CN203112390U - 起重机的超起装置和全地面起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机的超起装置和全地面起重机，该超起装置包括第一拉紧装置、第二拉紧装置、第三拉紧装置和超起桅杆机构，该超起桅杆机构的一端可枢转地连接于起重机的起重臂上，另一端通过第一拉紧装置连接于起重臂的顶端、通过第二拉紧装置连接到起重臂的顶端与底端之间的位置上并且通过第三拉紧装置连接于起重机的转台上。通过增设第二拉紧装置并连接到起重臂的顶端与底端之间，尤其是起重臂的中段位置，可大大改善长臂工况下的起重臂的受力状态，减小起重臂中段的变形量。在采用了上述超起装置的全地面起重机中，整体结构性能更稳定，起重性能得以提高。

Description

起重机的超起装置和全地面起重机

技术领域

本实用新型涉及一种起重机，尤其是一种全地面起重机及其超起装置。

背景技术

随着现代工业的发展和风电行业的兴起，对起重机的起重臂总臂长、起升高度和起重量的要求越来越高。而大型的全地面起重机的主臂较长，一般都在50m以上，特别是加装了副臂之后，整个臂架系统的长度可达100m以上。此时，主臂在变幅平面（即主臂从近似水平状倒卧在车体上的运输状态起臂至大致竖直状态下的起吊工作状态过程中的变幅平面）和回转平面（即主臂跟随转台转动的转动平面）内的挠度过大，造成起重臂受力情况恶劣，导致起重机的起重量因受主臂挠度和承载力的限制而大幅度地减小。

目前，作为能够同时改善起重臂在变幅平面和回转平面内的受力情况的超起装置在大吨位轮式起重机上得到了广泛的应用。但是常见的超起装置两侧仅采用一组钢丝绳与起重臂的顶端连接，这对起重臂尤其是加装了大型塔式副臂的臂架而言，其受力情况的改善并不理想，起重臂的局部位置受力弯曲较大，部分区域受力集中。

如图1和图2所示分别为起重臂不包括副臂和带有副臂情况下的超起装置的结构示意图。其中如图1所示，该超起装置主要包括超起桅杆机构40和主臂50，超起桅杆机构40的一端可枢转地安装在主臂50的基本臂上并由支撑油缸6支撑，另一端分别通过第一拉紧装置10连接到主臂50的臂头上和起重机的转台上。这样，通过拉紧装置的拉紧钢丝绳以减少主臂前部在吊重时的下沉量，从而起到改善变幅平面内的臂架受力情况的作用。在图2所示的带有副臂情况下，则第一拉紧装置10相应连接到起重臂的副臂60上。可见，常规的超起装置对减少臂头的下垂量效果很显著，但却忽略了对起重臂的臂架中段（即远离臂架两端的部分）变形的改善，从而限制了起重机起重臂长度的增加。特别是在带塔式副臂的工况下作业时，由于箱型主臂在臂头处过渡为作为桁架臂的副臂，造成载荷传递过程中存在突变，使得箱型主臂的臂头常因为在回转平面内受载不平衡而出现局部屈曲的现象，发生故障。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种起重机的超起装置，以及具有该超起装置的全地面起重机，能改善长臂工况下的起重臂的受力状态，减小起重臂变形量。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种起重机的超起装置，该超起装置包括第一拉紧装置、第二拉紧装置、第三拉紧装置和超起桅杆机构，该超起桅杆机构的一端可枢转地连接于所述起重机的起重臂上，另一端通过所述第一拉紧装置连接于所述起重臂的顶端、通过所述第二拉紧装置连接到所述起重臂的所述顶端与底端之间的位置上并且通过所述第三拉紧装置连接于所述起重机的转台上。

优选地，所述起重臂包括主臂，该主臂包括基本臂、顶节臂和位于所述基本臂与顶节臂之间的多个中间节臂，所述第一拉紧装置连接到所述主臂的臂头上，所述第二拉紧装置连接于所述中间节臂上。

优选地，所述起重臂包括相连的主臂和副臂，所述第一拉紧装置连接到所述副臂的臂头上，所述第二拉紧装置连接于所述主臂的臂头上或者连接于所述副臂的与所述主臂相连的底节臂上。

