伸缩臂和包括这种伸缩臂的起重机的制作方法

本发明涉及工业机械设备技术领域，尤其涉及一种伸缩臂和包括这种伸缩臂的起重机。

背景技术：

对比相同能力的几种起重机各有不足之处，伸缩臂起重机的制造成本较高，桁架臂起重机的安装场地需求大，塔机的结构较为笨重且安装不便。一般根据使用场所及用途选择使用其中一种起重机。

目前，伸缩臂起重机的伸缩臂形状结构一般有四种，根据伸缩臂的发展和改进历程，可分别划分为矩形截面伸缩臂、多边形截面伸缩臂、u形截面伸缩臂及“梨”形截面伸缩臂。图6a、图6b、图6c以及图6d分别为示例提供的现有技术的伸缩臂的截面形状示意图，图7为图6所示的现有技术的伸缩臂中高应力区域的分布图。其中，图6a所示为矩形截面伸缩臂，图6b所示为多边形截面伸缩臂、图6c所示为u形截面伸缩臂、图6d所示为“梨”形截面伸缩臂。目前伸缩臂采用上盖板和下盖板焊接在一起，形成闭合截面，以改善截面受力特性，增强钢板局部稳定性。伸缩臂设计制造时，通常在a点处将上盖板和下盖板合焊，此时焊缝位于中性层附近，应力较小。但是受到钢板宽度的限制，以目前的伸缩臂结构形状，无法制造更大外形的伸缩臂，尤其是超大吨位伸缩臂起重机使用的高强钢板。若使用多块钢板对接，对接焊缝一般会落在高应力区或靠近高应力区，此时焊缝缺陷对伸缩臂承载安全性有较大影响。另外，当截面变大后，伸缩臂受压弯作用时，下盖板最低点b附近局部应力大，容易造成局部失稳，进而限制了伸缩臂的承载能力。

因此，如何制造更大外形的伸缩臂，同时能够满足伸缩臂的承载要求，成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种具有更大外形和高承载能力的伸缩臂和包括这种伸缩臂的起重机。

为此本发明公开了一种伸缩臂。该伸缩臂包括上盖板和连接在所述上盖板上以形成闭合截面的下盖板，所述下盖板包括外部下盖板和与所述外部下盖板连接的内部下盖板，所述外部下盖板和所述内部下盖板部分重合，所述重合部分位于所述下盖板中间区域，所述外部下盖板和所述内部下盖板固定连接点位于所述重合部分两端。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述上盖板和所述下盖板通过焊接方式固定连接。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述上盖板和所述下盖板的焊缝位置位于所述上盖板和所述下盖板形成的闭合截面中段的中性层区域。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述外部下盖板和所述内部下盖板通过焊接方式固定连接。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述外部下盖板和所述内部下盖板的焊缝位置偏离所述下盖板中段区域。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述外部下盖板和所述内部下盖板重合部分的间隙为l，l≥0。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述外部下盖板位于所述下盖板的左侧和右侧中的一侧，所述内部下盖板位于所述下盖板的另一侧。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述上盖板为倒置“u”形、折线形、半圆形或半椭圆形。

进一步地，在所述伸缩臂中，所述下盖板中所述外部下盖板为圆弧形、椭圆弧形、折线形、折线加圆弧形或折线加椭圆弧形，所述内部下盖板为圆弧形、椭圆弧形、折线形、折线加圆弧形或折线加椭圆弧形。

还公开了一种起重机。该起重机包括上述的伸缩臂。

本发明提供的伸缩臂将下盖板设计为重叠式，同时将下盖板的焊缝位置挪离下盖板中段的高应力区，既能制造出更大外形的伸缩臂，又提高了伸缩臂的承载能力，满足伸缩臂的承载要求。

采用由外部下盖板和内部下盖板重叠组成的下盖板，能够增大伸缩臂的外形尺寸；一方面，将外部下盖板和内部下盖板的重叠部分设置在下盖板中段的高应力区，当伸缩臂下部承载时，即下盖板中部高应力区承载时，外部下盖板和内部下盖板通过重叠部分共同作用，能够提高伸缩臂的局部承载能力；另一方面，将外部下盖板和内部下盖板的焊缝位置挪离下盖板中段区域的高应力区，并且在焊缝附近承载时，由焊缝与母板共同作用，安全性和稳定性好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一个实施例提供的伸缩臂的截面图；

