一種加強型臂架及設有該臂架的起重機的製作方法

2023-05-02 19:41:36 1

專利名稱：一種加強型臂架及設有該臂架的起重機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及工程機械技術領域，特別是涉及起重機的臂架。本實用新型還涉及設有所述臂架的起重機。
背景技術：
目前，為滿足國內石油、石化、核電、風電、鋼鐵等大型工程項目中對超大設備的吊裝需求，起重機越來越向超大型發展，其起升高度更高、工作幅度更大、起重能力更強，與此同時，也給設計、生產、運輸、安裝及使用等過程帶來了一系列問題。請參考圖1、圖2、圖3、圖4，圖1是現有履帶起重機的臂架結構示意圖；圖2是圖 1所示臂架的俯視圖；圖3是圖1所示臂架的單節中間臂的結構示意圖；圖4是圖3所示中間臂的端面示意圖。如圖所示，臂架是起重機的重要構件之一，履帶起重機的臂架一般採用由主弦杆 4和腹杆5組成的桁架式結構，包括底節臂1、中間臂2、頂節臂3，各節之間採用銷軸連接， 通過增減中間臂2的數量來實現不同的臂長組合，考慮到組裝的方便性以及不同的工況需要，中間臂長度L 一般較長，如6m、9m或12m。從受力方面來講，臂架屬於雙向壓彎構件，即起重機吊載工作時，臂架在變幅平面和迴轉平面內都承受軸向力和彎矩的作用，因此從臂架截面分析，需要足夠的截面積，以保證臂架截面強度，從而抵抗軸向力的作用，需要足夠的截面寬度B和高度H以保證兩個平面內的慣性矩，從而抵抗彎矩的作用。為了提高臂架的承載能力，最行之有效的辦法就是增大臂架的截面尺寸，而運輸車輛和過路涵洞的高度限制又嚴重製約著截面的增大。為了實現超大噸位設備的吊裝，現階段主要有以下幾種解決方案第一種方案，採用多機協同作業，即用多臺中小型起重機來同時起吊，共同完成超大設備的吊裝任務。這種情況下，對多臺起重機的同步性要求很高，由於每臺起重機都配有單獨的控制系統，再加上載荷分配的問題，現場多機協同作業的安全預度很難保證，危險性很大；而且在這種情況下，只能發揮起重機起吊能力的60% 80%，性能利用率低。第二種方案，使用各種非標型起重機，即單純為了獲得大的起重能力，而專門設計的起重機，通常這種起重機設置在圓形軌道上，超起配重固定不動，具有超強的起重力矩， 但是整車只能以超起配重為中心，在軌道上迴轉變幅，不能帶載行走，而且這種起重機只能在施工現場組裝，裝配拆卸周期長，影響施工進度。另外，圓形軌道對地面的承載力要求極高，通常需要事先對地面進行特殊處理，從而支付額外的附加費用。第三種方案，大量運用拆分裝配技術，將一個超出運輸要求的部件拆分成若干個小部件，再通過裝配連接起來。例如現有方案中的裝配式臂架，即將臂架的主弦杆與腹杆拆分，以滿足運輸要求，轉場就位後再將腹杆與主弦杆通過銷軸裝配成一體。通常情況下，大噸位的臂架長度會達到一百多米，幾百根的腹杆現場裝配，其困難程度可想而知，並且大大增加組裝周期，降低使用效率，同時大量裝配技術的應用也會帶來生產難度以及設計成本的增加。[0010]因此，如何保證臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

實用新型內容本實用新型的第一目的是提供一種加強型臂架。該臂架既具有足夠的承載能力， 又能滿足運輸尺寸要求，為起重機向超大型發展提供了有利條件。本實用新型的第二目的是提供一種設有上述臂架的起重機。為了實現上述第一個目的，本實用新型提供了一種加強型臂架，包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦杆以及位於主弦杆之間的腹杆，各所述主弦杆分別包括至少兩根平行布置的弦杆。優選地，各所述主弦杆分別包括兩根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿寬度方向橫向排列。優選地，各所述主弦杆分別包括兩根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿高度方向縱向排列。優選地，各所述主弦杆分別包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在橫截面上位於角點處，第二弦杆與所述第一弦杆沿高度方向縱向排列，第三弦杆與所述第一弦杆沿寬度方向橫向排列。