专利名称：一种加强型臂架及设有该臂架的起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械技术领域，特别是涉及起重机的臂架。本实用新型还涉及设有所述臂架的起重机。
背景技术：
目前，为满足国内石油、石化、核电、风电、钢铁等大型工程项目中对超大设备的吊装需求，起重机越来越向超大型发展，其起升高度更高、工作幅度更大、起重能力更强，与此同时，也给设计、生产、运输、安装及使用等过程带来了一系列问题。请参考图1、图2、图3、图4，图1是现有履带起重机的臂架结构示意图；图2是图 1所示臂架的俯视图；图3是图1所示臂架的单节中间臂的结构示意图；图4是图3所示中间臂的端面示意图。如图所示，臂架是起重机的重要构件之一，履带起重机的臂架一般采用由主弦杆 4和腹杆5组成的桁架式结构，包括底节臂1、中间臂2、顶节臂3，各节之间采用销轴连接， 通过增减中间臂2的数量来实现不同的臂长组合，考虑到组装的方便性以及不同的工况需要，中间臂长度L 一般较长，如6m、9m或12m。从受力方面来讲，臂架属于双向压弯构件，即起重机吊载工作时，臂架在变幅平面和回转平面内都承受轴向力和弯矩的作用，因此从臂架截面分析，需要足够的截面积，以保证臂架截面强度，从而抵抗轴向力的作用，需要足够的截面宽度B和高度H以保证两个平面内的惯性矩，从而抵抗弯矩的作用。为了提高臂架的承载能力，最行之有效的办法就是增大臂架的截面尺寸，而运输车辆和过路涵洞的高度限制又严重制约着截面的增大。为了实现超大吨位设备的吊装，现阶段主要有以下几种解决方案第一种方案，采用多机协同作业，即用多台中小型起重机来同时起吊，共同完成超大设备的吊装任务。这种情况下，对多台起重机的同步性要求很高，由于每台起重机都配有单独的控制系统，再加上载荷分配的问题，现场多机协同作业的安全预度很难保证，危险性很大；而且在这种情况下，只能发挥起重机起吊能力的60% 80%，性能利用率低。第二种方案，使用各种非标型起重机，即单纯为了获得大的起重能力，而专门设计的起重机，通常这种起重机设置在圆形轨道上，超起配重固定不动，具有超强的起重力矩， 但是整车只能以超起配重为中心，在轨道上回转变幅，不能带载行走，而且这种起重机只能在施工现场组装，装配拆卸周期长，影响施工进度。另外，圆形轨道对地面的承载力要求极高，通常需要事先对地面进行特殊处理，从而支付额外的附加费用。第三种方案，大量运用拆分装配技术，将一个超出运输要求的部件拆分成若干个小部件，再通过装配连接起来。例如现有方案中的装配式臂架，即将臂架的主弦杆与腹杆拆分，以满足运输要求，转场就位后再将腹杆与主弦杆通过销轴装配成一体。通常情况下，大吨位的臂架长度会达到一百多米，几百根的腹杆现场装配，其困难程度可想而知，并且大大增加组装周期，降低使用效率，同时大量装配技术的应用也会带来生产难度以及设计成本的增加。[0010]因此，如何保证臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的第一目的是提供一种加强型臂架。该臂架既具有足够的承载能力， 又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。本实用新型的第二目的是提供一种设有上述臂架的起重机。为了实现上述第一个目的，本实用新型提供了一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。优选地，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列。优选地，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列。优选地，各所述主弦杆分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在横截面上位于角点处，第二弦杆与所述第一弦杆沿高度方向纵向排列，第三弦杆与所述第一弦杆沿宽度方向横向排列。优选地，各所述主弦杆分别包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列。优选地，各所述主弦杆的弦杆之间通过肋板焊接连接。优选地，所述底节臂与其相邻的中间臂之间、中间臂之间以及顶节臂与其相邻的中间臂之间通过螺栓或销轴连接。优选地，各所述主弦杆的弦杆在横截面上呈圆形、正方形或矩形。为了实现上述第二个目的，本实用新型还提供了一种起重机，包括下车总成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底节臂与所述下车总成的转台相铰接，所述臂架具体为上述任一项所述的加强型臂架。优选地，具体为超大吨位履带起重机或轮胎起重机。本实用新型突破传统设计模式，提供了一种加强型臂架结构，所述臂架采用复合式主弦杆，即各主弦杆分别由两根、三根、四根甚至更多的弦杆组合而成，以此来代替现有的一根主弦杆，通过复合式主弦杆的规格与臂架截面尺寸的优化组合，在满足运输尺寸要求的前提下，可极大地提高臂架的承载能力，同时复合式主弦杆中的单根弦杆规格，比现有的一根主弦杆规格减小，其下料加工难度大大降低。此外，与现有装配式臂架相比，其生产及装配难度大大降低，组装和实用性能大大提高。在一种具体实施方式
中，所述臂架各节之间采用高强度螺栓连接，其重量大大减轻，更加利于臂架工作时各节之间载荷的传递，符合构件实际的受力状态；而采用销轴连接，技术成熟稳定，可提高装配效率。本实用新型所提供的起重机设有上述加强型臂架，由于上述加强型臂架具有上述技术效果，具有该加强型臂架的起重机也应具备相应的技术效果。
