起重机的平衡重块和组件的制作方法与工艺

起重机的平衡重块和组件本申请为分案申请。原申请的申请号为201010176778.X，申请日为2010年3月9日，发明名称为起重机的平衡重块和组件。技术领域本申请涉及一种平衡重块（counterweightblock）和相关组件；利用平衡重块为负载提供平衡重量的移动式起重机；和制造及利用平衡重块及其相关组件的方法。

背景技术：
例如本文所提及的移动式起重机非常沉重，在各工作地点间的运输过程中必须分解成单件，其中运输的每件的重量必须在公路运输的重量限制之内。一些国家对每件所允许的重量限制可能会有所不同，而且其根据运输车辆的重量也会有所不同。因此，有必要以一种标准化的模式建造起重机，使得每件的重量可以至少保持在最大运输负载的重量限制范围内。在美国，未经特别许可，在长途运输中可放置在拖车上的最大重量为44000镑或者20公吨。典型的平衡重块的重量每个为10公吨。虽然平衡重块可以堆叠地布置在平板上运输，但是通常两个平衡重块放置成每一个放在平板的一个车轴上来分散负载。有些国家还对最大宽度有限制。除了可运输性，客户需要及供应商或者铸造可用性都影响平衡重块的设计，通常平衡重块铸造或构造成重量为5、10或者20公吨。在工作现场起重机提升非常沉重的负载，因此在起重机的平衡重托盘上需要大量的平衡重块来为提升这些负载提供平衡重量。负载越大，平衡重托盘上所需要的平衡重块就越多，这意味着平衡重块往往堆叠在一起。因为有些起重机采用数百公吨的平衡重块，在工作现场运输和堆叠平衡重块需要很长的时间。另外，在操作起重机时，很难使堆叠较高的平衡重块保持固定而防止它们倾斜，特别是在堆叠相对于起重机的旋转板的余下部分可移动的时候。

技术实现要素：
本发明涉及一种平衡重块，在其至少一侧具有凹槽，凹槽从平衡重块顶部开始的深度浅于平衡重块的厚度，凹槽限定了用于手抓扶的唇缘。在一个实施例中，凹槽大体为盒状，其底部大体是平坦的。在一个实施例中，环附连到凹槽的侧面中以用作个人防护的系绳点。在一个实施例中，该唇缘形成于平衡重块侧面的外部。在一个实施例中，孔穿过平衡重块的凹槽的底部。本发明涉及一种平衡重块的组件，进一步包括:链条，该链条穿过多个平衡重块堆叠中的每个平衡重块的凹槽中的每个孔以将多个块相互固定。本发明涉及一种包含平衡重托盘和前述组件的起重机，其中在操作期间链条固定到平衡重托盘并且多个块向起重机提供平衡重量。本发明涉及一对互连的平衡重块，其中平衡重块沿其相邻侧形成互连平面，并包括可释放地固定在互连的平衡重块的相邻侧之间的剪切条，其大体上垂至于互连平面，为互连的平衡重块沿互连平面的相对竖直运动提供阻力。在一个实施例中，每个互连的平衡重块在其侧面包括纵向腔，其中纵向腔相重合以在互连的平衡重块之间形成单一的纵向腔，以及其中剪切条插入纵向腔内。在一个实施例中，剪切条包括抗旋转特征部，该抗旋转特征部选自由剪切条的侧面延伸部件和几何形状组成的组，其包含一个或多个平坦侧面，抗旋转特征部阻碍剪切条在纵向腔内的旋转运动。本发明涉及一种平衡重块堆叠，具有形成于其侧面的多个凹槽的样式适用于攀爬平衡重块堆叠，每个凹槽在其底部具有用作用于抓扶的手柄的唇缘，凹槽在攀爬时适用于踩踏。在一个实施例中，多个凹槽与每个平衡重块和相邻平衡重块之间的相交部相重合。在一个实施例中，每个凹槽从每个平衡重块的顶部形成的深度浅于平衡重块的厚度。本发明涉及一种起重机，包括平衡重托盘和支撑在平衡重托盘上的平衡重块堆叠以向起重机的负载提供平衡重量，每个平衡重块包括穿过平衡重块的孔，和穿过平衡重块堆叠的每个孔的保持带，其中保持带被固定于平衡重托盘。在一个实施例中，所述保持带包括链条。附图说明图1是具有根据本发明的平衡重块的移动式起重机的侧视图。图2是图1所示起重机的后部透视图。图3是可用在图1以及图2所示的起重机上的平衡重块的顶部透视图，平衡重块可利用一对吊耳被提升。图4是图3中所示的两个联锁的平衡重块的顶部透视图，两个平衡重块可利用四个吊耳被提升。图5是图3中所示的两个平衡重块间的联锁连接部的顶部透视图。