专利名称：混凝土泵车臂架的臂以及相应的臂架和混凝土泵车的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种混凝土泵车臂架的臂以及相应的臂架和混凝土泵车。
背景技术：
众所周知，臂架是混凝土泵车最主要的关键部件之一，其安全性、可靠性和先进性是决定泵车核心竞争力的关键。目前，现有技术中，混凝土泵车臂架重量受制于臂架强度、 刚度的制约，在现有结构条件下，无法满足泵车减轻重量，臂架增长的要求。现有技术臂架都是焊接而成，而且焊缝贯穿臂架的箱状主体整个长度，由于焊缝质量很难保证导致泵车臂架开裂、失效成了技术难题。焊缝限制了高强度钢板的材料性能的利用。为了减轻重量， 现有设计留给臂架的整体强度不足，经常产生臂架断裂事故，当用户在混凝土泵车使用中发生臂架与物体碰撞时，臂架非常容易折弯损坏。要想在现有技术框架大幅度提高臂架强度，几乎是没有上升空间。这样臂架的自身重量与臂架的强度成为了矛盾的统一体，由此混凝土泵车性能的提升受到这个难题的遏制。
实用新型内容本实用新型的一个目的就是要提供一种臂架的臂结构，其在减轻重量的同时保证了臂架的整体强度。本实用新型的另一个目的是提供一种臂架的臂结构，其消除了容易导致泵车臂架开裂、失效的焊缝。根据本实用新型的一个方面，提供了一种混凝土泵车的臂架的臂，其中，所述臂包括中空的箱状主体，所述箱状主体包括一个或多个密闭的或者能够密闭的充气室，每个充气室能够充入预定压力的气体从而使得箱状主体处于张紧状态。在一个实施例中，所述臂整体拉制成型从而没有焊缝。在一个实施例中，所述箱状主体包括多个所述充气室，这些充气室彼此独立。在一个实施例中，所述充气室为沿臂的长度方向延伸的通道。在一个实施例中，所述预定压力为0. 2 40MPa。在一个实施例中，所述通道的两端用挡板闭合，且充气室的侧壁上或者挡板上可以形成有进气口。在一个实施例中，所述充气室在两端设置有用于密闭和进气的活塞组件，所述活塞组件包括从充气室的内部从内至外设置的动活塞、中间密封活塞、端部止挡件，其中动活塞与充气室的侧壁滑动接合，所述中间密封活塞相对于充气室固定；所述动活塞上安装有连通至充气室外部的进气装置。在一个实施例中，所述进气装置是单向阀式进气装置，包括单向阀和气嘴，其中气嘴的第一端与位于动活塞内侧的充气室内部连通，气嘴的与第一端相对的第二端延伸穿过中间密封活塞中所形成的通孔并延伸至中间密封活塞的外侧，从而能够经气嘴的第二端、 第一端向充气室内充入气体。
3[0013]在一个实施例中，所述臂的箱状主体上设置有变截面延伸筋，对于每节臂而言，所述延伸筋的长度方向与每节臂的箱状主体的纵向方向一致，并且其截面随着延伸筋从臂的近端向着臂的远端延伸而变小，以与负荷的变化趋势相一致；并且，相较于远端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整体上更大。根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种混凝土泵车的臂架，其中，所述臂架包括如上所述的臂。根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种混凝土泵车，其中，所述混凝土泵车包括如上所述的臂架。本实用新型的技术效果在于a.针对现有技术存在的问题，本实用新型能够有效地减轻泵车臂架重量。由于重量只有传统臂架的二分之一或者三分之一，进而大大减轻混凝土泵车整车重量，对提高泵车整体稳定性，降低能耗能够起到重要的作用。b.充气气室的采用增加了臂架的承载能力，抗弯性能，抗扭性能，因此同样重量的臂架将能够做得更长，使臂架富有弹性，能有效吸收冲击力，不怕撞击。c.拉制成型取消了传统臂架箱状主体焊缝，使臂架使用性能不受到焊缝质量问题的遏制，充分发挥材料的力学性能。提高臂架的可靠性，无焊缝开裂问题，避免臂架折断所造成安全事故的风险。
图1是现有混凝土泵车的简略示意图。图2是根据本实用新型的臂架的单节臂的纵向剖视图。图3是根据本实用新型的臂架的单节臂的立体图。图4和图5是图2中“1”、“11”两部分的放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示出的优选的非限制性的实施方式对本实用新型进行描述。图1示出了现有混凝土泵车的简略示意图。如图1中所示，所述混凝土泵车包括汽车底盘100以及由其支撑的臂架结构。所述臂架结构在图中被图示为包括依次连接的五节臂，分别是一节臂101、二节臂102、三节臂103、四节臂104、五节臂105。此外，所述混凝土泵车还包括对于本领域技术人员而言公知的泵车支腿107、转台108、变幅油缸109、连杆机构110等部件。