CN214570175U - 副起重臂的臂筒、起重机及其副起重臂 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种副起重臂的臂筒、起重机及其副起重臂，所述臂筒(1)沿其轴向方向具有相对的第一端(11)和第二端(12)，所述第一端(11)用于安装副起升机构，所述第二端(12)用于与主起重臂的臂头连接，所述臂筒(1)包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层(13)、第一玻璃纤维防腐蚀层(14)、碳纤维材料层(15)和第二玻璃纤维防腐蚀层(16)。通过上述技术方案，能够大幅降低副起重臂的重量，进而有益于提升起重机的提升性能。

Description

副起重臂的臂筒、起重机及其副起重臂

技术领域

本公开涉及工程机械技术领域，具体地，涉及一种副起重臂的臂筒、起重机及其副起重臂。

背景技术

起重臂是起重机中重要的装置，用以支持物料吊重并使装卸桥具有一定的起升高度和宽度。起重臂包括主起重臂和副起重臂，副起重臂安装在主起重臂的头部，用于增加臂架长度、提升起升高度，进而增加起重机的作业范围。

相关技术中，副起重臂为钢质结构，随着起重机趋于大吨位、大臂长、大作业幅度方向的发展，起重机的副起重臂的重量也不断增大，副起重臂的重量的增大直接影响起重机的起重性能，导致起重机的起重量降低。

为了减轻副起重臂的重量，通常采用的方式例如通过调整副起重臂筒体板厚、优化副起重臂的截面大小、设置减重孔等，然而上述这些方式所起到的减重效果甚微，减重比例仅在3％左右，对起重机的起重性能影响较小。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种副起重臂的臂筒、起重机及其副起重臂，能够大幅降低副起重臂的重量，进而有益于提升起重机的提升性能。

为了实现上述目的，本公开提供一种副起重臂的臂筒，所述臂筒沿其轴向方向具有相对的第一端和第二端，所述第一端用于安装副起升机构，所述第二端用于与主起重臂的臂头连接，所述臂筒包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层、第一玻璃纤维防腐蚀层、碳纤维材料层和第二玻璃纤维防腐蚀层。

可选地，所述臂筒构造为中空的棱台或棱柱结构。

可选地，所述臂筒构造为从所述第二端向所述第一端渐缩的锥形筒状。

可选地，所述臂筒的相邻的侧壁之间圆弧过渡。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种起重机的副起重臂，所述副起重臂包括安装臂头、连接基座和上述臂筒，所述安装臂头连接在所述臂筒的第一端，所述连接基座连接在所述臂筒的第二端。

可选地，所述安装臂头固连有第一连接座，所述第一连接座具有与所述第一端相适配的形状并能够伸入到所述臂筒中且与所述臂筒紧固地连接。

可选地，所述连接座的侧壁与所述臂筒相搭接并通过第一紧固件固定连接。

可选地，所述连接基座固连有第二连接座，所述第二连接座具有与所述臂筒的第二端相适配的形状并能够伸入到所述臂筒且与所述臂筒紧固地连接。

可选地，所述第二连接座的侧壁与所述臂筒相搭接并通过第二紧固件固定连接。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种起重机，所述起重机包括主起重臂和上述副起重臂，所述副起重臂的臂筒通过连接基座与所述主起重臂的臂头连接。

通过上述技术方案，本公开提供的臂筒包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层、第一玻璃纤维防腐蚀层、碳纤维材料层和第二玻璃纤维防腐蚀层，相比于由钢铁材料制成臂筒，由于碳纤维材料本身具有较高的比强度和比模量且其密度仅为钢铁材料的23％，因此本公开提供的臂筒的密度低，副起重臂的综合重量能够比常规钢铁结构的副起重臂减重40％以上，副起重臂的重量能够大幅降低，由此有益于提升起重机的提升性能。其中，第一玻璃纤维防腐蚀层能够起到防电化学腐蚀的作用，第二玻璃纤维防腐蚀层能够起到防电化学腐蚀并起到阻挡面外冲击的作用，由此，能够保证碳纤维材料层的稳定性，进而提高副起重臂的使用寿命。

