一种伸缩式板材成型组合框架结构
技术领域
本实用新型涉及建筑机械技术领域,特别是提供一种作为高空作业平台使用的伸缩式板材成型组合框架结构。
背景技术
当前建筑机械领域,高空吊篮和其他高空移动作业平台多使用杆结构,例如钢结构或铝合金型材焊接框体作为高空作业平台,这种框架,成型工艺复杂,焊接节点多,对焊接人员技术要求高,生产效率较低,人工成本占材料成本一倍以上,而这种框架结构普遍存在焊点位置强度降低的问题,特别是长度在10米及以上的框架结构,设计集中荷载一般要求在1000kg以上,采用焊接结构时容易出现局部焊接节点开焊和失效,进而影响框架整体的力学性能,存在一定的安全隐患,并对产品使用寿命产生较大影响。在使用中的高空检修和现场缺陷修复也很困难。
另外,在对于框架结构需要在跨度不同的使用状态下,现有技术中的作业平台会准备不同规格的产品,由此,增加使用成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改进现有技术的不足,提供一种伸缩式板材成型组合框架结构,其可简易快速成型,以提高生产效率和结构稳定性,且在使用中可伸缩调节,适应性更广泛。
本实用新型的目的是这样实现的:
一种伸缩式板材成型组合框架结构,包括板式框体和门架,
所述板式框体包括内层框体和外层框体,所述内层框体可滑动地置于所述外层框体内,所述内层框体和外层框体的结构均为:
包括一对相对设置的板材成型的侧板、一板材成型的底板和两根底梁,
两个所述侧板的下端和一底板两侧边缘之间通过嵌合结构相互嵌合连接成一体;所述嵌合结构是:在两个所述侧板和所述底板两端的相邻的侧边缘制成回弯结构,两个所述侧板的两个回弯结构与所述底板两侧边缘的回弯结构嵌合在一起,构成两个纵向空腔;
两根所述底梁分别穿设在两个所述纵向空腔中,所述侧板和所述底板连成一体;
所述门架设置在所述板式框体的外侧且与所述板式框体连成一体使得板材成型组合框架结构通过门架和底梁承受集中荷载。
在本实用新型中,所述板材组合框架中内外层框体的侧板和底板以及底梁,通过嵌合结构连接在一起,而不是使用焊接或螺接等连接方式,这样的结构可以有效避免连接点开焊和螺栓松动的连接节点失效风险。同时,这种结构生产工艺简单,可降低生产组装成本。设置内外层框体结构,通过内外层框体相对的伸缩,使得组合框架的长度可以根据使用情况调整,适应范围更广泛。
优选地,所述外层框体和所述内层框体中,所述侧板和所述底板之间的所述嵌合结构为:
所述回弯结构为多次回弯结构,所述侧板的回弯结构中的最后一折边的边缘与侧板之间留有一间隙供所述底板的回弯结构嵌插。
一个优选方案是:所述侧板弯折三次,构成一个截面为矩形空腔,最后一折边的边缘与侧板之间留有所述的间隙供所述底板的第一折边嵌插,所述底板弯折两次,两个折边位于侧板构成的矩形空间内且与侧板的折边相互贴合。
穿设在纵向空腔中的所述底梁与所述纵向空腔的内壁相应尺寸差在1mm以内。
所述外层框体和所述内层框体中所述侧板和所述底板边缘的所述回弯结构的回弯长度是根据板材成型框架结构主体的受力要求选择底梁的截面而定。
所述外层框体和所述内层框体中所述侧板的最后一折边的边缘与所述底板最后一折边的边缘上下对应,两者间有1-2厘米间隙。
所述侧板的最后一折边的边缘与所述底板最后一折边的边缘也可以是相错设置,两个折边的边缘均延伸到竖向的侧板或底板的折边处。
优选地,所述外层框体和所述内层框体中,所述侧板弯折出纵向延伸的U型加强肋,优先选择该U型加强肋向内凸起且其开口朝外,外层框体侧板上的U型加强肋嵌入在内层框体的U型加强肋上。该U形加强肋可以设置在侧板的上部、中部或下部,但优选设置在侧板的中部。
