臂架组件及起重机的制作方法

本申请涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种臂架组件及起重机。

背景技术：

目前，起重机所采用的臂架越来越长，在起臂过程中由于重力对臂架的弯矩，臂架会产生向下弯曲的挠度，臂架越长，弯矩越大，对臂架也越危险。如果没有腰绳等装置有效的克服重力产生的弯矩保护臂架，则出于安全考虑往往限制了起重机的起臂能力。如图5所示，现有的腰绳装置与臂架基本垂直，主要作用是通过腰绳对臂架向上的拉力减小臂架中间部位的挠度，从而保护臂架，提高起臂能力。但另一方面，在臂架的臂头处，拉板的拉力会对臂架产生弯矩，该弯矩对臂架会产生垂直于臂架的长度方向且向下的挠度，而腰绳的引入会增加拉板在臂头处的拉力，进一步增大臂架，尤其是臂头部分臂架所受的弯矩。对于长臂架，往往臂头部分臂架重量较轻，结构强度较弱，与臂架基本垂直的腰绳所导致的拉板对臂头的拉力增大，容易令臂头部分臂架发生屈曲，导致无法起臂，从而限制了起臂能力。

技术实现要素：

本申请的目的在于提供一种臂架组件及起重机，既保留了腰绳对臂架竖直向上提升的作用，又能减少拉板对臂头处的拉力防止臂架发生屈曲，从而提高起臂能力。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种臂架组件，包括：臂架、拉板和腰绳，

所述臂架具有用于远离起重机的转台设置的臂头，所述拉板的一端连接于所述臂头，

所述腰绳相对所述臂架倾斜设置，且所述腰绳具有连接于所述拉板的第一连接端和连接于所述臂架的第二连接端，在所述臂架的长度方向上所述第二连接端位于所述第一连接端与所述臂头之间。

优选地，所述臂架具有用于安装于所述转台的安装端，在所述臂架的长度方向上所述腰绳位于所述安装端与所述臂头之间且更靠近所述臂头的位置。

该技术方案的有益效果在于：由于臂头部分的几节臂架通常重量较轻，结构强度较弱，而拉板对臂头的拉力和重力对臂架的弯矩极易使这几节臂架发生屈曲失稳，因此使腰绳位于更靠近臂头的位置则能够在保证腰绳减小臂架挠度的前提下，减小拉板拉力，从而更有效的避免臂头部分的几节臂架易发生屈曲失稳的情况。

优选地，所述腰绳的长度方向与所述第一方向之间形成夹角，所述夹角的大小大于等于10度小于等于85度，所述第一方向垂直于所述臂架的长度方向。

该技术方案的有益效果在于：这能够减少拉板对臂头处的拉力防止臂架发生屈曲的前提下，使腰绳相对臂架的倾斜角度能够在合理范围内变化，进而获得较好的起臂能力。

优选地，所述夹角为67度。

该技术方案的有益效果在于：这使得多种臂架的长度规格均可采用该腰绳与臂架之间的位置关系，并能够过得较好的起臂能力。

优选地，所述腰绳与所述臂架铰接，且所述腰绳与所述拉板铰接。

该技术方案的有益效果在于：起臂过程中由于臂架的长度方向与重力方向之间的夹角发生变化，因此重力引起的挠度与臂架的长度方向之间的角度发生变化，臂架挠度变形发生相应的改变，导致腰绳与臂架和拉板的角度会发生变化，腰绳与臂架铰接且腰绳与拉板铰接时，不会产生额外的内应力，而刚性连接会产生额外的内应力。

