專利名稱：新型起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
新型起重機技術(shù)領(lǐng)域本新型起重機是移動式起重機。
背景技術(shù)：
目前使用的移動式起重機，按起重臂分類有桁架結(jié)構(gòu)和箱型伸縮臂 結(jié)構(gòu)。桁架結(jié)構(gòu)多采用履帶或輪式車輛作為承載運輸工具，箱型伸縮臂結(jié)構(gòu)采用輪式車輛 作為承載運輸工具。大型起重機大多數(shù)為桁架結(jié)構(gòu)起重機，但是需要龐大的車隊運輸桁架起重臂，配 重鐵、甚至把履帶機分解運輸，到達施工現(xiàn)場，需要把所有部件組裝起來，費時費力，需要很 多人一起完成，還需要另一臺起重機幫忙組裝，而轉(zhuǎn)移新的施工現(xiàn)場，又得全部分解運輸?shù)?新的施工現(xiàn)場，再從新組裝，這種桁架結(jié)構(gòu)雖然起重量大，但不適合場地隨時變化的工作環(huán) 境，到達現(xiàn)場不能迅速投入工作，箱型伸縮臂起重機多節(jié)起重臂套裝在一起，體積小，通過液壓缸的活塞運動調(diào)整 臂架的伸縮和幅度，除了配重鐵，所有組件都安裝在同一輪式車輛上，不需要龐大的車隊和 很多的工作人員，到達現(xiàn)場能夠馬上投入工作，省時省力。轉(zhuǎn)移工作場地及其迅速，但隨著 起重重量的增加，起重臂必須滿足一定的強度，剛度，和穩(wěn)定性的要求，因此起重臂造得越 來越大，越來越重，還需要克服自身重量，直接影響到起重重量，而承載承載運輸車輛體積 越來越大，重量越來越重，造價越來越高，與起重重量是不成比例的，而同等起重重量的的 桁架結(jié)構(gòu)起重臂相比箱型伸縮臂結(jié)構(gòu)要輕得多，因此桁架結(jié)構(gòu)起重臂可制成大起重重量的起重機。兩種結(jié)構(gòu)起重臂起重重量有這么大的反差，我們從力學角度分析，桁架結(jié)構(gòu)起重 臂，使用鋼絲繩斜拉變幅，只承受軸向的壓應力，而箱型結(jié)構(gòu)起重臂液壓缸變幅，起重臂不 但要承受軸向的壓應力，還要承受重物和自重在垂直起重臂方向?qū)ζ鹬乇鬯a(chǎn)生的彎矩， 對長徑比很大的起重臂，起重臂所產(chǎn)生的彎矩起主導作用。發(fā)明內(nèi)容本實用新型起重機綜合了兩種起重臂的優(yōu)點，保持了箱型伸縮臂，液壓 變幅起重機的優(yōu)點，便于轉(zhuǎn)移工作場地，投入工作迅速，省時省力，不需要很多的工作人員 和龐大的運輸車隊，又保持了桁架起重機結(jié)構(gòu)的特點，較液壓變幅起重機可成倍的增加起 重重量，在同樣起重重量的起重機，可大幅降低起重臂的重量，降低承載車輛的重量，可制 造大型起重機。本實用新型起重機所采用的技術(shù)方案是箱型伸縮臂結(jié)構(gòu)起重臂，液壓伸縮，鋼絲 繩拉動起重臂變幅，而改變箱型起重臂的受力，使起重臂只承受軸向的壓應力，而不承受重 物和自重在垂直起重臂方向?qū)ζ鹬乇鬯a(chǎn)生的彎矩。但鋼絲變幅結(jié)構(gòu)又不同于桁架結(jié)構(gòu)， 由于桁架每節(jié)長度固定，組裝后長度固定，因此鋼絲繩的長度固定，但箱型伸縮臂起重臂的 長度不固定，隨著工作環(huán)境改變，不能采用桁架起重臂的固定鋼絲繩變幅，必須鋼絲繩的 長度可變。本實用新型起重機是在起重臂的最末一節(jié)的前部安裝一個定滑輪組，回轉(zhuǎn)平臺 上面有一框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)上方安裝一個定滑輪組，框架結(jié)構(gòu)上鉸接一個液壓油缸，框 架結(jié)構(gòu)比起重臂寬，也比起重臂全部收回時略長，可放在起重臂的兩側(cè)，用鋼絲繩穿過框架 上的定滑輪組和起重臂前面的定滑輪組，通過卷揚機拉動鋼絲繩改變上下兩個定滑輪組之 間的距離，或通過液壓油缸調(diào)整框架結(jié)構(gòu)的相對回轉(zhuǎn)平臺角度，來達到變幅。這樣起重臂的
