CN201686426U - 一种可移动式大型履带起重机臂节支撑 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可移动式大型履带起重机臂节支撑，包括支墩和安装在支墩的顶部设有支撑台，在支墩的底部设有基座。所述的支墩由管状的上支墩和下支墩套接而成，可根据工作或运输的需要伸出或缩回上支墩。在上支墩的底部开有一对对称的支撑槽，并且让上支墩的顶部与支撑台固定连接。在所述的下支墩上开有一对或一对以上的对称的支撑孔，并且让下支墩的底部与基座相连接。在支撑孔上设置有与支撑槽相匹配的可拆卸的销轴，所述的支撑槽为半圆形，支撑孔为圆形。具备有设计简单，节约了成本和重量，方便了工地使用时的转运和维护，保证了钢结构的强度，适应工作场地的复杂情况，液压系统的运用，可与车载液压动力相结合，降低了劳动强度等优点。

Description

一种可移动式大型履带起重机臂节支撑 

技术领域

本实用新型涉及一种起重机臂节支撑，特别是一种可移动式大型履带起重机臂节支撑 

背景技术

起重机械随着人类社会生产力的发展、演变而不断完善，从公元前5000～4000年的新石器时代末期诞生的最简单的起重运输装置到目前起重量越来越大、自动化、智能化程度越来越高的起重机械。根据国内外履带式起重机的发展现状，履带式起重机及其附件未来发展可能呈如下趋势： 

1.为适应大型工程项目的需要，持续向超大吨位发展。履带起重机持续向超大吨位发展，必将引起两点质的飞跃：第一，带超起装置的工况将成为履带起重机的最常用工况，超起原理及超起装置的完善、成熟与技术突破将是产品研发的重点；第二，特殊结构的设计将是成为产品设计的核心。 

2.安全设计与安全控制策略为重中之重。随这全球经济的持续发展，世界最大吨位的超大型履带式起重机不断突破，吊装施工的风险也越来越打。作为特种设备，履带式起重机附件的安全设计与安全控制策略也将成为未来履带式起重机发展的重中之重。 

3.大形专用的多功能的变形产品。面对越来越成熟的市场和差异化细分的客户需求，具有领先一是的企业越来越重视打造专用的履带式起重机的变型产品，加快技术驱动以巩固行业地位。 

4.模块化、系列化、人性化。面对竞争激烈的国际市场，实现起重机附件产品系统化开发，提高通用化和模块化程度，重视人性化与人机工程学，降低安装拆卸和维修保养的劳动强度，降低成本，提高竞争力，是企业持久生存的立足之本。 

目前现有的起重机臂节多数都是用木头作为支撑，其物理性能相对比较好，制造工艺简单，但是不便于安装、运输和储藏。少数的起重机臂节支撑为可伸缩式，其主要是依靠液压油缸来定位和支撑臂节所承受的压力，这类液压油缸 只用做大吨位物件顶升或移动用，并不用于起重机拆装，且成本较高，重量也比较重，这种结构的起重机臂节支撑受到液压油缸承重能力的限制，不能用作大吨位起重机的臂节。 

综上所述：目前需要一种方便运输和储运的起重机臂节，并且能承受大吨位重量的起重机臂节。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于目前仍无专用与进行施工作业的配套附件，设计提供一种方便运输和储运的起重机臂节支撑，并且能承受大吨位重量的起重机臂节支撑。 

本实用新型通过以下技术方案实现上述目的： 

本实用新型涉及一种可移动式大型履带起重机臂节支撑，包括支墩和安装在支墩的顶部设有支撑台，在支墩的底部设有基座。所述的支墩由管状的上支墩和下支墩套接而成，可根据工作或运输的需要伸出或缩回上支墩。在上支墩的底部开有一对对称的支撑槽，并且让上支墩的顶部与支撑台固定连接。在所述的下支墩上开有一对或一对以上的对称的支撑孔，并且让下支墩的底部与基座相连接。在支撑孔上设置有与支撑槽相匹配的可拆卸的销轴，所述的支撑槽为半圆形，支撑孔为圆形。在使用时，将上支墩升起并在下支墩的支撑孔上插入销轴，销轴与支撑槽配合后支撑上支墩的位置。 

