一种双臂并行平头塔式起重机的制作方法

本发明属于建筑机械设计领域，特别是涉及一种双臂并行平头塔式起重机。

背景技术：

塔式起重机是建筑行业中的一种重要起升设备，平头塔式起重机具有安装方便、起重臂受力特性好等优点。起重臂架是平头塔式起重机的重要组成部分，它承受起重机主要工作载荷，起重臂架性能的优劣直接影响平头塔式起重机的整机性能。目前，国内大型和特大型平头塔式起重机的起重臂采用倒三角形截面结构，起重臂尺寸难以满足公路运输的要求，起重臂的主肢截面过大，焊接主肢所用板件材料较厚，存在制造加工困难，材料的强度利用率低和下弦杆质量较大等问题，从而影响整机性能。

技术实现要素：

为了解决现有技术中起重臂的主肢截面过大，焊接主肢所用板件材料较厚，存在制造加工困难，材料的强度利用率低和下弦杆质量较大等问题，本发明提供一种双臂并行平头塔式起重机。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种双臂并行平头塔式起重机，包括两个并行的倒三角形起重臂、两个独立的起升机构、两台独立的变幅机构、两个独立的变幅小车、能够布置两个起升机构的平衡臂和回转节，两套起升机构的起升钢丝绳分别通过塔顶上各自的导绳滑轮进入变幅小车的导绳滑轮和起升滑轮组，最后固定于臂端，形成一台塔机上的两套独立的起升系统；起重臂上弦杆一端与回转节一侧耳板连接，下弦杆与回转节接头连接，回转节另一侧连接平衡臂，两套变幅小车分别置于两个并行的起重臂上，并分别由两个变幅机构牵引进行变幅运动，通过变幅小车的控制系统驱动两个变幅小车单独、同时独立或同步工作。

进一步，所述起重臂包括四根平行的上弦杆和两根平行的下弦杆，中间相邻的两根上弦杆通过剪力销连接,保证在塔机回转过程中两上弦杆不发生错动，使两起重臂能够同步工作，两侧的两根上弦杆与中间上弦杆之间通过水平腹杆和斜腹杆连接，两个平行的下弦杆之间通过水平腹杆连接，上弦杆与下弦杆之间通过竖直腹杆和倾斜腹杆连接。

进一步，所述两个变幅小车单独或同时独立工作时，两个变幅小车上设置激光测距装置，所述激光测距装置包括反光板、激光测距传感器、固定杆和保护罩，两个变幅小车分别相向设置垂直于变幅小车滑动方向的一个固定杆，其中一个固定杆上安装保护罩，保护罩内安装两个激光测距传感器，分设在变幅小车滑动方向的两端位置，另一个固定杆上安装两块反光板，两块反光板呈90度夹角；所述激光测距传感器与反光板相对应，激光测距传感器发出的信号接触到反光板后返回。

进一步，所述变幅小车的控制系统的控制方法，包括如下步骤：两组变幅机构驱动一个小车运行时；实时测量两个小车相对距离；判断两小车相隔距离是否满足工作要求的距离；满足工作要求两个变幅小车同步运行，不满足工作需求系统重新调整。

进一步，所述两个变幅小车同步工作时，两个变幅小车下方安装起吊横梁，起吊横梁上开有连接吊钩的销轴孔Ⅱ；起吊横梁上安装可以通过起吊横梁的倾斜状态感知构件的倾斜状态的单轴倾角传感器。

进一步，所述两个变幅小车同步工作时，两个变幅小车上设置激光测距装置，所述激光测距装置包括三块反光板和一个激光测距传感器，一个变幅小车设置三块反光板，三块反光板交错阶梯设置在小车上，另一个小车上设置一个激光测距传感器，反光板与激光测距传感器相向设置，所述激光测距传感器与反光板相对应，激光测距传感器发出的信号接触到反光板后返回。

进一步，所述变幅小车的车轮设置在下弦杆箱形截面两平行横边延长边上，车轮通过连接板与车架固定链接，车架下方安装四个小车支腿，滑轮组套在滑轮轴上固定安装在车架中间，滑轮组至少设置一个滑轮。