3長度變化時，兩個滑輪組之間的距離可調(diào)整，已適應起重臂長度的變化。起重機基本臂鉸接在回轉(zhuǎn)平臺上，多節(jié)伸縮臂套裝在基本臂內(nèi)，起重臂內(nèi)裝有液 壓油缸推動多節(jié)伸縮臂伸縮，液動卷揚機裝在回轉(zhuǎn)平臺內(nèi)，框架結(jié)構(gòu)鉸接在回轉(zhuǎn)平臺上，頂 部連接一連桿或鋼絲繩固定于回轉(zhuǎn)平臺上，框架結(jié)構(gòu)比起重臂寬，也比起重臂全部收回時 略長，可放在基本臂的兩側(cè)，不占太大空間，也不增加高度，便于運輸，框架結(jié)構(gòu)上方安裝有 一個定滑輪組，框架結(jié)構(gòu)與回轉(zhuǎn)平臺成一定角度，框架結(jié)構(gòu)、拉桿(鋼絲繩)、回轉(zhuǎn)平臺組成 一個三角形結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)上鉸接一個液壓油缸，在起重臂最末一節(jié)的前部(上部或側(cè)面) 增加一個定滑輪組，鋼絲繩穿過框架結(jié)構(gòu)定滑輪組和起重臂最末一節(jié)新加的定滑輪組，組 成滑輪組系，通過卷揚機收縮或放開鋼絲繩來改變上下兩個滑輪組之間的距離，來改變起 重臂的仰角變幅，或通過液壓油缸調(diào)整滑輪組系相對于回轉(zhuǎn)平臺的角度來調(diào)整起重臂的變 幅，在伸縮起重臂時，兩個定滑輪組的距離可隨時調(diào)整，而不影響鋼絲繩對起重高度的限 制，也不影響起重臂的變幅，而桁架結(jié)構(gòu)起重機在增加或減少起重臂長度時，需要把起重臂 放置在地面，中間分解后，增加或減少起重臂的節(jié)數(shù)，變幅鋼絲繩也得增加或減少，增加或 減少的長度是固定值，而新型起重機克服了這個缺點，可以是任意的長度，下面通過數(shù)學計算來說明(以

圖1為例)某一種起重機，起重臂為箱型伸縮臂結(jié)構(gòu)，液壓伸縮，基本臂為500mm正方形結(jié) 構(gòu)，厚度為5mmQ235-A鋼材，長度為11米，三節(jié)伸縮臂采用同樣的鋼材，長度也為11米，全 伸出長度為41米，(每節(jié)伸出長度10米)
(1)采用液壓油缸變幅(圖4)
(2)采用鋼絲繩拉動起重臂變幅(如圖1、2、3) 計算最大仰角80°伸縮臂全出的起重重量
基本臂質(zhì)量 ρ V = 7. 8 X IO3 (0. 52-0. 492) = 949. 42kg 第一節(jié)伸縮臂 P V = 7. 8 X IO3 (0. 492-0. 482) = 832. 26kg 第二節(jié)伸縮臂 P V = 7. 8 X IO3 (0. 482-0. 472) = 815. IOkg 第三節(jié)伸縮臂 PV = 7. 8 X IO3 (0. 472-0. 462) = 797. 94kg 總質(zhì)量是3294. 72kg
(l)a.軸向力 材質(zhì)最大應力235MPa Fl = mgcoslO0 = 0. 9848mg
2
面積按最小伸縮臂面積計算=S = 0 . 472-0 . 462 = 0 . 00 9 3m: 自重產(chǎn)生的力 F2 = 3294. 72XgXcoslO。= 3244. 64g σ = (Fl+F2)/S = (0. 9848mg+3244. 64g) /0. 0093 = 235 X IO6 m = 223. 157X 103kg = 223. 157 噸 b.彎矩
重物作用于起重臂垂直方向的力Fl = mgsinlO。= 0. 1730mg 自重作用于起重臂垂直方向的力F2 = mgsinlO。= 3294. 72X9.8 0. 1730 = 5585. 87
