專利名稱：一種加強(qiáng)型臂架及設(shè)有該臂架的起重機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及起重機(jī)的臂架。本實用新型還涉及設(shè)有所述臂架的起重機(jī)。
背景技術(shù)：
目前，為滿足國內(nèi)石油、石化、核電、風(fēng)電、鋼鐵等大型工程項目中對超大設(shè)備的吊裝需求，起重機(jī)越來越向超大型發(fā)展，其起升高度更高、工作幅度更大、起重能力更強(qiáng)，與此同時，也給設(shè)計、生產(chǎn)、運(yùn)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(xiàn)有履帶起重機(jī)的臂架結(jié)構(gòu)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(jié)中間臂的結(jié)構(gòu)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(jī)的重要構(gòu)件之一，履帶起重機(jī)的臂架一般采用由主弦桿 4和腹桿5組成的桁架式結(jié)構(gòu)，包括底節(jié)臂1、中間臂2、頂節(jié)臂3，各節(jié)之間采用銷軸連接， 通過增減中間臂2的數(shù)量來實現(xiàn)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，臂架屬于雙向壓彎構(gòu)件，即起重機(jī)吊載工作時，臂架在變幅平面和回轉(zhuǎn)平面內(nèi)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(qiáng)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(nèi)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(yùn)輸車輛和過路涵洞的高度限制又嚴(yán)重制約著截面的增大。為了實現(xiàn)超大噸位設(shè)備的吊裝，現(xiàn)階段主要有以下幾種解決方案第一種方案，采用多機(jī)協(xié)同作業(yè)，即用多臺中小型起重機(jī)來同時起吊，共同完成超大設(shè)備的吊裝任務(wù)。這種情況下，對多臺起重機(jī)的同步性要求很高，由于每臺起重機(jī)都配有單獨(dú)的控制系統(tǒng)，再加上載荷分配的問題，現(xiàn)場多機(jī)協(xié)同作業(yè)的安全預(yù)度很難保證，危險性很大；而且在這種情況下，只能發(fā)揮起重機(jī)起吊能力的60% 80%，性能利用率低。第二種方案，使用各種非標(biāo)型起重機(jī)，即單純?yōu)榱双@得大的起重能力，而專門設(shè)計的起重機(jī)，通常這種起重機(jī)設(shè)置在圓形軌道上，超起配重固定不動，具有超強(qiáng)的起重力矩， 但是整車只能以超起配重為中心，在軌道上回轉(zhuǎn)變幅，不能帶載行走，而且這種起重機(jī)只能在施工現(xiàn)場組裝，裝配拆卸周期長，影響施工進(jìn)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(jìn)行特殊處理，從而支付額外的附加費(fèi)用。第三種方案，大量運(yùn)用拆分裝配技術(shù)，將一個超出運(yùn)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(xiàn)有方案中的裝配式臂架，即將臂架的主弦桿與腹桿拆分，以滿足運(yùn)輸要求，轉(zhuǎn)場就位后再將腹桿與主弦桿通過銷軸裝配成一體。通常情況下，大噸位的臂架長度會達(dá)到一百多米，幾百根的腹桿現(xiàn)場裝配，其困難程度可想而知，并且大大增加組裝周期，降低使用效率，同時大量裝配技術(shù)的應(yīng)用也會帶來生產(chǎn)難度以及設(shè)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(yùn)輸尺寸要求，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的第一目的是提供一種加強(qiáng)型臂架。該臂架既具有足夠的承載能力， 又能滿足運(yùn)輸尺寸要求，為起重機(jī)向超大型發(fā)展提供了有利條件。本實用新型的第二目的是提供一種設(shè)有上述臂架的起重機(jī)。為了實現(xiàn)上述第一個目的，本實用新型提供了一種加強(qiáng)型臂架，包括底節(jié)臂、頂節(jié)臂以及位于所述底節(jié)臂和頂節(jié)臂之間的至少一節(jié)中間臂，各所述中間臂為桁架式結(jié)構(gòu)，包括主弦桿以及位于主弦桿之間的腹桿，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。優(yōu)選地，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列。優(yōu)選地，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列。優(yōu)選地，各所述主弦桿分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿在橫截面上位于角點處，第二弦桿與所述第一弦桿沿高度方向縱向排列，第三弦桿與所述第一弦桿沿寬度方向橫向排列。