CN220149078U - 一种连接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连接结构，包含与第一部件连接的支座(12)、与第二部件连接的连接支架(6)，以及分别与支座(12)和连接支架(6)铰接的旋转轴(11)，其特征在于：所述支座(12)包含两平行立板，左右两立板各设一同轴的轴孔，旋转轴(11)的两端转动架设在左右两轴孔中，连接支架(6)铰接安装在旋转轴(11)的中部；在支座(12)和旋转轴(11)之间还设有限制旋转轴(11)轴向移动的限位装置。本实用新型结构简单、受力合理、重量轻、可靠性好，能满足工程机械中活动连接部位的受力需要及活动自由度要求。

Description

一种连接结构

技术领域

本实用新型涉及一种连接结构，属于工程机械技术领域。

背景技术

在工程机械领域，经常涉及到活动连接结构，其必须要满足被连接部位的多个自由度的活动能力，还需要承受较大的作用力。例如，在移动式起重机的超起装置结构中，钢丝绳与起重臂的连接部位就是典型活动连接结构。

起重臂是移动式起重机的主要部件之一，其由基本臂和若干节可沿起重臂长度方向伸缩的臂组成；超起装置是一种安装在起重臂基本臂前端，用于减小吊重时起重臂变形，平衡其所受轴向力和弯矩的关系，达到提升起重性能的目的；超起装置一般由前平衡装置、桅杆、后平衡装置等主要部件组成，典型结构见图1所示。超起装置2在主臂1与主臂尖端之间设置Y形臂架式超起支臂，以改善主臂1与钢丝拉索的平行几何关系，同时超起支臂与配重相连，形成双三角稳固形式，增加了整机吊臂稳定性，从而提高起重机的性能。

超起钢丝绳3绳头连接在起重臂末节臂头4部或其它对应位置，末节臂头4处安装有吊钩5，连接部位结构如图2所示。其连接结构具有两个方向旋转自由度，其中一个自由度满足超起装置在不同工况下的侧向展开角度，另一自由度则满足起重臂不同臂长下的超起钢丝绳与起重臂轴线所成夹角的变化。图3是主轴8端部与超起钢丝绳3通过连接支架6的连接结构示意图。图4是主轴8端部的受力分析图，在吊重状态下，超起钢丝绳3承受拉力F，通过连接支架6对主轴8的端部产生同样的拉力F，其可分解为垂直于主轴8轴线方向上的分力F1和沿轴线向外的分力F2。分力F1对主轴8产生弯矩，其弯曲应力最大部位在主轴8轴体与端部的连接颈处，同时为满足安装及使用要求，主轴8端部为扁平形状，大大消弱了主轴8连接颈处的抗弯强度，在这种条件下，只能将主轴8主体直径做得比较大，迫使末节臂头结构支座等相关结构同样需要较大的尺寸，使得其它功能部件布置时存在较大困难，整体重量也相应增加；分力F2作用于轴挡板7及相应的固定螺栓上，为满足安装强度需要，固定螺栓数量较多，相关的螺栓孔机加工、装配等工艺过程复杂，要求固定螺栓孔与末节臂头结构支座具有较高的相对精度，给生产过程带来困难，同时，主轴8必须为台阶轴，或轴挡板7处开槽，消弱了主轴8的强度，易产生应力集中。

根据上述分析，超起钢丝绳的拉力最终作用在连接结构上，为满足受力需要，连接结构各部分特别是主轴，即主轴轴径向必须做得比较大。但有些情况下，受臂头自身结构限制，各部分布置比较困难。同时臂头结构尺寸如果增加，自重会增加较多，不符合轻量化设计的要求。

除了在起重机的超起装置中需要上述活动连接结构外，在其他工程机械设备中也大多存在该活类动连接结构，同样存在为满足受力需要而设计较大的主销轴，造成连接结构整体尺寸较大、重量增加等问题。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种结构简单、受力合理、尺寸合适、重量轻、可靠性好，且能满足活动连接部位的受力需要及活动自由度的连接结构。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种连接结构，包含与第一部件连接的支座、与第二部件连接的连接支架，以及分别与支座和连接支架铰接的旋转轴；所述支座包含两平行立板，左右两立板各设一同轴的轴孔，旋转轴的两端转动架设在左右两轴孔中，连接支架铰接安装在旋转轴的中部；在支座和旋转轴之间还设有限制旋转轴轴向移动的限位装置。