图6是插入图3中所示的两个相互连接的平衡重块间形成的腔中的剪切条的侧面透视图，剪切条提供两个平衡重块之间的相对竖直运动的阻力。图7是形成于图3中所示的平衡重块一侧的凹槽的侧面透视图，凹槽在多个平衡重块被堆叠时可用于攀爬。图8是堆叠三块如图3中所示的平衡重块的第一种方式的顶部透视图。图9是堆叠三块如图3中所示的平衡重块的另一种方式的顶部透视图。图10是堆叠三块如图3中所示的平衡重块的又一种方式的顶部透视图。图11是多个如图3中所示的平衡重块堆叠在一起的透视图，平衡重块由链条固定在平衡重托盘上。图12是两堆如图11中所示的堆叠在平衡重托盘上的平衡重块的侧面透视图。图13是平衡重块的销组件的剖视图，其为沿图3的平衡重块的线13-13所取的视图，销组件在平衡重块的存储腔内固定剪切条。具体实施方式以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。虽然平衡重块及相关组件的实施例适用于其他起重机或机器所使用的平衡重块，但这里将关于移动式起重机10进行描述，如图1-2所示。移动式起重机10包括也称作车体12的下部机件，以及呈履带14和16形式的可移动地面接合部件。这里设有两个前履带14和两个后履带16，在图1的侧视图中仅能看到各履带的其中一个。另一套履带在图2的透视图中可见。在起重机10中，地面接合部件可能仅有一套履带，一边一条。转台20与车体12可转动地连接，从而转台可相对地面接合部件摆动。转台20通过回转环安装在车体12上，这样转台20可相对地面接合部件14，16绕轴线摆动。转台支撑：枢转地安装在转台前部的悬臂22；桅杆28，该桅杆28在其第一端安装在转台上；连接在桅杆和转台的后部之间的后臂架（backhitch）30；以及可移动平衡重单元34，其包括位于支撑部件33上的由各个平衡重块100堆叠而成的堆84，支撑部件33在本文有时也称作平衡重托盘33。（为清楚起见，图2进行了简化，未示出悬臂、桅杆和后臂架的全部长度）。位于桅杆28顶部和悬臂22之间的悬臂升降索具25用于控制悬臂角度并且转移负载，以使平衡重可用于平衡起重机所提升的负载。负载升降绳索24从悬臂22延伸，支撑着吊钩26。转台20也可包括常见于移动式起重机上的其他元件，例如操作员驾驶室以及用于索具25和负载升降绳索24的绞车卷筒。如果需要，悬臂22可包括转动地安装在主悬臂顶部的俯仰旋臂，或者包括其他的悬臂结构。后臂架30与桅杆28的顶部邻接，但在桅杆下方足够远以使得不影响与桅杆连接的其他部件。后臂架30可包括设计成承受压缩和张力负荷的桁架部件，如图1所示。在起重机10中，桅杆在起重机的例如拾取、移动和放置的操作过程中相对于转台以固定角度被保持。平衡重单元34相对于转台20的其余部分可移动。与桅杆顶部邻接的张紧部件32以悬挂的方式支撑平衡重单元。平衡重运动结构连接在转台20和平衡重单元34之间，以使平衡重单元34可移动至桅杆顶部前方的第一位置并保持在那里，以及移动至桅杆顶部后方的第二位置并保持在那里。在起重机10的平衡重运动结构中使用至少一个线性致动装置，在本实施例中为齿条小齿轮组件36，和至少一个臂，用以改变平衡重单元34的位置，其中所述臂枢转地以其第一端连接到转台上、以其第二端连接齿条小齿轮组件36。所述臂和齿条小齿轮组件36连接在转台和平衡重单元34之间，从而齿条小齿轮组件36的伸缩臂使平衡重单元34相对转台20的位置发生变化。虽然图1以实线示出了平衡重单元34位于其最前方的位置，以虚线示出了其位于最远后部位置，但图2则示出了部分伸出的齿条小齿轮组件36，所述齿条小齿轮组件例如在负载从吊钩26悬垂时使平衡重单元34移动至中间位置。枢转架40是坚实的焊接板结构，连接在转台20和齿条小齿轮组件36的第二端之间。后臂38连接在枢转架40和平衡重单元34之间。一组销37用于连接后臂38和枢转架40。后臂38也是坚实的焊接板结构，在其端部利用成角度的部分39与枢转架40连接。这样使得后臂38可直接连接枢转架40成一直线。起重机10配备有平衡重支撑系统80，这可能需要符合一些国家的起重机规章制度。