優(yōu)選地，各所述主弦桿分別包括四根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。優(yōu)選地，各所述主弦桿的弦桿之間通過肋板焊接連接。優(yōu)選地，所述底節(jié)臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節(jié)臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連接。優(yōu)選地，各所述主弦桿的弦桿在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。為了實現(xiàn)上述第二個目的，本實用新型還提供了一種起重機(jī)，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅桿，所述臂架的底節(jié)臂與所述下車總成的轉(zhuǎn)臺相鉸接，所述臂架具體為上述任一項所述的加強(qiáng)型臂架。優(yōu)選地，具體為超大噸位履帶起重機(jī)或輪胎起重機(jī)。本實用新型突破傳統(tǒng)設(shè)計模式，提供了一種加強(qiáng)型臂架結(jié)構(gòu)，所述臂架采用復(fù)合式主弦桿，即各主弦桿分別由兩根、三根、四根甚至更多的弦桿組合而成，以此來代替現(xiàn)有的一根主弦桿，通過復(fù)合式主弦桿的規(guī)格與臂架截面尺寸的優(yōu)化組合，在滿足運(yùn)輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時復(fù)合式主弦桿中的單根弦桿規(guī)格，比現(xiàn)有的一根主弦桿規(guī)格減小，其下料加工難度大大降低。此外，與現(xiàn)有裝配式臂架相比，其生產(chǎn)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(jié)之間采用高強(qiáng)度螺栓連接，其重量大大減輕，更加利于臂架工作時各節(jié)之間載荷的傳遞，符合構(gòu)件實際的受力狀態(tài)；而采用銷軸連接，技術(shù)成熟穩(wěn)定，可提高裝配效率。本實用新型所提供的起重機(jī)設(shè)有上述加強(qiáng)型臂架，由于上述加強(qiáng)型臂架具有上述技術(shù)效果，具有該加強(qiáng)型臂架的起重機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。
圖1是現(xiàn)有履帶起重機(jī)的臂架結(jié)構(gòu)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(jié)中間臂的結(jié)構(gòu)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(qiáng)型臂架的第一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示加強(qiáng)型臂架的俯視圖；圖7為圖5所示加強(qiáng)型臂架的A-A視圖；圖8為本實用新型所提供加強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)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(jī)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1至圖4中1.底節(jié)臂2.中間臂3.頂節(jié)臂4.主弦桿5.腹桿圖5至圖11中10.底節(jié)臂 20.中間臂 20-1.主弦桿 20_1_1.第一弦桿 20_1_2.第二弦桿20-1-3.第三弦桿20-2.腹桿20-2-1.上下腹桿20-2-2.左右腹桿30.頂節(jié)臂 40.下車總成50.超起配重60.臂架70.超起桅桿
具體實施方式
本實用新型的核心在于提供一種加強(qiáng)型臂架。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運(yùn)輸尺寸要求，為起重機(jī)向超大型發(fā)展提供了有利條件。本實用新型的另一核心是提供一種設(shè)有上述臂架的起重機(jī)。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用語是基于附圖的位置關(guān)系，是為了便于描述，不應(yīng)將其理解為對保護(hù)范圍的絕對限定。此外，本文中的“第一、第二”等用語僅是為了便于描述，以區(qū)分具有相同名稱的不同組成部件，并不表示先后或主次關(guān)系。請參考圖5、圖6，圖5為本實用新型所提供加強(qiáng)型臂架的第一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5所示加強(qiáng)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于桁架結(jié)構(gòu)，主要由底節(jié)臂10、多節(jié)中間臂20以及頂節(jié)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均由主弦桿20-1以及位于主弦桿之間的若干腹桿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(jié)臂10、頂節(jié)臂30為變截面的四弦桿空間桁架。