优选地,所述外层框体和所述内层框体中,所述底板弯折出纵向延伸的U形加强肋,优先选择该U型加强肋向外凸起的开口朝上。底板上的U形加强肋最好是设置多条,例如两条,设于底板的中间。
所述外层框体上的所述门架至少为两套,内层框体上设置内层门架,该内层门架至少为一套。
所述内层门架的外边缘尺寸小于所述门架的内边缘尺寸,以构成伸缩限位结构。
优选地,在外层框体和内层框体之间设置一辊轴机构,使得内外层框体相对移动而伸缩,在伸缩时更加轻便。
所述辊轴机构为:包括两个辊轴,
所述外层框体上连接的辊轴为外框辊轴,其设置在外层框架底板的上方,外框辊轴位于外层框架的一端部,内层框体伸出在该端部之外;外框辊轴的顶面与内层框体底板的下底面相接触,其底面与外层框体底板之间设有一间隙而不相接触;外框辊轴连接的轴承座固定在所述外层框体的底板上且与外层框体的底梁固为一体;
所述内层框体上连接的辊轴为内框辊轴,其设置在内层框体底板的下方,内框辊轴位于缩在外层框体内缩的一端部,内框辊轴的底面与外层框体底板的上表面相接触,其顶面与内层框体底板之间设有一间隙而不相接触;内框辊轴上的轴承座固定在所述内层框体的底板上且与内层框体的底梁固为一体,
所述外框辊轴和内框辊轴在同一水平面上而构成内层框体和外层框体在最长伸出程度的限位结构。
优选地,在所述门架的对应所述外层框体中的所述底板上的所述U型加强肋的位置上设置凹形支座,该凹形支座支撑在所述门架上。
所述内层框体中的所述底板上的所述U型加强肋上也设置凹形支座,该凹形支座支撑在所述内层框体上的所述内层门架上。
在所述内层框体中底板上的所述U型加强肋上也设置凹形支座,该凹形支座支撑在外层框体上的底板上,或者支撑在前述的辊轴机构中的辊轴上。
所述侧板和所述底板上的所述加强肋可以是通过钣金方式形成的。
优选地,在外层框体中的所述侧板的U型加强肋和所述门架之间的空间中嵌设加强梁或者设置填充物棒。
在所述底板上的U形加强肋形成的纵向腔体中也可以穿设通长的加强梁或者设置填充物棒。
进一步地,本板材成型组合框架结构至少在所述外层框体上还可以设置加强横梁,特别是当板式框体的长度较长时。所述加强横梁固设在所述板式框体的两个侧板上且与所述门架固连。
优选地,所述加强横梁嵌设在所述外层框体中的侧板上设置的U型加强肋中。
所述加强横梁可以通过型钢或铝型材制作。可以是槽钢、方钢管、工字钢或矩形铝管。优选使用槽钢制作,所述加强横梁嵌设在所述外层框体中的所述侧板上设置的U型加强肋中。
例如槽钢制加强横梁其敞口一侧朝外地嵌设在外层框体的所述侧板的U形加强肋的嵌槽中。
进一步地,还可以在所述加强横梁槽钢的嵌槽内嵌设前述的加强梁或者设置填充物棒,如果没有设置加强横梁,在侧板的U形加强肋的U型槽中也可以设置填充物棒。该填充物棒优选为聚氨酯列材料棒。
在包括有加强横梁的本板材成型组合框架中,完成力的传递过程,主要通过门架,加强横梁和底梁承受集中荷载,更提高了结构整体的稳定性和承载力。
优选地,所述内层和外层框体的侧板和底板使用厚度2-5mm的5系铝合金板材。
所述板体组合框体的宽度控制在标准板材宽度尺寸范围内。
优选地,所述底板的宽度不大于2米。
优选地,在所述侧板的上端边缘设置弯折结构。优选地,所述内层框体上的侧板上端边缘的弯折结构与外层框体上侧板上端的弯折结构相互嵌合。
所述门架和所述板式框体通过栓接方式连接。
在包括所述加强横梁的方案中,所述加强横梁嵌设在所述外层框体的所述侧板的所述U型加强肋的腔体中,再通过栓接将所述门架和所述加强横梁和所述外层框体所述侧板连为一体。
优选地,在内外层框体的所述底板上的U形加强肋形成的纵向腔体中穿设通长的加强梁或者设置填充物,该填充物优选为聚氨酯列材料。
所述板材组合框架中的内外层框体的所述侧板可以是镂空的,优选地,镂空面积可以达侧板正投影面积的50%以上。