優選地，各所述主弦杆分別包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。優選地，各所述主弦杆的弦杆之間通過肋板焊接連接。優選地，所述底節臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連接。優選地，各所述主弦杆的弦杆在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。為了實現上述第二個目的，本實用新型還提供了一種起重機，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底節臂與所述下車總成的轉臺相鉸接，所述臂架具體為上述任一項所述的加強型臂架。優選地，具體為超大噸位履帶起重機或輪胎起重機。本實用新型突破傳統設計模式，提供了一種加強型臂架結構，所述臂架採用複合式主弦杆，即各主弦杆分別由兩根、三根、四根甚至更多的弦杆組合而成，以此來代替現有的一根主弦杆，通過複合式主弦杆的規格與臂架截面尺寸的優化組合，在滿足運輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時複合式主弦杆中的單根弦杆規格，比現有的一根主弦杆規格減小，其下料加工難度大大降低。此外，與現有裝配式臂架相比，其生產及裝配難度大大降低，組裝和實用性能大大提高。在一種具體實施方式
中，所述臂架各節之間採用高強度螺栓連接，其重量大大減輕，更加利於臂架工作時各節之間載荷的傳遞，符合構件實際的受力狀態；而採用銷軸連接，技術成熟穩定，可提高裝配效率。本實用新型所提供的起重機設有上述加強型臂架，由於上述加強型臂架具有上述技術效果，具有該加強型臂架的起重機也應具備相應的技術效果。
圖1是現有履帶起重機的臂架結構示意圖；圖2是圖1所示臂架的俯視圖；圖3是圖1所示臂架的單節中間臂的結構示意圖；圖4是圖3所示中間臂的端面示意圖；圖5為本實用新型所提供加強型臂架的第一種具體實施方式
的結構示意圖；圖6為圖5所示加強型臂架的俯視圖；圖7為圖5所示加強型臂架的A-A視圖；圖8為本實用新型所提供加強型臂架的第二種具體實施方式
的截面示意圖；圖9為本實用新型所提供加強型臂架的第三種具體實施方式
的截面示意圖；圖10為本實用新型所提供加強型臂架的第四種具體實施方式
的截面示意圖；圖11為本實用新型所提供起重機的一種具體實施方式
的結構示意圖。圖1至圖4中1.底節臂2.中間臂3.頂節臂4.主弦杆5.腹杆圖5至圖11中10.底節臂 20.中間臂 20-1.主弦杆 20_1_1.第一弦杆 20_1_2.第二弦杆20-1-3.第三弦杆20-2.腹杆20-2-1.上下腹杆20-2-2.左右腹杆30.頂節臂 40.下車總成50.超起配重60.臂架70.超起桅杆
具體實施方式
本實用新型的核心在於提供一種加強型臂架。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，為起重機向超大型發展提供了有利條件。本實用新型的另一核心是提供一種設有上述臂架的起重機。為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明。本文中的「上、下、左、右」等表示方位的用語是基於附圖的位置關係，是為了便於描述，不應將其理解為對保護範圍的絕對限定。此外，本文中的「第一、第二」等用語僅是為了便於描述，以區分具有相同名稱的不同組成部件，並不表示先後或主次關係。請參考圖5、圖6，圖5為本實用新型所提供加強型臂架的第一種具體實施方式
的結構示意圖；圖6為圖5所示加強型臂架的俯視圖。在第一種具體實施方式
中，本實用新型提供的整體式臂架屬於桁架結構，主要由底節臂10、多節中間臂20以及頂節臂30等部件組成，各中間臂20的橫截面尺寸相等。各中間臂20均由主弦杆20-1以及位於主弦杆之間的若干腹杆20-2組成，其中， 第一中間臂、第二中間臂、第三中間臂、第四中間臂在橫截面上呈矩形，具有相同的空間截面尺寸，底節臂10、頂節臂30為變截面的四弦杆空間桁架。上述底節臂10、中間臂20以及頂節臂30的主弦杆端部均設有連接法蘭，兩兩之間經法蘭對接後，通過高強度螺栓連接，其重量大大減輕，更加利於臂架工作時各節之間載荷的傳遞，符合構件實際的受力狀態。當然，除了通過法蘭結構和螺栓進行連接之外，各節臂之間還可以通過銷軸進行連接，與螺栓連接相比，銷軸連接的技術成熟穩定，可提高裝配效率。