本公开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公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开实施例提供的副起重臂的臂筒的立体结构示意图；

图2是本公开实施例提供的副起重臂的臂筒的截面结构示意图；

图3是本公开实施例提供的起重机的副起重臂的结构示意图；

图4是本公开实施例提供的起重机的副起重臂的局部结构示意图；

图5是本公开实施例提供的副起重臂的臂筒的制作方法的流程图；

图6是本公开实施例提供的副起重臂的臂筒处于未脱模状态时的截面示意图。

附图标记说明

1-臂筒；11-第一端；12-第二端；13-脱模布层；14-第一玻璃纤维防腐蚀层；15-碳纤维材料层；16-第二玻璃纤维防腐蚀层；2-安装臂头；21-第一连接座；3-连接基座；31-第二连接座；4-第一紧固件；5-第二紧固件；100-芯模；130-脱模布；140-第一玻璃纤维织物预浸料；150-碳纤维预浸料；160-第二玻璃纤维织物预浸料。

具体实施方式

以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内、外”是相对于对应的部件自身轮廓而言的“内、外”。另外，本公开所使用的术语“第一”、“第二”等是为了区分一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。上述定义仅用于解释和说明本公开，不应当理解为对本公开的限制。

根据本公开的具体实施方式，结合参考图1至图3中所示，提供一种副起重臂的臂筒1，所述臂筒1沿其轴向方向具有相对的第一端11和第二端12，所述第一端11用于安装副起升机构，所述第二端12用于与主起重臂的臂头连接，所述臂筒1包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层13、第一玻璃纤维防腐蚀层14、碳纤维材料层15和第二玻璃纤维防腐蚀层16。

通过上述技术方案，本公开提供的臂筒1包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层13、第一玻璃纤维防腐蚀层14、碳纤维材料层15和第二玻璃纤维防腐蚀层16一起固化成型而形成，相比于由钢铁材料制成臂筒1，由于碳纤维材料本身具有较高的比强度和比模量且其密度仅为钢铁材料的23％，因此本公开提供的臂筒1的密度低，副起重臂的综合重量能够比常规钢铁结构的副起重臂减重40％以上，副起重臂的重量能够大幅降低，由此有益于提升起重机的提升性能。其中，第一玻璃纤维防腐蚀层14能够起到防电化学腐蚀的作用，第二玻璃纤维防腐蚀层16能够起到防电化学腐蚀并起到阻挡面外冲击的作用，由此，能够保证碳纤维材料层15的稳定性，进而提高副起重臂的使用寿命。

在本公开提供的具体实施方式中，在满足实际使用对臂筒1自身结构强度要求的前提下，臂筒1可以以任意合适的方式构造。在一种实施方式中，臂筒1可以构造为中空的棱柱结构，这样，臂筒1的第一端11的截面开口与臂筒1的第二端12的截面开口大小相等。在另一种实施方式中，例如图1中所示，臂筒1可以构造为中空的棱台结构，由于臂筒1的第二端12用于与主起重臂的臂头连接而受力较大，臂筒1的第一端11用于安装副起升机构而受力较小，因此臂筒1的第二端12的截面开口大于臂筒1的第一端11的截面开口，这样，通过这种设计可以在保证臂筒1自身结构强度满足实际需要的情况下，能够使得臂筒1的重量较小，有益于起重机的提升性能。在本公开中，臂筒1优选地构造为中空的棱台结构。

在本公开提供的具体实施方式中，所述臂筒1可以构造为从所述第二端12向所述第一端11渐缩的锥形筒状，通过这种构造方式，臂筒1的第二端12的截面开口大于臂筒1的第一端11的截面开口，同样能够保证臂筒1自身结构强度满足实际需要的情况下，能够使得臂筒1的重量较小，有益于起重机的提升性能。