最大彎矩產(chǎn)生于支點5. 5米處，F(xiàn)l力矩長度為35. 5米F2力矩長度為15米 M = FlX35. 5+F2X 15 = 60. 1867Xg+5585. 87X15 = 60. 1867m+83788. 025
4[0033]I = / y2dA = + = 4. 043 X 1(Γ4W = I/ymax = (4. 043 X 1(Γ4) /0. 25 = 1. 6172 X 1(Γ3σ = M/ff = (60. 1867m+83788. 025)/1. 61721(Γ3m = 4. 922 X 103kg = 4. 922 噸計算可看出彎矩在起重作業(yè)中起主導作用，雖然起重臂的形狀目前有橢圓形和多 邊形，但受金屬強度的限制，起重重量增加有限(2)軸向力Fl = mgsinl0° /tg α +mg coslO。= 0. 6700mg+0. 9848mg = 1. 6548mgF2 = 3294. 72XgXcoslO° = 3244. 64g = 31797. 48I = 4. 043 X IO-4i = V (I/A) = V (4. 043X 1(Γ4)/0· 0093 = VO. 04347 = 0. 2085λ = μ 1/1 = 1X41/0. 2085 = 196. 64λ > ( λ ρ = 100)ocr= π2Ε/λ2 = (3. 142Χ2Χ 105)/(196. 64)2 = 51MPa起重臂在沒有達到軸向力235MPa的極限時已經(jīng)失穩(wěn)，因此計算起重重量時，應按 失穩(wěn)時的應力計算.Σ cr = (F1+F2)/S = (1. 6548mg+31797. 48)/0. 0093 = 51XIO6m = 27286kg = 27. 286 噸兩種起重機變幅結(jié)構(gòu)的起重重量比27. 286/4. 922 = 5. 54倍從計算可看出本實用新型起重機的起重重量是液壓變幅起重機的起重重量 5. 54倍，因此本實用新型起重機更適于制造大型的伸縮臂箱型起重機，而有箱型伸縮臂液 壓變幅起重機的優(yōu)點，而對于相同起重重量的起重機本實用新型可減輕起重臂的重量，減 輕承載車輛的重量，可節(jié)約大量資金本計算是在80°最大仰角計算得出的結(jié)論，而在低于實用新型起重機80°仰角 彎矩會變得更大，起重重量將會減少，本實用新型起重機起重重量減少的幅度相比要小。計算最大仰角60°伸縮臂全出的起重重量(l)oCr= (mgXO. 5X35. 5+3294. 72X. 5X 15X9. 8)/l. 617210-3= 235 X IO6= (173. 95m+242161. 92)/1. 617210-3 = 235X 106m = 792. 64kg(2) ocr = F/S = [ (0. 816mg+0. 5mg/tg α ) +3294. 72X9. 8X0. 866] /0. 0093= (27. 46m+27961. 63) /0. 0093 = 51 X IO6m = 16254kg = 16. 254 噸兩種起重機變幅結(jié)構(gòu)的起重重量比16. 254/0. 793 = 20. 4倍從計算可看出本實用新型起重機具有更大的起重重量。計算最大起重重量(80°仰角不伸出伸縮臂)(1)彎矩重物作用于起重臂垂直方向的力Fl = mgsinl0° = 0. 1730mg = 1. 6954m[0066]自重作用于起重臂垂直方向的力F2 = mgsinl0° = 3294. 72X9. 8X0. 1730 = 5585. 87最大彎矩產(chǎn)生于支點5. 5米處，F(xiàn)l力矩長度為11米F2力矩長度為0米M = FlXll = 1. 6954mXll = 18. 65mI = f y2dA = + = 1. 4772 X 1(Γ3W = I/ymax = (1. 4772 X 1(Γ3) /0. 25 = 5. 9088 X 1(Γ3σ = M/ff = 18. 65m/5. 