超起臂总成、超起装置及起重机的制作方法

本实用新型涉及工程机械领域，尤其涉及一种超起臂总成、超起装置及起重机。

背景技术：

随着世界经济的迅速发展，作为重大装备类的工程起重机被广泛应用，从国内市场来看，风电项目、大型石化项目日渐增多，市场对大吨位起重机的需求正在逐年增加，超大吨位伸缩臂式轮式起重机以其移动灵活、转场迅速，能够快速投入作业，受到市场的青睐。

在上述背景下，世界知名起重机生产厂家纷纷另辟蹊径，在起重臂上增加一种改善起重臂受力状况、减少起重臂变形、提高其起重性能的装置——超起装置。轮式起重机用超起装置自重达到整机重量的10％，起重机上路行驶时，需拆掉超起装置单独运输以满足国家相关限制要求。

在现有的超起装置中，超起卷扬机构均布置在超起臂的尾端。如图1所示，为现有的一种超起装置的结构示意图。该超起装置包括安装在伸缩主臂a1上的两个超起臂a2，在超起臂a2的尾端设有超起卷扬机构a3，超起卷扬机构a3中引出的超起前拉索a4与伸缩主臂a1的臂头连接。该超起卷扬机构的布置位置存在以下两个缺点：

1、由于超起卷扬机构的重量占整个超起装置的一半以上，因此超起卷扬机构设置在超起臂尾部会导致整个超起臂的重心靠后，即离超起臂的变幅铰点较远，这使得超起臂在向上变幅和展开的过程中需要较大的油缸推力，进而需求更大更重的变幅油缸和展开油缸。

2、布置在超起臂尾部的超起卷扬机构自重产生的弯矩施加在超起臂的臂筒上导致臂筒的变形较大。同时，起重机作业时，超起臂的臂筒的受力状况更复杂，不利于超起装置的安全工作。

除此之外，现有的超起装置还存在以下缺点：臂筒通常由钢板折弯焊接形成，重量偏重，占用空间较大；臂筒设计与实际力学状况不完全匹配；超起卷扬机构与臂筒焊接为一体，长度长，焊接变形大，导致分装转运、装配困难且维修成本高昂。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提出一种超起臂总成、超起装置及起重机，能够改善超起臂受力状况，降低对变幅油缸和展开油缸能力的要求。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种超起臂总成，包括桁架形式的超起臂节、超起卷扬机构和滑轮机构，所述滑轮机构设置在所述超起臂节的尾端，所述超起卷扬机构设置在所述超起臂节上远离所述滑轮机构的位置，且引出超起拉绳绕过所述滑轮机构后作为超起前拉索使用。

进一步的，所述超起卷扬机构位于所述超起臂节的根部，且与所述超起臂节的根部通过销轴连接。

进一步的，所述超起卷扬机构设置在整体形式的所述超起臂节的内部，或者安装在分段形式的相邻两个所述超起臂节之间。

进一步的，所述超起卷扬机构设置在所述超起臂节的外侧面。

进一步的，所述超起卷扬机构安装在所述超起臂节的下侧面。

进一步的，还包括变幅机构，所述超起卷扬机构位于所述变幅机构与所述超起臂节的铰接位置，以使所述变幅机构的施力方向指向所述超起卷扬机构。

进一步的，所述超起臂节上的靠近尾端的截面尺寸小于靠近根部的截面尺寸。

进一步的，从所述超起臂节的尾端到根部的截面尺寸逐渐增加。

进一步的，所述超起卷扬机构与所述超起臂节之间通过装配方式进行连接。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种超起装置，包括前述的超起臂总成，所述超起臂总成包括安装后位于左侧的左超起臂总成和位于右侧的右超起臂总成，在所述超起装置装配到起重机的状态下，所述左超起臂总成和所述右超起臂总成分别与所述起重机的起重主臂连接。

进一步的，所述超起卷扬机构引出的超起拉绳的倍率为大于等于3的整数。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种起重机，包括前述的超起臂总成或前述的超起装置。

