CN216105642U - 一种轻量化起重机小车架 - Google Patents

Abstract

一种轻量化起重机小车架，由碳纤维树脂复合材料一体成型，碳纤维树脂复合材料的预制体由碳纤维束立体编织而成，碳纤维树脂复合材料的基体为环氧树脂和固化剂，环氧树脂与固化剂以10：3的比例混合后，采用真空RTM工艺与预制体进行复合，形成一体成型的小车架。本实用新型的小车架由碳纤维树脂复合材料一体成型，省去了原有小车架的各种组成部件，而且碳纤维树脂复合材料的比强度远高于钢材，因此能够大幅降低小车架的自重，这对于起重机主梁的减负和轻量化，具有重大的意义。此外，碳纤维树脂复合材料的预制体由碳纤维束立体编织而成，相比于纤维布缠绕的方法，立体编织的预制体具有更高的交织连接强度和整体性，也更容易实现特异形状的构建。

Description

一种轻量化起重机小车架

技术领域

本实用新型涉及起重机领域，尤其是涉及一种轻量化起重机小车架。

背景技术

目前我国起重机领域在轻量化方面与国外相比还有很大的提升空间，作为桥式、门式起重机的主要部件，起重机小车有着巨大的减重潜力，而起重机小车架的减重是起重机轻量化设计的关键所在。目前我国生产的小车架多由端梁、横梁及多个小筋板焊接而成，这种车架部件多、质量大，不利于一体化制造。

实用新型内容

为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种轻量化起重机小车架，采用如下技术方案：

一种轻量化起重机小车架，小车架由碳纤维树脂复合材料一体成型，碳纤维树脂复合材料的预制体由碳纤维束立体编织而成；小车架包括横梁和纵梁，横梁和纵梁呈H形结构或矩形结构；在横梁的两端设有用于安装车轮组件的凹槽。

进一步地改进技术方案，在横梁和纵梁之间设有倒圆。

进一步地改进技术方案，横梁和纵梁的横截面为矩形、或为空心矩形。

进一步地改进技术方案，横梁和纵梁的横截面为H形、或为槽型。

进一步地改进技术方案，碳纤维树脂复合材料的基体为环氧树脂和固化剂。

由于采用上述技术方案，相比背景技术，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型的小车架由碳纤维树脂复合材料一体成型，省去了原有小车架的各种组成部件，而且碳纤维树脂复合材料的比强度远高于钢材，因此能够大幅降低小车架的自重，这对于起重机主梁的减负和轻量化，具有重大的意义。

此外，碳纤维树脂复合材料的预制体由碳纤维束立体编织而成，相比于纤维布缠绕的方法，立体编织的预制体具有更高的交织连接强度和整体性，也更容易实现特异形状的构建。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1预制体中织物单元的局部放大图。

图3为图1中A-A的剖面结构示意图。

图中：1、横梁；2、纵梁；3、预制体；31、经纱；32、纬纱；4、基体。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

一种轻量化起重机小车架，如图1所示，小车架包括两根横梁1和一根纵梁2，横梁1和纵梁2呈H形结构。纵梁2用来连接两根横梁1，两根横梁1用来安装车轮和卷扬机，小车架承载着卷扬机的起重重量。值得注意的是，小车架也可以由两根横梁1和两根纵梁2组成，两根横梁1和两根纵梁2呈矩形结构，矩形结构相比H形结构，具有更好的刚性和强度。

为了解决背景技术中的问题，本小车架由碳纤维树脂复合材料一体成型，碳纤维树脂复合材料的预制体3由碳纤维束立体编织而成，碳纤维树脂复合材料的基体4为环氧树脂和固化剂，环氧树脂与固化剂以10：3的比例混合后，采用真空RTM工艺与预制体3进行复合，形成一体成型的小车架。

碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维是一种力学性能优异的新材料，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料的抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7-9倍，抗拉弹性模量为23000-43000Mpa，高于钢。碳纤维树脂复合材料的比强度，即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢要高。因此，使用碳纤维树脂复合材料的小车架能够大幅降低自重，这对于起重机主梁的减负和轻量化，具有重大的意义。

常见的碳纤维树脂复合材料制成品，如自行车车架的管件，其预制体3由碳纤维布缠绕而成，在预制体3上复合由环氧树脂和固化剂组成的基体4。但是对于呈H形的小车架来说，如果预制体3还采用碳纤维布缠绕的方法，会使碳纤维布产生断层和缠绕不连续的情况，特别是在横梁1和纵梁2的连接处，会造成强度上急剧降低。

授权号为CN 209243320 U的专利公开了一种基于空间群P4mm对称性的三维双向角联锁织物。如图2所示，该专利通过经纱31和纬纱32的相互交织，实现了碳纤维束的立体编织。相比于纤维布缠绕的方法，立体编织的预制体3具有更高的交织连接强度和整体性，也更容易实现特异形状的构建。

如图1所示，对于本小车架来说，该立体编织方法很容易实现在横梁1和纵梁2之间构建倒圆结构，以加强横梁1与纵梁2连接处的强度，还在横梁1的两端设有用于安装车轮组件的凹槽。由于碳纤维树脂复合材料具有可机加工性，可在安装结构的筋板部开设连接孔以连接车轮组件。

如图3所示，该立体编织方法还可根据设计的要求，将横梁1和纵梁2的横截面构建为矩形、 H形，或其他的形状。在强度富裕的情况下，横梁1和纵梁2也可以是空心的，这样能够减少碳纤维树脂复合材料的使用量，降低生产成本。

值得注意的是，本小车架的横梁1和纵梁2，不仅限于H形的结构，还可以是矩形结构或其他的形状结构，这根据设计需要而定，在此不再累述。

本实用新型未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种轻量化起重机小车架，其特征是：小车架由碳纤维树脂复合材料一体成型，碳纤维树脂复合材料的预制体由碳纤维束立体编织而成；小车架包括横梁和纵梁，横梁和纵梁呈H形结构或矩形结构；在横梁的两端设有用于安装车轮组件的凹槽。

2.如权利要求1所述的一种轻量化起重机小车架，其特征是：在横梁和纵梁之间设有倒圆。

3.如权利要求1所述的一种轻量化起重机小车架，其特征是：横梁和纵梁的横截面为矩形、或为空心矩形。

4.如权利要求1所述的一种轻量化起重机小车架，其特征是：横梁和纵梁的横截面为H形、或为槽型。

5.如权利要求1所述的一种轻量化起重机小车架，其特征是：碳纤维树脂复合材料的基体为环氧树脂和固化剂。

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