平衡重支撑系统80包括至少两个呈支撑脚82形式的地面接合部件，支撑脚82在负载的突然释放事件中对平衡重提供支撑。但是，在起重机的通常操作中，包括拾取、移动以及放置操作时，支撑脚82从不与地面接触。因为平衡重单元34可以相对于转台的前部向前运动得很远，在支撑系统80上的支撑脚82可能会妨碍到摆动操作，除非它们被充分地间隔开。但是这导致了支撑结构本身非常宽。因此起重机10使用伸缩式平衡重支撑系统80，其包括与支撑脚82相连接并且在支撑脚82之间的伸缩结构83，使得支撑脚82之间的距离可以调整。平衡重单元34可以构造成使得能够去掉平衡重支撑系统80，起重机中有没有平衡重支撑系统都可以完成其功能。平衡重运动和支撑结构在所引用的美国专利文献中更充分地进行了描述，该专利的专利申请号为12/023902，名称为“MobileLiftCraneWithVariablePositionCounterweight”（具有位置可变的平衡重的移动式起重机），申请日为2008年1月31日（代理人档案号为3380-490），公开号为US2008-0203045A1，在此一并引入参考。图3是用于图1或图2中所示的起重机10的平衡重堆84的平衡重块100的顶部透视图，平衡重块100有时被称作块100。平衡重块100可由一对吊耳104提升。虚线108指示通过平衡重块100的重心的竖直平面的位置，该竖直平面与两个吊耳104均相交。为了使得平衡重块100的两侧相对于虚线108平衡，需要用辅助起重机来对其进行提升，例如提升两个吊耳104。辅助起重机的带110或者其他固定绳索可环绕每个吊耳104被固定以便于提升平衡重块100。平衡重块100包括凸形联锁件112和凹形联锁空间116，如图4所示，为并排放置的两个平衡重块提供联锁连接。其他类型的结构也可用于联锁两个块，因此所示出的联锁件112和联锁空间116的类型仅仅为示例。平衡重块100还可包含有凹槽120，用于攀爬堆叠在一起的平衡重块，以下将对此进行详述。此外，在平衡重块100的顶部还可包含有多个突起124并且在其底部包含有相应的多个凹口（未示出），用于堆叠在一起时接收另一平衡重块100的突起124。图中示出了包含有四个突起124的块，但能够想到其他实施例中也可在块的顶部包含有两个、三个、五个、六个、八个等的突起124。有利地，在这些其他实施例中，块100的底部具有与其相匹配的数量和位置的凹口。在另一些实施例中，每个块的底部所包含的凹口可多于其上的突起124。虽然突起124用于左右对准，但是利用每个块底部上比突起124的数量多的附加的凹口，可以使得在不同设置中堆叠在另外两个块顶部的块跨越下部块。每个平衡重块100还包括多个突出的隆起部分125，最好是三个，其设计成与堆叠在其顶部的块100的底部的平坦表面进行平面接触。突出的隆起部分可以为圆形或者其他一些形状。位于每个块100底部的凹口的深度可大于突起124的厚度，使得隆起部分125提供堆叠的块100的顶部和底部表面之间的唯一接触。由于三个突出的隆起部分125的使用，如图3所示，在突出的隆起部分125的接触点处形成接触平面。由于优选的块为铸造形成，而在此过程中，块冷却时可能会产生一些翘曲，因此很难使得块的顶部和底部的表面完全平坦。就像三条腿的凳子那样，即使块的顶部和底部表面可能是不平坦的，这三个接触点也保证位于顶部的块仍然处于稳定的位置而不摇摆。而且，当堆叠在一起时，块100在其之间将具有小的间隙，该间隙等于隆起部分125的高度。这使得块的堆叠具有美感的外观。当然根据平衡重块100的大小以及突出的隆起部分125的相对位置也可在不同构造中使用多于三个的突出的隆起部分125。图4示出了如图2所示的两个联锁的平衡重块100的顶部透视图，这两个块可在四个吊耳104处被带110提升。在图4中，凸形联锁件112和凹形联锁空间116相接合以防止沿着相互联锁的块100的宽度或长度的显著侧向运动。在装配起重机10的平衡重单元34时，多套联锁的平衡重块100可以以这种方式堆叠成平衡重块100的堆84。此外，在每个块100一侧的角落里可形成腔的一部分。