CN211255059U - 一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动臂变幅塔式起重机领域，具体涉及一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置。本实用新型的技术方案如下：一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，包括固定部分、移动配重部分以及连杆传动部分；所述固定部分包括平衡臂、导轨和回转平台，所述移动配重部分包括固定配重、移动配重一、移动配重二、配重小车、吊笼、剪叉机构一、剪叉机构二、剪叉导轨以及控制滑块，所述连杆传动部分包括连杆一、连杆二、变速连架杆、吊臂连杆、吊臂连接杆以及吊臂。本实用新型提供的动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，能够解决动臂塔机变幅过程中前倾弯矩与后倾弯矩的差值波动过大的问题，提高动臂变幅塔式起重机的承载能力和安全性。

Description

一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置

技术领域

本实用新型涉及动臂变幅塔式起重机领域，具体涉及一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置。

背景技术

目前，随着建筑行业的快速发展，对塔式起重机的需求量越来越大，而对于高层和超高层建筑施工，受塔机作业空间的限制以及方便群塔作业，动臂塔式起重机的应用越来越广泛。动臂变幅塔式起重机在变幅的过程中，由于配重固定在平衡臂指定位置上，故其产生的后倾弯矩保持不变，而由吊臂自重、吊重等产生前倾弯矩随着幅度的改变时刻在变化，这就导致前倾弯矩与后倾弯矩的差值时刻改变，并且波动很大，影响塔机的承载能力和安全性。

为了尽可能减小前倾弯矩和后倾弯矩之间的差值，通过建立移动配重与工作幅度之间的关系，尽可能抵消吊臂自重和吊重因幅度改变引起的前倾弯矩变化，在一定程度上保证前倾弯矩与后倾弯矩相互平衡，改善塔机回转支撑和塔身结构受力，提高承载能力和安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，能够解决动臂塔机变幅过程中前倾弯矩与后倾弯矩差值波动过大的问题，提高动臂变幅塔式起重机的承载能力和安全性。

本实用新型的技术方案如下：一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，包括固定部分、移动配重部分以及连杆传动部分；

所述固定部分包括平衡臂、导轨和回转平台，所述平衡臂通过销轴与回转平台连接，所述导轨通过螺栓与平衡臂下侧连接；

所述移动配重部分包括固定配重、移动配重一、移动配重二、配重小车、吊笼、剪叉机构一、剪叉机构二、剪叉导轨以及控制滑块，所述固定配重、移动配重一、移动配重二分别放置于所述吊笼中，装有所述固定配重的吊笼通过螺栓固定连接于所述平衡臂远离回转中心一端的下侧，装有移动配重一、移动配重二的吊笼通过螺栓依次固定连接于所述配重小车下侧，所述配重小车的车轮与所述导轨滚动配合安装；所述剪叉导轨焊接在所述吊笼侧面，剪叉机构一设置在移动配重一与移动配重二之间，剪叉机构二设置在移动配重二与固定配重之间，剪叉机构一及剪叉机构二的下铰接点通过连接件与所述吊笼连接，剪叉机构一的上铰接点连接有滚轮一，剪叉机构二的上铰接点连接有滚轮二，滚轮一及滚轮二与所述剪叉导轨滚动配合安装；所述控制滑块设置在剪叉机构一与装有移动配重二的吊笼之间的所述剪叉导轨里，所述控制滑块位于滚轮一上方且与滚轮一相接触；

所述连杆传动部分包括连杆一、连杆二、变速连架杆、吊臂连杆、吊臂连接杆以及吊臂；所述变速连架杆与所述平衡臂通过销轴铰接，连杆一通过销轴分别与配重小车及变速连架杆铰接，连杆二通过销轴分别与所述变速连架杆及吊臂连杆铰接，所述吊臂与回转平台通过销轴铰接，所述吊臂连杆与所述吊臂通过销轴铰接，所述吊臂、吊臂连杆和吊臂连接杆通过销轴两两铰接。

上述动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置的工作过程：以吊臂作为主动件，当工作幅度改变时，所述吊臂通过所述连杆传动部分带动所述移动配重往复运动，以此实现改变所述移动配重到回转中心的距离，从而减小塔机前后弯矩的差值。具体包括如下步骤：

1)在工作幅度改变过程中，与吊臂固定连接的吊臂连接杆随吊臂绕回转平台铰接点转动，吊臂连接杆通过连杆二带动变速连架杆绕平衡臂铰接点做圆周运动，变速连架杆通过连杆一带动所述移动配重沿导轨做直线运动；

2)当从最大工作幅度到最小工作幅度的变幅过程中，在幅度改变的初始阶段，在吊臂和控制滑块的作用下移动配重一单独移动，移动配重一与移动配重二之间的剪叉机构一完全伸展；随着工作幅度的继续变小，移动配重二开始移动，移动配重二与固定配重之间的剪叉机构二伸展，当达到最小工作幅度时，剪叉机构二完全伸展；

