CN201999659U - 一种加强型臂架及设有该臂架的起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。该臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。本实用新型还公开了设有上述加强型臂架的起重机。

Description

一种加强型臂架及设有该臂架的起重机

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及起重机的臂架。本实用新型还涉及设有所述臂架的起重机。

背景技术

目前，为满足国内石油、石化、核电、风电、钢铁等大型工程项目中对超大设备的吊装需求，起重机越来越向超大型发展，其起升高度更高、工作幅度更大、起重能力更强，与此同时，也给设计、生产、运输、安装及使用等过程带来了一系列问题。

请参考图1、图2、图3、图4，图1是现有履带起重机的臂架结构示意图；图2是图1所示臂架的俯视图；图3是图1所示臂架的单节中间臂的结构示意图；图4是图3所示中间臂的端面示意图。

如图所示，臂架是起重机的重要构件之一，履带起重机的臂架一般采用由主弦杆4和腹杆5组成的桁架式结构，包括底节臂1、中间臂2、顶节臂3，各节之间采用销轴连接，通过增减中间臂2的数量来实现不同的臂长组合，考虑到组装的方便性以及不同的工况需要，中间臂长度L一般较长，如6m、9m或12m。

从受力方面来讲，臂架属于双向压弯构件，即起重机吊载工作时，臂架在变幅平面和回转平面内都承受轴向力和弯矩的作用，因此从臂架截面分析，需要足够的截面积，以保证臂架截面强度，从而抵抗轴向力的作用，需要足够的截面宽度B和高度H以保证两个平面内的惯性矩，从而抵抗弯矩的作用。为了提高臂架的承载能力，最行之有效的办法就是增大臂架的截面尺寸，而运输车辆和过路涵洞的高度限制又严重制约着截面的增大。

为了实现超大吨位设备的吊装，现阶段主要有以下几种解决方案：

第一种方案，采用多机协同作业，即用多台中小型起重机来同时起吊，共同完成超大设备的吊装任务。这种情况下，对多台起重机的同步性要求很高，由于每台起重机都配有单独的控制系统，再加上载荷分配的问题，现场多机协同作业的安全预度很难保证，危险性很大；而且在这种情况下，只能发挥起重机起吊能力的60％～80％，性能利用率低。

第二种方案，使用各种非标型起重机，即单纯为了获得大的起重能力，而专门设计的起重机，通常这种起重机设置在圆形轨道上，超起配重固定不动，具有超强的起重力矩，但是整车只能以超起配重为中心，在轨道上回转变幅，不能带载行走，而且这种起重机只能在施工现场组装，装配拆卸周期长，影响施工进度。另外，圆形轨道对地面的承载力要求极高，通常需要事先对地面进行特殊处理，从而支付额外的附加费用。

第三种方案，大量运用拆分装配技术，将一个超出运输要求的部件拆分成若干个小部件，再通过装配连接起来。例如现有方案中的装配式臂架，即将臂架的主弦杆与腹杆拆分，以满足运输要求，转场就位后再将腹杆与主弦杆通过销轴装配成一体。通常情况下，大吨位的臂架长度会达到一百多米，几百根的腹杆现场装配，其困难程度可想而知，并且大大增加组装周期，降低使用效率，同时大量装配技术的应用也会带来生产难度以及设计成本的增加。

因此，如何保证臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种加强型臂架。该臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。

本实用新型的第二目的是提供一种设有上述臂架的起重机。

为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。

优选地，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列。

优选地，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列。

优选地，各所述主弦杆分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在横截面上位于角点处，第二弦杆与所述第一弦杆沿高度方向纵向排列，第三弦杆与所述第一弦杆沿宽度方向横向排列。

优选地，各所述主弦杆分别包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列。

优选地，各所述主弦杆的弦杆之间通过肋板焊接连接。

优选地，所述底节臂与其相邻的中间臂之间、中间臂之间以及顶节臂与其相邻的中间臂之间通过螺栓或销轴连接。

优选地，各所述主弦杆的弦杆在横截面上呈圆形、正方形或矩形。

为了实现上述第二个目的，本实用新型还提供了一种起重机，包括下车总成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底节臂与所述下车总成的转台相铰接，所述臂架具体为上述任一项所述的加强型臂架。

优选地，具体为超大吨位履带起重机或轮胎起重机。

本实用新型突破传统设计模式，提供了一种加强型臂架结构，所述臂架采用复合式主弦杆，即各主弦杆分别由两根、三根、四根甚至更多的弦杆组合而成，以此来代替现有的一根主弦杆，通过复合式主弦杆的规格与臂架截面尺寸的优化组合，在满足运输尺寸要求的前提下，可极大地提高臂架的承载能力，同时复合式主弦杆中的单根弦杆规格，比现有的一根主弦杆规格减小，其下料加工难度大大降低。此外，与现有装配式臂架相比，其生产及装配难度大大降低，组装和实用性能大大提高。