上述底節(jié)臂10、中間臂20以及頂節(jié)臂30的主弦桿端部均設(shè)有連接法蘭，兩兩之間經(jīng)法蘭對接后，通過高強(qiáng)度螺栓連接，其重量大大減輕，更加利于臂架工作時各節(jié)之間載荷的傳遞，符合構(gòu)件實際的受力狀態(tài)。當(dāng)然，除了通過法蘭結(jié)構(gòu)和螺栓進(jìn)行連接之外，各節(jié)臂之間還可以通過銷軸進(jìn)行連接，與螺栓連接相比，銷軸連接的技術(shù)成熟穩(wěn)定，可提高裝配效率。請參考圖7，圖7為圖5所示加強(qiáng)型臂架的A-A視圖。如圖所示，該加強(qiáng)型臂架的各主弦桿20-1分別由兩根平行布置的弦桿復(fù)合而成， 兩根弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列，并通過橫向的肋板焊接連接，由于弦桿數(shù)量增加，因此承載能力也隨之顯著提升。由于主弦桿包含了兩根弦桿，因此腹桿20-2的布局也需要作出調(diào)整，具體來講有以下兩種方式第一種是中間臂上下腹桿20-2-1(即水平面內(nèi)的腹桿)的兩端與主弦桿20-1的第二弦桿20-1-2連接，而左右腹桿20-2-2(即豎平面內(nèi)的腹桿)的兩端與主弦桿20-1的第一弦桿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桿20-2-1的兩端與主弦桿20-1的第二弦桿20_1_2連接， 而左右腹桿分為兩層，第一層的兩端與第一弦桿20-1-1連接，第二層的兩端與第二弦桿 20-1-2連接，由于存在兩層腹桿，因此結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和承載能力要高于上一種方式，但過多的腹桿不僅會增加制造難度和材料成本，而且會導(dǎo)致臂架自重過大，因此，綜合來講，第一種方式更為適宜。此外，弦桿之間不僅可以通過肋板進(jìn)行連接，也可以保持適當(dāng)間距僅在兩端由連接部件進(jìn)行連接。請參考圖8，圖8為本實用新型所提供加強(qiáng)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(qiáng)型臂架的各主弦桿20-1也分別包括兩根平行布置的弦桿，不同之處就在于，兩根弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列， 并通過縱向的肋板焊接連接，由于弦桿數(shù)量增加，因此承載能力也隨之顯著提升，其腹桿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(qiáng)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(qiáng)型臂架的各主弦桿20-1分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿20-1-1在橫截面上位于角點處；第二弦桿20-1-2與第一弦桿20-1-1沿高度方向縱向排列，并通過縱向的肋板焊接連接；第三弦桿20-1-3與第一弦桿20-1-1沿寬度方向橫向排列，并通過橫向的肋板焊接連接；第二弦桿20-1-2與第三弦桿20-1-3之間通過斜向的肋板焊接連接。中間臂左右腹桿20-2-2的兩端與第二弦桿20-1-2連接，上下腹桿20-2-1的兩端與第三弦桿20-1-3連接，三根弦桿的圓心連線呈三角形，具有十分牢固的穩(wěn)定性。請參考圖10，圖10為本實用新型所提供加強(qiáng)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(qiáng)型臂架的各主弦桿20-1分別包括四根平行布置的弦桿，且四根弦桿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)，中間臂的左右腹桿和上下腹桿均位于外側(cè)弦桿之間，具體可參考上文的描述。上述中間臂各主弦桿的弦桿采用無縫鋼管制造，可以是圓管、方管、矩形管或其它異型管，其中圓弦桿件抵抗屈曲能力強(qiáng)、風(fēng)阻力小，且桿件接頭處力的傳遞更加穩(wěn)定。[0063]當(dāng)然，除了中間臂20，底節(jié)臂10和頂節(jié)臂30也可以通過同樣的方式進(jìn)行加強(qiáng)，由于底節(jié)臂10和頂節(jié)臂30為變截面的四弦桿空間桁架，因此在具體結(jié)構(gòu)上會有些細(xì)微的變化，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實際結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。從臂架截面分析，通過復(fù)合式主弦桿的規(guī)格與臂架截面尺寸的優(yōu)化組合，在滿足運(yùn)輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時復(fù)合式主弦桿中的單根弦桿規(guī)格，比現(xiàn)有的一根主弦桿規(guī)格減小，其下料加工難度大大降低。此外，與現(xiàn)有裝配式臂架相比，其生產(chǎn)及裝配難度大大降低，組裝和實用性能大大提高。這里需要說明的是，本實用新型提供的是一種主弦桿有多根弦桿復(fù)合而成的臂架，其各弦桿的實際尺寸與起重機(jī)額定負(fù)載等因素相關(guān)，設(shè)計人員可按照臂架設(shè)計流程進(jìn)行精確的計算和控制，這里不做具體限定。