3)当从最小工作幅度到最大工作幅度的变幅过程中，在幅度改变的初始阶段，在控制滑块自重的作用下，剪叉机构一伸缩状态保持不变，剪叉机构二逐渐收缩，移动配重一和移动配重二同时移动，直至剪叉机构二完全缩回；工作幅度继续增大，剪叉机构一克服控制滑块自重开始收缩，移动配重一开始移动，直至剪叉机构一完全缩回，此时到达最大工作幅度位置。

动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置的作业原理为：该装置包含至少两个移动配重和两组剪叉机构，变幅过程中移动配重能实现分级移动。塔机工作幅度改变时，且改变相同角度Δα时，绕臂根铰点的前倾弯矩变化有以下关系

(P_Q+0.5G_b)×L×(cosα₁-cosα₂)-(P_Q+0.5G_b)×L×(cosα₂-cosα₃)

＝(2P_Q+G_b)×L×(cosΔα-1)×(cosα₁+Δα)<0

α_2＝α₁+Δα，α_3＝α₁+2×Δα

其中，α为吊臂与水平方向的夹角，且0°<α<90°

从上式可以看出，吊臂改变相同角度Δα时，第一阶段(α较小)前倾弯矩的变化量要小于第二阶段(α较大)的变化量，换言之，吊臂产生的前倾弯矩在第一阶段比第二阶段变化要慢。对于移动配重产生的后倾弯矩，第一阶段只有一组移动配重移动，第二阶段两组移动配重同时移动，第一阶段后倾弯矩变化比第二阶段慢。吊臂产生的前倾弯矩的变化率时刻改变，通过后倾弯矩的分级调节，可以提高弯矩平衡的精度，更好的适应前倾弯矩的变化。前、后倾弯矩之间的关系可表示为：

G₄₃×L₄₃+G₄₂×L₄₂+G₄₁×L₄₁＝G_b×(L/2×cosα+e)+P_Q×(L×cosα+e)

式中：

G₄₁-移动配重一重量；

G₄₂-移动配重二重量；

G₄₃-固定配重重量；

G_b-吊臂重量；

P_Q-吊重的重量；

L₄₁-移动配重一重心到回转中心的距离；

L₄₂-移动配重二重心到回转中心的距离；

L₄₃-固定配重到回转中心的距离；

L-吊臂的长度；

α-吊臂与水平方向的夹角；

e-吊臂根部铰点到回转中心的距离。

塔机的型号以及吊臂的相关参数不同，通过调整连杆一与吊笼铰接的偏心距离以及变速连架杆来改变移动配重的移动速度，以此更好的适应不同型号的塔机。移动配重以及剪叉机构的组数、节数以及各部件的尺寸可以根据相关塔机参数进行选择，每组剪叉机构的节数可以根据实际需求进行调整，以此更好的可以平衡弯矩，提高塔机整体的安全性能。

本实用新型的有益效果为：

1、本发明设计的移动配重实现机构通过合理的布局，利用吊臂工作幅度的变化来驱动配重移动，有效减小了前倾弯矩和后倾弯矩的差值，提高弯矩平衡的精度，提高了塔机的整体安全性。

2、本发明设计的移动配重实现机构结构简单，不需要增加额外的驱动机构，利用变幅过程中吊臂的运动，由吊臂驱动连杆机构带动配重移动。通过控制滑块的自重可以控制移动配重的移动顺序，实现后倾弯矩的分级调节，以适应变幅过程中前倾弯矩非线性变化。

3、通过调整配重铰接点的偏心距离和变速连架杆铰接点的位置比例，可以改变移动配重速度，适应不同型号的塔机。

4、对于不同起重量的塔式起重机，剪叉机构的组数、剪叉的节数以及各部件的尺寸可以根据实际需要选择，可以满足不同型号塔机的需求。

附图说明

图1为动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置结构示意图；

图2为固定配重吊笼与平衡臂及剪叉机构二与吊笼连接示意图；

图3为图2中A处放大俯视图；

图4为配重小车与导轨的连接示意图；

图5为配重小车与吊笼及剪叉机构一与吊笼连接示意图；

图6为剪叉机构一与吊笼连接立体示意图；

图7为动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置前、后倾弯矩关系图。

具体实施方式

如图1-6所示，一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，包括固定部分、移动配重部分以及连杆传动部分；所述固定部分包括平衡臂1、导轨2和回转平台8，所述平衡臂1通过销轴与回转平台8连接，所述导轨2通过螺栓与平衡臂1下侧连接；所述移动配重部分包括固定配重43、移动配重一41、移动配重二42、配重小车3、吊笼12、剪叉机构一51、剪叉机构二52、剪叉导轨14以及控制滑块17，所述固定配重43、移动配重一41、移动配重二42分别放置于所述吊笼12中，装有所述固定配重43的吊笼12通过螺栓固定连接于所述平衡臂1远离回转中心一端的下侧，装有移动配重一41、移动配重二42的吊笼12通过螺栓依次固定连接于所述配重小车3下侧，所述配重小车3的车轮与所述导轨2滚动配合安装；所述剪叉导轨14焊接在所述吊笼12侧面，剪叉机构一51设置在移动配重一41与移动配重二42之间，剪叉机构二52设置在移动配重二42与固定配重43之间，剪叉机构一51由剪叉连杆512通过销轴15铰接而成，剪叉机构二52由剪叉连杆522通过销轴15铰接而成，剪叉机构一51及剪叉机构二52的下铰接点通过连接件16与所述吊笼12连接，剪叉机构一51的上铰接点连接有滚轮一511，剪叉机构二52的上铰接点连接有滚轮二521，滚轮一511及滚轮二521与所述剪叉导轨14滚动配合安装；所述控制滑块17设置在剪叉机构一51与装有移动配重二42的吊笼12之间的所述剪叉导轨14里，所述控制滑块17位于滚轮一511上方且与滚轮一511相接触；