为了方便运输和固定上支墩的位置，在上支墩上设有定位孔，通过支撑孔、定位孔和销轴相互配合来进一步固定上支墩与下支墩之间的位置。 

为了方便加工和安装将上支墩和下支墩的横截面均为正方形管状。支撑台上设置有对称的支墩，上支墩与支撑台垂直，下支墩与基座垂直；在支撑台的底部设置有轮架，轮架上安装有滑轮。基座与支撑台之间设置有液压油缸。 

由于本装置的主要受力位于支撑槽四周、定位孔和支撑孔的底部，所以在支撑槽和定位孔的内侧分别设有加强板，支撑孔的外侧分别设有加强板，以加强该处的承重能力，避免发生形变。另外上支墩与支撑台的连接处在工作时也承受较大的压力容发生形变或断裂，所以上支墩与支撑台的连接处设有加强板。 

支撑台的顶部设置有软性的垫板层，垫板层可以是由枕木构成。 

根据结构设计和受理分析，将上支墩和下支墩的壁厚都为10～15mm，上支 墩和下支墩的长度都为1000mm，下支墩的内壁宽度为180mm，上支墩的外壁宽度小于或等于180mm。 

本实用新型受力计算及分析： 

如图1所示，支墩材料采用Q345B钢材，由上下两截空心方管构成，初步确定方管边长180mm，壁厚10mm，长度1000mm，现对支墩上方方管进行稳定校核。 

计算对形心轴y_c的惯性矩 

形心c位置确定后，使用平行移轴公式，计算I和II对y_c的惯性矩分别为 

和 

$I_y=I_{y_I}+a^{2}A$

$I_{y_{c1}}=\frac{b_1^4}{12}+a^2{A}_1-(\frac{b_2^4}{12}+a^2{A}_2)$

因为a＝0 

所以 $I_{y_{c1}}=\frac{b_1^4-b_2^4}{12}$

显见 $I_{y_{c1}}=I_{y_{c2}}$ 故 $I_{y_c}=I_{y_{c1}}+I_{y_{c2}}=2I_{y_{c1}}=\frac{b_1^4-b_2^4}{6}$

计算对形心轴Z_c的惯性矩 

形心位置确定后，使用平行移轴公式，计算I和II对Z_c的惯性矩分别为 

和 

$I_Z=I_{z_1}+b^{2}A$

$I_{z_{c1}}=\frac{b_1^4}{12}+b^2{A}_1-(\frac{b_2^4}{12}+b^2{A}_2)=\frac{b_1^4-b_2^4}{12}+b^2(A_1-A_2)$

同理 $I_{z_{c1}}=I_{z_{c2}}$ 故 $I_{Z_c}=I_{Z_{c1}}+I_{Z_{c2}}=2I_{Z_{c1}}=\frac{b_1^4-b_2^4}{6}+2b^2(b_1^2-b_2^2)$

显然 $I_{Z_c}>I_{y_c}$

已知Q345B材料，σ_s＝345MPa，σ_p＝510MPa，E＝206GPa 

${\mathrm{\λ}}_1=\sqrt{\frac{{\mathrm{\π}}^{2}E}{{\mathrm{\σ}}_P}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{\π}}^2\×(206\×{10}^9\mathrm{Pa})}{510\×{10}^6}}=63.1$

杆属于一端固定，一端自由，查表得知压杆的长度因素取μ＝2， 

$i=\sqrt{\frac{I}{A}}=\sqrt{\frac{I_{y_c}}{A}}=\sqrt{\frac{b_1^4-b_2^4}{6(b_1^2-b_2^2)}}=\sqrt{\frac{b_1^2+b_2^2}{6}}=0.098$