图2为图1所示的伸缩臂中高应力区域的分布图；

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f以及图3g分别为图1所示的伸缩臂中上盖板为不同形状时的截面图；

图4a、图4b、图4c以及图4d分别为图1所示的伸缩臂中下盖板为不同形状时的截面图，其中下盖板中的外部下盖板和内部下盖板间隙为零；

图5a、图5b、图5c以及图5d分别为图1所示的伸缩臂中下盖板为不同形状时的截面图，其中下盖板中的外部下盖板和内部下盖板间隙大于零；

图6a、图6b、图6c以及图6d分别为示例提供的现有技术的伸缩臂的截面形状示意图；

图7为图6所示的现有技术的伸缩臂中高应力区域的分布图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

图1为本发明一个实施例提供的伸缩臂的截面图。如图1所示，该实施例的伸缩臂包括上盖板1和连接在上盖板1上以形成闭合截面的下盖板2，下盖板2包括外部下盖板201和与外部下盖板201连接的内部下盖板202，外部下盖板201和内部下盖板202部分重合，重合部分位于下盖板2中间区域，外部下盖板201和内部下盖板202固定连接点位于重合部分两端。该伸缩臂利用外部下盖板201和内部下盖板202重叠连接，能增大伸缩臂的外形尺寸和提高伸缩臂的承载能力。其中，上盖板1和下盖板2可以通过焊接方式固定连接。外部下盖板201和内部下盖板202可以通过焊接方式固定连接。

图2为图1所示的伸缩臂中高应力区域的分布图。如图2所示，伸缩臂在工作时，正常情况下，伸缩臂上方承受拉伸作用，伸缩臂下方承受压弯作用，即伸缩臂上盖板1承受拉伸作用，伸缩臂下盖板2承受压弯作用，此时高应力区分别分布在伸缩臂闭合截面中的上段和下段，伸缩臂闭合截面两侧的中间位置为中性层。优选地，将上盖板1与下盖板2的焊接点及焊缝位置设置在上盖板1和下盖板2形成的闭合截面中段的中性层及附近，应力较小，能够提高伸缩臂的承载能力。

进一步地，将外部下盖板201和内部下盖板202的焊接点及焊缝位置设置在外部下盖板201和内部下盖板202重合部分的两端，进而使焊缝位置偏离下盖板2中段的高应力区域，能够提高伸缩臂的承载能力，且在焊缝附近承载时，焊缝与母板能够共同作用，提高设备的安全性和稳定性。同时，将外部下盖板201和内部下盖板202的重叠部分设置在下盖板2的高应力区，当伸缩臂下部高应力区承载时，外部下盖板201和内部下盖板202通过重叠部分共同作用，提高了伸缩臂的局部承载能力。

图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f以及图3g分别为图1所示的伸缩臂中上盖板为不同形状时的截面图。如图3a、图3b、图3c、图3d、图3e、图3f以及图3g所示，根据伸缩臂的运用场所和工作要求，伸缩臂上盖板1可以为多种不同的形状结构。其中，图3a所示上盖板1为上下宽度相同的倒置“u”形；图3b所示上盖板1为上宽下窄的倒置“u”形；图3c所示上盖板1为上窄下宽的倒置“u”形；图3d所示上盖板1为中间部分向上突出的多段折线形，其中折线也可以替换为圆弧线；图3e所示上盖板1为中间部分平直的多段折线形，其中折线也可以替换为圆弧线；图3f所示上盖板1为半圆形；图3g所示上盖板1为半椭圆形。具体地，可以根据实际应用中对伸缩臂的性能要求，选择合适的上盖板1的形状结构，例如，当需要伸缩臂满足在同等承载情况下应力和变形更小，此时上盖板1可以采用趋向于近似“u”形的形状结构；当需要伸缩臂满足在同等承载情况下质量更轻、结构稳定性更好，此时上盖板1可以采用趋向于近似圆弧形或椭圆弧形的形状结构。

