一种轮式起重机及其吊臂的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种轮式起重机及其吊臂，吊臂包括顶部平板和下部弧形板，所述吊臂横截面关于垂直所述顶部平板的中线对称，还包括分别位于所述吊臂两侧的侧面弧形板，所述侧面弧形板相接于所述顶部平板和所述下部弧形板。该吊臂呈近卵圆形结构，其保持了上部小、下部大的设计特征，满足上部承拉、下部承压的受力需求。而且，吊臂的侧面采用侧面弧形板，替代【背景技术】中的侧面平板，弧形板基于其固有特性，抗弯能力强，尤其适应于上部的承拉作业环境。因此，该吊臂的工作可靠性更高，在控制制造变形、吊臂旁弯、吊重侧板弹性变形方面具有更好的稳定性，继而得以充分发挥原材料的各方面性能。
【专利说明】一种轮式起重机及其吊臂
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械【技术领域】，特别涉及一种轮式起重机及其吊臂。
【背景技术】
[0002]起重臂，即吊臂，为移动式起重机的主要工作部件之一。以伸缩式起重臂为例，其包括多节依次套装的节臂，工作时，内嵌的节臂相对于外套的节臂伸出至指定长度，以改变伸缩臂的有效长度。
[0003]随着轮式起重机技术的发展，起重机逐渐向超大型发展，整车重量大，而吊臂在整机重量中占有较大比重。因此，在保证优良性能的前提下，更具轻量化的结构在整车设计优化匹配中起到非常重要的作用，同时也是适应相关法律法规关于桥荷的相关要求，减少行车成本的一个重要方面。
[0004]要实现吊臂轻量化，需要从多方面进行优化，其中一个重要方面即是截面形式的优化。优良的截面形式与一般截面形式相比，在同样自重的情况下，其性能要高出5%?20%。
[0005]吊臂截面技术伴随着起重机技术的发展，其衍变经过了几个阶段。早期，吊臂采用四边形、六边形、八边形、十二边形等为代表的多边形截面形式，经过不断探索，目前，普遍采用卵圆形截面的吊臂。
[0006]如图1所示，图1为一种典型的卵圆形截面吊臂。
[0007]该形状的吊臂，其包括下部弧形板13、顶部平板11，二者之间为侧面平板12，两侧的侧面平板12略向中部倾斜，从截面形状来看，上部近似梯形，业内称该截面形状的吊臂为卵圆形吊臂。对于一般的大吨位起重机，如此设计的吊臂能够充分发挥材料性能，其具有上部小、下部大的结构特性，与其受力特点对应，即上部承担拉应力、下部承担压应力，具有较好的稳定性。
[0008]然而，该结构的吊臂依然存在下述技术问题:
[0009]随着伸缩臂式起重机向更大型发展，为获得较高的性能，吊臂截面尺寸更大，截面高度更高，如此，上述卵圆形吊臂侧面的两侧面平板12将具有较高的高度、长度也较长。则侧面平板12从吊臂长度方向来看，即为相对较大的整体薄板，根据薄板稳定性的计算方法，侧面平板12越长、越高，其局部稳定性越差。
[0010]因此，当吊臂截面尺寸增加到一定程度，具有侧面平板12的卵圆形截面已不具有
可靠性。
[0011]有鉴于此，如何进一步优化吊臂结构，以提高其工作可靠性，满足大型起重机的使用需求，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0012]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种轮式起重机及其吊臂，该吊臂的截面得以进一步优化，具备更高的工作可靠性，满足大型起重机的使用需求。[0013]本实用新型提供的吊臂，包括顶部平板和下部弧形板，所述吊臂横截面关于垂直所述顶部平板的中线对称，还包括分别位于所述吊臂两侧的侧面弧形板，所述侧面弧形板相接于所述顶部平板和所述下部弧形板。
[0014]该吊臂呈近卵圆形结构，其保持了上部小、下部大的设计特征，满足上部承拉、下部承压的受力需求。而且，吊臂的侧面采用侧面弧形板，替代【背景技术】中的侧面平板，弧形板基于其固有特性，抗弯能力强，尤其适应于上部的承拉作业环境。因此，该吊臂的工作可靠性更高，在控制制造变形、吊臂旁弯、吊重侧板弹性变形方面具有更好的稳定性，继而得以充分发挥原材料的各方面性能。
[0015]优选地，所述侧面弧形板和所述顶部平板之间通过顶角弧形板实现圆角过渡连接。
[0016]优选地，所述顶角弧形板与所述侧面弧形板、所述顶部平板，和/或所述侧面弧形板与所述下部弧形板，相切过渡连接。
[0017]优选地，所述侧面弧形板的高度大于所述下部弧形板的高度。
[0018]优选地，两侧的所述侧面弧形板均包括分体的第一弧形板和第二弧形板，所述顶部平板与两侧的所述第一弧形板、所述顶角弧形板为整体式结构；两侧的所述第二弧形板与所述下部弧形板为整体式结构；所述第一弧形板与对应一侧的所述第二弧形板对接连接，且对接位置处于所述吊臂横截面的横向中心线。