$\mathrm{\λ}=\frac{\mathrm{\μl}}{i}=\frac{2\×1}{0.098}=20.4$

λ＜λ₁ 所以不能用欧拉公式计算临界压力。 

查表得Q345B直线公式的系数a＝461MPa，b＝2.568MPa 

${\mathrm{\λ}}_2=\frac{a-{\mathrm{\σ}}_s}{b}=\frac{(461-345)\mathrm{MPa}}{2.568\mathrm{MPa}}=45.17$

λ＜λ₂，此杆属于小柔度杆，按强度问题计算。 

临界压力 $F_{\mathrm{cr}}={\mathrm{\σ}}_{\mathrm{cr}}A=345\×{10}^6\×2(b_1^2-b_2^2)=4.692\×{10}^{6}N$

F_max＝100×1000×10＝10⁶N 

支墩的工作安全因数为 

$n=\frac{F_{\mathrm{cr}}}{F_{\max }}=\frac{4.692\×{10}^6}{{10}^6}=4.692$

如图2、3所示，已知Q345B的许用切应力[τ]＝306MPa，许用挤压应力[σ_bs]＝612MPa。如图2所示，根据受力情况，插销中段相对于上、下两段，沿m-m和n-n两个面错动，此销有两个剪切面，称为双剪面。由平衡方程容易求出： 

$F_S=\frac{F}{2}=\frac{5\×{10}^5}{2}=2.5\×{10}^{5}N$

由公式 $\mathrm{\τ}=\frac{F_s}{A}\≤\left[\mathrm{\τ}\right]$ 得 $r^2\≥\frac{F_s}{\mathrm{\π}\left[\mathrm{\τ}\right]}=\frac{2.5\×{10}^5}{3.14\×306\×{10}^6}=0.00026m$

r≥0.016m   R＝2r≥0.032m 

如图3所示，根据销的挤压强度确定销的直径，由平衡方程得F_s＝F由公式 

得 

故销直径应大于0.039，考虑稳定性取0.05m。 

本实用新型经过计算机模拟，得出本实用新型受力最大的位置位于本装置的顶部以及支撑孔接触面，所以在这些部位添加垫板层以避免因受冲击而发生形变。如图4所示，在支墩的受力分析中发现在支撑槽的顶部、支撑孔底部为 主要受力点(C点)，其中C点受力大于A点和B点。如图5所示，同时在上支墩与支撑台连接处(D点)受力较大，在这两处通过增加加强版以增强其承重能力。 

本实用新型针对现有的起重机臂节支撑结构进行重新设计，具备有设计简单，节约了成本和重量，方便了工地使用时的转运和维护，既保证了钢结构的强度，又适应了工作场地复杂的情况，液压系统的运用，可与车载液压动力相结合，降低了劳动强度。 

附图说明

图1为支墩横截面示意图； 

图2为销轴受力示意图； 

图3为销轴挤压应力分布情况； 

图4为支墩、支撑台连接处受力示意图； 

图5为支墩的销轴处受力示意图； 

图6为本实用新型实施例一结构示意图； 

图7为本实用新型实施例一上支墩与下支墩连接处结构示意图； 

图8为本实用新型实施例二结构示意图； 

图9为本实用新型实施例二上支墩与下支墩连接处结构示意图； 

图10为本实用新型实施例二上支墩与支撑台连接处结构示意图。 

具体实施方式

实施例一：如图6所示，本实施例的主要结构包括支墩1和安装在支墩1的顶部设有支撑台2，在支墩1的底部设有基座3。所述的支墩1由管状的上支墩11和下支墩12套接而成，可根据工作或运输的需要伸出或缩回上支墩11。如图7所示，在上支墩11的底部开有一对对称的支撑槽13，并且让上支墩11的顶部与支撑台2固定连接。如图6所示，在所述的下支墩12上开有三对对称的支撑孔14，并且让下支墩12的底部与基座相连接3。在支撑孔14上设置有与支撑槽13相匹配的可拆卸的销轴4，所述的支撑槽13为半圆形，支撑孔14为圆形。在使用时，将上支墩11升起并在下支墩12的支撑孔14上插入销轴4，销轴4与支撑槽13配合后支撑上支墩11的位置。 