本实用新型主要是针对其中的各节臂的改进。换句话说，本实用新型的接下来的关于臂的方面的教导可以应用于上述一节臂至五节臂中的任一节臂。图2示意性地示出了臂架的其中一节臂(其可以是上述臂101-105中任一)的沿其纵向方向或者说长度方向剖切的局部剖视图。图3示意性地示出了根据另一实施方式的臂的箱状主体的立体图，其中移除了箱状主体两端的一些部件，以清楚地示出其中的充气室。如图2和图3中所示，根据本实用新型的臂为整体拉制成型的细长件，且材料优选为金属例如铝合金、镁合金、钛合金、高强度结构钢等。根据本实用新型，由于臂通过拉制形成，所以作为臂主体的箱状主体是一体的从而没有传统上会有的焊缝，从而消除了现有技术中通过焊接形成箱状主体而带来的种种缺陷。另外，根据本实用新型另一个重要特征在于，臂的箱状主体为中空结构，其内形成有一个或多个充气室，所述充气室优选为多个，且彼此独立。进一步优选地，所述充气室沿臂的整个长度方向延伸。在这一点上，图2中示出了沿臂的纵向方向即长度方向延伸的两个充气室9、10的实施例，图3中示出了沿臂的纵向方向即长度方向延伸的三个充气室9、 IOUl的实施例。由于充气室的存在，减少了所使用的金属材料的量，因此减少了由于臂的自重而带来的负荷。进一步地，为了补偿臂的强度，本实用新型的发明人在每个充气室中充入预定压力的气体，优选为空气，以使箱状主体的各侧壁都处于一定的张力状态下，从而确保其机械强度。为了实现这一点，充气室应该是密闭的或者是能够被密闭的，且设置有用于进气的进气口。根据上述教导，本领域技术人员应该不难理解，现有技术中已有的各种密闭构造和进气构造都可以直接或者稍加改动地用于本实用新型的充气室。例如，在一优选的实施例中，充气室实质上是沿臂的纵向延伸的通道，如图2和图3中所示。在未示出的实施方式中，为了对充气室进行密闭，该通道的两端例如可以用挡板焊接闭合，此时，为了实现进气， 充气室的侧壁上或者挡板上可以形成有进气口，且进气口上可以可选地设置单向进气阀， 从而可以通过外部气源向充气室中充入预定压力的气体，但是不允许充入的气体溢出。根据不同的臂设计尤其是臂长以及臂的侧壁的厚度，所述预定压力例如可以为0. 2 40MPa。 所述预定压力可以以本领域技术人员已知的任意手段来进行测量，例如，可以在箱状主体的表面安装感应压力表来测量压力。在图2、图4、图5中示出了一种具体的密闭及进气构造。如图2中所示，在该具体的实施方式中，所述充气室9、10在两端设置有用于密闭和进气的活塞组件，如图2中“I”、 “II”两部分所示。图4和图5分别示出了 “I”部分以及“II”部分的放大示意图。如图4所示，在充气室9、10的第一端、于充气室的内部从内至外设置有动活塞3、 中间密封活塞2、端部止挡件1。动活塞3与充气室的侧壁滑动接合，优选地在动活塞3与充气室的侧壁之间设置有密封件4，从而与充气室的侧壁密闭地滑动接合。如图5所示，类似地，在充气室9、10的与第一端相对的第二端处、于充气室的内部从内至外设置有动活塞 3’、中间密封活塞2’、端部止挡件1’。同样地，动活塞3’与充气室的侧壁滑动接合。并且， 同样优选地，在动活塞3’与充气室的侧壁之间设置有密封件4’以使动活塞3’与充气室的侧壁密闭地滑动接合。在中间密封活塞2、2’上可以设置排气孔(未示出)，以当动活塞3、3’在充气室内气体压力(如箭头A所示)的作用下向端部运动时排空中间密封活塞2、2’与动活塞3、3’ 之间的气体。中间密封活塞主要的作用是提供对动活塞3的止挡，另外，其也可以同时起到加强密封的作用。为此，中间密封活塞应该相对于臂的充气室固定不动，这可以通过本领域公知的方式例如焊接、螺栓连接等方式来实现。根据图示的该优选而非限制性的实施方式，向充气室内充气是通过类似于轮胎上用于打气的单向阀式的进气装置来实现的。不过本领域技术人员应能理解，本实用新型对于充气方式并没有特别限制，其他充气位置和构造也是可以的，只要能够使得充气室内被密闭地充入一定压力的气体即可。[0035]下面结合图4的实施例对所述单向阀式的进气装置进行说明。如图4中所示，该单向阀式的进气装置安装在动活塞3上，其包括单向阀5和气嘴6。气嘴6的第一端与位于动活塞3内侧的充气室内部连通，气嘴6的与第一端相对的第二端延伸穿过中间密封活塞2中所形成的通孔21并延伸至活塞2的外侧，从而可以便于经第二端、第一端向充气室内充入气体。所述单向阀5允许气体沿箭头B经气门进入充气室，但是阻止气体沿与箭头 B相反的方向离开充气室。在图示的该优选实施方式中，所述气嘴6为细长件，且该充气嘴的长度方向优选与充气室的轴线方向一致。