9088 X 1(Γ3 = 235 X IO6m = 74. 454X 103kg = 74. 454 噸(2)軸向力Fl = mgsinl0° /tg α +mg coslO。= 0. 6700mg+0. 9848mg = 1. 6548mgF2 = 3294. 72XgXcoslO° = 3244. 64g = 31797. 48I = 1. 4772X1CT3A = O. 52-0. 462 = 0. 0384m2i = V (I/A) = V (1. 4772 X IO-3) /0. 0384 = VO. 03847 = 0. 196λ = μ 1/1 = 1X11/0. 196 = 56. 12λ < (λρ = 100)σ cr = a-b λ 2 = 2 3 5-0 . 00 6 68 X 56. 122 = 2 1 3 . 96MPaocr= (1. 6548mg+31797. 48) /0. 0384 = 213. 96 X IO6m = 504670. 8kg = 504. 67 噸兩種起重機變幅結(jié)構(gòu)的起重重量比504. 67/74. 454 = 6. 778倍從上面計算可看出，新型起重機比液壓變幅起重機可成倍的增加起重重量，可在 起重臂的四面用可調(diào)節(jié)長度的鋼絲繩拉住(如圖六)起重臂，可增加起重臂的穩(wěn)定性，還可 在已增加的起重重量倍數(shù)上再增加起重重量。本新型起重機的有益效果是，1、新型起重機相對于液壓起重機可成倍的增加起重重量，可多創(chuàng)造利潤。2、相比同起重重量的液壓變幅的起重機，起重臂的重量減輕，承載車輛重量減輕， 節(jié)約建造成本，節(jié)約資金。3、可建造大型起重機，占有桁架結(jié)構(gòu)起重機的市場，為企業(yè)多創(chuàng)造利潤。4、本新型起重機可用液壓變幅起重機改造。5、本新型起重機結(jié)構(gòu)簡單，起重重量大，工作效率高。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1、2、3鋼絲繩拉動起重臂變幅結(jié)構(gòu)新型起重機的不同結(jié)構(gòu)。圖4液壓變幅起重機。圖5新型起重機受力分析。圖6液壓變幅起重機受力分析。圖7增加起重臂穩(wěn)定性鋼絲繩結(jié)構(gòu)。在圖中1、起重鋼絲繩2、起重鉤3、變幅鋼絲繩4、連桿5、起重臂6、卷揚機7、卷揚
6機8、回轉(zhuǎn)平臺9、框架結(jié)構(gòu)10、液壓油缸11、起重鋼絲繩12、定滑輪組13、定滑輪組14、連桿 15、滑輪16、滑輪17、鉸接件18、鉸接件19、液壓油缸20、連桿21、連桿22、連桿23、支撐連 桿24、起重臂25、鋼絲繩
具體實施方式
在圖1中，框架結(jié)構(gòu)(9)鉸接件(18)鉸接在回轉(zhuǎn)平臺⑶上，框架結(jié)構(gòu)(9)用連 桿(4)固定在回轉(zhuǎn)平臺(18)上，液壓油缸(10)連接在框架結(jié)構(gòu)(9)和回轉(zhuǎn)平臺(8)之間， 框架結(jié)構(gòu)(9)上面安裝一個定滑輪組(12)，在起重臂的最前端用連桿(14)連接一個定滑輪 組(13)，鋼絲繩(3)穿過定滑輪組(12)定滑輪組(13)，通過卷揚機(6)卷動鋼絲繩(3)調(diào) 整定滑輪組(12)定滑輪組(13)之間的距離實現(xiàn)變幅，還可調(diào)整液壓油缸(10)來調(diào)整框架 結(jié)構(gòu)(9)相對于回轉(zhuǎn)平臺(8)繞鉸接件(18)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)變幅。