CN205170233U - 装甲车辆用起重吊臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种装甲车辆用起重吊臂，解决了目前装甲车辆起重设备伸缩起重吊臂存在的问题。尾部装有卷扬筒和卷扬马达，头部装有定滑轮支座，起重吊臂从尾部到头部截面逐渐减小，头部带有值为fm的向上翘起量，fm＝M/EI，为吊臂头部在吊起重物时的挠度，M为头部所受的弯曲力矩，E、I分别为此截面的弹性模量和惯性矩，fm由以下方法确定：由公式<maths num="0001"></maths>本实用新型结构比较简单，工艺性好，成本低；利用反变形结构，控制了吊臂头部的挠度变形量，在起吊重载荷时，起吊重物无下沉、失稳。

Description

装甲车辆用起重吊臂

技术领域

本实用新型涉及一种起重设备，具体涉及轮式和履带车辆起重设备的起重吊臂。

背景技术

目前，国内外轮式(或履带式)装甲车辆的起重设备，主要用来对更换的零部件或随车设备、弹药进行起升和回转吊装作业。主要由起重吊臂、回转支承、卷扬起升装置、安全报警装置组成。如图1所示。起重设备的重要部件起重吊臂，传统上一般采用等截面伸缩起重吊臂，由于装甲车辆起吊作业半径小，工况固定，在这种情况下，采用伸缩起重吊臂存在如下问题。

1、伸缩起重吊臂结构复杂，安装滑动导轨，制造精度高，中间增加伸缩油缸，成本高；

2、由于受到车身高度的限制，吊臂截面尺寸不能增大，造成吊臂头部刚度不足，挠度变形使重物失稳；

3、由于受到吊臂截面的限制，卷扬筒和钢丝绳要安装在吊臂外，使用中钢丝绳容易损坏；

发明内容

本实用新型通过提供一种装甲车辆用起重吊臂，解决了目前装甲车辆起重设备伸缩起重吊臂存在的上述问题。

本实用新型是由以下技术方案实现的：

一种装甲车辆用起重吊臂，尾部装有卷扬筒和卷扬马达，头部装有定滑轮支座，起重吊臂从尾部到头部截面逐渐减小，头部带有值为fm的向上翘起量，fm＝M/EI，fm为吊臂头部在吊起重物时的挠度，M为头部所受的弯曲力矩，E、I分别为此截面的弹性模量和惯性矩，fm由以下方法确定：

由公式 $F=\frac{\mathrm{GL}1\cos (\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&delta;}1)+L(Q+q)\cos \mathrm{\&alpha;}}{L2\sin (\mathrm{\&beta;}-\mathrm{\&alpha;}-\mathrm{\&delta;})}$

确定起重吊臂起吊最大重物时的最小吊臂仰角α，式中参数L-回转支座中心至定滑轮中心尺寸，L1-回转支座中心至起重吊臂重心尺寸，L2-回转支座中心至举升油缸支座中心尺寸，β-举升油缸支座中心线和水平面的夹角，δ-回转支座中心至举升油缸支座中心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角，δ1-回转支座中心至起重吊臂重心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角，Q为最大起重重物重量、q为吊钩重量、G为起重吊臂重力、F为油缸最大推力；

确定最小吊臂仰角α后，由公式M＝L(Q+q)cosα确定M值，从而求得fm值。

起重吊臂为中空结构，尾部和回转支座连接处开有孔，孔的周围带有补强板，卷扬筒和卷扬马达所在位置的上方安装有活动盖板，卷扬筒和卷扬马达所在位置的起重吊臂左、右侧壁上分别安装有左固定法兰和右固定法兰，起重吊臂通过支承轴套与举升油缸连接，与举升油缸连接处的起重吊臂内侧安装有补强衬板和交叉十字筋，起重吊臂接近头部的腔内带有用于加强水平和垂直刚强度的横隔板，起重吊臂和定滑轮支座通过固定在起重吊臂上的导向轮支承轴套连接，导向轮支承轴套下方的起重吊臂内壁上安装有支承筋。

本实用新型的有益效果：

1、该起重吊臂为单节臂，结构比较简单，工艺性好，成本低；

2、吊臂的不同部位采用变截面结构，合理分布了起重吊臂各截面的应力，使吊臂截面受力均匀、重量轻、起吊重量大；

3、利用反变形结构，控制了吊臂头部的挠度变形量，在起吊重载荷时，起吊重物无下沉、失稳；

4、通过合理设计吊臂截面尺寸，卷扬筒安装在吊臂内，保护了钢丝绳受损。

附图说明

图1是起重设备组成示意图；

图2是起重吊臂组成示意图(主视图和俯视图)；

图3是起重吊臂尾部结构示意图；

图4是起重吊臂安装卷扬筒部位结构示意图；

图5是起重吊臂安装举升油缸部位结构示意图；

图6是起重吊臂横隔板部位结构示意图；

图7是起重吊臂头部安装导向轮和定滑轮部位结构示意图；

图8是吊臂受力分析如图.