在通过进气装置对充气室进行充气的过程中，动活塞3将向充气室的端部运动，此时中间密封活塞中对应于所述气嘴形成的通孔允许气嘴6穿过中间密封活塞2运动。本领域技术人员应该不难理解，这样的进气装置可以安装在动活塞3、3’中任一上或者同时安装。进一步地，为了增加密封效果，所述端部止挡件1可以包括一端部密封活塞11。在安装时，依序装入最内侧的动活塞3、中间密封活塞2，并且可以在充入符合要求的气体之后装入端部止挡件1或者端部密封活塞11。如上所述的充气室与两端活塞组成了气囊状密闭腔体，该气囊状密闭腔体也可以内衬有橡胶气囊、塑料气囊或金属气囊。本实用新型的另一个重要特征在于，在臂的箱状主体上可以设置变截面延伸筋 12。下面结合图1来描述所述延伸筋12的作用。在此，为便于描述，离汽车底盘低的臂(即承受负荷较大的臂，例如一节臂101)称为近端臂，离汽车底盘远的臂(即总体上承受负荷较小的臂，例如五节臂105)称为远端臂。这里的“近端”以及“远端”都是相对而言的，例如，一节臂101相对于二节臂102为近端臂，而二节臂102相对于三节臂103则为近端臂。 此外，每节臂都有相对的两端，为便于描述，分别将靠近汽车底盘的那端(即靠近近端臂的那端)称为“近端”，将相对远离汽车底盘的那端(即靠近远端臂的那端)称为“远端”。末节臂(例如五节臂105)的远端就是整个臂架的远端或者说末端。首先，本领域技术人员不难理解，离汽车底盘100越近的臂所承受的负荷越大。例如，近端的一节臂101相较于末端的五节臂105所承受的负荷要大，因此相应的该节臂所需的强度也更大。变截面延伸筋12就是为了满足这种强度的要求而设置的。根据本实用新型，对于每节臂而言，所述延伸筋12的长度方向与每节臂的箱状主体的纵向方向一致，并且其截面随着延伸筋12从臂的近端向着臂的远端延伸而变小，以与负荷的变化趋势相一致。相较于远端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整体上更大，以满足更大的强度要求。
权利要求1.一种混凝土泵车的臂架的臂，其特征在于，所述臂包括中空的箱状主体，所述箱状主体包括一个或多个密闭的或者能够密闭的充气室，每个充气室能够充入预定压力的气体从而使得箱状主体处于张紧状态。
2.如权利要求1所述的臂，其特征在于，所述臂整体拉制成型从而没有焊缝。
3.如权利要求1所述的臂，其特征在于，所述箱状主体包括多个所述充气室，这些充气室彼此独立。
4.如权利要求1所述的臂，其特征在于，所述充气室为沿臂的长度方向延伸的通道。
5.如权利要求1所述的臂，其特征在于，所述预定压力为0.2 40MPa。
6.如权利要求4所述的臂，其特征在于，所述通道的两端用挡板闭合，且充气室的侧壁上或者挡板上可以形成有进气口。
7.如权利要求4所述的臂，其特征在于，所述充气室在两端设置有用于密闭和进气的活塞组件，所述活塞组件包括从充气室的内部从内至外设置的动活塞、中间密封活塞、端部止挡件，其中动活塞与充气室的侧壁滑动接合，所述中间密封活塞相对于充气室固定；所述动活塞上安装有连通至充气室外部的进气装置。
8.如权利要求7所述的臂，其特征在于，所述进气装置是单向阀式进气装置，包括单向阀和气嘴，其中气嘴的第一端与位于动活塞内侧的充气室内部连通，气嘴的与第一端相对的第二端延伸穿过中间密封活塞中所形成的通孔并延伸至中间密封活塞的外侧，从而能够经气嘴的第二端、第一端向充气室内充入气体。
9.如权利要求1所述的臂，其特征在于，所述臂的箱状主体上设置有变截面延伸筋，对于每节臂而言，所述延伸筋的长度方向与每节臂的箱状主体的纵向方向一致，并且其截面随着延伸筋从臂的近端向着臂的远端延伸而变小，以与负荷的变化趋势相一致；并且，相较于远端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整体上更大。
10.一种混凝土泵车的臂架，其特征在于，所述臂架包括如前述权利要求中任一项所述的臂。
11.一种混凝土泵车，其特征在于，所述混凝土泵车包括如权利要求10所述的臂架。
专利摘要本实用新型公开了一种混凝土泵车臂架的臂以及相应的臂架和混凝土泵车，根据本实用新型的臂包括中空的箱状主体，所述箱状主体包括一个或多个密闭的或者能够密闭的充气室，每个充气室能够充入预定压力的气体从而使得箱状主体处于张紧状态。根据本实用新型的臂架的臂结构在减轻重量的同时保证了臂架的整体强度。
文档编号E04G21/04GK202214991SQ20112029363
公开日2012年5月9日 申请日期2011年8月15日 优先权日2011年8月15日
发明者冯敏, 徐怀玉, 汪军生, 郑永生 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司