CN115450416A - 一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，采用6061‑t6铝合金材料一次挤压成型，其主要由轨道板、斜板、顶板、侧板、隔板、防坠格栅组成；所述侧板上套装有连接扣板，能提供成对的承力点，来增加连接处的抗剪能力；所述轨道板外侧采用弓形设计并设置有三角形空腔，能提供抵抗力矩来防止轨道板变形和架体倾覆；所述轨道板上设有弧形凸起，在架体发生横向滑移时，能有效阻止滚轮从两侧边缘脱出，使导轨中线与导座中线保持对中；所述防坠格栅，能通过与摆块撞击来阻止架体和导轨突然坠落，且防坠格栅与轨道板通体，其连接强度足以抗衡坠落时的冲击。相对传统钢制导轨和现有铝合金导轨设计方案，本发明具有更优的抗剪、抗倾覆、防脱、对中等性能。

Description

一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨

技术领域

本发明涉及一种建筑机械，尤其是一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨。

背景技术

爬架已广泛应用于高层和超高层建筑的施工中，而导轨是确保爬架实现升降功能且不发生坠落的关键、基础部件。目前建筑行业普遍使用的钢制导轨由于重量大、易变形、防坠能力有限、装卸转运困难、重复使用率较低、易生锈腐蚀等缺点，已逐渐难以适应高层和超高层建筑爬架的轻量化、智能化发展趋势。爬架的重量每增加一个百分点，建筑施工作业的难度就会成倍增加。因此，为了减轻爬架的重量，降低导轨等承载部件的外载荷，用铝合金代替钢材的呼声在行业内与日俱增。

然而，目前能采用铝合金材料制作的主要为立杆、脚板等承载较小且结构相对单一的部件，导轨等主要承载部件仍大量沿用钢材制作，相关研究仍处于探索和试验阶段，尚未形成技术成熟的铝合金导轨大量投入施工现场使用的局面。分析原因，主要难度在于铝合金材料的合理选取，以及铝合金导轨结构和制造工艺的合理设计。例如，专利“202130768826.3”公开了一种铝合金爬架导轨的外观设计，采用“口”字形截面；专利“202122472150.0”也公开了一种爬架用铝合金导轨，采用“日”字形截面。这两件专利所涉及的铝合金导轨，都可以采用一次挤压成型工艺制作，且重量明显低于钢制导轨，但在承受弯曲和扭转载荷时其截面形状都存在易变形的问题，尤其导轨边缘容易发生卷曲，滚轮容易在导轨上发生偏移甚至脱轨，对中效果较差，存在倾覆隐患，且导轨与架体的连接方式均采用单排螺栓连接，抗剪切性能较差。

毋庸置疑，将导轨材料由钢材更换为铝合金，不仅能明显降低导轨重量，提高爬架安装、拆卸和转运的效率，还能在很大程度上降低施工成本，最大限度地实现节能降耗。但基于上述技术现状，如何选择合适的铝合金材料，并通过优化铝合金导轨的结构和制造工艺，提高其抗剪、抗倾覆、防脱、对中等性能，是该行业亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，具有质轻，强度和刚度高，拼接缝少，制造成本低；采用两侧螺栓贯穿连接，对比现有导轨的单侧固定方式，桁架的稳定性更高，抗剪切能力强；弓形端面和三角形空腔，抗弯能力更强，不易变形，抗倾覆能力好；轨道边缘设置有弧形凸起，对比现有导轨的平面轨道，防止滚轮从轨道边缘脱离，确保导轨中线与成对滚轮中线良好对中。

为实现上述目的，本发明所述一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，包括导座及与导座匹配的导轨构件，所述导轨构件由轨道板、空窗、斜板、矩形空腔、顶板、侧板、螺栓孔、隔板、三角形空腔、过渡圆弧、弧形凸起和防坠格栅组成；

所述轨道板上依次设置有三角形空腔、矩形空腔，所述轨道板左右两侧边缘上部均对称加工有弧形凸起，且轨道板左右两端设置为半圆形；

所述轨道板中部沿轴线方向均匀设置有空窗和防坠栅格，所述空窗、防坠栅格交替设置；所述轨道板中部两侧对称布置有第一斜板和第二斜板，第一斜板和第二斜板的末端水平布置有隔板；