优选地，所述超起桅杆机构包括第一桅杆和第二桅杆，该第一桅杆和第二桅杆固定连接并分别用于安装所述第一拉紧装置和第二拉紧装置。

优选地，所述第一桅杆与第二桅杆平行或呈夹角设置。

优选地，该超起装置还包括固定安装到所述起重臂上的基座，所述超起桅杆机构还包括第三桅杆和第四桅杆，该第三桅杆和第四桅杆固定连接并分别用于安装所述第一拉紧装置和第二拉紧装置，所述第三桅杆和第四桅杆与所述第一桅杆和第二桅杆对称设置在所述起重臂的变幅平面的两侧，并且所述第一桅杆和第二桅杆以及所述第三桅杆和第四桅杆均可枢转地连接于所述基座上。

优选地，该超起装置还包括支撑油缸和变幅油缸，所述支撑油缸的一端连接在所述起重臂上，另一端用于支撑所述第一桅杆和第二桅杆或者所述第三桅杆和第四桅杆，所述变幅油缸设置在所述第一桅杆和第二桅杆与所述第三桅杆和第四桅杆之间，以推动所述第一桅杆和第二桅杆或者所述第三桅杆和第四桅杆在所述起重臂的变幅平面的侧向实现变幅转动。

优选地，所述第一拉紧装置和第二拉紧装置均包括拉紧单元，该拉紧单元包括卷扬机构、拉紧油缸和锁紧机构，所述卷扬机构的钢丝绳的一端连接于所述超起桅杆机构上，另一端穿过所述起重臂缠绕到所述卷扬机构上并连接所述拉紧油缸，所述锁紧机构用于锁紧所述卷扬机构和拉紧油缸；其中，所述第一桅杆、第二桅杆、第三桅杆和第四桅杆中分别设置有相互独立的所述拉紧单元。

优选地，所述第二拉紧装置为多个，所述超起桅杆机构通过多个所述第二拉紧装置分别连接到所述起重臂的顶端与底端之间的不同位置上。

优选地，所述起重臂与所述第二拉紧装置相连的位置上设有加强筋，该加强筋上设有用于与所述第二拉紧装置的钢丝绳相连的万向接头。

在以上技术方案的基础上，本实用新型还提供了一种全地面起重机，该全地面起重机包括根据本实用新型上述的起重机的超起装置。

通过上述技术方案，在根据本实用新型的起重机的超起装置中，通过增设第二拉紧装置并连接到起重臂的顶端与底端之间的位置上，尤其是起重臂的中段位置，可大大改善长臂工况下的起重臂的受力状态，减小起重臂中段的变形量。在根据本实用新型的全地面起重机中，由于采用了上述超起装置，使得整体结构性能更稳定，起重性能得以提高。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据现有技术的一种起重机的超起装置的结构示意图，其中，起重臂仅包括主臂；

图2是根据现有技术的另一种起重机的超起装置的结构示意图，其中，起重臂包括主臂和副臂；

图3是根据本实用新型的优选实施方式的一种起重机的超起装置的结构示意图，其中，起重臂仅包括主臂；

图4是根据本实用新型的优选实施方式的另一种起重机的超起装置的结构示意图，其中，起重臂包括主臂和副臂；

图5是图3和图4中所示的起重机的超起装置中的超起桅杆机构部分的局部侧视图；

图6是根据本实用新型的优选实施方式的起重机的超起装置中的拉紧装置的拉紧单元的结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的或者是针对竖直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置关系描述用词。方位词“左、右”通常是针对附图所示的横向而言的。

如图3或图4所示，本实用新型提供了一种起重机的超起装置，该超起装置包括第一拉紧装置10、第二拉紧装置20、第三拉紧装置30和超起桅杆机构40，该超起桅杆机构40的一端可枢转地连接于起重机的起重臂上，另一端通过第一拉紧装置10连接于起重臂的顶端、通过第二拉紧装置20连接到起重臂的顶端与底端之间的位置上并且通过第三拉紧装置30连接于起重机的转台上。这样，针对前述的长臂工况下的起重臂在臂架中段容易产生变形的问题，在现有技术的超起装置的基础上增设了一套拉紧装置，即第二拉紧装置20，使之连接到起重臂的顶端与底端之间的位置上，尤其是起重臂的中段位置，从而可大大改善长臂工况下的起重臂的受力状态，减小起重臂中段的变形量，使得整体结构性能更稳定，起重性能得以提高。尤其是对于长达百米及以上的起重臂，可显著提高其整体刚度、减小弯曲挠度，起重臂可以做得更长，并且因为刚度提升和弯曲挠度减小，得以降低对主臂腹板的厚度和材料的要求。