所述底梁可以是型钢或铝型材。具体地,例如可以是方钢管材,或者是工字型钢。
优选地,所述底梁为型钢。
如果需要较长的框体结构时,即当所述底梁单根型材的长度小于所述板式框体的长度时,或者是需要板式框体长度较长时,可以采用接长结构。
具体地,当所述底梁单根型材的长度小于所述板式框体的长度时,所述底梁采用多根底梁接长结构。
所述底梁的所述多根底梁加长连接的结构为:相邻底梁对接设置;或者,在所述底梁的相邻的连接端之间设置夹板,该夹板通过栓接结构与两根型钢的端部连接成一体。
。当所述加强横梁单根型材的长度小于所述板式框体的长度时,所述加强横梁采用多根加强横梁接长结构。
所述加强横梁中的所述接长结构为:相邻两根加强和梁对接设置;或者,在相邻两根加强横梁的相邻的连接端之间设置夹板,该夹板通过栓接结构与两根型钢的端部连接成一体。
当需要更长的框架结构时,采用多组所述板式框体接长结构。
所述多组板式框体对接结构是,通过所述加强横梁和/或底梁在相邻两组板式框体之间贯穿连接。
组成所述门架的各杆件,至少其中顶部的杆件与其他部分之间构成可拆连接结构。
优选地,所述门架为一封闭的框,在所述门架上设置吊环或其他连接结构,用以连接其他机构或设备,使其作为高空吊篮作业平台或桥梁检查设备作业平台使用。
本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构,伸缩式的结构,使得本实用新型的适应性更加广泛。另外,框体为板材,可以简易快速成型,比起现有的焊接框架结构,构成的框体的结构稳定性也大大提高,消除焊点带来的安全隐患;板材通过嵌合结构组合,能够大幅度提高生产效率,简化现场维修和缺陷修复难度,降低产品生产、运输和使用成本,提高产品使用寿命!下面通过附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构的一种实施例的立体结构示意图。
图2为图1所示伸缩式板材成型组合框架结构的左视的结构示意图。
图3为图1所述伸缩式板材成型组合框架结构的侧面结构示意图。
图4为本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构中外层框体的立体结构示意图。
图5为图4所示外层框体右视的结构示意图。
图6为图4所示外层框体的侧面结构示意图。
图7为本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构中内层框体的立体结构示意图。
图8为图7所示内层框体的左视的结构示意图。
图8a为在图8中的侧板加强肋中设置加强横梁和填充物棒的结构示意图。
图9为图7所示内层框体的侧面结构示意图。
图10为图1板材成型组合框架结构的外层框体中底梁和侧板与底板嵌合结构的结构示意图。
图11为图1板材成型组合框架结构的外层框体中底梁和侧板与底板嵌合的另一种嵌合结构的结构示意图。
图12为在图1所示板材成型组合框架结构中内层框体中底梁和侧板与底板嵌合结构的结构示意图,其中的底梁由工字型钢替换成方钢管。
其中:
外层框体1
侧板11,侧板11的最后一折的折边11a,侧板11的第三弯折的折边11b,与侧板11的间隙B,折边11b与侧板的间隙C,加强肋111,弯折结构112, 镂空结构D;
底板12,加强肋121,底板12的第一折的折边12a,衬板122,底板12的第一弯折的折边12b,纵向空腔A;
底梁13;
加强横梁14,填充物棒141;
内层框体2
侧板21,加强肋211,弯折结构212,衬板222;
底板22,加强肋221,凹形支座221a;
纵向空腔A’,填充物棒241;
底梁23;
内层门架25;
