接方式，通过销轴穿插相邻标准节接头处的多个耳板，并在销轴尾部采用开口销进行固定，在起重机实际工作过程中，销轴会在轴孔中旋转，这种销轴与轴孔之间不断的磨损，降低连接处耳板强度，埋下安全隐患。另外，销轴与耳板的加工精度与装配精度要求较高。

变幅拉板具有改变起重机臂架幅度的作用，在起重机工作中主要承受拉力和弯矩。一般有两种变幅拉板与臂架连接方案：一种为变幅拉板通过轴承或轴套直接与臂架连接，变幅拉板与臂架连接无法实现回转平面的转动，变幅拉板在回转平面内因角度变化会产生弯矩，导致变幅拉板受力不好。另一种为变幅拉板通过转向结构与臂架相连，变幅拉板可在变幅平面内和回转平面内转动，但变幅拉板在回转平面内因角度变化会产生的弯矩全部集中在转向结构。

(1)现有臂架结构形式缺点如下：

1)臂架整体稳定性差；

2)浪费材料，增加臂重。

(2)现有标准节销轴与耳板的连接方式缺点如下：

1)将一销轴与多个耳板的装配精度要求较高，采用的销轴数量众多，使臂架的安装拆卸过程更为复杂、耗时。

2)加工要求较高，不易制作：销轴与多耳板装配时对耳板和销轴的加工精度要求较高，进而生产成本也较高。

(3)变幅拉板通过轴承或轴套直接与臂架连接缺点如下：

1)变幅拉板无法实现回转平面内的转动；

2)变幅拉板承受弯矩。

变幅拉板通过转向结构与臂架相连缺点如下：

转向结构承受弯矩。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前起重机臂架结构缺陷导致的一系列问题，提出一种大臂长起重机臂架，该臂架能大大节省臂架的拆装时间、降低生产成本、安全可靠、外表美观规整。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种大臂长起重机臂架，包括自下而上顺次设置底节、组合标准节、标准节、顶节和臂头，所述臂头上设置有变幅拉板；所述底节与组合标准节通过销轴连接；所述组合标准节与标准节通过销轴连接；所述标准节为多个时，各标准节之间通过连接接头连接；所述标准节与顶节通过销轴连接；所述变幅拉板依次通过连接部分和转向部分与臂头连接。

进一步地，所述组合标准节组装于臂架的中下部，变幅方向截面加宽，回转方向截面保持与标准节截面相同。

进一步地，所述组合标准节包括第一标准节、第二标准节、第一连接节和第二连接节；所述第一标准节有节，所述第一标准节两个为一组，每组中的两个第一标准节平行设置，两组分别位于组合标准节的两端，所述第一标准节的三角形端部通过销轴分别与标准节和底节连接；

所述第二标准节有节，位于组合标准节的中间部分，所述第二标准节两个为一组，每组中的两个第二标准节平行设置，两组之间通过销轴连接；

所述第一标准节和第二标准节(即各标准节)内侧均设置有耳板，所述第一连接节和第二连接节分别与各标准节的耳板连接，第一标准节和第二标准节虽然布置于组合标准节的两侧，但通过连接节(第一连接节和第二连接节)的连接，各标准节的内侧弦杆可组成中心部分的四弦杆标准节，使得整个组和标准节形成一个整体，增强组合标准节整体稳定性。

进一步地，所述第一标准节包括第一上铰耳组、第一耳板、第一弦杆、第一腹杆和第一下铰耳组，所述第一上铰耳组、第一耳板和第一下铰耳组焊接第一在弦杆上，所述第一腹杆焊接在相邻第一弦杆之间；

所述第一上铰耳组有两个，位于第一标准节顶端，通过销轴与底节或标准节连接；所述第一耳板有四个，位于第一标准节内侧，通过销轴与第一连接节和第二连接节连接；所述第一下铰耳组有个，位于第一标准节底端，通过销轴与第二标准节连接。

进一步地，所述第二标准节，包括第二上铰耳组、第二弦杆、第二耳板、第二腹杆和第二下铰耳组；所述第二上铰耳组、第二耳板和第二下铰耳组焊接在第二弦杆上，第二上铰耳组和第二下铰耳组都有组，分别位于第二标准节顶端和底端；第二耳板有四个，位于第二标准节内侧，通过销轴与第一连接节连接。