具体而言，起重臂在刚性化条件下，忽略吊具安装位置与起重臂臂头的中心位置的距离，起重臂的臂头部分所受的载荷可以分解为沿起重臂方向的压力和垂直于起重臂的拉力。然而实际情况下，起重臂作业时，整个起重臂无法保持直线状态，起重臂的臂头会随着负重的增加而下沉，使整个起重臂发生弯曲。由于起重机主臂通常是箱型臂结构，在起重臂发生弯曲时，臂节两侧腹板的一侧边沿受拉，另一侧边沿受压，局部稳定性随着起重臂挠度的增大变差，起重机起重量下降。此外起重机在有风作业状态和回转过程中，不可避免的会出现载荷偏置的现象，使得起重臂左右两侧受载不平衡，降低了起重机起重臂的整体稳定性。加装根据本实用新型的上述超起装置后，尤其是第二拉紧装置20，可以大大减小起重臂挠度，优化臂节的受力情况，提高起重量。而且，由于减小了起重臂的中间位置臂节的腹板变形，减少了对臂节腹板材料的需求，可以通过减少中间臂节腹板材料的厚度来减轻起重臂的重量。根据模拟仿真软件分析，不带副臂的100m起重臂在相同工况下加装本实用新型的超起装置后，起重臂的起重量比加装现有技术的超起装置的起重臂的起重量提高了至少5%以上。随着起重臂长度及超起桅杆长度的增加，这个数值将进一步扩大，因而提高了起重臂在长臂工况下起重臂的整体刚度，提升了起重机的起重性能，起重臂甚至可以做得更长。

图3为起重臂仅包括主臂50时的一种起重机的超起装置的结构示意图。其中，该主臂50包括基本臂、顶节臂和位于基本臂与顶节臂之间的多个中间节臂，基本臂安装到起重机的转台上，第一拉紧装置10连接到主臂50的臂头上，以通过其拉紧钢丝绳减少起重臂顶端在吊重时的下沉量，从而改善起重臂在变幅平面内的受力情况。第二拉紧装置20优选地连接于中间节臂上，更优选地是连接到处于整个起重臂的中间位置的中间节臂上，即产生弯曲挠度最大的位置。如图4所示的起重臂包括相连的主臂50和副臂60时，第一拉紧装置10连接到副臂60的臂头上，第二拉紧装置20则优选地连接于主臂50的臂头上或者连接于副臂60的与主臂50相连的底节臂上，也就是受力情况较为恶劣的位置。当然，本领域技术人员可以理解的是，图3和图4仅示意性列举了拉紧装置在起重臂上的较为合适的连接点，但根据实际工况，拉紧装置的钢丝绳也可根据需要连接到任意臂节的臂头。

如图5所示，在本实施方式中，超起桅杆机构40包括第一桅杆1和第二桅杆2，该第一桅杆1和第二桅杆2固定连接并分别用于安装第一拉紧装置10和第二拉紧装置20。其中，第一桅杆1与第二桅杆2可平行或呈夹角设置，以适应于不同工况的起重臂。两超起桅杆之间可通过在两侧板之间采用螺栓固定连接，也可采用插销连接、焊接、铆接及卡式连接等连接方式。而且，两桅杆之间可以通过加楔形连接块等方式来改变它们之间的夹角。两桅杆之间还可设置油管通道，使得液压油管能够穿过两桅杆。

为了使得桅杆可枢转地连接到起重臂上，本实用新型的超起装置还包括固定安装到起重臂上的基座5，超起桅杆机构40还包括第三桅杆3和第四桅杆4，该第三桅杆3和第四桅杆4固定连接并分别用于安装第一拉紧装置10和第二拉紧装置20，第三桅杆3和第四桅杆4与第一桅杆1和第二桅杆2对称设置在起重臂的变幅平面的两侧，并且第一桅杆1和第二桅杆2以及第三桅杆3和第四桅杆4均可枢转地连接于基座5上。这样，由于采用独立的双拉紧装置（第一拉紧装置10和第二拉紧装置20），各拉紧装置在变幅平面的两侧分别设置两套与起重臂相连的独立拉紧钢丝绳，通过使两侧桅杆成一定角度，也就是使同一拉紧装置的两侧拉紧钢丝绳与变幅平面呈一夹角，以此减弱或者消除了因扰动（如带载回转）或者结构本身（如吊钩中心不在变幅平面内）造成的回转平面内主臂两侧受力不平衡的情况，可提高起重臂在回转平面的稳定性。而且在带副臂的情况下，由于副臂通常为桁架结构，而主臂通常为箱型臂，当箱型臂在臂头处过渡为桁架臂时，截面形式发生突变，箱型主臂臂头附近容易因为回转平面内受载不平衡出现局部屈曲的现象，发生破坏。通过使变幅平面两侧的桅杆间呈一定夹角对称设置，可以分担一部分侧载，减小起重臂两侧载荷的差距，避免出现局部屈曲现象，从而达到提高整体稳定性的目的。

