专利名称：一种混凝土布料臂架及混凝土泵车的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及混凝土泵车的混凝土布料臂架。本发明还涉及设有所述臂架的混凝土泵车。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，建筑结构的大型化和复杂化对混凝土机械提出了越来越高的要求。混凝土泵车是具有泵送混凝土功能的工程机械，用于将混凝土输送到指定位置，由于具有众多优点和较高经济效益，已成为建筑施工企业必不可少的专用设备。 一般而言，混凝土泵车主要由料斗、臂架系统、泵送系统、液压系统、清洗系统、电气系统、行走底盘等组成。混凝土泵车的臂架为可伸缩或屈折的布料臂，在施工作用时，布料臂展开，利用输送管沿布料臂将混凝土输送到一定的高度和距离。可见，混凝土泵车臂架是泵车设计和制造的关键，臂架结构的合理与否将直接影响整车的工作性能和作业稳定性。请参考图I、图2，图I为现有技术中一种典型的混凝土泵车的臂架处于折叠状态时结构示意图；图2为图I中所示底节臂的结构示意图。如图所示，现有混凝土泵车所用的臂架I包括可以相互折叠的底节臂1-1、中间臂1-2以及顶节臂1-3，且各节臂均为箱体结构。箱体结构的臂架以其拼点焊接加工比较简单、设计方法也比较完善等优点被广大的设计人员认可和接受。但是，这种结构存在的一大缺陷就在于整体重量太大。由于臂架结构太重，一方面会导致整车结构件过于庞大和繁重，对底盘的排量要求较大，耗油量较大，与国家节能减排的法律法规相悖，不利于可持续发展；另一方面，泵车要求的车桥数目比较大，在施工现场运作不灵活，无法满足市场的需求。因此，如何在保证臂架性能的前提下，进一步减轻其重量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种混凝土布料臂架。该臂架在保证力学性能的基础上，具有相对较轻的重量，有助于混凝土泵车实现节能减排，同时又能拓展混凝土泵车的泵送高度。本发明的第二目的是提供一种设有上述臂架的混凝土泵车。为了实现上述第一个目的，本发明提供一种混凝土布料臂架，包括可以相互折叠的多节臂，所述多节臂首尾依次铰接，所述多节臂中至少一节臂为桁架式臂架。优选地，所述多节臂中的底节臂为桁架式臂架。优选地，所述底节臂的臂头包括截面尺寸逐渐缩小的桁架，所述桁架的小截面端的左、右端板上分别焊接有第一接头，所述桁架的大截面端的主弦杆端部分别焊接有第二接头。优选地，所述弟_■接头具体为双接头。优选地，所述底节臂的臂架主体包括主弦杆和腹杆，其与所述臂头相对接的主弦杆端部分别焊接有第三接头、与臂尾相对接的一端焊接有连接板。优选地，所述臂尾呈箱体结构，焊接于所述臂架主体的连接板上。优选地，所述臂架主体的上主弦杆与下主弦杆之间设有第一油缸铰点支撑板。优选地，所述臂架主体的下主弦杆下方设有第二油缸铰点支撑板。优选地，所述臂架主体在其第一油缸铰点支撑板和/或第二油缸铰点支撑板处设有加强板。·为了实现上述第二个目的，本发明还提供了一种混凝土泵车，包括转台和臂架，所述臂架通过其底节臂与所述转台相铰接，所述臂架具体为上述任一项所述的混凝土布料臂架。本发明突破传统设计模式，提供了一种新型混凝土布料臂架结构，整个臂架仍然包括可以相互折叠的多节臂，所述多节臂首尾依次铰接，不同之处就在于，所述多节臂中至少一节臂为桁架式臂架。由于桁架式臂架具有能承受高强度、截面惯性矩大、重量轻等特点，因此在同样米数的混凝土泵车、满足同样的设计要求的情况下，可以大幅减轻布料臂架的重量，并拓展布料臂架的泵送高度。此外，由于臂架重量得到减轻，对底盘的排量要求也相应减小，耗油量变小，可实现节能减排的目的，有利于可持续发展；另一方面，由于泵车要求的车桥数目减少，在施工现场运作的灵活性得以提高，可满足市场对混凝土泵车机动性的需求。在一种具体实施方式
中，所述多节臂中的底节臂为桁架式臂架。由于混凝土泵车各节臂的几何尺寸和重量自底节臂向顶节臂逐渐减小，因此底节臂是重量最大的一节臂，其重量占很大的比例，将底节臂设计为桁架式臂架，可最大程度地减轻整体臂架的重量，研究和试验表明，在底节臂采用桁架式结构之后，可减重约30% -40%。在另一种具体实施方式
中，所述底节臂的臂尾仍然采用箱体结构，并焊接于所述臂架主体的连接板上。这里，所述臂尾为过渡连接件，由于桁架式结构与箱体结构在构造上的差异，无法直接进行铰接，在底节臂采用桁架式结构之后，通过箱体结构的臂尾能够方便地与仍为箱体结构的中间臂进行衔接。本发明所提供的混凝土泵车设有上述混凝土布料臂架，由于上述混凝土布料臂架具有上述技术效果，具有该混凝土布料臂架的混凝土泵车也应具备相应的技术效果。