在本公开提供的具体实施方式中，臂筒1的相邻的侧壁之间圆弧过渡，以避免应力集中，增强臂筒1自身的结构刚度。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种起重机的副起重臂，该副起重臂包括安装臂头2、连接基座3和上述臂筒1，所述安装臂头2连接在所述臂筒1的第一端11，所述连接基座3连接在所述臂筒1的第二端12，其中，副起重臂的主要质量分布在臂筒1上，安装臂头2和连接基座3均是由金属材料制成的，将安装臂头2和连接基座3分别连接于臂筒1的第一端11和第二端12，形成组合式的副起重臂结构，通过这种结构实现了降低重量。本公开提供的起重机的副起重臂包括上述臂筒1，因此同样具有上述特点，为了避免重复，在此不再赘述。

在本公开提供的具体实施方式中，参考图2中所示，所述安装臂头2固连有第一连接座21，所述第一连接座21具有与所述第一端11相适配的形状并能够伸入到所述臂筒1中且与所述臂筒1紧固地连接，也就是说，第一连接座21具有与第一端11相适配的筒状结构并且具有平行于臂筒1的轴向延伸的侧壁，第一连接座21的侧壁与臂筒1相搭接并通过第一紧固件4固定连接在一起，以将安装臂头2与臂筒1可靠地连接在一起。其中，第一紧固件4可以为任意合适的抗剪标准件，例如，第一紧固件4可以构造为铆钉或高锁螺栓，本公开对此不作具体限制。

在本公开提供的具体实施方式中，所述连接基座3固连有第二连接座31，所述第二连接座31具有与所述臂筒1的第二端12相适配的形状并能够伸入到所述臂筒1且与所述臂筒1紧固地连接，也就是说，第二连接座31具有与第二端12相适配的筒状结构并且具有平行于臂筒1的轴向延伸的侧壁，第二连接座31侧壁与臂筒1相搭接并通过第二紧固件5固定连接在一起，以将连接基座3与臂筒1可靠地连接在一起。其中，第二紧固件5可以为任意合适的抗剪标准件，例如，第二紧固件5可以构造为铆钉或高锁螺栓，本公开对此不作具体限制。

在本公开中，通过安装臂头2和连接基座3与臂筒1连接的方式，保证了副起重臂的臂头、与主起重臂的臂头连接处的高应力集中载荷的合理传力路线，从而保证了安装臂头2、连接基座3的高应力区域安全性。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种起重机，该起重机包括主起重臂和上述副起重臂，所述副起重臂的臂筒1通过连接基座3与所述主起重臂的臂头连接，本公开提供的起重机同样具有上述特点，为了避免重复，在此不再赘述。

在上述技术方案的基础上，本公开还提供一种副起重臂的臂筒1的制作方法，所述制作方法包括：

第一步：将脱模布130铺贴并包覆在柱状的芯模100的周向上；

第二步：依次在所述脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160，抽空所述脱模布130、所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间空气，以将所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160压实在所述脱模布130上(如图5中所示)；以及，

第三步：将所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160固化成型而获得臂筒1，其中，所述第一玻璃纤维织物预浸料140固化成型后为第一玻璃纤维防腐蚀层14，所述碳纤维预浸料150固化成型后为碳纤维材料层15，所述第二玻璃纤维织物预浸料160固化成型后为第二玻璃纤维防腐蚀层16；

第四步：将所述芯模100从所述臂筒1剥离(图6示出了剥离芯模100后的状态)。

在此需要解释的是，玻璃纤维织物预浸料为预先将干燥的玻璃纤维织物在液态的环氧树脂中浸泡一下，使得液态的环氧树脂均匀地粘附在玻璃纤维织物上，在上述步骤三中，第一玻璃纤维织物预浸料140固化成型后为第一玻璃纤维防腐蚀层14，第二玻璃纤维织物预浸料160固化成型后为第二玻璃纤维防腐蚀层16。