图1是现有履带起重机的臂架结构示意图；图2是图1所示臂架的俯视图；图3是图1所示臂架的单节中间臂的结构示意图；图4是图3所示中间臂的端面示意图；图5为本实用新型所提供加强型臂架的第一种具体实施方式
的结构示意图；图6为图5所示加强型臂架的俯视图；图7为图5所示加强型臂架的A-A视图；图8为本实用新型所提供加强型臂架的第二种具体实施方式
的截面示意图；图9为本实用新型所提供加强型臂架的第三种具体实施方式
的截面示意图；图10为本实用新型所提供加强型臂架的第四种具体实施方式
的截面示意图；图11为本实用新型所提供起重机的一种具体实施方式
的结构示意图。图1至图4中1.底节臂2.中间臂3.顶节臂4.主弦杆5.腹杆图5至图11中10.底节臂 20.中间臂 20-1.主弦杆 20_1_1.第一弦杆 20_1_2.第二弦杆20-1-3.第三弦杆20-2.腹杆20-2-1.上下腹杆20-2-2.左右腹杆30.顶节臂 40.下车总成50.超起配重60.臂架70.超起桅杆
具体实施方式
本实用新型的核心在于提供一种加强型臂架。该臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。本实用新型的另一核心是提供一种设有上述臂架的起重机。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明。本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，是为了便于描述，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。此外，本文中的“第一、第二”等用语仅是为了便于描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。请参考图5、图6，图5为本实用新型所提供加强型臂架的第一种具体实施方式
的结构示意图；图6为图5所示加强型臂架的俯视图。在第一种具体实施方式
中，本实用新型提供的整体式臂架属于桁架结构，主要由底节臂10、多节中间臂20以及顶节臂30等部件组成，各中间臂20的横截面尺寸相等。各中间臂20均由主弦杆20-1以及位于主弦杆之间的若干腹杆20-2组成，其中， 第一中间臂、第二中间臂、第三中间臂、第四中间臂在横截面上呈矩形，具有相同的空间截面尺寸，底节臂10、顶节臂30为变截面的四弦杆空间桁架。上述底节臂10、中间臂20以及顶节臂30的主弦杆端部均设有连接法兰，两两之间经法兰对接后，通过高强度螺栓连接，其重量大大减轻，更加利于臂架工作时各节之间载荷的传递，符合构件实际的受力状态。当然，除了通过法兰结构和螺栓进行连接之外，各节臂之间还可以通过销轴进行连接，与螺栓连接相比，销轴连接的技术成熟稳定，可提高装配效率。请参考图7，图7为图5所示加强型臂架的A-A视图。如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别由两根平行布置的弦杆复合而成， 两根弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列，并通过横向的肋板焊接连接，由于弦杆数量增加，因此承载能力也随之显著提升。由于主弦杆包含了两根弦杆，因此腹杆20-2的布局也需要作出调整，具体来讲有以下两种方式第一种是中间臂上下腹杆20-2-1(即水平面内的腹杆)的两端与主弦杆20-1的第二弦杆20-1-2连接，而左右腹杆20-2-2(即竖平面内的腹杆)的两端与主弦杆20-1的第一弦杆20-1-1连接，这样可以获得最大的横截面尺寸。第二种是中间臂上下腹杆20-2-1的两端与主弦杆20-1的第二弦杆20_1_2连接， 而左右腹杆分为两层，第一层的两端与第一弦杆20-1-1连接，第二层的两端与第二弦杆 20-1-2连接，由于存在两层腹杆，因此结构强度和承载能力要高于上一种方式，但过多的腹杆不仅会增加制造难度和材料成本，而且会导致臂架自重过大，因此，综合来讲，第一种方式更为适宜。此外，弦杆之间不仅可以通过肋板进行连接，也可以保持适当间距仅在两端由连接部件进行连接。请参考图8，图8为本实用新型所提供加强型臂架的第二种具体实施方式
的截面示意图。如图所示，与上述第一种具体实施方式
相同，该加强型臂架的各主弦杆20-1也分别包括两根平行布置的弦杆，不同之处就在于，两根弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列， 并通过纵向的肋板焊接连接，由于弦杆数量增加，因此承载能力也随之显著提升，其腹杆的布置方式具体可参考上文的描述。请参考图9，图9为本实用新型所提供加强型臂架的第三种具体实施方式
的截面示意图。如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆20-1-1在横截面上位于角点处；第二弦杆20-1-2与第一弦杆20-1-1沿高度方向纵向排列，并通过纵向的肋板焊接连接；第三弦杆20-1-3与第一弦杆20-1-1沿宽度方向横向排列，并通过横向的肋板焊接连接；第二弦杆20-1-2与第三弦杆20-1-3之间通过斜向的肋板焊接连接。中间臂左右腹杆20-2-2的两端与第二弦杆20-1-2连接，上下腹杆20-2-1的两端与第三弦杆20-1-3连接，三根弦杆的圆心连线呈三角形，具有十分牢固的稳定性。请参考图10，图10为本实用新型所提供加强型臂架的第四种具体实施方式