請參考圖7，圖7為圖5所示加強型臂架的A-A視圖。如圖所示，該加強型臂架的各主弦杆20-1分別由兩根平行布置的弦杆複合而成， 兩根弦杆在橫截面上沿寬度方向橫向排列，並通過橫向的肋板焊接連接，由於弦杆數量增加，因此承載能力也隨之顯著提升。由於主弦杆包含了兩根弦杆，因此腹杆20-2的布局也需要作出調整，具體來講有以下兩種方式第一種是中間臂上下腹杆20-2-1(即水平面內的腹杆)的兩端與主弦杆20-1的第二弦杆20-1-2連接，而左右腹杆20-2-2(即豎平面內的腹杆)的兩端與主弦杆20-1的第一弦杆20-1-1連接，這樣可以獲得最大的橫截面尺寸。第二種是中間臂上下腹杆20-2-1的兩端與主弦杆20-1的第二弦杆20_1_2連接， 而左右腹杆分為兩層，第一層的兩端與第一弦杆20-1-1連接，第二層的兩端與第二弦杆 20-1-2連接，由於存在兩層腹杆，因此結構強度和承載能力要高於上一種方式，但過多的腹杆不僅會增加製造難度和材料成本，而且會導致臂架自重過大，因此，綜合來講，第一種方式更為適宜。此外，弦杆之間不僅可以通過肋板進行連接，也可以保持適當間距僅在兩端由連接部件進行連接。請參考圖8，圖8為本實用新型所提供加強型臂架的第二種具體實施方式
的截面示意圖。如圖所示，與上述第一種具體實施方式
相同，該加強型臂架的各主弦杆20-1也分別包括兩根平行布置的弦杆，不同之處就在於，兩根弦杆在橫截面上沿高度方向縱向排列， 並通過縱向的肋板焊接連接，由於弦杆數量增加，因此承載能力也隨之顯著提升，其腹杆的布置方式具體可參考上文的描述。請參考圖9，圖9為本實用新型所提供加強型臂架的第三種具體實施方式
的截面示意圖。如圖所示，該加強型臂架的各主弦杆20-1分別包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆20-1-1在橫截面上位於角點處；第二弦杆20-1-2與第一弦杆20-1-1沿高度方向縱向排列，並通過縱向的肋板焊接連接；第三弦杆20-1-3與第一弦杆20-1-1沿寬度方向橫向排列，並通過橫向的肋板焊接連接；第二弦杆20-1-2與第三弦杆20-1-3之間通過斜向的肋板焊接連接。中間臂左右腹杆20-2-2的兩端與第二弦杆20-1-2連接，上下腹杆20-2-1的兩端與第三弦杆20-1-3連接，三根弦杆的圓心連線呈三角形，具有十分牢固的穩定性。請參考圖10，圖10為本實用新型所提供加強型臂架的第四種具體實施方式
的截面示意圖。如圖所示，該加強型臂架的各主弦杆20-1分別包括四根平行布置的弦杆，且四根弦杆在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列(也可以理解為分兩列縱向排列)，中間臂的左右腹杆和上下腹杆均位於外側弦杆之間，具體可參考上文的描述。上述中間臂各主弦杆的弦杆採用無縫鋼管制造，可以是圓管、方管、矩形管或其它異型管，其中圓弦杆件抵抗屈曲能力強、風阻力小，且杆件接頭處力的傳遞更加穩定。[0063]當然，除了中間臂20，底節臂10和頂節臂30也可以通過同樣的方式進行加強，由於底節臂10和頂節臂30為變截面的四弦杆空間桁架，因此在具體結構上會有些細微的變化，本領域技術人員可根據實際結構進行設計。從臂架截面分析，通過複合式主弦杆的規格與臂架截面尺寸的優化組合，在滿足運輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時複合式主弦杆中的單根弦杆規格，比現有的一根主弦杆規格減小，其下料加工難度大大降低。此外，與現有裝配式臂架相比，其生產及裝配難度大大降低，組裝和實用性能大大提高。這裡需要說明的是，本實用新型提供的是一種主弦杆有多根弦杆複合而成的臂架，其各弦杆的實際尺寸與起重機額定負載等因素相關，設計人員可按照臂架設計流程進行精確的計算和控制，這裡不做具體限定。此外，本文對臂架中間臂的數量也不做限定，根據起重機負載能力的不同，可進一步增加或減小。上述四種主弦杆的複合方式僅是優選方案，其具體結構並不局限於此，在此基礎上可根據實際情況作出具有針對性的調整，從而得到不同的加強型臂架。由於可能實現的方式較多，為節約篇幅，本文就不再一一舉例說明。請參考圖11，圖11為本實用新型所提供起重機的一種具體實施方式