每个腔部分可与其他块的腔部分相对应，从而在块100并排联锁时可以合并成为单一的纵向腔128。在平衡重块100的顶部可形成有附加（或存储）腔129，该腔129与纵向腔128的形状实质上匹配。参照如图6中所讨论的理由剪切条130可以插入到纵向腔128中，或者在存储时插入到存储腔129中。图5是在两个平衡重块100之间的联锁连接部134的顶部透视图。如上所述，凸形联锁件112可配合于凹形联锁空间116的内部来在分别如箭头1和2所示的第一或第二方向上提供两个块100的相对运动的阻力。第一和第二方向对应于平衡重块的宽度和长度，不一定要按照上述顺序来对应。也可采用其他结构或者其他形状的相同联锁件，因此连接部134的联锁类型并不限于所示的实施例。图6是插入形成于两个互相连接的平衡重块100之间的腔128中的剪切条130的侧面透视图，该剪切条在两个块被一起提升时提供两个块之间相对竖直运动的阻力。在这种情况下，竖直是指沿大体垂直于剪切条130的纵向轴线的平面的方向，或者换句话说，是指与图5中的箭头1和2所示方向相正交的不同的第三方向。第三方向如图6中的箭头3所示。剪切条130可包含有抗旋转特征部，其可包括使剪切条形成有一个或多个平坦面，例如使其形状为长方形。抗旋转特征部还可包含侧面延伸部件，例如把手142，其用于阻碍剪切条130在纵向腔128内的旋转运动。阻碍旋转运动显著防止了剪切条130在一对联锁的块100运动时具有旋转动量，从而阻止剪切条130从纵向腔128中移出。把手142也便于剪切条130插入腔128和从腔128取出。腔128还可包括从其延伸的附加腔144以用于收纳把手142，从而使得把手142不会从块100的侧面伸出。把手142还可包含从其中穿过的孔143，用于接收螺栓170和保持销，以下将参照图13进行详述。一对图中未示出的支架可以用来代替腔128，每个支架位于一个平衡重块100上。从而，剪切条130可以横跨在两个块100的相交部的外部之间，支架（或者一些其他结构）可以用于将剪切条130保持在适当位置。图7是形成于平衡重块100侧面的凹槽120的侧面透视图，凹槽可在多个平衡重块堆叠时用于攀爬。在图7中，凹槽120形成于块100的顶部，从其向下延伸的深度比平衡重块100的厚度薄。这个凹槽120为盒状，具有平坦的底部，但是其他凹槽可以形成为具有弯曲侧面或者各种其他形状。凹槽120也不需要很精确地位于所示的位置，可以沿着块的厚度形成于不同的位置处，这样多个凹槽120可相继地被形成于堆叠的块中（如图11所示的84）。凹槽120优选地形成有唇缘150，其可以在攀爬堆叠的块100时用作手柄。唇缘150可以用不同的方式来形成，例如通过增加诸如跨越凹槽120的杆之类的附件。环154可被连接到凹槽的一部分，例如连接到凹槽壁，当工人攀爬由块100组成的堆84时作为个人防护的系绳点，如图11所示。在凹槽的底部形成有孔158，可用来在将块100的堆84固定在一起时穿过例如链子这样的保持带。孔158还提供了使得凹槽120中的水排出的位置。该孔158可以形成于平衡重块100的另一个位置，比如穿过平衡重块的整个厚度。然而，具有较浅的孔158，可能更易于形成并且更易于保持带的穿过。图8是三块平衡重块100的一种堆叠方式的顶部透视图。图9是三块平衡重块100的另一种堆叠方式的顶部透视图。一对块100可被并排联锁，如图4中所示，但是它们并不必被并排联锁。类似地，一个或多个附加平衡重块可被直接置于与另一个平衡重块联锁或相邻放置的底部平衡重块的顶部，如图8和图9所示。底部块100的突起124可插入顶部块100相应凹口中。此外，虽然没有示出，但是一对堆叠的平衡重块100在堆叠在一起时可以同时被提升和下降，使得凸形联锁件112在另外两个堆叠的平衡重块的凹形联锁空间116内滑动并与之形成互连连接部134。图10是三个平衡重块100的又一种堆叠方式的顶部透视图。在本实施例中，平衡重块100可骑跨在另外两个平衡重块100的顶部上，顶部平衡重块的凹口接收每个底部平衡重块的突起124的一部分。