图4a、图4b、图4c以及图4d分别为图1所示的伸缩臂中下盖板为不同形状的截面图，其中下盖板中的外部下盖板和内部下盖板间隙为零。如图4a、图4b、图4c和图4d所示，可以根据伸缩臂的运用场所和工作要求，与伸缩臂上盖板1连接形成闭合截面的伸缩臂下盖板2也可以为多种不同的形状结构。其中，图4a所示下盖板2为半圆形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为圆弧形；图4b所示下盖板2为半椭圆形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为椭圆弧形；图4c所示下盖板2为多段折线形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为多段折线形；图4d所示下盖板2为折线加圆弧形或折线加椭圆弧形，其中外部下盖板201和内部下盖板202可以均为折线加圆弧形或者均为折线加椭圆弧形。同理，可以根据实际应用中对伸缩臂的性能要求，选择合适的下盖板2的形状结构，例如，当需要伸缩臂满足在同等承载情况下应力和变形更小，此时下盖板2可以采用趋向于近似“u”形的形状结构；当需要伸缩臂满足在同等承载情况下质量更轻、结构稳定性更好，此时下盖板2可以采用趋向于近似圆弧形或椭圆弧形的形状结构。

图5a、图5b、图5c以及图5d分别为图1所示的伸缩臂中下盖板为不同形状时的截面图，其中下盖板中的外部下盖板和内部下盖板间隙大于零。如图5a、图5b、图5c和图5d所示，在伸缩臂的下盖板2中，外部下盖板201和内部下盖板202重叠部分的间隙可以大于零。其中，图5a所示下盖板2为半圆形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为圆弧形；图5b所示下盖板2为半椭圆形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为椭圆弧形；图5c所示下盖板2为多段折线形，其中外部下盖板201和内部下盖板202均为多段折线形；图5d所示下盖板2为折线加圆弧形或折线加椭圆弧形，其中外部下盖板201和内部下盖板202可以均为折线加圆弧形或均为折线加椭圆弧形。具体地，可以根据对伸缩臂的外形尺寸和承载能力要求，选择合适的外部下盖板201和内部下盖板202重叠部分的间隙和下盖板2的形状结构。

综上所述，外部下盖板201和内部下盖板202重合部分的间隙为l，l≥0。

进一步地，在伸缩臂下盖板2中，外部下盖板201可以设置在下盖板2的左侧，相应地，内部下盖板202设置在下盖板2的右侧；反之亦可，外部下盖板201可以设置在下盖板2的右侧，相应地，内部下盖板202设置在下盖板2的左侧。因此，外部下盖板201和内部下盖板202的左右位置关系可以是图4a-图4d和图5a-图5d中所示的位置关系，也可以是图4a-图4d和图5a-图5d中所示的外部下盖板201和内部下盖板202左右位置交换后的位置关系。

除了上述实施例示例的下盖板形状之外，根据实际需要，上述各种形式的外部下盖板201中任一种形式的外部下盖板201与上述各种形式的内部下盖板202中任一种形式的内部下盖板202可以相互配合连接构成下盖板2，可见，下盖板2的外部下盖板201和内部下盖板202可以是非左右对称的形状，比如下盖板2中外部下盖板201为多段折线形并且内部下盖板202为椭圆弧形。上述各种形式的上盖板1中任一种形式的上盖板1与上述各种形式的下盖板2中任一种形式的下盖板2可以相互配合连接构成伸缩臂。

本发明这种截面方案的伸缩臂可用于油缸加伸缩臂伸缩的多节伸缩臂，也可用于单缸插拔销式多节伸缩臂。在使用现有宽度有限的钢板的情况下，其截面尺寸可以更大；同时利用由外部下盖板201和内部下盖板202重叠组成的下盖板2，能够提高伸缩臂高应力区的承载能力，将伸缩臂承载性能充分发挥出来，在降低伸缩臂高强板厚度及提高伸缩臂局部稳定性方面有很好的效果。

本发明一个实施例提供的起重机包括上述伸缩臂。优选地，本发明的伸缩臂特别适用于超大吨位伸缩臂起重机。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。