专利名称：主桁架臂和具有该主桁架臂的履带起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种履带起重机，尤其涉及履带起重机的主桁架臂，该主桁架臂 适合在超大吨位履带起重机中使用。
背景技术：
履带起重机以其具有起重量大、接地比压小、可带载行走等优点，在工程建设领域 正得到日益广泛的应用。履带起重机的产品种类和数量越来越多，在工程起重机中所占比例也越来越大， 产品系列、性能及功能也正日趋完善，产品已由最初的小吨位、机械传动、简单控制发展到 现代的大吨位、液压传动和智能化控制。在核工业、石油化工、煤化工等大型项目中，对于超大吨位履带起重机的需求日益 增大。现用于工程建设的履带起重机，最大起重量达3200t，最大起重力矩达80000tm。对于超大吨位履带起重机，其臂架系统要承受非常大的起升载荷，若采用传统的 臂架形式，不仅臂架的材料规格高，其截面尺寸非常大，而且难于拆装运输。为了拆装运输， 必须考虑将超大型的桁架臂进行适当的拆分与组合。下面是便于拆装运输的桁架臂的两种典型的方案。第一种方案是美国专利US4，863，044所披露的起重机桁架结构(Latticework construction for cranes)，其将起重机格构式桁架臂的弦杆与腹杆做成拆卸形式，将腹 杆拆卸分片运输，使用时组装为一个整体桁架臂。采用上述方案时，可以实现大型桁架臂的拆装运输，其包装运输相对紧凑，而且可 以有效避免整体刚性结构中因焊接变形引起的结构残余内应力。但是，该结构臂架的拓展 性不强，因为腹杆的单肢稳定性决定了单个臂架的截面增幅有限，整体截面的加大也势必 引起臂架自重的增加，对起重性能会产生较大影响。第二种方案在名称为“起吊重载荷用桁架臂起重机”的中国发明专利申请 200610079919. X中所披露，其将两台或两台以上起吊载荷较小的桁架臂起重机平行校准后 刚性耦合，通过机构的同步控制，达到起吊较大负载的能力。同时也可以继续按照单个桁架 臂起重机的原先的使用范围，单独地使用每台起重机。采用多臂耦合的履带起重机，具有很大的起重能力。同时满足拆装运输要求，且具 有良好的可拓展性。另外，通用性、经济性和标准化程度也较高。对于上述平行双桁架臂(即平行双臂)或多桁架臂来说，在变幅平面的支撑条件 相同，但在回转平面的惯性矩则因平行臂的间距加大而大幅增加，即抗侧载性能显著提高， 此时单个桁架臂的宽度完全可以减小，而高度应加大，否则，会因臂架的自重而引起起重机 性能的大幅降低，即忽视了桁架臂结构本身的受力条件。此外，上述平行双桁架臂具有两个独立的臂头，载荷分别分布于两个臂头内，侧向 偏载将在一侧臂架的下铰点以外，如此会有附加弯矩产生。鉴于现有技术桁架臂的不足，有待于提供一种新型的桁架臂结构，以满足超大吨位履带起重机的需要。
实用新型内容本实用新型目的在于提供一种履带起重机的主桁架臂，以在满足主桁架臂强度、 稳定性和可拆分运输的同时，使臂架结构本身与其受力条件相匹配。本实用新型的目的还 在于提供一种具有该主桁架臂的履带起重机。为此，本实用新型一方面提供了一种履带起重机的主桁架臂，其包括相互平行且 结构对称的两臂身和可拆卸地连接至两臂身的梯形臂顶，梯形臂顶的顶部为一臂头。进一步地，各臂身包括底节臂和多节中间节臂，其中，底节臂与履带起重机的回转 支架相铰接。进一步地，上述主桁架臂还包括设置于两臂身之间的底部连接体，该底部连接体 与下部的底节臂和上部的中间节臂分别具有多个铰接点。进一步地，上述主桁架臂还包括设置于两臂身之间的中间连接体，该中间连接体 与上部的中间节臂和下部的中间节臂分别具有多个铰接点。进一步地，上述梯形顶臂包括与两臂身相连接的顶部连接体、连接至顶部连接体 的两过渡臂、以及连接至两过渡臂的单一臂头。进一步地，上述两过渡臂与臂头及底部连接体横向铰接。进一步地，上述过渡臂与底部连接件的铰接点位于所在侧的臂身的中心截面上。进一步地，上述臂头具有副臂铰接点、主吊钩滑轮组铰接点、副臂撑杆铰接点、主 臂拉板铰接点，各底节臂上均设有副臂后拉板铰接点。本实用新型另一方面提供了一种履带起重机，其中，铰接于回转支架上的主桁架 臂为上面所描述结构的主桁架臂。进一步地，铰接于回转支架上的桅杆、铰接于主桁架臂的臂头的副臂和副臂撑杆 中至少之一也可以具有相互平行且结构对称的双臂身。在实用新型中，主桁架臂采用双臂身和梯形臂顶，其自身结构与受力条件匹配，而 且便于实现拆装组合以满足运输要求，另外组成主桁架臂的各部件可实现系列化、通用化 和标准化等要求，而且可拓展性好。此外，相对于现有结构的桁架臂来说，本实用新型的桁架臂的臂头重量较小，臂头 载荷分布合理。采用上述结构的主桁架臂的履带起重机可获得因主桁架臂结构改良而带来 的优点。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优 点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