所述轨道板、第一斜板、第二斜板和隔板形成三角形空腔；

所述隔板上方两侧竖直对称布置有第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板末端水平布置有顶板；

所述隔板、第一侧板、第二侧板和顶板形成矩形空腔；

所述第一侧板、第二侧板外套装有连接扣板。

所述第一侧板和第二侧板中部沿水平方向至少设置有两个贯通的螺栓孔，连接扣板上与螺栓孔对应位置开设有通孔，螺栓螺母组件依次穿过通孔和侧板上的螺栓孔；所述连接扣板与第一侧板、第二侧板通过螺栓螺母组件固定，连接扣板连接架体。

所述轨道板为弓形结构，弓形结构的凹处依次连接三角形空腔、矩形空腔。

所述导座开设有导轨槽，且导轨槽的边沿上均设置有滚轮；所述导轨槽与轨道板匹配。

所述防坠格栅的厚度为轨道板的厚度1.2-1.5倍。

所述空窗至少设置有两个，所述防坠栅格至少设置有两个，所述空窗之间等间距设置。

所述第一斜板、第二斜板上沿轴向均匀地开设有工艺孔。

所述第一斜板、第二斜板与轨道板的连接部位均为过渡圆弧；

所述第一斜板、第二斜板与隔板的连接部位均为过渡圆弧；

所述第一侧板、第二侧板与隔板和顶板的连接部位均为过渡圆弧。

所述导轨构件的材质为6061-t6铝合金材料，所述导轨构件为一次挤压成型件。

所述工艺孔为三角形。

本发明所述一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其有益效果在于：

1、本发明采用6061-t6铝合金材料一次挤压成型，耐腐蚀抗氧化性能更优，质量更轻故有助于安装、拆卸和转运，强度和刚度更高故抗裂抗弯能力更好，拼接缝少故工艺性更好，加工和配合精度更高，制造成本更低；

2、本发明采用两侧螺栓贯穿连接，对比现有导轨的单侧固定方式，桁架的稳定性更高，抗剪切能力更强，更稳定；

3、本发明设计有弓形端面和三角形空腔，对比现有导轨的焊接轨道，抗弯能力更强，更不易变形，抗倾覆能力更好；

4、本发明的轨道边缘设置有弧形凸起，对比现有导轨的平面轨道，可防止滚轮从轨道边缘脱离，确保导轨中线与成对滚轮中线良好对中。

附图说明

图1为本发明的正视剖视图；

图2为图1中的A向剖视图；

图3为图1中的B向剖视图；

图4为本发明的仰视图；

图5为本发明防倾抗剪的原理图；

图6为传统典型导轨的防倾抗剪能力示意图；

图7为本发明防脱对中的原理图；

图8为传统典型导轨的防脱对中能力示意图；

图9为本发明防坠过程的示意图；

图10为传统典型导轨的防坠过程示意图；

图中：1.轨道板、2.空窗、3.第一斜板、3-1.第二斜板、4.矩形空腔、5.顶板、6.第一侧板、6-1.第二侧板、7.螺栓孔、8.隔板、9.三角形空腔、10.过渡圆弧、11.弧形凸起、12.防坠格栅、13.架体、14.连接扣板、15.螺栓螺母组件、16.传统轨道板、17.传统导轨、18.螺栓组件、19.传统防坠格栅、20.导座、21.滚轮、22.摆块、23.弹簧、24.铰链、25.工艺孔。

具体实施方式

实施例1

下面结合图1-图10，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1、图2、图3和图4所示，结合图7，本发明所述一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，包括导座20及与导座20匹配的导轨构件，所述导轨构件由轨道板1、空窗2、斜板3、矩形空腔4、顶板5、侧板6、螺栓孔7、隔板8、三角形空腔9、过渡圆弧10、弧形凸起11和防坠格栅12组成；导轨构件采用6061-t6铝合金材料一次挤压成型；

所述轨道板1上依次设置有三角形空腔9、矩形空腔4，所述轨道板1左右两侧边缘上部均对称加工有弧形凸起11，且轨道板1左右两端设置为半圆形；

所述轨道板1中部沿轴线方向均匀设置有空窗2和防坠栅格12，所述空窗2、防坠栅格12交替设置；所述轨道板1中部两侧对称布置有第一斜板3和第二斜板3-1，第一斜板3和第二斜板3-1的末端水平布置有隔板8；