的截面示意图。如图所示，该加强型臂架的各主弦杆20-1分别包括四根平行布置的弦杆，且四根弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列(也可以理解为分两列纵向排列)，中间臂的左右腹杆和上下腹杆均位于外侧弦杆之间，具体可参考上文的描述。上述中间臂各主弦杆的弦杆采用无缝钢管制造，可以是圆管、方管、矩形管或其它异型管，其中圆弦杆件抵抗屈曲能力强、风阻力小，且杆件接头处力的传递更加稳定。[0063]当然，除了中间臂20，底节臂10和顶节臂30也可以通过同样的方式进行加强，由于底节臂10和顶节臂30为变截面的四弦杆空间桁架，因此在具体结构上会有些细微的变化，本领域技术人员可根据实际结构进行设计。从臂架截面分析，通过复合式主弦杆的规格与臂架截面尺寸的优化组合，在满足运输尺寸要求的前提下，可极大地提高臂架的承载能力，同时复合式主弦杆中的单根弦杆规格，比现有的一根主弦杆规格减小，其下料加工难度大大降低。此外，与现有装配式臂架相比，其生产及装配难度大大降低，组装和实用性能大大提高。这里需要说明的是，本实用新型提供的是一种主弦杆有多根弦杆复合而成的臂架，其各弦杆的实际尺寸与起重机额定负载等因素相关，设计人员可按照臂架设计流程进行精确的计算和控制，这里不做具体限定。此外，本文对臂架中间臂的数量也不做限定，根据起重机负载能力的不同，可进一步增加或减小。上述四种主弦杆的复合方式仅是优选方案，其具体结构并不局限于此，在此基础上可根据实际情况作出具有针对性的调整，从而得到不同的加强型臂架。由于可能实现的方式较多，为节约篇幅，本文就不再一一举例说明。请参考图11，图11为本实用新型所提供起重机的一种具体实施方式
的结构示意图。除了上述整体式臂架，本实用新型还提供了一种起重机，包括下车总成40、超起配重50、臂架60以及超起桅杆70，所述臂架60的底节臂与所述下车总成40的转台相铰接， 所述臂架60具体采用上文所述的加强型臂架结构，可以实现起升、变幅、回转和带载行走全部动作，最大程度体现其实用性能，其余结构请参阅现有技术，本文不再赘述。上述起重机具体可以为超大吨位起重机，采用技术成熟稳定的履带或轮胎式行走装置，不仅控制性能和安全性能可以得到有效保证，而且接地比压小，地面环境适应性极强，不会增加额外的设计和使用费用。以上对本实用新型所提供的起重机及加强型臂架进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，其特征在于，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。
2.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向横向排列。
3.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括两根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿高度方向纵向排列。
4.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括三根平行布置的弦杆，其中第一弦杆在横截面上位于角点处，第二弦杆与所述第一弦杆沿高度方向纵向排列，第三弦杆与所述第一弦杆沿宽度方向横向排列。
5.根据权利要求1所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆分别包括四根平行布置的弦杆，且所述弦杆在横截面上沿宽度方向分两行横向排列。
6.根据权利要求1至5任一项所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆的弦杆之间通过肋板焊接连接。
7.根据权利要求6所述的加强型臂架，其特征在于，所述底节臂与其相邻的中间臂之间、中间臂之间以及顶节臂与其相邻的中间臂之间通过螺栓或销轴连接。
8.根据权利要求7所述的加强型臂架，其特征在于，各所述主弦杆的弦杆在横截面上呈圆形、正方形或矩形。
9.一种起重机，包括下车总成、超起配重、臂架以及超起桅杆，所述臂架的底节臂与所述下车总成的转台相铰接，其特征在于，所述臂架具体为上述权利要求1至8任一项所述的加强型臂架。
10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，具体为超大吨位履带起重机或轮胎起重机。
专利摘要本实用新型公开了一种加强型臂架，包括底节臂、顶节臂以及位于所述底节臂和顶节臂之间的至少一节中间臂，各所述中间臂为桁架式结构，包括主弦杆以及位于主弦杆之间的腹杆，各所述主弦杆分别包括至少两根平行布置的弦杆。该臂架既具有足够的承载能力，又能满足运输尺寸要求，为起重机向超大型发展提供了有利条件。本实用新型还公开了设有上述加强型臂架的起重机。
文档编号B66C23/70GK201999659SQ20112006844
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者余钦伟, 孙丽, 崔丹丹, 陈卫东 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司建设机械分公司