螺栓26;
辊轴机构G,外层辊轴1G;内层辊轴2G;
门架3,螺栓31,凹形支座32,吊耳33。
具体实施方式
如图1至图3所示为本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构的一种实施例,伸缩式板材成型组合框架结构包括板式框体和门架。
板式框体包括外层框体1和内层框体2,内层框体2可滑动地置于外层框体1内,在外层框体1两端外面设置门架3,在内层框体2的右侧一端设置内层门架25。内层框体2和外层框体1的详细结构分别如图4至图6和图7至图9所示。
如图1、图2和图4和图5所示,外层框体1包括侧板11、底板12和底梁13。
一对相对设置的板材成型结构的侧板11和一板材成型结构的底板12,其间通过嵌合结构相互嵌合连接成一体。
如图10所示,在外层框体1中,在侧板11和底板12的两个相邻的侧边缘制成回弯结构,两个回弯结构嵌合在一起,构成两个纵向空腔A;工字型钢制成的底梁13的横截面与纵向空腔A的截面匹配,底梁13纵向穿设在该纵向空腔A中,底梁13与纵向空腔的内壁的间隙小于1毫米。
底梁13穿设在纵向空腔A中,以满足板材成型框架结构主体不同的受力需求。底梁13起到组成、承载和加强整个框架结构强度的作用。
侧板11上的嵌合结构的回弯结构的弯折次数为三次;底板12上的嵌合结构的回弯结构的弯折次数为二次。侧板11的最后一折的折边11a的边缘与侧板11之间留有一个间隙B与底板12的厚度比配(见图10),使得在嵌合侧板11和底板12时,底板12的第一折的折边12a由该间隙B嵌插结合。
弯折结构的弯折长度决定了纵向空腔A的大小,也决定底梁13的规格。底梁13的规格由本板材成型组合框架结构作为吊篮或高空作业平台的承重设计决定。
在侧板11上设有U形加强肋111,加强肋111位于侧板的中部,其开口朝外。
还包括一加强横梁14,加强横梁14为槽钢型材,其敞口朝外地嵌设在侧板11的加强肋的U形槽中。
在加强横梁14的槽中,设置聚氨酯类的填充物棒141。
加强横梁14穿过侧板11预留的U型加强肋111并通过栓接与门架3和外层框体1连接固定,加强横梁14起到组成,加强和承载整个框架结构,改善框架结构受力的作用。
在底板12上也设置U形的顺向加强肋121,顺向加强肋121位于底板的中部,为两条,其开口朝上,以增强底板作为作业通道使用时的承载力和强度。在底板12上还铺设一个衬板122。
在底板12上的U形加强肋121的U型槽中,还可以嵌入加强梁(图中未示出),还可以填充聚氨酯类材料棒,以进一步提高底板的承载力和稳定性。
在侧板11的上端边缘也设置弯折结构112。
门架3为一封闭的框,由上下两根横杆和左右两根竖杆通过螺栓连接而成。该门架3设置在板式框体的外侧,在门架3上设置螺栓孔,其上穿设螺栓31,在对应门架3处外层框体1的侧板11以及加强横梁14和填充物棒141上设置螺栓孔,螺栓31穿过门架3、填充物棒41、加强横梁14和侧板11,使其连成一体。在门架3上对应外层框体1的底板12上的加强肋121处设置门架凹形支座32,使得加强肋121支撑在该门架凹形支座32上。
板材组合框架结构通过门架和底梁承受集中荷载。门架3为两套分别设置在板式框体的两端。
门架与板材成型组合框体通过栓接方式连接,起到组成、承载和支撑整个框架结构的作用。
在门架3的上端设置吊耳33,可以连接其他机构或设备,使其作为高空吊篮作业平台或桥梁检查设备作业平台使用。
如图1、图2和图7至图9所示,内层框体2同样包括侧板21、底板22和底梁23。侧板21和底板22上设有与外层框体同样的回弯结构,形成纵向空腔A’在其中穿入底梁23将侧板和底板连接起来。在本实施例中,内层框体中的底梁使用方钢管制成。在侧板21上也设有U型加强肋211,内外层框体安装时,内层框体2上侧板21的加强肋211套在外层框体1侧板11上的加强肋111上。这样的结构可以起到内层框体移动中的导向作用。