进一步，所述回转节为箱式框架结构，三层水平框通过竖直杆及斜腹杆连接构成，顶部水平框的一侧设有起重臂的上弦杆配合连接的连接耳板Ⅵ，该侧中层水平框设置与起重臂下弦杆配合连接的连接接头；另一侧顶部水平框设置与平衡臂拉索配合的连接耳板III，中层水平框设置与平衡臂主枝配合的连接耳板Ⅳ，回转节底部设置与回转总成配合连接的四组连接耳板Ⅴ。

进一步，所述平衡臂上前后交错式设置两个起升机构，沿平衡臂轴线方向前后排布，靠近平衡臂尾部的起升机构布置高于远离平衡臂尾部的起升机构。

进一步，所述起重臂的下弦杆横截面为箱形截面，截面上下两横边两侧各带一段延长边,下延长边为变幅小车滑动轨道。

本发明的有益效果为：

1.本发明设置两个倒三角形起重臂分别并行与回转节连接，双起重臂可以拆分运输，容易满足公路运输的要求，双下弦杆在起重臂承受起升载荷时可均匀受载，起重臂主肢的横截面积可以减小，以利于提高材料强度的利用率。

2.本发明将两个相邻的上弦杆通过剪力销连接，以保证塔机回转过程中两上弦杆不发生错动，也就是保证两起重臂能够同步工作。

3.本发明通过在两个变幅小车上分别设置激光测距传感器和反光板，确保两个变幅小车分别作业时，系统控制两个变幅小车间留有安全距离，确保吊钩与重物在运动中均不发生干涉，在两个变幅小车联合作业时，系统控制两个变幅小车同步运行，避免两个变幅小车运行不同步导致吊钩晃动或滑轮组和钢丝绳受力不均，避免因两个变幅小车不同步运行对结构产生附加载荷。

4.本发明设置两个变幅小车不仅提高了工作效率，而且两小车并行同步运行时，可起吊大重量构件。

5.本发明在起吊横梁上安装单轴倾角传感器，可以通过梁的倾斜状态感知构件的倾斜状态，在梁体内装有电池和无线发送系统，将单轴倾角传感器所测得角度实时发送到司机室主控台，为控制两个起升机构工作状态提供依据。

附图说明

图1为平头塔式起重机结构示意图。

图2-A为回转节与起重臂和平衡臂连接示意图。

图2-B为图2-A的A向剖面图。

图3为两个变幅小车安装在平衡臂两个下弦杆上的示意图。

图4为图3的左视图。

图5为两个变幅小车单独或同时独立工作时的激光测距系统。

图6为两个滑轮组和起吊横梁的连接示意图。

图7为滑轮组与吊钩配合使用的示意图。

图8为一节起重臂结构示意图。

图9为一节起重臂上弦杆连接示意图。

图10为回转节结构意图。

图11为图10回转节主视图。

图12为图11回转节A-A剖面图。

图13为图11回转节B-B剖面图。

图14为平衡臂示意图。

图15为变幅小车示意图。

图16为滑轮组示意图。

图17为吊钩示意图。

图18为起吊横梁示意图。

图19为吊装件示意图。

图20为系统控制两个变幅小车同步运行的流程图，图中s：为两变幅小车的实时相对距离，l：工作要求的两变幅小车相对距离。

图21为两个变幅小车同步工作时的激光测距系统。

图中：

1.起重臂，101.连接耳板Ⅰ，102.竖直腹杆，103.水平腹杆，104.上弦杆，105.连接耳板Ⅱ，106.斜腹杆，107.下弦杆；

2.回转节，201.连接耳板III，202.回转节滑轮架，203.连接耳板Ⅳ，204.连接耳板Ⅴ，205.连接耳板Ⅵ，206.连接接头；

3.平衡臂，301.拉索，302.腹杆，303.主肢，304.护栏，305.起升机构，306.配重块；

4.变幅小车，401.车轮，402.车架，403.支腿，5.滑轮组，405.滑轮轴，406.反光板，407.激光测距传感器，408.固定杆，409.保护罩；

5.滑轮组，501.滑轮，502.固定板，503滑轮架，504.销轴孔Ⅶ；

6.吊钩组件，601.销轴孔Ⅰ，602.吊钩横梁，603.钢板C，604.吊钩；

7.起吊横梁，701.销轴孔III，702.钢板A，703钢板B，704.销轴孔Ⅱ；

8.吊装件，801销轴孔Ⅴ，802.销轴孔Ⅵ，803.钢板D。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细描述本发明。