优选地，所述铰接为销轴连接。

该技术方案的有益效果在于：这便于将腰绳与臂架和拉板安装到一起。当然，除采用销轴连接的形式，也可采用其他的铰接方式。

优选地，所述腰绳为钢丝绳、链条或拉板。

该技术方案的有益效果在于：这样可根据具体应用环境选取适当形式的腰绳，进而进一步提高起臂能力。

优选地，所述腰绳为金属材料或复合材料制作而成。

该技术方案的有益效果在于：腰绳的材料可以根据工况进行选取，以选取适合重量和强度的腰绳。

优选地，所述臂架包括主臂，所述主臂的长度大于等于80米。

该技术方案的有益效果在于：这使得本申请实施例所提供的臂架组件能够主要应用于长臂或超长臂工况。

本申请的另一个方面提供一种起重机，包括上述的臂架组件。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的臂架组件，对于长臂尤其是超长臂可以明显提高起臂能力，使得原先与臂架基本垂直的腰绳无法实现的更长臂的起臂得以实现。在长臂或超长臂架中，当根部的臂架结构强度较强、重量较重，而臂头的臂架结构强度较弱、重量较轻的情况下，相较于传统的与臂架基本垂直的腰绳，本申请实施例所提供的臂架组件可以显著提升此情况下的长臂架的起臂能力，并可避免出现吊装的臂架反弯的危险情况。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的起重机的一种实施方式的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的臂架组件的一种实施方式的部分结构示意图，

其中，α为腰绳5的长度方向与第一方向之间形成夹角；

图3为本申请实施例提供的臂架组件的一种实施方式的部分结构示意图，

其中，f1’为拉板对臂头的拉力，f2’为拉板作用在主变幅桅杆上的拉力，f3’为腰绳拉力；

图4为本申请实施例提供的臂架组件的一种实施方式的部分结构示意图，

其中，m1’为拉板对臂头的拉力对臂架的弯矩，g为重力；

图5为现有技术中臂架组件的部分结构示意图，

其中，f1为拉板对臂头的拉力，f2为拉板作用在主变幅桅杆上的拉力，f3为腰绳拉力；

图6为图5中腰绳与拉板连接点处受力分析示意图；

图7为图3中腰绳与拉板连接点处受力分析示意图。

附图标记：

1-转台；2-安装端；3-臂架；4-拉板；5-腰绳；6-臂头。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1-4所示，本申请的一个方面提供一种臂架组件，包括：臂架3、拉板4和腰绳5，

臂架3具有用于远离起重机的转台1设置的臂头6，拉板4的一端连接于臂头6，

所述腰绳5相对所述臂架倾斜设置，且腰绳5具有连接于拉板4的第一连接端和连接于臂架3的第二连接端，在臂架3的长度方向上第二连接端位于第一连接端与臂头6之间。

图5和图6为现有臂架组件将腰绳与拉板的连接点作为研究对象的受力分析图，其中，拉板对臂头的拉力为f1，拉板作用在主变幅桅杆上的拉力为f2，腰绳拉力为f3，其中，主变幅桅杆安装在转台1上。

图3和图7为本申请实施例所提供的臂架组件，将腰绳5与拉板4的连接点作为研究对象的受力分析图，其中，拉板4对臂头6的拉力为f1’，拉板4作用在主变幅桅杆上的拉力为f2’，腰绳5拉力为f3’。

起臂时，图3、5、6和7所示的情况可认为在腰绳5与拉板4的连接点处受力平衡。当拉板4作用在转台1上的拉力维持不变时，拉板4对臂头6的拉力随着腰绳5的长度方向的变化而变化，而采用本申请实施例所提供的臂架组件时，使拉板4对臂头6的拉力f1’小于f1，由此，如图4所示，拉板4对臂头6的拉力对臂架3的弯矩m1’也会相应降低。

