专利名称：一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架的制作方法
技术领域：
一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架技术领域[0001]本实用新型涉及一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，具体为斗轮堆料机和斗轮取料机的前臂架，特别是大吨位的斗轮堆取料机的前臂架结构。
背景技术：
[0002]斗轮堆取料机是一种广泛应用于港口、电力、煤炭、冶金等行业的大型散料输送设备，按功能可分为斗轮堆料机、斗轮取料机和斗轮堆取料机。斗轮堆取料机由斗轮机构、前臂架、前臂架皮带机、上部结构、回转平台、门座、行走机构、回转机构和尾车等众多的部件和机构组成。斗轮堆取料机的前臂架一般由双工字梁通过回形筋板焊接而成，其长度一般在20米到50米之间。在前臂架的头部有一重量为6到20吨重的斗轮机构，在靠近斗轮机构处两根拉杆通过销轴联接来拉起前臂架，前臂架的尾部通过销轴与上部结构相连，前臂架上面布置皮带机用于物料的输送，皮带机的宽度一般在I米到3米之间。[0003]由于前臂架结构尺寸较大，在满足强度的同时需要满足使用刚度要求，并且在设计的时候优先考虑刚度问题。在目前主要使用的前臂架，经有限元计算跟现场使用的情况来看，普遍存在局部应力过大及刚度不足的问题。实用新型内容[0004]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种斗轮堆取料机的新型前臂架，以解决上述背景技术中的缺点。[0005]对于斗轮堆取料机的前臂架，目前有桁架结构和梁柱结构两种形式。桁架结构一般由型材和钢板焊接而成，这种结构形式受力好，前臂架头部不存在积料问题，但其焊接工作量很大，若前臂架的一处焊接质量存在问题，就可能导致整个前臂架的损坏，从而可能引起整机的倒塌。目前工程中普遍使用的是梁柱结构型前臂架，它的主体是由双工字梁通过回形筋板焊接而成的，工字梁由腹板和上、下翼板组成，制作的时候腹板平行下料。这种结构形式的前臂架制作方便，结构紧凑，便于运输和安装。前臂架的受力如图1所示，所受的力有头部斗轮的重力和斗轮的挖掘力Ga，拉杆BE的拉力Tbe，前臂架自身及其上面部件的重力Ge。工作时前臂架的变形趋势如虚线所示，斗轮部分变形最大，由于前臂架自身及其上面部件的重力，BD段变形为弓型,铰座B处由于拉杆BE的拉力，此处变形相对较小。[0006]从上面对前臂架的结构和受力分析可以看出，传统的前臂架存在的不足主要有[0007](I)拉杆铰点B处受力太大，存在安全隐患。由于前臂架及其上面部件的自重，拉杆铰点B处受到BD段水平向右的拉力。拉杆铰点B处的受力如图2所示(省去B D段对铰点B竖直方向的力)，水平方向B点受力为FB= Tbe. cos Θ +Fdb，可以看出在水平方向拉杆铰点B处受到力为拉杆力水平方向的分量与BD段对铰点B水平方向的力的相加，此处在水平方向的受力较大，此处在有限元分析计算的时候应力值偏大。另一方面，由于前臂架作业的时候的俯仰运动，铰点B处的受力是变化的，设计的时候需要考虑疲劳强度。铰座是通过焊接固定于前臂架上面，铰座的安全可靠性直接关系到整机的安全可靠性。[0008](2)前臂架的变形过大。由于前臂架自身及其上面部件的重力，前臂架的变形较大，若刚度不足，则可能导致前臂架振动，还会对前臂架上其它部件与机构的正常使用带来影响。[0009]为了解决传统斗轮堆取料机前臂架结构型式的系列问题，实现节省成本，增强安全性和稳定性，使前臂架受力更为合理，进行了新的设计，对主梁等其他受力关键部位予以改进。[0010]一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，其头部为斗轮机构安装支座，尾部通过销轴与立柱相连，在靠近斗轮机构约1/4处通过拉杆拉起前臂架，其特征在于在拉杆铰点与立柱之间的部段设置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之间。[0011]所述的前臂架优选梁柱结构型，其主体由双工字梁通过回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下翼板组成，在回形筋板与双工字梁的上、下翼板之间上覆焊有横梁。[0012]所述的腹板为前臂架的焊接部件，其特征在于设计制作时有一定向上的预拱。[0013]新设计的前臂架的结构形式即在BD段设置为向上拱的弧形，其上拱的弧度一般在1/1000到2/1000之间，根据斗轮堆取料机的吨位和前臂架的长度来选择弧度。新的前臂架的受力和变形趋势如图3所示，由于前臂架在设计制作的时候有一定向上的预拱，预拱的变形可以抵消一部分自重的变形，前臂架的变形减小，刚度大幅提升。拉杆铰点B处的受力如图4所示(省去BD段对铰点B竖直方向的力)，在水平方向B点受力为FB= Tbe. cos Θ -Fdb，可以看出在水平方向拉杆铰点B处受到力为拉杆力水平方向的分量与BD段对铰点B水平方向的力的相减。与传统的前臂架相比，拉杆铰点B处所受到的力大大的减小， 铰座处的安全可靠性得到了提高。[0014]本实用新型具有以下有益效果[0015]本实用新型结构形式的前臂架受力好，拉杆铰座处受力大为改善，同时前臂架的抗变形能力强，前臂架的强度与刚度均提高，安全可靠性大大提高。