所述连杆传动部分包括连杆一61、连杆二62、变速连架杆7、吊臂连杆9、吊臂连接杆10以及吊臂11；所述变速连架杆7与所述平衡臂1通过销轴15铰接，连杆一61通过销轴15分别与配重小车3及变速连架杆7铰接，连杆二62通过销轴15分别与变速连架杆7及吊臂连杆9铰接，所述吊臂11与回转平台8通过销轴15铰接，所述吊臂连杆9与所述吊臂11通过销轴15铰接，所述吊臂11、吊臂连杆9和吊臂连接杆10通过销轴15两两铰接。

上述动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置的工作过程：以吊臂11作为主动件，当工作幅度改变时，所述吊臂11通过所述连杆传动部分带动所述移动配重往复运动，以此实现改变所述移动配重到回转中心的距离，从而减小塔机前后弯矩的差值。具体包括如下步骤：

1)在工作幅度改变过程中，与吊臂11固定连接的吊臂连接杆9随吊臂11绕回转平台8铰接点转动，吊臂连接杆9通过连杆二62带动变速连架杆7绕平衡臂1铰接点做圆周运动，变速连架杆7通过连杆一61带动所述移动配重沿导轨2做直线运动；

2)当工作幅度从最大到最小的变幅过程中，在幅度改变的初始阶段，通过吊臂11和控制滑块17带动移动配重一41单独移动，移动配重一41与移动配重二42之间的剪叉机构一51完全伸展；随着工作幅度的继续减小，移动配重二42开始移动，移动配重二42与固定配重43之间的剪叉机构二52伸展，当达到最小工作幅度时，剪叉机构二52完全伸展；

3)当工作幅度从最小到最大的变幅过程中，在幅度改变的初始阶段，首先由于控制滑块自重的作用，剪叉机构一51伸缩状态保持不变，剪叉机构二52逐渐收缩，移动配重一41和移动配重二42同时移动，直至剪叉机构二52完全缩回；工作幅度继续增大，剪叉机构一51克服控制滑块自重开始收缩，移动配重一41开始单独移动，直至剪叉机构一51完全缩回，此时到达最大工作幅度位置。

动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置的前、后倾弯矩关系如图7所示。

Claims (1)

1.一种动臂塔式起重机剪叉组合式移动配重装置，其特征在于，包括固定部分、移动配重部分以及连杆传动部分；

所述固定部分包括平衡臂、导轨和回转平台，所述平衡臂通过销轴与回转平台连接，所述导轨通过螺栓与平衡臂下侧连接；

所述移动配重部分包括固定配重、移动配重一、移动配重二、配重小车、吊笼、剪叉机构一、剪叉机构二、剪叉导轨以及控制滑块，所述固定配重、移动配重一、移动配重二分别放置于所述吊笼中，装有所述固定配重的吊笼通过螺栓固定连接于所述平衡臂远离回转中心一端的下侧，装有移动配重一、移动配重二的吊笼通过螺栓依次固定连接于所述配重小车下侧，所述配重小车的车轮与所述导轨滚动配合安装；所述剪叉导轨焊接在所述吊笼侧面，剪叉机构一设置在移动配重一与移动配重二之间，剪叉机构二设置在移动配重二与固定配重之间，剪叉机构一及剪叉机构二的下铰接点通过连接件与所述吊笼连接，剪叉机构一的上铰接点连接有滚轮一，剪叉机构二的上铰接点连接有滚轮二，滚轮一及滚轮二与所述剪叉导轨滚动配合安装；所述控制滑块设置在剪叉机构一与装有移动配重二的吊笼之间的所述剪叉导轨里，所述控制滑块位于滚轮一上方且与滚轮一相接触；

所述连杆传动部分包括连杆一、连杆二、变速连架杆、吊臂连杆、吊臂连接杆以及吊臂；所述变速连架杆与所述平衡臂通过销轴铰接，连杆一通过销轴分别与配重小车及变速连架杆铰接，连杆二通过销轴分别与所述变速连架杆及吊臂连杆铰接，所述吊臂与回转平台通过销轴铰接，所述吊臂连杆与所述吊臂通过销轴铰接，所述吊臂、吊臂连杆和吊臂连接杆通过销轴两两铰接。

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