在内层框体2的侧板21的U型加强肋中也可以设置槽钢作为加强横梁,但也可以不设。在内层框体2的侧板21的加强肋中也可设置填充物棒241,如图8a所示。
在内层框体2的侧板的上端也设置有弯折结构212,在与外层框体1结合时,与外层框体1上侧板11上的弯折结构112嵌合。
在内层框体2的右端设置的内层门架25为一闭合框,通过螺栓26与侧板21连接,螺接位置在侧板21的加强肋211处,可以在该处的U型加强肋的敞口中加入填充物棒,螺栓26将内层门架25、填充物棒241、加强横梁(如果有的话)和侧板21固为一体。
在内层框体2的底板上设有U型加强肋221,在加强肋221的下面设置凹形支座221a。该凹形支座221a支撑在内层门架25上。
在外层框体1和内层框体2之间设置一辊轴机构G,使得内外层框体在伸缩时更加轻便。
辊轴机构为:包括两个辊轴,分别设置在本组合框架结构的两端,且一根辊轴固定在内层框体2的底板22的下方,为内框辊轴2G,内框辊轴2G位于缩在外层框体1内缩的一端部,另一根辊轴固定在外层框体1的底板12的上方,为外框辊轴1G,外框辊轴1G位于外层框架1的一端部,内层框体2伸出在该端部之外。
内框辊轴2G的底面与外层框体1底板12的上表面相接触,其顶面与内层框体2的底板22之间设有一间隙而不相接触。外框辊轴1G的顶面与内层框体2底板22的下底面相接触,其底面与外层框体1底板12之间设有一间隙而不相接触。。
两个辊轴与内层框体和外层框体的固定结构是:
与外层框体1固定的外层辊轴1G,其两端分别连接一轴承,该轴承的支座固定在外层框体1的底板12上且与外层框体1的底梁13固为一体;与内层框体2固定的辊轴2G,其两端也分别连接一轴承,该轴承的支座固定在内层框体2的底板22上且与内层框体的底梁23固为一体。
这样的辊轴机构还可以形成内层框体在完全伸出时的限位作用。在内层框体2的一端设置内层门架25,与此同时,所述辊轴机构与内层门架25匹配。当内层框体2完全伸出时,两根辊轴相接触,阻止内层框体2继续外移。当内层框体完全缩回外层框体中时,内层框体2上的内层门架25被该端的外层框体1上的门架3挡住。由此,所述内层门架25和所述辊轴机构形成了内层框体的双向限位:内层框体完全拉出时,两根辊轴相接触而限制内层框体被拉出,内层框体完全收回时,内层框体上的内层门架25与外层框体上的门架3接触而限制内层框体缩入外层框体中。
侧板11和底板12上的回弯结构和弯折结构是通过钣金工艺制成的。
如图10所示的嵌合结构中,在外层框体的安装过程中,底板的两端的回弯结构从两个侧板的回弯结构一端穿插嵌合,其后,将底梁穿入侧板和底板构成的纵向空腔,即可完成侧板和底板2的组装。该组装结构没有焊接、也没有螺接,安装非常简单,没有使用中焊点开焊或螺栓松动或松脱的问题。内层框体的侧板和底板也可以是这样的嵌合结构,形成纵向空腔A’(见图2)。
如图11所示是侧板11和底板12回弯结构的另一种形式,其中,侧板11的第三弯折的折边11b与侧板的间隙C大于或等于底板12的第二弯折的折边12b的宽度。这样的回弯结构使得在侧板11和底板12的嵌合过程中,不需要两者从一端穿插嵌合,而只需要将底板12与侧板上下对齐,底板12下落使得第一弯折的折边12b落在侧板11的第二弯折的折边上即可,然后在形成的纵向空腔中插入底梁即可完成侧板11和底板12的组装。这种结构安装更加简单方便,而承载力也能够达到使用要求。