实施例：如图1和图2所示，一种双臂并行平头塔式起重机，包括两个并行的倒三角形起重臂、两个独立的起升机构、两台独立的变幅机构、两个独立的变幅小车、能够布置两个起升机构的平衡臂1和回转节2，两套起升机构的起升钢丝绳分别通过塔顶上各自的导绳滑轮进入变幅小车的导绳滑轮和起升滑轮组，最后固定于臂端，形成一台塔机上的两套独立的起升系统；起重臂上弦杆一端与回转节一侧连接耳板Ⅰ101连接，上弦杆另一端与下一节起重臂之间通过连接耳板Ⅱ105连接，下弦杆107与回转节2接头连接，回转节2另一侧连接平衡臂3，两个下弦杆107上分别安装一个变幅小车4，并分别由两个变幅机构牵引进行变幅运动，通过变幅小车4的控制系统驱动两个变幅小车4单独、同时独立或同步工作。

如图8-9所示，所述起重臂1包括四根平行的上弦杆104和两根平行的下弦杆107，中间相邻的两根上弦杆通过剪力销连接108，两侧的两根上弦杆104与中间上弦杆104之间通过水平腹杆103连接，以保证在塔机回转过程中两上弦杆104不发生错动，两个平行的下弦杆107之间通过水平腹杆103连接，以保证两下弦杆107距离保持不变，两个平行的下弦杆107之间通过水平腹杆103连接，上弦杆104与下弦杆107之间通过竖直腹杆102和斜腹杆106连接；下弦杆横截面为箱形截面，截面上下两横边两侧各带一段延长边,下延长边为变幅小车运行轨道。

如图3-4所示，两个变幅小车4分别安装在两个下弦杆107上，车轮401压在下弦杆107设置的变幅小车轨道上，两个变幅小车4可以分别单独作业也可以同步联合作业。在两个变幅小车4分别作业时，系统控制两个变幅小车4间留有安全距离，确保吊钩604与重物在运动中均不发生干涉。在两个变幅小车联合作业时，如图20所示，当变幅机构驱动一个小车运行时，系统实时测量两变幅小车的相对距离s，判断两小车相隔距离是否满足工作要求的两变幅小车相对距离l，满足工作要求，即s＝l,两个变幅小车同步运行，不满足工作需求系统继续调整；避免两个变幅小车运行不同步导致吊钩晃动或滑轮组和钢丝绳受力不均，避免因两个变幅小车不同步运行对结构产生附加载荷。

如图5所示，两个变幅小车由两组变幅机构分别驱动，可以根据工作需要分别使用两个变幅小车，也可同时同步使用两个变幅小车。两个变幅小车单独或同时独立工作时，两个变幅小车上设置激光测距装置，激光测距装置包括反光板406、激光测距传感器407、固定杆408和保护罩409，两个变幅小车分别相向设置垂直于变幅小车滑动方向的一个固定杆408，其中一个固定杆408上安装保护罩，保护罩内安装两个YF-YJA型激光测距传感器407，分设在变幅小车滑动方向的两端位置，另一个横杆上安装两块反光板406，两块反光板406呈90度夹角；所述激光测距传感器407与反光板406相对应，激光测距传感器407发出的信号接触到反光板406后返回。反光板可在90度内旋转，当两个变幅小车前后位置发生变换时，保护罩409触碰反光板406，使反光板406旋转180度，这时，当前工作的激光测距传感器407停止工作，另一个激光测距传感器407开始工作。测距系统根据激光测距传感器407测出的距离可以实时对两个变幅小车4的相对位置进行监测，并按照作业需求对两个变幅小车的变幅运动做出调整；，如图21所示，两个变幅小车同步工作时，两个变幅小车上设置激光测距装置，所述激光测距装置包括三块反光板406和一个激光测距传感器407，一个变幅小车设置三块反光板406，三块反光板406交错阶梯设置在小车上，另一个小车上设置一个激光测距传感器407，反光板406与激光测距传感器407相向设置，所述激光测距传感器407与反光板406相对应，激光测距传感器407发出的信号接触到反光板406后返回。