此外，该超起装置还包括支撑油缸6和变幅油缸7，支撑油缸6的一端连接在起重臂上，另一端用于支撑第一桅杆1和第二桅杆2或者第三桅杆3和第四桅杆4，变幅油缸7设置在第一桅杆1和第二桅杆2与第三桅杆3和第四桅杆4之间，以推动第一桅杆1和第二桅杆2或者第三桅杆3和第四桅杆4在起重臂的变幅平面的侧向实现变幅转动，如图5所示。可根据实际工况下在回转平面内受载不平衡的不同情形，通过调节变幅油缸7，使得第一桅杆1和第二桅杆2与第三桅杆3和第四桅杆4之间呈不同夹角设置，以优化起重臂在回转平面内的稳定性。

在本实施方式中，起重臂与第二拉紧装置20相连的位置上可设有加强筋。这是因为图4中的第二拉紧装置20的钢丝绳所连接的主臂臂头需要承受较大载荷，需要选用较厚的钢板来搭建臂头，此外为了提高臂头刚度、分散载荷，需要加隔板等形式的加强筋。该加强筋上还可设置用于与第二拉紧装置20的钢丝绳相连的万向接头，以避免附加应力的产生。万向接头与钢丝绳连结处采用方形槽孔，以防止钢丝绳与臂头的片状钢索滑动，引起换倍率装置的抖动。另外，上述的各个桅杆均优选采用箱型结构，以便于相互固定连接和安装拉紧装置与液压油管路等。考虑到第二桅杆2的卷扬钢丝绳长度短于第一桅杆1的卷扬钢丝绳长度，第二桅杆2所承受的载荷也小于第一桅杆1所承受的载荷，所以在几何尺寸上比第一桅杆1小得多。

在本实施方式中，第一拉紧装置10和第二拉紧装置20均采用相同的拉紧单元。如图6所示，该拉紧单元包括卷扬机构8、拉紧油缸9和锁紧机构，卷扬机构8的钢丝绳的一端连接于超起桅杆机构40上，另一端穿过起重臂缠绕到卷扬机构8上并连接拉紧油缸9，锁紧机构用于锁紧卷扬机构8和拉紧油缸9；其中，第一桅杆1、第二桅杆2、第三桅杆3和第四桅杆4中分别设置有相互独立的拉紧单元。采用上述拉紧单元，在需要使用超起装置时，在起重臂全缩状态下，支撑油缸6外伸，将各超起桅杆撑起，使其与主臂50成约90°夹角。桅杆变幅油缸7外伸，使两侧桅杆成一定角度（0°到120°之间）。以变幅平面一侧的第一桅杆1和第二桅杆2为例，起重臂外伸过程中，第一桅杆1和第二桅杆2中的卷扬机构8同步放绳，同时桅杆1、2内的拉紧油缸9伸出至极限位，当第二拉紧装置20的钢丝绳所连接的主臂50的臂节伸出到工况所需位置时，第二桅杆2内的卷扬机构8停转，第一拉紧装置10的钢丝绳继续伸长，直至起重臂外伸停止。第一桅杆1内的卷扬机构8反转，同时第一桅杆1内的拉紧油缸9回拉，第一拉紧装置10的钢丝绳通过第一滑轮11和第二滑轮12被拉紧。通过与卷扬机构8相连的锁紧机构例如棘轮，以及与拉紧油缸9相连的其它锁紧机构可将卷扬机构8和拉紧油缸9锁死。第一拉紧装置10的钢丝绳拉紧后，利用相同的方法通过第二桅杆2中的卷扬机构8和拉紧油缸9拉紧第二拉紧装置20的钢丝绳。作业完毕后，锁紧机构完全打开，卷扬机构8反向转动卷绳，卷绳速度略高与臂架缩回速度。桅杆变幅油缸7缩回初始位置使得两侧桅杆平行，支撑油缸6缩回，将超起装置平放于主臂50两侧。