本申请实施例所提供的臂架组件，对于长臂尤其是超长臂可以明显提高起臂能力,使得原先与臂架3基本垂直的腰绳5无法实现的更长臂的起臂得以实现。在长臂或超长臂架3中，当根部的臂架3结构强度较强、重量较重，而臂头6的臂架3结构强度较弱、重量较轻的情况下，相较于传统的与臂架3基本垂直的腰绳5，本申请实施例所提供的臂架组件可以显著提升此情况下的长臂架3的起臂能力，并可避免出现吊装的臂架3反弯的危险情况。经有限元分析，这部分主要针对的是采用了本申请中所涉及的技术的起重机在120米主臂+15米固定副臂工况下，将腰绳5由传统的与臂架3基本垂直的腰绳5改为斜腰绳5后，选取合适长度的斜腰绳5可以降低臂头6拉板4拉力，即f1’较f1可以减少15％以上，靠近臂头6部分的臂架3所受弯矩m1’亦明显降低。臂架3的屈曲安全系数提高到1.5以上，可以实现起臂，而使用传统的与臂架3基本垂直的腰绳5会导致臂架3靠近臂头部分屈曲安全系数低于1.5，无法实现120米主臂+15米固定副臂的起臂，必须降低主臂或副臂长度才能实现起臂。同时，与传统的与臂架3基本垂直的腰绳5相同，斜腰绳5的设置对于臂架3在吊装情况下，同样可以避免出现吊装的臂架3反弯的危险情况。

优选地，臂架3具有用于安装于转台1的安装端2，在臂架3的长度方向上腰绳5位于安装端与臂头6之间且更靠近臂头6的位置。由于臂头6部分的几节臂架3通常重量较轻，结构强度较弱，而拉板4对臂头6的拉力和重力对臂架3的弯矩极易使这几节臂架3发生屈曲失稳，因此使腰绳5位于更靠近臂头6的位置则能够在保证腰绳5减小臂架3挠度的前提下，减小拉板4拉力，从而更有效的避免臂头6部分的几节臂架3易发生屈曲失稳的情况。

优选地，如图2所示，腰绳5的长度方向与第一方向之间形成夹角α，夹角α的大小大于等于10度小于等于85度，第一方向垂直于臂架3的长度方向。这能够减少拉板4对臂头6处的拉力防止臂架3发生屈曲的前提下，使腰绳5相对臂架3的倾斜角度能够在合理范围内变化，进而获得较好的起臂能力。

优选地，夹角为67度。这使得多种臂架3的长度规格均可采用该腰绳5与臂架3之间的位置关系，并能够过得较好的起臂能力。

优选地，腰绳5与臂架3铰接，且腰绳5与拉板4铰接。起臂过程中由于臂架3的长度方向与重力方向之间的夹角发生变化，因此重力引起的挠度与臂架3的长度方向之间的角度发生变化，臂架挠度变形发生相应的改变，导致腰绳5与臂架3和拉板4的角度会发生变化，腰绳5与臂架3铰接且腰绳5与拉板4铰接时，不会产生额外的内应力，而刚性连接会产生额外的内应力。

优选地，铰接为销轴连接。这便于将腰绳5与臂架3和拉板4安装到一起。当然，除采用销轴连接的形式，也可采用其他的铰接方式。

优选地，腰绳5为钢丝绳、链条或拉板4。这样可根据具体应用环境选取适当形式的腰绳5，进而进一步提高起臂能力。

优选地，腰绳5为金属材料或复合材料制作而成。腰绳5的材料可以根据工况进行选取，以选取适合重量和强度的腰绳5。

优选地，臂架3包括主臂，主臂的长度大于等于80米。具体地，针对不同工况，在单独使用主臂，或者采用主臂加固定副臂或主臂加变幅副臂的臂架组合时，主臂的长度均大于等于80米。这使得本申请实施例所提供的臂架组件能够主要应用于长臂或超长臂工况。

本申请的另一个方面提供一种起重机，包括上述本申请实施例所提供的臂架组件。

本申请实施例所提供的起重机，通过采用本申请实施例所提供的臂架组件，对于长臂尤其是超长臂可以明显提高起臂能力,使得原先与臂架3基本垂直的腰绳5无法实现的更长臂的起臂得以实现。在长臂或超长臂架3中，当根部的臂架3结构强度较强、重量较重，而臂头6的臂架3结构强度较弱、重量较轻的情况下，相较于传统的与臂架3基本垂直的腰绳5，本申请实施例所提供的起重机可以显著提升此情况下的长臂架3的起臂能力，并可避免出现吊装的臂架3反弯的危险情况。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管上述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。另外，公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本申请的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。