的結構示意圖。除了上述整體式臂架，本實用新型還提供了一種起重機，包括下車總成40、超起配重50、臂架60以及超起桅杆70，所述臂架60的底節臂與所述下車總成40的轉臺相鉸接， 所述臂架60具體採用上文所述的加強型臂架結構，可以實現起升、變幅、迴轉和帶載行走全部動作，最大程度體現其實用性能，其餘結構請參閱現有技術，本文不再贅述。上述起重機具體可以為超大噸位起重機，採用技術成熟穩定的履帶或輪胎式行走裝置，不僅控制性能和安全性能可以得到有效保證，而且接地比壓小，地面環境適應性極強，不會增加額外的設計和使用費用。以上對本實用新型所提供的起重機及加強型臂架進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用於幫助理解本實用新型的核心思想。應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
權利要求1.一種加強型臂架，包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦杆以及位於主弦杆之間的腹杆，其特徵在於，各所述主弦杆分別包括至少兩根平行布置的弦杆。
2.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆分別包括兩根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿寬度方向橫向排列。
3.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆分別包括兩根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿高度方向縱向排列。
4.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆分別包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在橫截面上位於角點處，第二弦杆與所述第一弦杆沿高度方向縱向排列，第三弦杆與所述第一弦杆沿寬度方向橫向排列。
5.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆分別包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。
6.根據權利要求1至5任一項所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆的弦杆之間通過肋板焊接連接。
7.根據權利要求6所述的加強型臂架，其特徵在於，所述底節臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連接。
8.根據權利要求7所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦杆的弦杆在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。
9.一種起重機，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底節臂與所述下車總成的轉臺相鉸接，其特徵在於，所述臂架具體為上述權利要求1至8任一項所述的加強型臂架。
10.根據權利要求9所述的起重機，其特徵在於，具體為超大噸位履帶起重機或輪胎起重機。
專利摘要本實用新型公開了一種加強型臂架，包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦杆以及位於主弦杆之間的腹杆，各所述主弦杆分別包括至少兩根平行布置的弦杆。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，為起重機向超大型發展提供了有利條件。本實用新型還公開了設有上述加強型臂架的起重機。
文檔編號B66C23/70GK201999659SQ20112006844
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月15日 優先權日2011年3月15日
發明者餘欽偉, 孫麗, 崔丹丹, 陳衛東 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司建設機械分公司