上述外层框体1 和内层框体2的侧板和底板使用厚度3mm的5系铝合金板材。侧板上设置镂空结构D,以此减轻侧板的重量,更重要的是,镂空结构可以减低风阻,提高在高空中工作的本板材成型组合框架结构的稳定性,侧板的镂空面积可以达到侧板正投影面积的50%以上。侧板的镂空结构的孔洞可以制成例如企业名称、标识、产品名称等,通过镂空结构还可以提高产品和企业的辨识度。
板体组合框体的宽度控制在标准板材宽度尺寸范围内。外层框体的底板12的宽度不大于2米,这样可以降低框体制造成本和保证框体结构强度。
本板材成型组合框架结构作为高空吊篮或高空作业平台使用时,跨中集中荷载一般不小于1000kg,底板均布荷载一般不小于200kg/平米,通过计算和选用不同截面及尺寸的底梁和加强横梁,可以保证本框架结构满足作为高空作业平台时所需的集中荷载和均布荷载相关要求。
如果板式框体的长度小于10米,外层框体也可以不安装加强横梁。
底梁和加强横梁一般采用通长的型钢结构,与门架一起承受集中荷载,提高了结构整体的稳定性和承载力,当本结构作为作业平台或人员及设备通道使用,需要较长的框体结构时,可以有两种方法:
其一是:使用两个或以上型钢构成底梁或加强横梁,相邻两根型钢端头相接触地设置。
其二是:在型钢的相邻的连接端之间设置夹板,该夹板通过栓接结构与两根型钢的端部连接成一体,即使用夹板和栓接的方式加长底梁和加强横梁长度,从而将两段框架组合加长为一个更长的作业平台,以适应特殊的应用和作业环境要求!
使用对接的加长连接结构时,要注意两根底梁和/或两根加强横梁的对接接头应错开设置。
还有一种加长框体结构的措施,就是使用多组上述的框体。例如,要制作一个加长的外层框体,可以将前述的两个外层框体1连接起来,其连接方式是:将两组外层框体1对接起来,通过底梁和加强横梁贯穿两组外层框体实现两组外层框体的连接。
在底板上也可以不设置U形加强肋。
本实用新型提供的板材成型组合框架结构。没有焊接结构,方便分拆运输和拼装,可以成倍提高运输效率和降低运输成本。
本实用新型一反现有技术中高空平台或吊篮采用杆状构件通过焊接或螺接等方式组合的惯有设计,提出用板材,特别是采用厚度2-5mm的5系铝合金板材制作平台的侧板和底板,结合在平板上设置加强肋,使得制作的板式框体的强度、刚度和承载力与现有的平台和吊篮相比毫不逊色,但其自身重量却大大降低。本实用新型的伸缩式板材组合框架结构,其中的侧板和底板的连接不用焊接,也不用螺接、铆接,而是采用嵌合结构和穿插底梁的方式连接,形成相互紧密咬合的结构,也是在高空平台和吊篮领域的开创性的设计,这样的结构,起到组成、承载和加强整个框架结构强度的作用,实现了非栓接和非焊接连接方式。板式的侧板起到安全护栏的作用,采用镂空的设计,以降低风阻系数和框体自重。同时,有利于节约因焊接而使用的电能,还可以减少制作场地的污染,有利于环境保护。本板材成型组合框体相比焊接结构同类产品,同样荷载和尺寸要求下,能够大幅提高生产效率,重量更轻,并能降低对生产组装难度和降低对生产人员的技术要求,方便现场检修和高空维修,大幅降低生产成本,提高产品使用寿命,降低自身维修和使用成本,容易通过调整产品尺寸,以适应不同使用环境和性能要求。而且因为没有使用焊接、螺接等结构,对于板材没有任何损伤,也不会出现开裂或螺接松动的危险,可大大提高高空平台吊篮的使用安全性。另外,本实用新型提供的伸缩式板材成型组合框架结构还可以简化现场维修和缺陷修复难度,降低产品生产、运输和使用成本,提高产品使用寿命!本实用新型提供的板材成型中框体,板材成型组合框架结构还具有方便分拆运输和拼装,可以成倍提高运输效率和降低运输成本的特点。本实用新型提供的可伸缩的组合框架,结构设计合理,辊轴结构既可以方便内层框体的拉出和收回,同时可以作为限位结构使用,是一举两得的设计。