[0019]优选地，所述顶部平板与两侧的所述侧面弧形板、所述顶角弧形板为整体式结构；所述侧面弧形板和所述下部弧形板为分体式结构，并对接连接。
[0020]优选地，所述侧面弧形板的直径大于所述下部弧形板的直径。
[0021]优选地，所述侧面弧形板折弯成型。
[0022]本实用新型还提供一种轮式起重机，包括吊臂和底盘，所述吊臂为上述任一项所述的吊臂。由于上述吊臂具有上述技术效果，具有该吊臂的轮式起重机也具有相同的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为一种典型的卵圆形截面吊臂；
[0024]图2为本实用新型所提供吊臂一种具体实施例的横截面示意图；
[0025]图3为图2中吊臂的第一分解方式示意图；
[0026]图4为图2中吊臂的第二分解方式示意图。
[0027]图1 中:
[0028]11顶部平板、12侧面平板、13下部弧形板；
[0029]图2-4 中:
[0030]21顶部平板、22顶角弧形板、23侧面弧形板、231第一弧形板、232第二弧形板、24下部弧形板、Rl下部弧形板的直径、R2顶角弧形板的直径、R3侧面弧形板的直径
【具体实施方式】
[0031]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。[0032]请参考图2，图2为本实用新型所提供吊臂一种具体实施例的横截面示意图。
[0033]该实施例中的吊臂，包括顶部平板21和下部弧形板24，且吊臂横截面关于垂直顶部平板21的中线对称，如图2所示，吊臂横截面左右对称。吊臂的顶部设置平板，下部设置弧形板，则从横截面来看，其顶部为直边，下部为弧形，弧形的弧度根据具体适用工况可作合理设计，图2中的下部弧形大致为半圆弧。文中涉及的顶部、上部、下部等方位名词，均以图2视角，也是以吊臂的正常工作状态为视角。
[0034]另外，本实施例中的吊臂还包括分别位于其两侧的侧面弧形板23，侧面弧形板23位于顶部平板21和下部弧形板24之间，与顶部平板21、下部弧形板24相接。如图2所示，下部弧形板24的两端分别通过一侧面弧形板23与顶部平板21的两端连接，形成吊臂。
[0035]根据吊臂的承力特性，即上部承拉、下部承压，吊臂的下部相对较大，上部相对较小。当吊臂的横截面尺寸设定之后，根据最佳受力状态设计计算，吊臂的顶部平板21尺寸可以确定，下部弧形板24的弧度一般采用半圆弧状(也可以大于或小于半圆弧)，尺寸也能够确定，则侧面弧形板23的高度、弧度以及直径R3等尺寸也得以确定。
[0036]相较于【背景技术】中的卵圆形截面吊臂，本实施例提供的吊臂则呈近卵圆形结构，其保持了上部小、下部大的设计特征，满足上部承拉、下部承压的受力需求。而且，吊臂的侧面采用侧面弧形板23，替代【背景技术】中的侧面平板，弧形板基于其固有特性，抗弯能力强，尤其适应于上部的承拉作业环境。因此，该吊臂的工作可靠性更高，在控制制造变形、吊臂旁弯、吊重侧板弹性变形方面具有更好的稳定性，继而得以充分发挥原材料的各方面性能。
[0037]进一步地，侧面弧形板23和顶部平板21之间优选地通过顶角弧形板22实现圆角过渡连接。可继续参考图2理解，鉴于侧面弧形板23的高度，其对应的直径R3较大，弧度偏小，故其与顶部平板21的相接位置会具有明显的夹角，容易导致应力集中。侧面弧形板23和顶部平板21之间通过顶角弧形板22可实现圆角过渡连接，从而实现平缓过渡。可知，顶角弧形板22的弧度、直径R2等尺寸可以实现平缓过渡为目的进行设计，为此，其直径R2 —般小于侧面弧形板23的直径R3。如此设计，侧面弧形板23和顶部平板21之间具有圆角，过渡平缓，能够消除应力集中，进一步加强吊臂上部整体的抗弯能力。
[0038]据此，更佳的实施例为，侧面弧形板23、顶角弧形板22以及顶部平板21之间相切过渡，以使相接位置均呈弧状，无任何角度突变，显然，该种方式可达到最佳的平缓过渡效果O
[0039]同理，两侧的侧面弧形板23和下部弧形板24也优选地相切过渡连接，提高连接的平缓度，进一步优化吊臂的局部稳定性。
[0040]针对上述各实施例，可将侧面弧形板23的直径R3设计为大于下部弧形板24的直径R1。就该种结构的吊臂横截面尺寸设计，为了获得较好的承力效果，上部的横向尺寸整体上小于下部尺寸，当侧面弧形板23的直径R3大于下部弧形板24直径Rl时，侧面弧形板23相对于下部弧形板24而言，呈向中部缩进的趋势，以满足上部尺寸小于下部尺寸的要求。即本实用新型中吊臂各段弧形板之间的直径最优化设计为:R2 < Rl < R3。
[0041]针对上述各实施例，侧面弧形板23的高度可以大于下部弧形板24的高度。如此设计，更适应于吊臂实际的上部承拉、下部承压的工作环境。