图I为现有技术中一种典型的混凝土泵车的臂架处于折叠状态时结构示意图；图2为图I中所示底节臂的结构示意图；图3为本发明所提供混凝土布料臂架处于折叠状态时结构示意图；图4为图3所示混凝土布料臂架处于展开状态时结构示意图；图5为图4中所示底节臂的结构示意图；图6为图5中所示臂头的结构示意图；图7为图5中所示臂架主体的结构示意图8为图5中所示臂尾的结构示意图。图I至图2中I.臂架1-1.底节臂1-2.中间臂1-3.顶节臂图3至图8中10.底节臂10-1.臂头10-1-1.第一接头10-1-2.第二接头10-2.臂架主体10-2-1.第三接头10-2-2.连接板10-2-3.第一油缸铰点支撑板10-2-4.第二油缸铰点支撑板10-3.臂尾20.中间臂30.顶节臂
具体实施例方式本发明的核心在于通过改进混凝土布料臂架的结构，使其在保证力学性能的基础上，具有相对较轻的重量。本发明的另一核心是提供一种设有上述臂架的混凝土泵车。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的详细说明。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3、图4，图3为本发明所提供混凝土布料臂架处于折叠状态时结构示意图；图4为图3所示混凝土布料臂架处于展开状态时结构示意图。在一种具体实施方式
中，本发明提供的混凝土布料臂架，主要由底节臂10、三节中间臂20以及顶节臂30等部件组成，各节臂的横截面尺寸和重量自底节臂向顶节臂逐渐变小，多节臂首尾依次铰接，可以相互折叠或展开，在施工作用时，利用输送管沿布料臂将混凝土输送到一定的高度和距离。将本发明提供的混凝土布料臂架与图I所示的现有臂架进行比较不难发现，两者在形式上具有明显的区别，即本发明提供的混凝土布料臂架的底节臂10为桁架式臂架。请参考图5,图5为图4中所示底节臂的结构示意图。如图所示，底节臂10为桁架式结构，主要由臂架主体10-2、位于臂架主体一端的臂头10-1以及位于臂架主体另一端的臂尾10-3构成。请参考图6,图6为图5中所示臂头的结构示意图。臂头10-1由四根主弦杆以及位于主弦杆之间的若干腹杆组成变截面的四弦杆空间桁架，桁架小截面端左侧的上、下主弦杆端部焊接有左端板，右侧的上、下主弦杆端部焊接有右端板，左、右端板上分别焊接有第一接头10-1-1，第一接头10-1-1用于与混凝土泵车的转台相铰接，形成整个臂架的下铰点。桁架大截面端的四根主弦杆端部分别焊接有第二接头10-1-2，第二接头10-1-2具体为双接头，用于与臂架主体10-2相对接。请参考图7,图7为图5中所示臂架主体的结构示意图。臂架主体10-2由四根主弦杆以及位于主弦杆之间的若干腹杆组成，其通体具有相同的空间截面尺寸，其与臂头10-1相对接的四根主弦杆端部分别焊接有第三接头10-2-1，与臂尾10-3相对接的一端焊接有连接板10-2-2。请一并参考图5，臂架主体10-2左、右两侧的上主弦杆与下主弦杆之间分别焊接、有第一油缸铰点支撑板10-2-3。该支撑板呈矩形，位置靠近臂头10-1，其上开设有铰接孔，用于连接底节臂10的变幅油缸。臂架主体10-2的下主弦杆下方设有第二油缸铰点支撑板10-2-4，该支撑板呈三角形，位置靠近臂尾10-3，其上开设有铰接孔，用于连接第一节中间臂的变幅油缸。
为了提高上述支撑板的结构强度，可根据需要在其与臂架主体的连接处设置加强板(图中未不出)。上述臂头10-1和臂架主体10-2的主弦杆和腹杆可采用无缝钢管制造，主弦杆可以是圆管、方管、矩形管或其它异型管，其中圆管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。请参考图8,图8为图5中所示臂尾的结构示意图。臂尾10-3呈箱体结构，焊接于臂架主体10-2的连接板10-2-2上，与现有箱体式
底节臂的臂尾保持一致。这里，臂尾10-3为过渡连接件，由于桁架式结构与箱体结构在构造上的差异，无法直接进行铰接，在底节臂10采用桁架式结构之后，通过箱体结构的臂尾10-3能够方便地与仍为箱体结构的中间臂20进行衔接。上述臂头10-1、臂架主体10-2以及臂尾10-3的接头在对接后通过销轴进行连接，由于销轴连接的技术成熟稳定，可提高装配效率。当然，除了通过接头和销轴进行连接之夕卜，还可以通过法兰和螺栓进行连接，与销轴连接相比，通过高强度螺栓连接，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。本文对臂架中间臂20的数量不做限定，根据混凝土泵车输送能力的不同，可进一步增加或减小，具体可控制在3-5节。上述底节臂10的具体结构仅是一种优选方案，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，从而得到不同的混凝土布料臂架。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。上述混凝土布料臂架的底节臂10为桁架式臂架。