如图6所示：两个变幅小车同时工作时，两个变幅小车下方安装起吊横梁7，起吊横梁包括四块钢板A 702和两块钢板B 703，四块钢板A 702和两块钢板B 703带有销轴孔III701和销轴孔Ⅱ704，钢板A两两通过销轴与变幅小车连接，钢板B设置在钢板A的两个侧面将四块钢板A固定连接，钢板B上的销轴孔Ⅱ704连接吊钩，起吊横梁7上安装可以通过梁的倾斜状态感知构件的倾斜状态的单轴倾角传感器。

如图7所示：一个滑轮组5通过吊装件8与吊钩604相连，在吊装件8上，有两块带有销轴孔4 804的钢板D，这两块钢板D通过销轴与一个滑轮组相连，在吊装件两侧，设置两块带有销轴孔3的钢板D将上述两块钢板D连接固定，销轴孔4用于与吊钩604连接。

如图10所示，回转节为箱式框架结构，三层水平框通过竖直杆及斜腹杆连接构成，顶部水平框的一侧设有起重臂的上弦杆配合连接的连接耳板Ⅵ205，该侧中层水平框设置与起重臂下弦杆配合连接的连接接头206；另一侧顶部水平框设置与平衡臂拉索配合的连接耳板III201，中层水平框设置与平衡臂主枝配合的连接耳板Ⅳ203，回转节底部设置与回转总成配合连接的四组连接耳板Ⅴ204。

如图11-13所示，两侧上弦杆到中间上弦杆之间的距离与回转节上连接上弦杆的三组耳板中心线距离相等为a,上弦杆与下弦杆之间垂直距离为b，回转节宽度为c，在2a与c满足公路运输要求。

如图14所示，平衡臂3包括两个主肢303，腹杆302，拉索301，护栏304，起升机构305和配重块306，平衡臂臂根设有三组耳板与回转节连接，平衡臂设置两个主肢303，两个主肢303之间若干腹杆302连接，两侧安装护栏304，两根拉索301一端与回转节2连接，一端与平衡臂3吊点连接，平衡臂3上前后交错式布置两起升机构305，沿轴线方向前后排布，靠近平衡臂3尾部的起升机构布置要高于远离平衡臂3尾部的起升机构305，配重块306设置在平衡臂尾部。

如图15和图16所示，变幅小车4包括车轮401、车架402、支腿403、滑轮组404和滑轮轴405，车轮401一侧安装在下弦杆107上，另一侧与车架402固定链接，车架下方安装四个支腿403，车架402为四根方管与槽钢焊接而成，支腿为四个钢板加筋焊在车架402上滑轮轴405固定在车架上，滑轮组5安装在滑轮轴405上，每个滑轮组5至少设置一个滑轮501，滑轮组5两侧设置滑轮轴固定板502和滑轮架503，滑轮架503底部设置销轴孔Ⅶ504连接吊钩组件6或起吊横梁7，根据起吊重物的重量决定，起吊重物较大时可多设置几个滑轮。

如图17所示：为吊钩组件6示意图，包括与滑轮架连接两块钢板C 603，两块钢板C 603上开与起吊横梁7或滑轮架503连接的销轴孔Ⅰ601，两块钢板C 603通过吊钩横梁602与吊钩604连接。

如图18所示，两个滑轮组下方安装起吊横梁7，起吊横梁7设置四块带有销轴孔III701钢板A 702，相邻两块钢板A 702通过销轴与一个滑轮组5连接，起吊横梁两侧设置两块带有销轴孔Ⅱ704的钢板B 703将四块钢板A 702连接固定，销轴孔Ⅱ704连接吊钩，起吊横梁上安装单轴倾角传感器；可以通过梁的倾斜状态感知构件的倾斜状态，在梁体内装有电池和无线发送系统，将单轴倾角传感器所测得角度实时发送到司机室主控台，为控制两组起升机构工作状态提供依据，在两个变幅小车联合作业时，控制两个变幅小车前后相对位置在一定范围内移动，可以使起吊横梁和起吊重物旋转一定角度，可旋转的角度范围取决于变幅小车的前后位置差和起吊横梁的长度。

如图19所示：为吊装件8示意图，两块钢板D 803竖直平行设置，另外两块钢板D水平设置在竖直钢板D的两侧，两块竖直钢板D上均开有销轴孔Ⅴ801，销轴孔3用于与滑轮组连接，两块水平设置的钢板D均开有销轴孔Ⅵ802，销轴孔4用于安装吊钩604。