进一步的，在旋转轴的中部设有与旋转轴轴线相垂直的安装轴，连接支架的末端套装在安装轴的两端。

进一步的，所述安装轴转动设置在旋转轴的中部的连接孔内，安装轴的上、下两端分别通过设置台肩和安装卡簧限位，确保旋转轴和连接支架之间铰接安装。

进一步的，所述旋转轴的中部呈扁平结构，扁平结构与旋转轴轴体之间通过斜角过渡。

进一步的，所述限位装置包含在旋转轴的一端设置限制其通过支座立板轴孔的台肩部，在旋转轴台肩部一侧的立板上设有限制旋转轴轴向外移的挡轴销。

进一步的，所述限位装置包含在旋转轴的一端设置限制其通过支座立板轴孔的台肩部，另一端设有螺纹，其上旋置有限制旋转轴通过立板轴孔的挡块。

进一步的，所述限位装置包含在旋转轴的一端设置限制其通过支座立板轴孔的台肩部，另一端设有限位销孔，孔内安装限位销防止旋转轴轴向滑动。

进一步的，所述连接结构包含两套或两套以上的支座、连接支架和旋转轴；相邻支座通过与旋转轴同轴的套管连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用双立板结构的支座，旋转轴架设在双立板之间，使铰接在旋转轴中部的连接支架产生的横向拉力通过旋转轴平均分摊至两个立板上，且旋转轴整体的受力状态更加合理，不易产生应力集中的问题；

本实用新型的旋转轴受力状态由原悬臂式单向弯曲状态改进为支架梁式受力，在同样作用力下，旋转轴的最大弯矩更小，轴体上的应力分布更合理，为减小旋转轴轴径，减小相关结构尺寸，降低自重，释放空间提供条件；

本实用新型的旋转轴一端设置台肩部，使连接支架对其产生的轴向分力均由台肩部和立板承担，相比装配形式的轴挡板，其承受轴向载荷的能力更强，可靠性更高；

本实用新型的旋转轴的轴向限位由轴挡板的固定结构改进为旋转轴台肩部加挡轴销、螺纹挡板或限位销的简单限位机构，既满足旋转轴轴向受力要求，又简化了加工制作成本、装配更简单、效率更高。

附图说明

图1为现有起重机起重臂与超起装置的结构示意图。

图2为现有起重臂末节臂头与超起钢丝绳连接部位结构示意图。

图3为现有起重臂末节臂头与超起钢丝绳连接部位受力结构示意图。

图4为现有起重臂末节臂头与超起钢丝绳连接部位受力状态分析图。

图5为本实用新型一种连接结构的结构示意图。

图6为本实用新型一种连接结构的旋转轴结构示意图。

图7为本实用新型一种连接结构的受力结构示意图。

图8为本实用新型一种连接结构的受力状态分析图。

图9为本实用新型一种连接结构的超起装置应用示意图。

图10为本实用新型一种连接结构的两套组合结构示意图。

其中：

基本臂1、超起装置2、超起钢丝绳3、末节臂头4、吊钩5、连接支架6、轴挡板7、主轴8、安装轴9、挡轴销10、旋转轴11、支座12、卡簧13、台肩部14、连接孔15、扁平结构16、斜角17、套管18。

具体实施方式

参见图5，本实用新型涉及的一种连接结构，包含与第一部件连接的支座12、与第二部件连接的连接支架6，以及分别与支座12和连接支架6铰接的旋转轴11，所述支座12包含两平行立板，左右两立板各设一同轴的轴孔，旋转轴11的两端转动架设在左右两轴孔中，连接支架6铰接安装在旋转轴11的中部；在支座12和旋转轴11之间还设有限制旋转轴11轴向移动的限位装置；由于旋转轴11的两端与支座12活动连接，中部与连接支架6活动连接，即安装于支座12的旋转轴11可绕其轴线在一定角度范围内转动，安装于旋转轴11的连接支架6可绕铰接部位在一定角度范围内转动，确保了第一部件和第二部件各自的活动能力；

旋转轴11架设在双立板之间，使铰接在旋转轴11中部的连接支架6产生的横向拉力通过旋转轴11平均分摊至两个立板上，且旋转轴11整体的受力状态更加合理，不易产生应力集中的问题；因此，旋转轴11的受力状态由原悬臂式单向弯曲状态改进为支架梁式受力，在同样作用力下，旋转轴11的最大弯矩更小，轴体上的应力分布更合理，为减小旋转轴11轴径，减小相关结构尺寸，降低自重，释放空间提供条件；

在上述连接结构的基础上，下面结合具体的实施例进行进一步说明：

实施例1

参见图5～7，在旋转轴11的中部设有与旋转轴11轴线相垂直的安装轴9，连接支架6的末端套装在安装轴9的两端；具体的，所述安装轴9转动设置在旋转轴11的中部的连接孔15内，安装轴9的上、下两端分别通过设置台肩和安装卡簧13限位，确保旋转轴11和连接支架6之间铰接安装；

本实施例中，安装轴9与旋转轴11、连接支架6的连接均为活动连接，使连接支架6可沿旋转轴11的轴线方向偏转，确保与连接支架6连接的第二部件的活动能力；在其他实施例中只需确保安装轴9与旋转轴11、连接支架6之间的连接中的任一连接为活动连接，即可实现连接支架6与旋转轴11之间的活动连接，从而确保与连接支架6连接的第二部件的活动自由度；