基于上述技术方案，本实用新型将滑轮机构设置在超起臂节的尾端，并将超起卷扬机构设置在超起臂节上远离滑轮机构的位置，相比于现有超起装置将超起卷扬机构设置在超起臂节的尾端，本实用新型能够大幅缩小超起卷扬机构与超起变幅铰点之间的距离，使超起卷扬机构自重产生的弯矩大幅减小，进而降低对变幅机构和展开机构的承力要求，从而使变幅机构和展开机构能够设计地更小、更轻，并同时降低燃油消耗等使用成本；另一方面，将超起卷扬机构布置远离超起臂节的尾端的位置，能够有效地简化和改善超起臂节的受力状态，使超起臂节的设计更精确，更轻。总之，通过将超起卷扬机构设置在超起臂节上远离尾端的位置可以大幅降低变幅机构、展开机构和超起臂节的重量和运输成本，以及超起变幅、展开的燃油消耗。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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：

图1为现有的一种超起装置的结构示意图。

图2为本实用新型超起装置的一实施例的结构示意图。

图3为本实用新型超起臂总成的一实施例的结构示意图。

图4为本实用新型超起臂总成实施例的运输状态示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

在超起装置中，超起卷扬机构通常包括卷扬支架、减速机、卷筒、超起拉绳(例如超起钢丝绳)、马达等，其重量通常占据整个超起装置的总重的一半以上，例如在65％左右。经发明人的分析研究，推导出超起卷扬机构的设置位置可以显著地影响超起臂节、变幅机构和展开机构的受力效果，现有技术中将超起卷扬机构设置在超起臂节的尾端导致了超起臂节受力不佳，且提高了对变幅机构和展开机构的施力能力要求，因此本实用新型首先从改变超起卷扬机构在超起臂总成上的位置来力图改善超起臂受力状况，降低对变幅油缸和展开油缸能力的要求。

如图2所示，为本实用新型超起装置的一实施例的结构示意图。在本实施例中，超起装置包括安装在起重主臂1后位于左侧的左超起臂总成5L和位于右侧的右超起臂总成5R，在所述超起装置装配到起重机的状态下，所述左超起臂总成5L和所述右超起臂总成5R分别与所述起重机的起重主臂1连接。其中，将左超起臂总成5L和右超起臂总成5R可采用分体式结构，即左超起臂总成5L和右超起臂总成5R相互独立，重量相对较轻，在进行拆装时可以通过较小吨位的辅助起重机独立进行，因此拆装方便，并且更加快捷并降低使用成本。在另一个实施例中，左超起臂总成5L和右超起臂总成5R也可通过超起变幅支架连接成一个整体，并进行整体的拆装。

在超起装置中，在左超起臂总成5L和右超起臂总成5R靠近起重主臂1的根部还包括有超起后拉索2，该超起后拉索2连接超起臂总成的尾端和起重主臂1的根部。左超起臂总成5L和右超起臂总成5R上的超起卷扬机构引出的超起拉绳3作为超起前拉索与起重主臂1的臂头或臂身通过滑轮组4连接。

超起拉绳3可以为单倍率或双倍率，优选为大于等于3的整数。对于3倍率及以上倍率的超起拉绳3来说，可以采用相对更细的拉绳，因此更容易缠绕到超起卷扬的卷筒上，排绳效果更佳，同时，也能降低超起拉绳的重量和成本。

在上述实施例中，左超起臂总成5L和右超起臂总成5R的具体结构实施例参见图3、图4所示。在图3中，超起臂总成包括桁架形式的超起臂节51、超起卷扬机构52和滑轮机构53，所述滑轮机构53设置在所述超起臂节51的尾端51B，所述超起卷扬机构52设置在所述超起臂节51上远离所述滑轮机构53的位置，且引出超起拉绳3绕过所述滑轮机构53后作为超起前拉索使用。超起臂节51采用桁架结构以减轻超起臂总成的重量。

超起臂节51与滑轮机构53之间可以通过销轴接，滑轮机构53中安装有定滑轮，超起拉绳3从超起卷扬机构52出来后，可以从超起臂节51的外部或者内部通过，在绕过定滑轮后与起重主臂1端部的滑轮组4进行连接。在超起臂总成中还可以包括用于驱动超起臂变幅的变幅机构和用于驱动超起臂展开的展开机构。

本实施例将滑轮机构设置在超起臂节的尾端，并将超起卷扬机构设置在超起臂节上远离滑轮机构的位置，相比于现有超起装置将超起卷扬机构设置在超起臂节的尾端，本实施例能够大幅缩小超起卷扬机构与超起变幅铰点之间的距离，使超起卷扬机构自重产生的弯矩大幅减小，进而降低对变幅机构和展开机构的施力要求，从而使变幅机构和展开机构能够设计地更小、更轻，并同时降低燃油消耗等使用成本；另一方面，将超起卷扬机构布置远离超起臂节的尾端的位置，能够有效地简化和改善超起臂节的受力状态，使超起臂节的设计更精确，更轻。总之，通过将超起卷扬机构设置在超起臂节上远离尾端的位置可以大幅降低变幅机构、展开机构和超起臂节的重量和运输成本，以及超起变幅、展开的燃油消耗。