由于桁架式臂架具有能承受高强度、截面惯性矩大、重量轻等特点，因此在同样米数的混凝土泵车、满足同样的设计要求的情况下，可以大幅减轻布料臂架的重量，并拓展布料臂架的泵送高度。由于混凝土泵车各节臂的几何尺寸和重量自底节臂向顶节臂逐渐减小，因此底节臂10是重量最大的一节臂，其重量占很大的比例，将底节臂10设计为桁架式臂架，可最大程度地减轻整体臂架的重量，研究和试验表明，在底节臂10采用桁架式结构之后，可减重约 30% -40%。此外，由于臂架重量得到减轻，对底盘的排量要求也相应减小，耗油量变小，可实现节能减排的目的，有利于可持续发展；另一方面，由于泵车要求的车桥数目减少，在施工现场运作的灵活性得以提高，可满足市场对混凝土泵车机动性的需求。这里需要说明的是，除了可以将底节臂10设计为桁架式结构之外，还可以将中间臂20或顶节臂30设计为桁架式结构，例如底节臂10与第一节中间臂为桁架式结构，而其余各节臂仍为箱体式结构，或者仅中间臂20为桁架式结构，而底节臂10和顶节臂30为箱体式结构等等；作为一种极端的情形，甚至可以将各节臂均设计为桁架式结构。除了上述混凝土布料臂架，本发明还提供了一种混凝土泵车，包括转台和臂架，所述臂架通过其底节臂与所述转台相铰接，所述臂架具体为上文所述的混凝土布料臂架，其余结构请参阅现有技术，本文不再赘述。以上对本发明所提供的混凝土布料臂架及混凝土泵车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明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发明的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种混凝土布料臂架，包括可以相互折叠的多节臂，所述多节臂首尾依次铰接，其特征在于，所述多节臂中至少一节臂为桁架式臂架。
2.根据权利要求I所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述多节臂中的底节臂为桁架式臂架。
3.根据权利要求2所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述底节臂的臂头包括截面尺寸逐渐缩小的桁架，所述桁架的小截面端的左、右端板上分别焊接有第一接头，所述桁架的大截面端的主弦杆端部分别焊接有第二接头。
4.根据权利要求3所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述第二接头具体为双接头。
5.根据权利要求3所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述底节臂的臂架主体包括主弦杆和腹杆，其与所述臂头相对接的主弦杆端部分别焊接有第三接头、与臂尾相对接的一端焊接有连接板。
6.根据权利要求5所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述臂尾呈箱体结构，焊接于所述臂架主体的连接板上。
7.根据权利要求3至6任一项所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述臂架主体的上主弦杆与下主弦杆之间设有第一油缸铰点支撑板。
8.根据权利要求7所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述臂架主体的下主弦杆下方设有第二油缸铰点支撑板。
9.根据权利要求8所述的混凝土布料臂架，其特征在于，所述臂架主体在其第一油缸铰点支撑板和/或第二油缸铰点支撑板处设有加强板。
10.一种混凝土泵车，包括转台和臂架，所述臂架通过其底节臂与所述转台相铰接，其特征在于，所述臂架具体为上述权利要求I至9任一项所述的混凝土布料臂架。
全文摘要
本发明公开了一种混凝土布料臂架，包括可以相互折叠的多节臂，所述多节臂首尾依次铰接，所述多节臂中至少一节臂为桁架式臂架；具体地所述多节臂中的底节臂为桁架式臂架；所述底节臂的臂头包括截面尺寸逐渐缩小的桁架，所述桁架的小截面端的左、右端板上分别焊接有第一接头，所述桁架的大截面端的主弦杆端部分别焊接有第二接头。该臂架在保证力学性能的基础上，具有相对较轻的重量，有助于混凝土泵车实现节能减排，同时又能拓展混凝土泵车的泵送高度。本发明还公开了设有上述臂架的混凝土泵车。
文档编号E04G21/04GK102787725SQ201110132730
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月20日 优先权日2011年5月20日
发明者冯敏, 张鹏程, 徐怀玉, 秦伟 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司建设机械分公司