[0016]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中[0017]图1传统前臂架受力示意图。[0018]图2传统前臂架拉杆铰座处受力示意图。图3新的前臂架受力示意图。[0020]图4新的前臂架拉杆铰座处受力示意图。[0021]图5新的前臂架截面图。[0022]图6新的前臂架腹板示意图。[0023]图7新的前臂架在整机中的关系示意图。[0024]图8新的前臂架的立体图。[0025]标号说明1、腹板；2、横梁；3、回形筋板；4、下翼板；5、上翼板；6、斗轮机构；7、前臂架；8、铰点；9、铰座；10、拉杆；11、立柱。
具体实施方式
[0026]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下 面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。[0027]下面以DQL1200/1200. 30斗轮堆取料机为例，其抗变形的前臂架长为30米，其头 部为斗轮机构安装支座，尾部通过销轴与立柱相连，在靠近斗轮机构的7. 5米处通过拉杆 拉起前臂架，在拉杆铰点与立柱之间的部段设置向上拱的弧形，其上拱的弧度为1. 8/1000。 前臂架采用梁柱结构型，其主体由双工字梁通过回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下 翼板组成，在回形筋板与双工字梁的上、下翼板之间上覆焊有横梁。腹板设计制作时有一定 向上的预拱。[0028]该前臂架的制作过程为[0029](I)按设计的图纸采用数控切割机床下料。由于前臂架的长度为30米，下料的时 候前臂架的腹板与翼板分成三段来下料，翼板与腹板分段处错开200mm以上，翼板与腹板 分段处不能在前臂架分段处，腹板的弧度按1. 8/1000来下料；[0030](2)焊接成型。如图5所示，首先将下翼板(4)、横梁(2)按设计图中尺寸平铺于平 板上并定位，接着将回形筋板(3)点焊固定于下翼板(4)上，并保证与下翼板(4)的垂直度， 然后将腹板(I)紧密贴合于回形筋板(3)上点焊固定，最后将上翼板(5)盖在腹板(I)上， 并组装其余部分之后整体对称施焊；[0031](3)去应力。由于焊接存在的残余应力对前臂架的强度及疲劳寿命有很大的影响， 所以还需采用振动时效去除应力。[0032]以上所述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1.一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，其头部为斗轮机构安装支座，尾部通过销轴与立柱相连，在靠近斗轮机构约1/4处通过拉杆拉起前臂架，其特征在于在拉杆铰点与立柱之间的部段设置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之间。
2.根据权利要求1所述的一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，其特征在于，所述的前臂架优选梁柱结构型，其主体由双工字梁通过回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下翼板组成，在回形筋板与双工字梁的上、下翼板之间上覆焊有横梁。
3.根据权利要求2所述的一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，其特征在于，所述的腹板为前臂架的焊接部件，设计制作时有一定向上的预拱。
专利摘要本实用新型提供了一种斗轮堆取料机抗变形的前臂架，其头部为斗轮机构安装支座，尾部通过销轴与立柱相连，在靠近斗轮机构的约1/4处通过拉杆拉起前臂架，其特征在于在拉杆铰点与立柱之间的部段设置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之间。本实用新型结构形式的前臂架受力好，拉杆铰座处受力大为改善，同时前臂架的抗变形能力强，前臂架的强度与刚度均提高，安全可靠性大大提高。
文档编号B65G65/04GK202864479SQ20122041691
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月22日 优先权日2012年8月22日
发明者万正喜, 肖熳 申请人:湖南长重机器股份有限公司