超起卷扬机构52可以相对于超起臂节51选择多个可行的设置位置，例如图3所示的超起卷扬机构52位于所述超起臂节51的根部51A，且与所述超起臂节51的根部51A通过销轴连接。在另一个实施例中，超起卷扬机构52还可以设置在整体形式的所述超起臂节51的内部，或者安装在分段形式的相邻两个所述超起臂节51之间。在又一个实施例中，超起卷扬机构52则可以设置在所述超起臂节51的外侧面，这里的外侧面包括上下侧面，也包括左右侧面，优选将超起卷扬机构52安装在超起臂节51的下侧面。例如，超起卷扬机构52通过螺栓或销轴等安装件固定在超起臂节51的下侧外表面上。

对于从超起臂总成来说，只要超起卷扬机构52不设置在超起臂节51的尾端51B，即可比超起卷扬机构52设置在尾端51B能够获得更好的受力状况，但为了获得更好地效果，优选将超起卷扬机构52设置在超起臂节51整体的中点到根部51A的位置，从而使超起卷扬机构52更靠近超起臂总成的变幅铰点，改善超起臂总成受超起卷扬机构52自身重量所带来的弯矩的不利影响。

图3中示出的变幅机构包括变幅支座和变幅油缸54，展开机构包括展开支座和展开油缸55。变幅支座与展开支座通过销轴(垂直于纸面的方向)连接。当超起变幅时，变幅油缸54将超起臂节51顶起，展开支座、超起卷扬机构52、超起臂节51、滑轮机构53等作为一个整体围绕该销轴(即变幅铰点)进行旋转。展开支座与超起卷扬机构52之间也通过销轴连接，该销轴平行于纸面。超起卷扬机构52、超起臂节51、滑轮机构53等作为一个整体围绕该销轴(即展开铰点)进行旋转。在另一个实施例中，优选使超起卷扬机构52位于所述变幅机构与所述超起臂节51的铰接位置，以使所述变幅机构的施力方向指向所述超起卷扬机构52。这样可以更大程度的降低对变幅机构和展开机构的施力能力的要求。

参考图3所示实施例，超起卷扬机构52与超起臂节51之间可通过4个销轴连接，拆装方便。超起臂节51可采用桁架式或者箱型式，优选采用桁架结构。起重机工作时，超起装置受力方向如图3中力F所示，即受到沿超起臂节51的长度方向的压力。根据力学原理，超起装置的受力形式属于杆件受压，从稳定性方面考虑，优选使图3中超起臂节51上靠近尾端51B的截面尺寸(对应于截面B)小于靠近根部51A的截面尺寸(对应于截面A)，进一步可使超起臂节51的尾端51B到根部51A的截面尺寸逐渐增加。这种变截面超起臂节51的结构在满足受力的前提下，稳定性更高，受力更合理，重量更轻，臂筒外形尺寸更紧凑，占用空间更小。

对于超起卷扬机构来说，其可以与超起臂节51通过焊接方式进行连接。在本实施例中，优选通过装配方式进行连接。装配方式可以有效降低超起各可拆分组成部分的长度，缩小单个结构件的长度尺寸；首先使得各组成部分的加工能够使用较小的机床实现，降低加工成本；其次相比于焊接方式，装配方式能够有效控制变形，提升尺寸精度；再次各个拆分的部分便于转运、装配，也更容易实现模块化，当出现故障时能够方便更换和维修，降低维修成本。

图4示出了本实用新型超起臂总成实施例的运输状态示意图。在图4中，左超起臂总成5L和所述右超起臂总成5R可并排进行运输，也可分别独立运输，滑轮组4可以在运输时连接在超起装置的根部。

前面对本实用新型的超起臂总成和超起装置的多个实施例进行了说明，上述超起臂总成和超起装置的实施例可以适用于各类需要使用超起装置的作业设备中，尤其适用于大型的起重设备。因此本实用新型还提供了一种起重机，可以包括前述的超起臂总成实施例，或这包括前述的超起装置实施例。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。