在一种具体实施方式中，所述臂架各节之间采用高强度螺栓连接，其重量大大减轻，更加利于臂架工作时各节之间载荷的传递，符合构件实际的受力状态；而采用销轴连接，技术成熟稳定，可提高装配效率。

本实用新型所提供的起重机设有上述加强型臂架，由于上述加强型臂架具有上述技术效果，具有该加强型臂架的起重机也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1是现有履带起重机的臂架结构示意图；

图2是图1所示臂架的俯视图；

图3是图1所示臂架的单节中间臂的结构示意图；

图4是图3所示中间臂的端面示意图；

图5为本实用新型所提供加强型臂架的第一种具体实施方式的结构示意图；

图6为图5所示加强型臂架的俯视图；

图7为图5所示加强型臂架的A-A视图；

图8为本实用新型所提供加强型臂架的第二种具体实施方式的截面示意图；

图9为本实用新型所提供加强型臂架的第三种具体实施方式的截面示意图；

图10为本实用新型所提供加强型臂架的第四种具体实施方式的截面示意图；

图11为本实用新型所提供起重机的一种具体实施方式的结构示意图。

图1至图4中：

1.底节臂  2.中间臂  3.顶节臂  4.主弦杆  5.腹杆

图5至图11中：

10.底节臂  20.中间臂  20-1.主弦杆  20-1-1.第一弦杆  20-1-2.第二弦杆  20-1-3.第三弦杆  20-2.腹杆  20-2-1.上下腹杆  20-2-2.左右腹杆  30.顶节臂  40.下车总成  50.超起配重  60.臂架  70.超起桅杆

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种加强型臂架。该臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。

本实用新型的另一核心是提供一种设有上述臂架的起重机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，是为了便于描述，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。此外，本文中的“第一、第二”等用语仅是为了便于描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

请参考图5、图6，图5为本实用新型所提供加强型臂架的第一种具体实施方式的结构示意图；图6为图5所示加强型臂架的俯视图。

在第一种具体实施方式中，本实用新型提供的整体式臂架属于桁架结构，主要由底节臂10、多节中间臂20以及顶节臂30等部件组成，各中间臂20的横截面尺寸相等。

各中间臂20均由主弦杆20-1以及位于主弦杆之间的若干腹杆20-2组成，其中，第一中间臂、第二中间臂、第三中间臂、第四中间臂在横截面上呈矩形，具有相同的空间截面尺寸，底节臂10、顶节臂30为变截面的四弦杆空间桁架。

上述底节臂10、中间臂20以及顶节臂30的主弦杆端部均设有连接法兰，两两之间经法兰对接后，通过高强度螺栓连接，其重量大大减轻，更加利于臂架工作时各节之间载荷的传递，符合构件实际的受力状态。当然，除了通过法兰结构和螺栓进行连接之外，各节臂之间还可以通过销轴进行连接，与螺栓连接相比，销轴连接的技术成熟稳定，可提高装配效率。

请参考图7，图7为图5所示加强型臂架的A-A视图。

如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别由两根平行布置的弦杆复合而成，两根弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列，并通过横向的肋板焊接连接，由于弦杆数量增加，因此承载能力也随之显著提升。

由于主弦杆包含了两根弦杆，因此腹杆20-2的布局也需要作出调整，具体来讲有以下两种方式：

第一种是中间臂上下腹杆20-2-1(即水平面内的腹杆)的两端与主弦杆20-1的第二弦杆20-1-2连接，而左右腹杆20-2-2(即竖平面内的腹杆)的两端与主弦杆20-1的第一弦杆20-1-1连接，这样可以获得最大的横截面尺寸。

第二种是中间臂上下腹杆20-2-1的两端与主弦杆20-1的第二弦杆20-1-2连接，而左右腹杆分为两层，第一层的两端与第一弦杆20-1-1连接，第二层的两端与第二弦杆20-1-2连接，由于存在两层腹杆，因此结构强度和承载能力要高于上一种方式，但过多的腹杆不仅会增加制造难度和材料成本，而且会导致臂架自重过大，因此，综合来讲，第一种方式更为适宜。