碳纤维预浸料150为预先将干燥的碳纤维布在液压的环氧树脂中浸泡一下，使得液态的环氧树脂均匀地粘附在碳纤维上，在上述步骤三中，碳纤维预浸料150固化成型后为碳纤维材料层15。其中，碳纤维布可以为碳纤维单向布或者碳纤维双向布，本公开对此不作具体限制。在此需要解释的是，碳纤维单向布的纵向和横向都有碳纤维，在一个方向上有大量的无捻粗纱，一个方向只有少量的细纱，起固定作用，这样碳纤维布就不会散开了，整块碳纤维单向布的强度都集中在无捻粗纱的那一个方向上，其强度与自身的克重没有关系，只与碳丝有关。碳纤维双向布指布的受力方向有两个，其纵向和横向都有大量的无捻粗纱。

通过上述技术方案，该制作方法通过将脱模布130铺贴并包覆在柱状的芯模100的周向上，使得脱模布130具有与芯模100的柱状形状相配合的筒状形状，接着，在依次在脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160之后，抽空脱模布130、第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160任意相邻两者之间的空气，将第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160压实在脱模布130上之后，这时，第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160形成筒状形状。在将第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160固化成型后，即可获得筒状的臂筒1，此时，所述第一玻璃纤维织物预浸料140固化成型后为第一玻璃纤维防腐蚀层14，所述碳纤维预浸料150固化成型后为碳纤维材料层15，所述第二玻璃纤维织物预浸料160固化成型后为第二玻璃纤维防腐蚀层16。最后将芯模100从臂筒1中剥离，芯模100能够在下一次的制作臂筒1的过程中使用，以节约模具，从而降低成本。

其中，在将脱模布130铺贴并包覆在柱状的芯模100的周向上之前，可以在芯模100上涂抹封孔剂，以将芯模100上的小孔封闭，以便于后续的抽真空压实操作能够将空气抽干净，使得脱模布130、第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160任意相邻两者之间不存在空隙。对于本公开来说，该步骤并不是制作臂筒1过程中必需的步骤，因为脱模布130、第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160依次包覆在芯模100上，形成环形空间，即使芯模100上具有小孔，不会存在漏气的现象，第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160仍然能够压实在脱模布130上。

在本公开提供的具体实施方式中，根据强度计算需求，在碳纤维材料层15所需厚度较大时，需要铺贴多层碳纤维预浸料，若抽真空装置无法将脱模布130、第一玻璃纤维织物预浸料140、多层碳纤维预浸料和第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间的空气一次性地抽空时，在铺贴一部分碳纤维预浸料150之后，需要将这一个部分的碳纤维预浸料150和第一玻璃纤维织物预浸料140压实在脱模布130上之后，在重复进行碳纤维预浸料150的铺贴和抽真空操作。因此，在所述步骤依次在所述脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160，抽空所述脱模布130、所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间的空气，以将所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160压实在所述脱模布130上中包括：依次在所述脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140和多层碳纤维预浸料；抽空所述脱模布130、所述第一玻璃纤维织物预浸料140和多层所述碳纤维预浸料中任意相邻两者之间的空气，以将所述第一玻璃纤维织物预浸料140和多层碳纤维预浸料压实在所述脱模布130上；在碳纤维预浸料150上施加并粘接所述第二玻璃纤维织物预浸料160，抽空所述碳纤维预浸料150与所述第二玻璃纤维织物预浸料160之间的空气，以将所述第二玻璃纤维织物预浸料160压实在所述碳纤维预浸料150上。

在本公开提供的具体实施方式中，根据强度计算需求，碳纤维材料层15需要铺贴多层碳纤维预浸料而形成所需厚度，抽真空装置能够将脱模布130、第一玻璃纤维织物预浸料140、多层碳纤维预浸料和第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间的空气一次性地抽空时，在所述步骤依次在所述脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140、碳纤维预浸料150和第二玻璃纤维织物预浸料160，抽空所述脱模布130、所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间的空气，以将所述第一玻璃纤维织物预浸料140、所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160压实在所述脱模布130上中包括：依次在所述脱模布130上施加并粘接第一玻璃纤维织物预浸料140、多层碳纤维预浸料和第二玻璃纤维织物预浸料160；抽空所述脱模布130、所述第一玻璃纤维织物预浸料140、多层所述碳纤维预浸料和所述第二玻璃纤维织物预浸料160中任意相邻两者之间空气，以将所述第一玻璃纤维织物预浸料140、多层所述碳纤维预浸料150和所述第二玻璃纤维织物预浸料160压实在所述脱模布130上。