所述轨道板1、第一斜板3、第二斜板3-1和隔板8形成三角形空腔9；

所述隔板8上方两侧竖直对称布置有第一侧板6和第二侧板6-1，第一侧板6和第二侧板6-1末端水平布置有顶板5；

所述隔板8、第一侧板6、第二侧板6-1和顶板5形成矩形空腔4；

所述第一侧板6、第二侧板6-1外套装有连接扣板14。

所述第一侧板6和第二侧板6-1中部沿水平方向至少设置有两个贯通的螺栓孔7，连接扣板14上与螺栓孔7对应位置开设有通孔，螺栓螺母组件15依次穿过通孔和侧板上的螺栓孔7；所述连接扣板14与第一侧板6、第二侧板6-1通过螺栓螺母组件15固定，连接扣板14连接架体13。

所述轨道板1为弓形结构，弓形结构的凹处依次连接三角形空腔9、矩形空腔4。

所述导座20开设有导轨槽，且导轨槽的边沿上均设置有滚轮21；所述导轨槽与轨道板1匹配。

所述防坠格栅12的厚度为轨道板1的厚度1.2倍。

所述空窗2至少设置有两个，所述防坠栅格12至少设置有两个，所述空窗2之间等间距设置。

所述第一斜板3、第二斜板3-1上沿轴向均匀地开设有三角形的工艺孔25。

所述第一斜板3、第二斜板3-1与轨道板1的连接部位均为过渡圆弧10；

所述第一斜板3、第二斜板3-1与隔板8的连接部位均为过渡圆弧10；

所述第一侧板6、第二侧板6-1与隔板8和顶板5的连接部位均为过渡圆弧10。

所述导轨构件的材质为6061-t6铝合金材料，所述导轨构件为一次挤压成型件；结合图8，轨道板1的左右两侧边缘上部对称加工有弧形凸起11，轨道板1左右两侧边缘加工为半圆形，用于降低轨道板1边缘与导座20之间的磨损。

实施例2

本发明所述一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，如图1-10；如实施例1；所述空窗2的四角均加工有圆角，相邻的空窗2之间自然地形成一个防坠栅格12；参见图1、图2和图3，三角形的工艺孔25，其作用一方面是减轻第一斜板3、第二斜板3-1的重量，另一方面是便于观察防坠格栅12工作情况和三角形空腔9内部情况；所述第一斜板3、第二斜板3-1的下边缘与轨道板1之间加工有过渡圆弧10，用于提高第一斜板3、第二斜板3-1与轨道板1的连接强度并降低应力集中；第一斜板3、第二斜板3-1与轨道板1和隔板8连接的部位；第一侧板6、第二侧板6-1与隔板8和顶板5的连接部位，以及导轨构件所有外侧和内侧的棱边，均采用圆弧形连接，用于提高连接强度，降低连接处的应力集中，保证6061-t6铝合金材料导轨挤压成型过程的工艺性，提高成品率。

如图5所示，第一侧板6、第二侧板6-1上套装有连接扣板14，连接扣板14上与螺栓孔7对应位置加工有通孔，螺栓螺母组件15依次穿过连接扣板14上的通孔和侧板上的螺栓孔7，将连接扣板14与第一侧板6、第二侧板6-1牢靠地固定在一起，而连接扣板14上侧面与架体13固定连接，使架体13与导轨构件固连在一起。通过第一侧板6、第二侧板6-1、连接扣板14、架体13和螺栓螺母组件15配合，提供成对的承力点，使连接处的抗剪能力大幅增加。而由图6可见，传统导轨17在其正面与架体13之间通过一根螺栓组件18连接，仅能提供单个的承力点，抗剪能力有限。

如图5所示，轨道板1的外侧采用弓形设计并设置有三角形空腔9，在架体13受到外力发生倾斜时，轨道板1两侧分别受到向外的弯矩W左和W右的作用，而此时围绕三角形空腔9的形心会产生一个反向的抵抗力矩W抗，用于平衡向外的弯矩W左和W右，从而防止轨道板1边缘发生卷曲，进而防止架体13发生倾覆事故。而由图6可见，传统轨道板16与传统导轨17之间构成矩形空腔，且连接处为焊接，无法抵抗上述向外的弯矩W左和W右，在长期使用中传统轨道板16易出现卷曲，而导致架体13倾覆。

如图7所示，轨道板1左右两侧边缘上部的弧形凸起11，在导座20固定不动而架体13受外载荷发生横向滑移时，阻止滚轮21从轨道板1两侧边缘脱出。而由图8可见，传统轨道板16两侧为平面，使得滚轮21从传统轨道板16两侧边缘脱出的事故。

如图7所示，轨道板1左右两侧边缘上部的弧形凸起11，在导座20固定不动而架体13受外载荷发生横向滑移时，能限制滚轮21水平滑移的范围，使导轨中线与导座20中线的误差在允许范围内，从而保障导轨与架体13的对中要求。而由图8可见，传统导轨17中线与导座20中线的误差较大。