此外，弦杆之间不仅可以通过肋板进行连接，也可以保持适当间距仅在两端由连接部件进行连接。

请参考图8，图8为本实用新型所提供加强型臂架的第二种具体实施方式的截面示意图。

如图所示，与上述第一种具体实施方式相同，该加强型臂架的各主弦杆20-1也分别包括两根平行布置的弦杆，不同之处就在于，两根弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列，并通过纵向的肋板焊接连接，由于弦杆数量增加，因此承载能力也随之显著提升，其腹杆的布置方式具体可参考上文的描述。

请参考图9，图9为本实用新型所提供加强型臂架的第三种具体实施方式的截面示意图。

如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆20-1-1在横截面上位于角点处；第二弦杆20-1-2与第一弦杆20-1-1沿高度方向纵向排列，并通过纵向的肋板焊接连接；第三弦杆20-1-3与第一弦杆20-1-1沿宽度方向横向排列，并通过横向的肋板焊接连接；第二弦杆20-1-2与第三弦杆20-1-3之间通过斜向的肋板焊接连接。

中间臂左右腹杆20-2-2的两端与第二弦杆20-1-2连接，上下腹杆20-2-1的两端与第三弦杆20-1-3连接，三根弦杆的圆心连线呈三角形，具有十分牢固的稳定性。

请参考图10，图10为本实用新型所提供加强型臂架的第四种具体实施方式的截面示意图。

如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别包括四根平行布置的弦杆，且四根弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列(也可以理解为分两列纵向排列)，中间臂的左右腹杆和上下腹杆均位于外侧弦杆之间，具体可参考上文的描述。

上述中间臂各主弦杆的弦杆采用无缝钢管制造，可以是圆管、方管、矩形管或其它异型管，其中圆弦杆件抵抗屈曲能力强、风阻力小，且杆件接头处力的传递更加稳定。

当然，除了中间臂20，底节臂10和顶节臂30也可以通过同样的方式进行加强，由于底节臂10和顶节臂30为变截面的四弦杆空间桁架，因此在具体结构上会有些细微的变化，本领域技术人员可根据实际结构进行设计。

从臂架截面分析，通过复合式主弦杆的规格与臂架截面尺寸的优化组合，在满足运输尺寸要求的前提下，可极大地提高臂架的承载能力，同时复合式主弦杆中的单根弦杆规格，比现有的一根主弦杆规格减小，其下料加工难度大大降低。此外，与现有装配式臂架相比，其生产及装配难度大大降低，组装和实用性能大大提高。

这里需要说明的是，本实用新型提供的是一种主弦杆有多根弦杆复合而成的臂架，其各弦杆的实际尺寸与起重机额定负载等因素相关，设计人员可按照臂架设计流程进行精确的计算和控制，这里不做具体限定。

此外，本文对臂架中间臂的数量也不做限定，根据起重机负载能力的不同，可进一步增加或减小。

上述四种主弦杆的复合方式仅是优选方案，其具体结构并不局限于此，在此基础上可根据实际情况作出具有针对性的调整，从而得到不同的加强型臂架。由于可能实现的方式较多，为节约篇幅，本文就不再一一举例说明。

请参考图11，图11为本实用新型所提供起重机的一种具体实施方式的结构示意图。

除了上述整体式臂架，本实用新型还提供了一种起重机，包括下车总成40、超起配重50、臂架60以及超起桅杆70，所述臂架60的底节臂与所述下车总成40的转台相铰接，所述臂架60具体采用上文所述的加强型臂架结构，可以实现起升、变幅、回转和带载行走全部动作，最大程度体现其实用性能，其余结构请参阅现有技术，本文不再赘述。

上述起重机具体可以为超大吨位起重机，采用技术成熟稳定的履带或轮胎式行走装置，不仅控制性能和安全性能可以得到有效保证，而且接地比压小，地面环境适应性极强，不会增加额外的设计和使用费用。

以上对本实用新型所提供的起重机及加强型臂架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型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实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，其特征在于，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。

2.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列。

3.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列。

4.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在横截面上位于角点处，第二弦杆与所述第一弦杆沿高度方向纵向排列，第三弦杆与所述第一弦杆沿宽度方向横向排列。

5.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列。

6.根据权利要求1至5任一项所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆的弦杆之间通过肋板焊接连接。

7.根据权利要求6所述的加强型臂架，其特征在于，所述底节臂与其相邻的中间臂之间、中间臂之间以及顶节臂与其相邻的中间臂之间通过螺栓或销轴连接。

8.根据权利要求7所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆的弦杆在横截面上呈圆形、正方形或矩形。

9.一种起重机，包括下车总成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底节臂与所述下车总成的转台相铰接，其特征在于，所述臂架具体为上述权利要求1至8任一项所述的加强型臂架。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，具体为超大吨位履带起重机或轮胎起重机。

Images