此外，本文對臂架中間臂的數(shù)量也不做限定，根據(jù)起重機(jī)負(fù)載能力的不同，可進(jìn)一步增加或減小。上述四種主弦桿的復(fù)合方式僅是優(yōu)選方案，其具體結(jié)構(gòu)并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實際情況作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的加強(qiáng)型臂架。由于可能實現(xiàn)的方式較多，為節(jié)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(jī)的一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)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(jī)，包括下車總成40、超起配重50、臂架60以及超起桅桿70，所述臂架60的底節(jié)臂與所述下車總成40的轉(zhuǎn)臺相鉸接， 所述臂架60具體采用上文所述的加強(qiáng)型臂架結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)起升、變幅、回轉(zhuǎn)和帶載行走全部動作，最大程度體現(xiàn)其實用性能，其余結(jié)構(gòu)請參閱現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。上述起重機(jī)具體可以為超大噸位起重機(jī)，采用技術(shù)成熟穩(wěn)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(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，不會增加額外的設(shè)計和使用費(fèi)用。以上對本實用新型所提供的起重機(jī)及加強(qiáng)型臂架進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進(jìn)行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)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(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種加強(qiáng)型臂架，包括底節(jié)臂、頂節(jié)臂以及位于所述底節(jié)臂和頂節(jié)臂之間的至少一節(jié)中間臂，各所述中間臂為桁架式結(jié)構(gòu)，包括主弦桿以及位于主弦桿之間的腹桿，其特征在于，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿在橫截面上位于角點處，第二弦桿與所述第一弦桿沿高度方向縱向排列，第三弦桿與所述第一弦桿沿寬度方向橫向排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿分別包括四根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿的弦桿之間通過肋板焊接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，所述底節(jié)臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節(jié)臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的加強(qiáng)型臂架，其特征在于，各所述主弦桿的弦桿在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。
9.一種起重機(jī)，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅桿，所述臂架的底節(jié)臂與所述下車總成的轉(zhuǎn)臺相鉸接，其特征在于，所述臂架具體為上述權(quán)利要求1至8任一項所述的加強(qiáng)型臂架。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的起重機(jī)，其特征在于，具體為超大噸位履帶起重機(jī)或輪胎起重機(jī)。
專利摘要本實用新型公開了一種加強(qiáng)型臂架，包括底節(jié)臂、頂節(jié)臂以及位于所述底節(jié)臂和頂節(jié)臂之間的至少一節(jié)中間臂，各所述中間臂為桁架式結(jié)構(gòu)，包括主弦桿以及位于主弦桿之間的腹桿，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運(yùn)輸尺寸要求，為起重機(jī)向超大型發(fā)展提供了有利條件。本實用新型還公開了設(shè)有上述加強(qiáng)型臂架的起重機(jī)。
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(yōu)先權(quán)日2011年3月15日
發(fā)明者余欽偉, 孫麗, 崔丹丹, 陳衛(wèi)東 申請人:徐工集團(tuán)工程機(jī)械股份有限公司建設(shè)機(jī)械分公司