在圖2所示的另一個實施例中，框架結(jié)構(gòu)(9)通過鉸接件(18)鉸接于液壓油缸 (19)的上部，液壓油缸(19)鉸接在回轉(zhuǎn)平臺(8)上，框架結(jié)構(gòu)(9)用連桿(20)和連桿 (21)用同一個鉸接件(22)鉸接在在回轉(zhuǎn)平臺(8)上，框架結(jié)構(gòu)(9)上面安裝一個定滑輪 組(12)，在起重臂的最前端用連桿(14)連接一個定滑輪組(13)，鋼絲繩(3)穿過定滑輪組 (12)定滑輪組(13)通過卷揚機(6)卷動鋼絲繩(3)調(diào)整定滑輪組(12)定滑輪組(13)之 間的距離實現(xiàn)變幅，還可調(diào)整液壓油缸(10)來調(diào)整框架結(jié)構(gòu)(9)和連桿(20)與連桿(21) 組成的三角型結(jié)構(gòu)繞鉸接件(22)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)變幅。在圖3所示的另一個實施例中，框架結(jié)構(gòu)(9)和液壓油缸(19)通過鉸接件(18)鉸 接于起重臂(5)基本臂上，框架結(jié)構(gòu)(9)和起重臂(5)基本臂用連桿(22)連接，框架結(jié)構(gòu) (9)上面安裝一個定滑輪組(12)，在起重臂的最前端用連桿(14)連接一個定滑輪組(13)， 鋼絲繩(3)穿過定滑輪組(12)定滑輪組(13)，調(diào)整液壓油缸(19)來調(diào)整框架結(jié)構(gòu)(9)和 起重臂(5)基本臂和連桿(22)組成的三角型結(jié)構(gòu)繞鉸接件(17)轉(zhuǎn)動實現(xiàn)變幅。必須保證 起重臂(5)不能產(chǎn)生彎矩。在圖7中，起重臂(24)通過支撐桿(23)和鋼絲繩(25)拉住每一節(jié)起重臂，可增 加起重臂的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求一種新型起重機，其特征是采用鋼絲繩拉動起重臂變幅，在起重臂的最末一節(jié)的前部安裝一個定滑輪組，回轉(zhuǎn)平臺上面有一框架結(jié)構(gòu)，在框架結(jié)構(gòu)上方安裝一個定滑輪組，框架結(jié)構(gòu)上鉸接一個液壓油缸，框架結(jié)構(gòu)比起重臂寬，也比起重臂全部收回時略長，可放在起重臂的兩側(cè)，用鋼絲繩穿過框架上的定滑輪組和起重臂前面的定滑輪組，通過卷揚機拉動鋼絲繩改變上下兩個定滑輪組之間的距離，或通過液壓油缸調(diào)整框架結(jié)構(gòu)的相對回轉(zhuǎn)平臺角度，來達到變幅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型起重機，其特征是框架結(jié)構(gòu)鉸接在回轉(zhuǎn)平臺上，頂部連 接一連桿或鋼絲繩固定于回轉(zhuǎn)平臺上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型起重機，其特征是起重臂的四面用鋼絲繩斜拉。
專利摘要新型起重機，采用鋼絲繩拉動起重臂變幅，在起重臂的最末一節(jié)的前部安裝一個定滑輪組，回轉(zhuǎn)平臺上有一框架結(jié)構(gòu)，在框架上方安裝一個定滑輪組，框架結(jié)構(gòu)上鉸接一個液壓油缸，框架結(jié)構(gòu)比起重臂寬，也比起重臂全部收回時略長，可放在起重臂的兩側(cè)，用鋼絲繩穿過框架上的定滑輪組和起重臂前面的定滑輪組，通過卷揚機拉動鋼絲繩改變上下兩個定滑輪組之間的距離，或通過液壓油缸調(diào)整框架結(jié)構(gòu)的相對回轉(zhuǎn)平臺角度，來達到變幅，因為上下兩個滑輪組的距離可變，不影響起重臂的伸縮，鋼絲繩拉動起重臂變幅，使起重臂只承受軸向壓應力，不承受重物或自重作用起重臂垂直方向上彎矩，可成倍增加起重重量。
文檔編號B66C23/693GK201647854SQ200920153330
公開日2010年11月24日 申請日期2009年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月14日
發(fā)明者張洪偉 申請人:張洪偉