[0042]请参考图3，图3为图2中吊臂的第一分解方式示意图。
[0043]当侧面弧形板23的高度大于下部弧形板24高度时，侧面弧形板23可包括分体的第一弧形板231和第二弧形板232。其中，两侧的第一弧形板231与顶角弧形板22以及顶部平板21为整体式结构，如图3所示，可以采用一整体板材折弯形成顶部平板21、位于顶部平板21两侧的顶角弧形板22和第一弧形板231。第二弧形板232则与下部弧形板24为整体式结构，同样，也可以直接将一整体板材折弯形成下部弧形板24和位于其两侧的第二弧形板232。
[0044]形成吊臂时，需要将两侧的第一弧形板231与对应的第二弧形板232均对接连接，可焊接固定，如图3所示，第一弧形板231和第二弧形板232对接形成侧面弧形板23，整体即为完整的吊臂。此处，第一弧形板231和第二弧形板232对接位置处于吊臂横截面的横向中心线。
[0045]如此形成吊臂，一方面，吊臂为由上、下两部分对接形成的分体式结构，易于加工；另一方面，从整体吊臂来看，吊臂分体式的上部和下部，相对中心层呈基本均匀分布，易于折弯、方便焊接成型。
[0046]请继续参考图4，图4为图2中吊臂的第二分解方式示意图。
[0047]该实施例中，吊臂的侧面弧形板23和下部弧形板24为分体式结构，且顶部平板21与两侧的侧面弧形板23、顶角弧形板22为整体式结构。形成吊臂时，将两侧的侧面弧形板23和下部弧形板24的两端分别对接连接，同样可以是焊接连接，则可形成完整的吊臂。
[0048]如此形成吊臂，侧面弧形板23为整体结构，成型效果好；而且，相较于第一种分解方式，该分解方式中无需同时折弯形成下部弧形板24和第二弧形板232，成型效果也较好。另外，对接焊接时，存在焊接变形小、尺寸容易控制的优点。
[0049]上述实施例中，各弧形板均可折弯成型。折弯形成弧形板时，会产生冷作硬化作用，使得弧形板在固有属性基础上进一步提高承力强度，强化其结构的稳定性。相较于【背景技术】中的侧面平板，显然，上部弧形板折弯成型后的稳定性将更好。除了折弯工艺，通过其他常规方式形成弧形板也是可行的，比如直接铸造成型，当然，折弯成型成本低，也更适宜于板材的加工。
[0050]除了上述吊臂，本实用新型还提供一种轮式起重机，包括吊臂和底盘，所述吊臂为上述任一项所述的吊臂。由于上述吊臂具有上述技术效果，具有该吊臂的轮式起重机也具有相同的技术效果。
[0051]以上对本实用新型所提供的一种轮式起重机及其吊臂均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
【权利要求】
1.一种吊臂，包括顶部平板(21)和下部弧形板(24)，所述吊臂横截面关于垂直所述顶部平板(21)的中线对称，其特征在于，还包括分别位于所述吊臂两侧的侧面弧形板(23)，所述侧面弧形板(23)相接于所述顶部平板(21)和所述下部弧形板(24)。
2.如权利要求1所述的吊臂，其特征在于，所述侧面弧形板(23)和所述顶部平板(21)之间通过顶角弧形板(22)实现圆角过渡连接。
3.如权利要求2所述的吊臂，其特征在于，所述顶角弧形板(22)与所述侧面弧形板(23)、所述顶部平板(21)，和/或所述侧面弧形板(23)与所述下部弧形板(24)，相切过渡连接。
4.如权利要求2所述的吊臂，其特征在于，所述侧面弧形板(23)的高度大于所述下部弧形板(24)的高度。
5.如权利要求4所述的吊臂，其特征在于，两侧的所述侧面弧形板(23)均包括分体的第一弧形板(231)和第二弧形板(232)，所述顶部平板(21)与两侧的所述第一弧形板(231)、所述顶角弧形板(22)为整体式结构；两侧的所述第二弧形板(232)与所述下部弧形板(24)为整体式结构；所述第一弧形板(231)与对应一侧的所述第二弧形板(232)对接连接，且对接位置处于所述吊臂横截面的横向中心线。
6.如权利要求2所述的吊臂，其特征在于，所述顶部平板(21)与两侧的所述侧面弧形板(23)、所述顶角弧形板(22)为整体式结构；所述侧面弧形板(23)和所述下部弧形板(24)为分体式结构，并对接连接。
7.如权利要求1-6任一项所述的吊臂，其特征在于，所述侧面弧形板(23)的直径大于所述下部弧形板(24)的直径。
8.如权利要求1-6任一项所述的吊臂，其特征在于，所述侧面弧形板(23)折弯成型。
9.一种轮式起重机，包括吊臂和底盘，其特征在于，所述吊臂为权利要求1-8任一项所述的吊臂。
【文档编号】B66C23/64GK203428808SQ201320514646
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】张庆彬, 佟雪峰, 李利娟, 李书林 申请人:徐州重型机械有限公司