在上述起重机的超起装置的基础上，本实用新型还提供了一种全地面起重机，该全地面起重机包括根据本实用新型上述的起重机的超起装置。因而该全地面起重机也具有如上所述的各个优点，起重臂的起重性能得以提高，稳定性更好，可做得更长，结构更牢靠。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，例如在起重臂过长时，第二拉紧装置理论上可以是两个或更多，以连接到起重臂的不同长度位置上，即第二拉紧装置20可以为多个，超起桅杆机构40通过多个第二拉紧装置20分别连接到起重臂的顶端与底端之间的不同位置上，从而更能实现本发明的目的。此外，两套拉紧装置的钢丝绳的拉紧动作可同步也可异步。这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (11)

1.一种起重机的超起装置，其特征在于，该超起装置包括第一拉紧装置（10）、第二拉紧装置（20）、第三拉紧装置（30）和超起桅杆机构（40），该超起桅杆机构（40）的一端可枢转地连接于所述起重机的起重臂上，另一端通过所述第一拉紧装置（10）连接于所述起重臂的顶端、通过所述第二拉紧装置（20）连接到所述起重臂的所述顶端与底端之间的位置上并且通过所述第三拉紧装置（30）连接于所述起重机的转台上。

2.根据权利要求1所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述起重臂包括主臂（50），该主臂（50）包括基本臂、顶节臂和位于所述基本臂与顶节臂之间的多个中间节臂，所述第一拉紧装置（10）连接到所述主臂（50）的臂头上，所述第二拉紧装置（20）连接于所述中间节臂上。

3.根据权利要求1所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述起重臂包括相连的主臂（50）和副臂（60），所述第一拉紧装置（10）连接到所述副臂（60）的臂头上，所述第二拉紧装置（20）连接于所述主臂（50）的臂头上或者连接于所述副臂（60）的与所述主臂（50）相连的底节臂上。

4.根据权利要求1所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述超起桅杆机构（40）包括第一桅杆（1）和第二桅杆（2），该第一桅杆（1）和第二桅杆（2）固定连接并分别用于安装所述第一拉紧装置（10）和第二拉紧装置（20）。

5.根据权利要求4所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述第一桅杆（1）与第二桅杆（2）平行或呈夹角设置。

6.根据权利要求4所述的起重机的超起装置，其特征在于，该超起装置还包括固定安装到所述起重臂上的基座（5），所述超起桅杆机构（40）还包括第三桅杆（3）和第四桅杆（4），该第三桅杆（3）和第四桅杆（4）固定连接并分别用于安装所述第一拉紧装置（10）和第二拉紧装置（20），所述第三桅杆（3）和第四桅杆（4）与所述第一桅杆（1）和第二桅杆（2）对称设置在所述起重臂的变幅平面的两侧，并且所述第一桅杆（1）和第二桅杆（2）以及所述第三桅杆（3）和第四桅杆（4）均可枢转地连接于所述基座（5）上。

7.根据权利要求6所述的起重机的超起装置，其特征在于，该超起装置还包括支撑油缸（6）和变幅油缸（7），所述支撑油缸（6）的一端连接在所述起重臂上，另一端用于支撑所述第一桅杆（1）和第二桅杆（2）或者所述第三桅杆（3）和第四桅杆（4），所述变幅油缸（7）设置在所述第一桅杆（1）和第二桅杆（2）与所述第三桅杆（3）和第四桅杆（4）之间，以推动所述第一桅杆（1）和第二桅杆（2）或者所述第三桅杆（3）和第四桅杆（4）在所述起重臂的变幅平面的侧向实现变幅转动。

8.根据权利要求6所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述第一拉紧装置（10）和第二拉紧装置（20）均包括拉紧单元，该拉紧单元包括卷扬机构（8）、拉紧油缸（9）和锁紧机构，所述卷扬机构（8）的钢丝绳的一端连接于所述超起桅杆机构（40）上，另一端穿过所述起重臂缠绕到所述卷扬机构（8）上并连接所述拉紧油缸（9），所述锁紧机构用于锁紧所述卷扬机构（8）和拉紧油缸（9）；

其中，所述第一桅杆（1）、第二桅杆（2）、第三桅杆（3）和第四桅杆（4）中分别设置有相互独立的所述拉紧单元。

9.根据权利要求1所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述第二拉紧装置（20）为多个，所述超起桅杆机构（40）通过多个所述第二拉紧装置（20）分别连接到所述起重臂的顶端与底端之间的不同位置上。

10.根据权利要求1或9所述的起重机的超起装置，其特征在于，所述起重臂与所述第二拉紧装置（20）相连的位置上设有加强筋，该加强筋上设有用于与所述第二拉紧装置（20）的钢丝绳相连的万向接头。

11.一种全地面起重机，其特征在于，该全地面起重机包括根据上述权利要求1-10中任意一项所述的起重机的超起装置。

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