实施例二：如图6所示，本实施例的结构与实施例一的结构基本相同，其区别在于为了方便运输和固定上支墩11的位置，在上支墩11上设有定位孔15，通过支撑孔14、定位孔15和销轴4相互配合来进一步固定上支墩11与下支墩12之间的位置，避免上支墩11晃动。 

为了方便加工和安装将上支墩11和下支墩12的横截面均为正方形管状。支撑台2上设置有对称的支墩1，上支墩11与支撑台2垂直，下支墩12与基座3垂直；在支撑台2的底部设置有轮架6，轮架6上安装有滑轮7。基座3与支撑台2之间设置有液压油缸5。 

如图8所示，由于本装置的主要受力位于支撑槽13四周、定位孔15和支撑孔14的底部，所以在支撑槽13和定位孔4的内侧分别设有加强板8，支撑孔14的外侧分别设有加强板8，以加强该处的承重能力，避免发生形变。如图9所示，另外上支墩11与支撑台2的连接处在工作时也承受较大的压力容发生形变或断裂，所以上支墩11与支撑台2的连接处设有加强板8。 

支撑台2的顶部设置有垫板层9，垫板层9可以是由枕木构成。 

根据结构设计和受理分析，将上支墩11和下支墩12的壁厚都为10mm，上支墩11和下支墩12的长度都为1000mm，下支墩12的内壁宽度为180mm，上支墩11的外壁宽度等于180mm。 

Claims (10)

1.一种可移动式大型履带起重机臂节支撑，包括支墩(1)和安装在支墩(1)的顶部设有支撑台(2)，在支墩(1)的底部设有基座(3)，其特征在于所述的支墩(1)由管状的上支墩(11)和下支墩(12)套接而成，上支墩(11)的底部开有一对对称的支撑槽(13)，上支墩(11)的顶部与支撑台(2)相连接；下支墩(12)上开有一对或一对以上的对称的支撑孔(14)，下支墩(12)的底部与基座(3)相连接，支撑孔(14)上设置有与支撑槽(13)相匹配的可拆卸的销轴(4)。

2.根据权利要求1所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的支撑槽(13)为半圆形，支撑孔(14)为圆形。

3.根据权利要求2所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的上支墩(11)上设有定位孔(15)。

4.根据权利要求3所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的上支墩(11)和下支墩(12)的横截面均为正方形管状。

5.根据权利要求1至4任一项所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的支撑台(2)上设置有对称的支墩(1)，基座(3)与支撑台(2)之间设置有液压油缸(5)。

6.根据权利要求5所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的下支墩(12)与基座(3)垂直，上支墩(11)与支撑台(2)垂直；在支撑台(2)的底部设置有轮架(6)，轮架(6)上安装有滑轮(7)。

7.根据权利要求6所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的支撑槽(13)和定位孔(15)的内侧分别设有加强板(8)，支撑孔(14)的外侧分别设有加强板(8)。

8.根据权利要求7所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的上支墩(11)与支撑台(2)的连接处设有加强板(8)。

9.根据权利要求8所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的支撑台(2)的顶部设置有垫板层(9)。

10.根据权利要求9所述的可移动式大型履带起重机臂节支撑，其特征在于所述的上支墩(11)和下支墩(12)的壁厚都为10～15mm，上支墩(11)和下支墩(12)的长度都为1000mm，下支墩(12)的内壁宽度为180mm，上支墩(11)的外壁宽度小于或等于180mm。

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