进一步地，所述第一连接节，包括铰耳组、管和连接轴；所述铰耳组焊接在管两端，所述铰耳组有两组，分别焊接于管末端；所述管有两根，两根管中部通过连接轴交叉连接；所述第一连接节的作用是连接组合标准节内不同位置的各标准节，使之成为一个整体，提高组合标准节的承载能力。

进一步地，所述第二连接节，包括一根管和焊接在管两端的铰耳组。

进一步地，所述连接接头包括上连接块、下连接块、键和螺钉；所述上连接块和下连接块(均通过焊接的方式)分别与两个相邻标准节的弦杆连接固定，所述上连接块和下连接块配合安装，所述上连接块和下连接块均在中间互接平面上加工有键槽结构，所述上连接块和下连接块通过设置在键槽中的键连接固定；在配合安装好的连接块和下连接块的正、反面的沉头孔中均分别装有多个螺钉以进行连接。根据具体臂架的载荷工况，来设计螺钉和键的材料、尺寸、数量及分布形式。当臂架受力时，靠该键承受剪切和挤压应力，螺钉不承受剪切力，只起到侧向固定的作用。

进一步地，所述转向部分的功能为转向、连接臂架与变幅拉板的作用，即转向部分使得变幅拉板可在变幅平面的转动；将臂架臂头与变幅拉板连接在一起。所述转向部分包括、横向轴承、纵向轴、纵向轴承和销轴；所述横向轴上套横向轴承，横向轴中部穿过纵向轴，端部与臂头耳板连接后用销轴固定；所述纵向轴套上纵向轴承，所述纵向轴两端与连接部分连接(铰接)，用销轴固定；所述连接部分背离纵向轴的一端与变幅拉板连接(铰接)，所述横向轴通过横向轴承与臂头耳板连接，可绕臂头转动，表现在装置整体上为变幅拉板可绕臂架在变幅平面内转动。

本发明的另一个目的还公开了一种采用上述大臂长起重机臂架的起重机。

本发明属于工程机械领域，涉及到一种应用于大臂长起重机臂架的结构形式及连接方式，本发明与现有技术相比较具有以下优点：

(1)臂架结构形式：

1)不同截面组合的标准节，减轻长臂架的质量。

2)变截面标准节的组合形式简单、方便，提高拆装效率。

3)依据屈曲分析结果设计不同的截面形式，有效提高臂架的起重性能。

(2)标准节销轴与耳板的连接方式：

1)臂架的安装、拆卸过程十分简便。

2)连接部件的结构加工精度低。

3)采用键、螺钉进行连接接头的固定，为通用标准件，方便采购、替换。

4)连接接头处与弦杆外表面一样较为光滑、规整，无突起，不会与附近其它结构构成干涉问题。

(3)消除臂架变幅拉板附加力矩的连接装置

1)变幅拉板可在回转平面内自由转动。

2)起重机变幅拉板只受拉力，没有附加力矩。

综上，臂架作为起重机的主要部位，对起重机性能有非常重要的影响。为提高臂架的整体稳定性，且减小材料的浪费，依据对臂架的屈曲分析结果，设计不同截面的标准节，由此组合的多截面臂架可弥补长臂架中部稳定性差的缺点。为降低臂架标准节装配精度及加工精度，本专利提供了一种标准节连接方式，可大大节省臂架的拆装时间、降低生产成本、安全可靠、外表美观规整。本发明连接臂架与变幅拉板的装置能实现变幅拉板可在变幅平面、回转平面内转动，消除变幅拉板附加力矩等功能。

附图说明

图1为本发明大臂长起重机臂架的主视图；

图2为本发明大臂长起重机臂架的左视图；

图3为本发明组合标准节2的主视图；

图4为本发明组合标准节2的左视图；

图5为本发明第一标准节21的结构示意图；

图6为本发明第二标准节22的结构示意图；

图7为本发明第一连接节23的结构示意图；

图8为臂架标准节3连接处结构示意图；

图9为连接接头31的纵向剖视图；

图10为连接接头31的横向剖视图；

图11为消除变幅拉板力矩的装置示意图；

图12为转向部分和连接部分的结构示意图；

图13为转向部分51的结构示意图；

图14为图13的AA向示意图；

图15为图13的BB向示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进一步说明：

实施例1

本实施例公开了一种大臂长起重机臂架，具体结构如下：

图1和图2为一种A字型大臂长起重机臂架的主视图和左视图。该臂架主要包括底节1、组合标准节2、标准节3、顶节4、变幅拉板5和臂头6，各标准节3之间通过连接接头31连接。根据屈曲分析结果，臂架中部易发生屈曲，因此将组合标准节2组装于臂架的中下部，变幅方向截面加宽，回转方向截面保持与标准节3截面相同。综合受力及稳定性的不同，将臂架结构设计为不同的截面，提高了整体稳定性，且减轻了臂架的冗余质量，优化了起重机的起重性能。