在本实施例中，从每个底部平衡重块所接收的突起124的数量为两个，但是这个数量可以根据在不同的实施例中每个平衡重块100所形成的突起的数量而变化。如前所述，底部的两个块100不需要被联锁，但是它们可能以某种方式互相连接或者至少并排放置。图11是平衡重块100的堆84的透视图，该堆84由保持带（或者链条）164固定在平衡重托盘33上，以得到如图1和图2所示的平衡重单元34。可以采用如上所述的堆叠平衡重块100的方式。如前所述，保持带（或者链条）164于是可以穿过多个孔158。然后保持带164可被固定或者连接到平衡重托盘33。从而，平衡重块100在被堆叠成平衡重单元34时将会更加牢靠，例如在起重机10提升负载或者平衡重单元34被移动时。图12是如图11中所示的平衡重块100的两个堆84的侧面透视图，其堆叠在平衡重托盘33上。如图12所示，平衡重托盘33可窄于由平衡重块100堆叠成的堆84。由于运输尺寸的限制，平衡重托盘33的宽度是有限的。因此，如前所述的并排独立地堆叠平衡重块，使得形成的重心接近于托盘33的边缘，从而使得每个堆叠体不够稳定，尤其是当每个堆叠块都突出于托盘33时。如图所示，通过将平衡重块100并排并且联锁放置，被组合在一起的块的重心集中在狭窄的平衡重托盘33上面，从而允许并排将平衡重块100堆叠成两堆而不用担心其翻倒到托盘33的侧面。如果剪切条130被用于每组联锁的平衡重块100，那么类似地可以帮助防止任何竖直剪切力导致堆84翻倒向平衡重托盘33的侧面，从而增加了平衡重块的堆84的稳定性。类似地，保持带（或者链条）164可用于将一个或多个堆84固定于平衡重托盘33。此外，如上述构造的平衡重块100在一些不同的起重机类型中可被堆叠成块100的单独堆叠（不是块的联锁堆叠），其中该起重机具有只能适合块的单独堆叠的较短托盘33。类似地，分离块100的能力可有利于运输中的不同配置，以在不超载的情况下最大化拖车的承载能力。图13示出了剪切条130和把手142被存储在存储腔129内时的剖视图。螺栓170可被置于存储腔129的底表面的钻孔内或者以其他方式固定于该底表面内。参照图6所述，把手142可具有孔143，螺栓170的自由端可穿过该孔。螺栓170的自由端还包括孔，通过其可以插入销174来将把手142固定于存储腔129的底部，从而在运输过程中当剪切条130没有被用于将两个块100联锁在一起的时候防止该剪切条130被晃松。本发明的优选实施例提供了很多优点。因为平衡重块100可以被构造成各种尺寸，因此它们可以根据工作现场上的起重机10所需要的重量来增加数量并方便地被运送到该工作现场。而且，连同沿着平衡重块100的重心定位的吊耳104，联锁连接部134允许两个块100并排放置地同时被提升，以便更快地堆叠，从而在工作现场可以更快地设置起重机10。联锁连接部134也允许两个联锁的块100的重心沿着互连的侧面被定位，以防止在狭窄的平衡重托盘33上彼此相邻放置的块100的堆84翻倒。剪切条130阻碍托盘33上的两个联锁的平衡重块100在起重机10的操作过程中被提升、堆叠和移动时的相对竖直运动。凹槽120与唇缘150一起形成于每个平衡重块100的侧面，方便沿着平衡重块100的堆84上下攀爬，这可能是除了其他原因之外需要在由平衡重块100堆叠成的堆84上穿上保持带164。应当理解的是，对此处所描述的目前优选实施例所做的各种变化和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，可以采用四个或更多的吊耳或者其他结构来便于提升沉重的平衡重块。吊耳可以有不同的大小和形状。每个平衡重块上可以采用各种不同数量、大小或者形状的突起和凹口，只要它们可以被堆叠即可。不同的结构可以被用来允许并排地联锁块。而且，可被用于穿过保持带的孔也可设置于平衡重块的其他位置。此外，如图11所示的叠起堆放的联锁的平衡重块也可被堆叠在其他位置或者以与放在起重机平衡重托盘上的不同的设置来堆叠。这些变化和修改可以在不脱离本发明的精神和保护范围并且没有减少其所要达到的优势的情况下作出。因此这些变化和修改旨在由所附的权利要求覆盖。