具体实施方式

如图1所示为利用本实用新型的起重设备，15为回转支承，16为卷扬齐声装置，17为起重吊臂，18为安全报警装置。

如图2-8所示，本实用新型的起重吊臂为细长变截面结构，从尾部至头部逐渐变薄，头部向上翘起，形状如挠钩形。主要由左板组件1、右板组件2、顶板3和底板4等焊接成形。吊臂内部设有加强衬板，合理分布了吊臂应力。为增强吊臂的水平刚度，前端部增加了三块横隔板作加强筋，轴孔部位增加轴套，保证强度和装配尺寸。尾部上面有活动盖板5，用于装配卷扬筒和修理用。

图3所示，为起重吊臂尾部截面结构，此处利用吊臂上的圆孔通过轴和回转支承连接，实现吊臂回转。此处也是吊臂受力最大部位，在吊臂内侧增加了补强板6，增强尾部的强度。

图4所示，此处结构在吊臂左侧和右侧设计左固定法兰7和右固定法兰8，用以安装吊臂的卷扬筒和卷扬马达，实现重物的起吊。

图5所示，此处结构利用吊臂上的圆孔通过轴和起升油缸连接，实现吊臂仰起。此处结构受力较大，吊臂内侧增加补强衬板9和交叉十字筋10，同时为增加安装轴孔精度，设计支承轴套11。

图6所示，吊臂接近头部位置处，截面变小，刚度减弱，挠度增大，此处增加横膈板12，加强水平和垂直刚强度。

图7所示，吊臂头部位置处，安装定滑轮和导向轮，吊臂下端取消底板，有利于滑轮和钢丝绳通过。设计安装定滑轮和导向轮支承轴套13，保证其安装精度，轴套下部增加支承筋14，增加轴孔处的强度。

图8所示，是本实用新型在最大额定油缸推力F和最大起吊重物重量Q的受力分析图。此时，作用在吊臂上的作用力有最大起吊重物重量Q、吊钩重量q、吊臂重力G、额定最大油缸推力F(这时，吊臂的最小仰角α就可以确定)，在这些力的作用下吊臂发生变形。相同起吊重物，吊臂仰角α不同，举升油缸作用在吊臂上的推力也不同，吊臂产生的应力和变形也不同，挠度变形量与所受的弯曲力矩值M成正比，与截面的弹性模量E和惯性矩I的乘积成反比，在最大弯曲力矩值M确定的情况下，就可以根据材料确定吊臂头部的截面积，根据头部的截面积和吊臂作业的长度，就可以确定吊臂尾部的截面积，从而可以设计吊臂。本实用新型的起重吊臂头部结构形状向上翘起，利用反变形结构抑制挠度变形量。通过吊臂受力计算和力矩平衡方程式，求得头部所受的弯曲力矩值M，然后计算挠度值fm，作为吊臂结构和头部反变形翘起值的设计依据，使挠度变形量和翘起值相互抵消。推导计算公式如下，式中参数L-回转支座中心至定滑轮中心尺寸，L1-回转支座中心至起重吊臂重心尺寸，L2-回转支座中心至举升油缸支座中心尺寸，β-举升油缸支座中心线和水平面的夹角，δ-回转支座中心至举升油缸支座中心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角，δ1-回转支座中心至起重吊臂重心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角。

1)油缸推力F和起吊重量Q计算式：

$F=\frac{\mathrm{GL}1\cos (\mathrm{\&alpha;}+\mathrm{\&delta;}1)+L(Q+q)\cos \mathrm{\&alpha;}}{L2\sin (\mathrm{\&beta;}-\mathrm{\&alpha;}-\mathrm{\&delta;})}$

2)力矩平衡方程式：

FL2sin(β-α-δ)-GLlcos(α+δ1)-M＝0

3)挠度值fm：

$\mathrm{fm}=\frac{M}{\mathrm{EI}}$

Claims (2)

1.一种装甲车辆用起重吊臂，尾部装有卷扬筒和卷扬马达，头部装有定滑轮支座，其特征是：起重吊臂从尾部到头部截面逐渐减小，头部带有值为fm的向上翘起量，fm＝M/EI，fm为吊臂头部在吊起重物时的挠度，M为头部所受的弯曲力矩，E、I分别为此截面的弹性模量和惯性矩，fm由以下方法确定：

由公式

确定起重吊臂起吊最大重物时的最小吊臂仰角α，式中参数L-回转支座中心至定滑轮中心尺寸，L1-回转支座中心至起重吊臂重心尺寸，L2-回转支座中心至举升油缸支座中心尺寸，β-举升油缸支座中心线和水平面的夹角，δ-回转支座中心至举升油缸支座中心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角，δ1-回转支座中心至起重吊臂重心连线和回转支座中心至定滑轮支座中心连线的夹角，Q为最大起重重物重量、q为吊钩重量、G为起重吊臂重力、F为油缸最大推力；

确定最小吊臂仰角α后，由公式M＝L(Q+q)cosα确定M值，从而求得fm值。

2.根据权利要求1所述的一种装甲车辆用起重吊臂，其特征是：起重吊臂为中空结构，尾部和回转支座连接处开有孔，孔的周围带有补强板，卷扬筒和卷扬马达所在位置的上方安装有活动盖板，卷扬筒和卷扬马达所在位置的起重吊臂左、右侧壁上分别安装有左固定法兰和右固定法兰，起重吊臂通过支承轴套与举升油缸连接，与举升油缸连接处的起重吊臂内侧安装有补强衬板和交叉十字筋，起重吊臂接近头部的腔内带有用于加强水平和垂直刚强度的横隔板，起重吊臂和定滑轮支座通过固定在起重吊臂上的导向轮支承轴套连接，导向轮支承轴套下方的起重吊臂内壁上安装有支承筋。