图3和图4分别为组合标准节2的主视图与左视图，组合标准节2主要包括标准节21、标准节22、连接节23和连接节24。标准节21有4节，分别位于组合标准节2的两端，三角形端部通过销轴分别与标准节3和底节1连接。标准节22有4节，位于组合标准节2的中间部分，各节之间通过销轴连接。各标准节内侧均有耳板，连接节23和连接节24分别与各节的耳板连接，标准节21和标准节22虽然布置于组合标准节2的两侧，但通过连接节的连接，各标准节的内侧弦杆可组成中心部分的四弦杆标准节，使得整个组和标准节形成一个整体，增强组合标准节2整体稳定性。

图5为标准节21，主要包括上铰耳组211、耳板212、弦杆213、腹杆214和下铰耳组215。上铰耳组211、耳板212和下铰耳组215焊接在标准节21弦杆上，上铰耳组211有两个，位于标准节21顶端，通过销轴与底节1或标准节3连接。耳板212有四个，位于标准节21内侧，通过销轴与连接节23和连接节24连接。下铰耳组215有4个，位于标准节21底端，通过销轴与标准节22连接。

图6为标准节22，主要包括上铰耳组221、弦杆222、耳板223、腹杆224和下铰耳组225。上铰耳组221、耳板223和下铰耳组225焊接在标准节弦杆上，上铰耳组221和下铰耳组225都有4组，分别位于标准节22顶端和底端。耳板223有四个，位于标准节22内侧，通过销轴与连接节23连接。

图7为连接节23，主要包括铰耳组231、管232和连接轴233。铰耳组231焊接在管232上，铰耳组231有4组，分别焊接于管232末端。管232有两根，通过连接轴233交叉连接。连接节23的作用是连接组合标准节2内不同位置的各标准节，使之成为一个整体，提高组合标准节2的承载能力。

图8为臂架标准节3连接处结构示意图。它主要由臂架标准节3、连接接头31组成。相邻臂架标准节的四根弦杆均通过本专利新型的连接方式31连接固定，臂架整体光滑，中间连接处无结构突变，与弦杆的正方形外表面大致相同。

图9和图10为采用新型连接方式的连接接头31的结构示意图。它主要由上连接块311、下连接块312、键313、螺钉314组成。上连接块311和下连接块312均通过焊接的方式与标准节弦杆连接固定，上连接块311、下连接块312均为一半凸起、一半凹入的结构，并均在中间互接平面上加工有键槽结构，它们之间凹凸面互相配合，中间通过键313进行连接固定，然后在配合安装好的连接块的正、反面的沉头孔中均分别装有多个螺钉314以进行连接，根据具体臂架的载荷工况，来设计螺钉和键的材料、尺寸、数量及分布形式。当臂架受力时，靠该键313承受剪切和挤压应力，螺钉314不承受剪切力，只起到侧向固定的作用。

图11为一种可实现变幅拉板在回转平面内转动，消除变幅拉板附加力矩装置的结构示意图。它主要由转向轴部分51和连接部分52组成。

图12、图13、图14和图15为转向部分51的结构示意图，转向部分51的功能为转向、连接臂架与变幅拉板的作用。转向部分51主要包括横向轴511、轴承512、纵向轴513、轴承514和销轴515。轴承512套在横向轴511上，穿过纵向轴513，与臂架耳板连接后用销轴515固定。纵向轴513套上轴承514后与变幅拉板连接部分52连接，用销轴515固定。横向轴511通过轴承512与臂架耳板连接，可绕臂架转动，表现在装置整体上为变幅拉板可绕臂架在变幅平面内转动。

本实施例大臂长起重机臂架的创新点在于：

(1)臂架结构形式：不同截面组合的标准节。

(2)标准节销轴与耳板的连接方式：采用键、螺钉进行连接接头的固定。

(3)消除臂架变幅拉板附加力矩的连接装置：采用轴承与换向器结合的变幅拉板转向装置。

实施例2

本实施例公开了一种起重机，采用实施例1所述大臂长起重机臂架。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种大臂长起重机臂架，其特征在于，包括自下而上顺次设置底节1、组合标准节（2）、标准节（3）、顶节（4）和臂头（6），所述臂头（6）上设置有变幅拉板（5）；所述底节（1）与组合标准节（2）通过销轴连接；所述组合标准节（2）与标准节（3）通过销轴连接；所述标准节（3）为多个时，各标准节（3）之间通过连接接头（31）连接；所述标准节（3）与顶节（4）通过销轴连接；所述变幅拉板（5）依次通过连接部分（52）和转向部分（51）与臂头（6）连接；