在碳纤维布为碳纤维单向布的情况下，碳纤维预浸料150为碳纤维单向带预浸料，根据强度计算需求，按图纸铺层明细进行碳纤维单向带预浸料的铺贴。其中，典型铺贴比例包含不限于0°：±45°：90°为5:4:1，也就是说，50％数量的碳纤维预浸料以0°进行铺贴(即不需要偏离角度)，40％数量的碳纤维预浸料相对于0°铺贴的碳纤维预浸料相错开±45°，10％数量的碳纤维预浸料相对于0°铺贴的碳纤维预浸料相错开90°，即以50％数量的碳纤维预浸料为基准，40％数量的碳纤维预浸料相对于基准相错开±45°，10％数量的碳纤维预浸料相对于基准相错开90°。此外，0°、±45°和90°铺贴角度的碳纤维预浸料还可以以任意合适的数量比例进行铺贴，例如4.5:4.5:1、5:3:2等，本公开对此不作具体限制。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

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，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

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

Claims (10)

1.一种副起重臂的臂筒，其特征在于，所述臂筒(1)沿其轴向方向具有相对的第一端(11)和第二端(12)，所述第一端(11)用于安装副起升机构，所述第二端(12)用于与主起重臂的臂头连接，所述臂筒(1)包括从内向外依次套叠且粘接的脱模布层(13)、第一玻璃纤维防腐蚀层(14)、碳纤维材料层(15)和第二玻璃纤维防腐蚀层(16)。

2.根据权利要求1所述的副起重臂的臂筒，其特征在于，所述臂筒(1)构造为中空的棱台或棱柱结构。

3.根据权利要求1所述的副起重臂的臂筒，其特征在于，所述臂筒(1)构造为从所述第二端(12)向所述第一端(11)渐缩的锥形筒状。

4.根据权利要求1所述的副起重臂的臂筒，其特征在于，所述臂筒(1)的相邻的侧壁之间圆弧过渡。

5.一种起重机的副起重臂，其特征在于，所述副起重臂包括安装臂头(2)、连接基座(3)和权利要求1-4中任意一项所述的副起重臂的臂筒(1)，所述安装臂头(2)连接在所述臂筒(1)的第一端(11)，所述连接基座(3)连接在所述臂筒(1)的第二端(12)。

6.根据权利要求5所述的起重机的副起重臂，其特征在于，所述安装臂头(2)固连有第一连接座(21)，所述第一连接座(21)具有与所述第一端(11)相适配的形状并能够伸入到所述臂筒(1)中且与所述臂筒(1)紧固地连接。

7.根据权利要求6所述的起重机的副起重臂，其特征在于，所述连接座(31)的侧壁与所述臂筒(1)相搭接并通过第一紧固件(4)固定连接。

8.根据权利要求5所述的起重机的副起重臂，其特征在于，所述连接基座(3)固连有第二连接座(31)，所述第二连接座(31)具有与所述臂筒(1)的第二端(12)相适配的形状并能够伸入到所述臂筒(1)且与所述臂筒(1)紧固地连接。

9.根据权利要求8所述的起重机的副起重臂，其特征在于，所述第二连接座(31)的侧壁与所述臂筒(1)相搭接并通过第二紧固件(5)固定连接。

10.一种起重机，所述起重机包括主起重臂，其特征在于，所述起重机还包括根据权利要求5-9中任一项所述起重机的副起重臂，所述副起重臂的臂筒(1)通过连接基座(3)与所述主起重臂的臂头连接。

Images