如图9所示，当架体13带动导轨向下坠落时，防坠格栅12可通过与摆块22高速撞击而阻止架体13和导轨继续坠落，此时的受力点在防坠格栅12的下侧面。摆块22安装在固定铰链24上，摆块22右端下面固定连接有一根回位弹簧23。因防坠格栅12与轨道板1通体，由挤压成型后的铝材一次冲压加工而成，其厚度大于传统防坠格栅19的厚度，其强度足以抗衡架体13和导轨坠落时的冲击。而由图10可见，传统轨道板16与传统防坠格栅19是由钢板与圆钢焊接而成，传统防坠格栅19仅两端内侧与传统轨道板16接触，当架体13和传统导轨17一同坠落时，受力点位于传统防坠格栅19中部下面，易发生传统防坠格栅19弯曲变形和焊接处断开等失效形式，防坠能力有限，且影响后续继续使用。

由图5-图10的比较可见，本发明所涉及的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，相比传统的爬架导轨具有质量更轻、工艺性更好的优点，且具有更优的抗剪、防倾、防脱、对中、防坠性能。

Claims (10)

1.一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，包括导座(20)及与导座(20)匹配的导轨构件，其特征在于：所述导轨构件由轨道板(1)、空窗(2)、斜板(3)、矩形空腔(4)、顶板(5)、侧板(6)、螺栓孔(7)、隔板(8)、三角形空腔(9)、过渡圆弧(10)、弧形凸起(11)和防坠格栅(12)组成；

所述轨道板(1)上依次设置有三角形空腔(9)、矩形空腔(4)，所述轨道板(1)左右两侧边缘上部均对称加工有弧形凸起(11)，且轨道板(1)左右两端设置为半圆形；

所述轨道板(1)中部沿轴线方向均匀设置有空窗(2)和防坠栅格(12)，所述空窗(2)、防坠栅格(12)交替设置；所述轨道板(1)中部两侧对称布置有第一斜板(3)和第二斜板(3-1)，第一斜板(3)和第二斜板(3-1)的末端水平布置有隔板(8)；

所述轨道板(1)、第一斜板(3)、第二斜板(3-1)和隔板(8)形成三角形空腔(9)；

所述隔板(8)上方两侧竖直对称布置有第一侧板(6)和第二侧板(6-1)，第一侧板(6)和第二侧板(6-1)末端水平布置有顶板(5)；

所述隔板(8)、第一侧板(6)、第二侧板(6-1)和顶板(5)形成矩形空腔(4)；

所述第一侧板(6)、第二侧板(6-1)外套装有连接扣板(14)。

2.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述第一侧板(6)和第二侧板(6-1)中部沿水平方向至少设置有两个贯通的螺栓孔(7)，连接扣板(14)上与螺栓孔(7)对应位置开设有通孔，螺栓螺母组件(15)依次穿过通孔和侧板上的螺栓孔(7)；所述连接扣板(14)与第一侧板(6)、第二侧板(6-1)通过螺栓螺母组件(15)固定，连接扣板(14)连接架体(13)。

3.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述轨道板(1)为弓形结构，弓形结构的凹处依次连接三角形空腔(9)、矩形空腔(4)。

4.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述导座(20)开设有导轨槽，且导轨槽的边沿上均设置有滚轮(21)；所述导轨槽与轨道板(1)匹配。

5.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述防坠格栅(12)的厚度为轨道板(1)的厚度1.2-1.5倍。

6.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述空窗(2)至少设置有两个，所述防坠栅格(12)至少设置有两个，所述空窗(2)之间等间距设置。

7.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述第一斜板(3)、第二斜板(3-1)上沿轴向均匀地开设有工艺孔(25)。

8.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：

所述第一斜板(3)、第二斜板(3-1)与轨道板(1)的连接部位均为过渡圆弧(10)；

所述第一斜板(3)、第二斜板(3-1)与隔板(8)的连接部位均为过渡圆弧(10)；

所述第一侧板(6)、第二侧板(6-1)与隔板(8)和顶板(5)的连接部位均为过渡圆弧(10)。

9.根据权利要求1所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述导轨构件的材质为6061-t6铝合金材料，所述导轨构件为一次挤压成型件。

10.根据权利要求7所述的一种爬架用轻型锚式抗倾防脱铝合金导轨，其特征在于：所述工艺孔(25)为三角形。

Images