实施例2

参见图6，所述旋转轴11的中部呈扁平结构16，扁平结构16与旋转轴11轴体之间通过斜角17过渡；在旋转轴11中部设置呈扁平结构16，便于连接支架6与旋转轴11之间的铰接安装，同时缩小安装部位的空间占用；为减少对旋转轴轴体的受力状态的不利影响，防止出现应力集中，在扁平结构16与旋转轴11轴体之间通过设置斜角17进行过渡，从而改善主旋转轴扁平结构的受力状态；

实施例3

参见图5～7，所述限位装置包含在旋转轴11的一端设置限制其通过支座12立板轴孔的台肩部14，在旋转轴11台肩部14一侧的立板上设有限制旋转轴11轴向外移的挡轴销10；限位装置通过旋转轴11台肩部14和挡轴销10限制旋转轴11轴向脱出立板轴孔，其中旋转轴11所受的轴向分力为向右侧的F2，由台肩部14与立板承受，相比装配形式的轴挡板，其承受轴向载荷的能力更强，可靠性更高；除上述利用挡轴销10限制旋转轴11左移外，还可以在其他实施例中利用旋置在旋转轴11右端螺纹上的挡块，或者安装在旋转轴11右端限位孔销内的限位销来实现限制旋转轴11左移的目的(属于常规轴孔类限位结构，未作图示说明)；

实施例4

参见图1和图9，在起重机的超起装置中，超起钢丝绳3绳头连接在末节臂头4部，其连接结构具有两个方向旋转自由度，其中一个自由度满足超起装置在不同工况下的侧向展开角度，另一自由度则满足起重臂不同臂长下的超起钢丝绳与起重臂轴线所成夹角的变化；因此，将本实用新型的连接结构应用于超起钢丝绳绳头连接在末节臂头部，可以大幅改善原有结构的受力状态、简化原有装配结构、提高工作效率；

具体的，参见图10，根据起重机末节臂头4的实际结构，将包含两套支座12、连接支架6和旋转轴11的连接结构安装在超起钢丝绳3绳头和末节臂头4之间，其中相邻支座12通过与旋转轴11同轴的套管18连接，实现两根超起钢丝绳3同时连接末节臂头4，同时，由两套支座12、连接支架6和旋转轴11来分担承受超起钢丝绳3的总拉力，提高了连接结构的可靠性；在其他实施例中还可以使用两套以上的支座12、连接支架6和旋转轴11的连接结构，以满足更大的连接力要求，或符合安装部位的其他具体要求。

另外：需要注意的是，上述具体实施方式仅为本专利的一个优化方案，本领域的技术人员根据上述构思所做的任何改动或改进，均在本专利的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连接结构，包含与第一部件连接的支座（12）、与第二部件连接的连接支架（6），以及分别与支座（12）和连接支架（6）铰接的旋转轴（11），其特征在于：所述支座（12）包含两平行立板，左右两立板各设一同轴的轴孔，旋转轴（11）的两端转动架设在左右两轴孔中，连接支架（6）铰接安装在旋转轴（11）的中部；在支座（12）和旋转轴（11）之间还设有限制旋转轴（11）轴向移动的限位装置。

2.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：在旋转轴（11）的中部设有与旋转轴（11）轴线相垂直的安装轴（9），连接支架（6）的末端套装在安装轴（9）的两端。

3.根据权利要求2所述的连接结构，其特征在于：所述安装轴（9）转动设置在旋转轴（11）的中部的连接孔（15）内，安装轴（9）的上、下两端分别通过设置台肩和安装卡簧（13）限位，确保旋转轴（11）和连接支架（6）之间铰接安装。

4.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：所述旋转轴（11）的中部呈扁平结构（16），扁平结构（16）与旋转轴（11）轴体之间通过斜角（17）过渡。

5.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：所述限位装置包含在旋转轴（11）的一端设置限制其通过支座（12）立板轴孔的台肩部（14），在旋转轴（11）台肩部（14）一侧的立板上设有限制旋转轴（11）轴向外移的挡轴销（10）。

6.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：所述限位装置包含在旋转轴（11）的一端设置限制其通过支座（12）立板轴孔的台肩部（14），另一端设有螺纹，其上旋置有限制旋转轴（11）通过支座（12）立板轴孔的挡块。

7.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：所述限位装置包含在旋转轴（11）的一端设置限制其通过支座（12）立板轴孔的台肩部（14），另一端设有限位销孔，孔内安装限位销防止旋转轴（11）轴向滑动。

8.根据权利要求1所述的连接结构，其特征在于：包含两套或两套以上的支座（12）、连接支架（6）和旋转轴（11）；相邻支座（12）通过与旋转轴（11）同轴的套管（18）连接。