构成本说明书的一部分、用于进一步理解本实用新型的附图示出了本实用新型的 优选实施例，并与说明书一起用来说明本实用新型的原理。图中图1示出了根据本实用新型履带起重机的主桁架臂的结构示意图；图2示出了图1所示主桁架臂的左视图；图3示出了图1所示主桁架臂的臂顶及部分臂身的局部放大图；[0032]图4示出了根据本实用新型履带起重机的主臂工况；图5示出了根据本实用新型履带起重机的副臂工况；图6示出了根据实用新型的履带起重机的主桁架臂的载荷分布；以及图7示出了现有技术的具有两个臂头的主桁架臂的载荷分布。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利 要求限定和覆盖的多种不同方式实施。图1至图3示出了根据本实用新型优选实施例的履带起重机的主桁架臂的结构示 意图。结合参照图1至图3，主桁架臂10包括相互平行且结构对称的两臂身10a、IOb和 可拆卸地连接至两臂身10a、10b的梯形臂顶10c。两臂身10a、IOb结构对称且相互平行，构成平行对称结构。并且各臂身10a、IOb的 截面高宽比进行了优化，即各臂身10a、IOb截面高度H(在图2中示出)和截面宽度D(在 图1中示出)之比大于1。各臂身10a、IOb包括一底节臂8和多节中间节臂4、6，通过增加或减少中间节臂的 数量，可以实现主桁架臂的臂长在一定范围内变化。底节臂8左右各一件，其铰接点Pl用 于铰接至履带起重机的回转支架。两臂身10a、10b之间设置有底部连接体7，该底部连接体7横跨两臂身10a、10b， 成为两臂身的一部分。底部连接体7与下部相邻的左、右底节臂8分别四点铰接，与上部相 邻的左、右中间节臂6分别四点铰接。通过设置底部连接体使得桁架臂的结构强度增加。两臂身10a、10b之间还设有中间连接体5，该中间连接体5横跨两臂身10a、10b。 中间连接体5与上部相邻的左、右中间节臂4和下部相邻的左、右中间节臂6分别四点铰 接。通过设置中间连接体使得桁架臂的结构强度进一步增加。梯形顶臂IOc包括顶部连接体3、连接至顶部连接体3的两过渡臂2、以及连接至 两过渡臂2顶部的臂头1。臂头1具有副臂铰接点P2、主吊钩滑轮组铰接点P3、副臂撑杆铰接点P4、主臂拉板 铰接点P5。在本实用新型中，主桁架臂的臂头重量较轻，臂头载荷分布合理。如图3所示，两过渡臂2的顶部与臂头1通过四个铰接点01、02、03、04横向铰接， 为提高安装配合精度，铰接点01、02、03、04采用焊后加工。两过渡臂2的底部与顶部连接 体3通过两个铰接点05、06横向铰接。通过横向铰接，可释放主桁架臂在回转平面内的旋转自由度，减少主桁架臂的内 应力。在本实用新型中，横向铰接使得在每个铰接点中，臂头1相对于顶部连接体3的旋 转轴线与主臂相对于回转支架(如图4所示)的旋转轴线垂直。两过渡臂2与顶部连接体3横向铰接的2个铰接点05、06，分别位于左、右臂身 IOaUOb的中心截面上，用以向下平衡传递载荷。顶部连接体3通过底部左右各四铰接点铰接于中间臂节最顶端。对于整个主桁架臂，其通过臂头1、梯形过渡臂2和顶部连接体3，实现平衡地向下部臂节传递载荷。图4示出了根据本实用新型履带起重机的主臂工况，图5示出了根据本实用新型 履带起重机的副臂工况。结合参照图1至图5，在主臂工况下，主桁架臂10的底节臂8通过 铰接点Pl铰接至履带起重机(未示出)的回转支架30上，主臂拉板50连接至臂头1的铰 接点P5，主吊钩滑轮组40连接至臂头1的铰接点P3，桅杆20铰接至回转支架30上，带有 变幅滑轮组机构51的主臂拉板50的一端连接至臂头1的主臂拉板铰接点P5，另一端连接 至桅杆20的顶端。在副臂工况中，副臂60的下端连接至臂头1的铰接点P2，副臂撑杆70连接至臂头 1的铰接点P4，副臂前拉板90 —端连接至副臂撑杆70的顶部、另一端连接至副臂60的顶 部，副臂后拉板80的下端连接至臂身的底节臂8的铰接点p6，上端连接至副臂撑杆70的顶 部，副臂70上设置有副吊钩100。在垂直于图5的纸面方向上，两副臂后拉板80在主臂拉板50的外侧延伸，即主臂 拉板50位于两副臂后拉板80之间。