所述组合标准节（2）包括第一标准节（21）、第二标准节（22）、第一连接节（23）和第二连接节（24）；所述第一标准节（21）有4节，所述第一标准节（21）两个为一组，每组中的两个第一标准节（21）平行设置，两组分别位于组合标准节（2）的两端，所述第一标准节（21）的三角形端部通过销轴分别与标准节（3）和底节（1）连接；

所述第二标准节（22）有4节，位于组合标准节（2）的中间部分，所述第二标准节（22）两个为一组，每组中的两个第二标准节（22）平行设置，两组之间通过销轴连接；

所述第一标准节（21）和第二标准节（22）内侧均设置有耳板，所述第一连接节（23）和第二连接节（24）分别与各标准节的耳板连接，第一标准节（21）和第二标准节（22）虽然布置于组合标准节（2）的两侧，但通过连接节的连接，各标准节的内侧弦杆可组成中心部分的四弦杆标准节，使得整个组和标准节形成一个整体，增强组合标准节（2）整体稳定性。

2.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述组合标准节（2）组装于臂架的中下部，变幅方向截面加宽，回转方向截面保持与标准节（3）截面相同。

3.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述第一标准节（21）包括第一上铰耳组（211）、第一耳板（212）、第一弦杆（213）、第一腹杆（214）和第一下铰耳组（215），所述第一上铰耳组（211）、第一耳板（212）和第一下铰耳组（215）焊接第一在弦杆（213）上，所述第一腹杆（214）焊接在相邻第一弦杆（213）之间；

所述第一上铰耳组（211）有两个，位于第一标准节（21）顶端，通过销轴与底节（1）或标准节（3）连接；所述第一耳板（212）有四个，位于第一标准节（21）内侧，通过销轴与第一连接节（23）和第二连接节（24）连接；所述第一下铰耳组（215）有4个，位于第一标准节（21）底端，通过销轴与第二标准节（22）连接。

4.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述第二标准节（22），包括第二上铰耳组（221）、第二弦杆（222）、第二耳板（223）、第二腹杆（224）和第二下铰耳组（225）；所述第二上铰耳组（221）、第二耳板（223）和第二下铰耳组（225）焊接在第二弦杆（222）上，第二上铰耳组（221）和第二下铰耳组（225）都有4组，分别位于第二标准节（22）顶端和底端；第二耳板（223）有四个，位于第二标准节（22）内侧，通过销轴与第一连接节（23）连接。

5.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述第一连接节（23），包括铰耳组（231）、管（232）和连接轴（233）；所述铰耳组（231）焊接在管（232）两端；所述管（232）有两根，两根管（232）中部通过连接轴（233）交叉连接。

6.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述第二连接节（24），包括一根管和焊接在管两端的铰耳组。

7.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述连接接头（31）包括上连接块（311）、下连接块（312）、键（313）和螺钉（314）；所述上连接块（311）和下连接块（312）分别与两个相邻标准节（3）的弦杆连接固定，所述上连接块（311）和下连接块（312）配合安装，所述上连接块和下连接块均在中间互接平面上加工有键槽结构，所述上连接块（311）和下连接块（312）通过设置在键槽中的键（313）连接固定；在配合安装好的连接块（311）和下连接块（312）的正、反面的沉头孔中均分别装有多个螺钉（314）以进行连接。

8.根据权利要求1所述大臂长起重机臂架，其特征在于，所述转向部分（51）包括：横向轴承（512）、纵向轴（513）、纵向轴承（514）和销轴（515）；所述横向轴（511）上套横向轴承（512），横向轴（511）中部穿过纵向轴（513），端部与臂头（6）耳板连接后用销轴（515）固定；所述纵向轴（513）套上纵向轴承（514），所述纵向轴（513）两端与连接部分（52）连接，用销轴（515）固定；所述连接部分（52）背离纵向轴（513）的一端与变幅拉板（5）连接。

9.一种采用权利要求1-8任意一项所述大臂长起重机臂架的起重机。