在具有图5所示臂架结构的履带起重机中，桅杆、副臂、副臂撑杆均为单一臂身的 结构，主桁架臂(也即主臂)为双臂身单臂头结构。图6示出了根据本实用新型双臂身单臂头的桁架臂的受力分布图。如图6所示， 载荷N分布于两臂身10a、10b中间，侧向载荷始终在臂架下铰接点以内，不会产生附加弯 矩。在现有技术的具有两个臂身两个臂头的主桁架臂中，载荷分别分布于两个臂头内，而侧 向载荷将在一臂身的下铰接点以外，会产生附加弯矩，如图7所示。在上述优选实施例中，桅杆、副臂和副臂撑杆为单臂身结构，在其他实施例中，桅 杆、副臂和副臂撑杆可以具有平行对称结构的双臂身，类似主桁架臂的双臂身。在其他实施例中，图1和图2所示结构的臂头、两过渡臂、顶部连接体可变型为桁 架式结构或箱形板结构；此外，主桁架臂的底节臂及中间节臂可以变短，通过对梯形臂顶的 过渡臂臂长的调整来实现臂长的变化。本实用新型有效地解决了现有技术中桁架臂的问题，此外，通过计算和优化，本方 案可以有效减轻臂架自重，使臂架结构与其受力条件最为匹配。通过以上描述可以看出，在实用新型中，主桁架臂的各臂身和臂顶采用拆装组合 方式，可满足运输要求；组成主桁架臂的各部件满足系列化、通用化和标准化要求；桁架臂 结构与受力条件很匹配。臂头重量较小，臂头载荷分布合理；方案可拓展性好。以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域 的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之 内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种履带起重机的主桁架臂，其特征在于，包括相互平行且结构对称的两臂身 (IOaUOb)和可拆卸地连接至所述两臂身(IOaUOb)的梯形臂顶(10c)，所述梯形臂顶 (IOc)的顶部为一臂头(1)。
2.根据权利要求1所述的主桁架臂，其特征在于，各所述臂身(IOaUOb)包括底节臂 ⑶和多节中间节臂G、6)，其中，所述底节臂⑶与履带起重机的回转支架(30)相铰接。
3.根据权利要求2所述的主桁架臂，其特征在于，还包括设置于所述两臂身(IOaUOb) 之间的底部连接体(7)，所述底部连接体(7)与下部的底节臂(8)和上部的中间节臂(6)分 别具有多个铰接点。
4.根据权利要求2所述的主桁架臂，其特征在于，还包括设置于所述两臂身(IOaUOb) 之间的中间连接体(5)，所述中间连接体(5)与上部的中间节臂⑷和下部的中间节臂(6) 分别具有多个铰接点。
5.根据权利要求1所述的主桁架臂，其特征在于，所述梯形顶臂(IOc)包括与所述两臂 身(IOaUOb)相连接的顶部连接体(3)、连接至所述顶部连接体(3)的两过渡臂O)、以及 连接至所述两过渡臂O)的所述臂头(1)。
6.根据权利要求5所述的主桁架臂，其特征在于，所述两过渡臂(2)与所述臂头(1)及 所述底部连接体(7)横向铰接。
7.根据权利要求6所述的主桁架臂，其特征在于，所述过渡臂(2)与所述底部连接件 (7)的铰接点(05,06)位于所在侧的臂身(IOa5IOb)的中心截面上。
8.根据权利要求5所述的主桁架臂，其特征在于，所述臂头(1)具有副臂铰接点(p2)、 主吊钩滑轮组铰接点(P3)、副臂撑杆铰接点(p4)、以及主臂拉板铰接点 p5)，各所述底节 臂(8)上均设有副臂后拉板铰接点(p6)。
9.一种履带起重机，其特征在于，铰接于回转支架(30)上的主桁架臂(10)为根据权利 要求1至8中任一项所述的主桁架臂。
10.根据权利要求9所述的履带起重机，其特征在于，铰接于所述回转支架上的桅杆、 铰接于主桁架臂的臂头的副臂和副臂撑杆中至少之一包括相互平行且结构对称的双臂身。
专利摘要本实用新型公开了一种履带起重机的主桁架臂和具有该主桁架臂的履带起重机，该主桁架臂包括相互平行且结构对称的两臂身和可拆卸地连接至两臂身的梯形臂顶，梯形臂顶的顶部为一臂头。在实用新型中，主桁架臂的各臂身和臂顶采用拆装组合方式、满足运输要求，组成主桁架臂的各部件满足系列化、通用化和标准化要求，桁架臂自身结构与受力条件匹配，臂头重量较小、臂头载荷分布合理，本实用新型的主桁架臂尤其适合在超大吨位履带起重机上使用。
文档编号B66C23/36GK201850085SQ201020144748
公开日2011年6月1日 申请日期2010年3月30日 优先权日2010年3月30日
发明者周红, 杨威, 陆鹏飞, 高一平, 黎伟福 申请人:长沙中联重工科技发展股份有限公司