專利名稱：一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架的制作方法
技術領域：
一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架技術領域[0001]本實用新型涉及一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，具體為斗輪堆料機和斗輪取料機的前臂架，特別是大噸位的斗輪堆取料機的前臂架結構。
背景技術：
[0002]斗輪堆取料機是一種廣泛應用于港口、電力、煤炭、冶金等行業的大型散料輸送設備，按功能可分為斗輪堆料機、斗輪取料機和斗輪堆取料機。斗輪堆取料機由斗輪機構、前臂架、前臂架皮帶機、上部結構、回轉平臺、門座、行走機構、回轉機構和尾車等眾多的部件和機構組成。斗輪堆取料機的前臂架一般由雙工字梁通過回形筋板焊接而成，其長度一般在20米到50米之間。在前臂架的頭部有一重量為6到20噸重的斗輪機構，在靠近斗輪機構處兩根拉桿通過銷軸聯接來拉起前臂架，前臂架的尾部通過銷軸與上部結構相連，前臂架上面布置皮帶機用于物料的輸送，皮帶機的寬度一般在I米到3米之間。[0003]由于前臂架結構尺寸較大，在滿足強度的同時需要滿足使用剛度要求，并且在設計的時候優先考慮剛度問題。在目前主要使用的前臂架，經有限元計算跟現場使用的情況來看，普遍存在局部應力過大及剛度不足的問題。實用新型內容[0004]本實用新型所解決的技術問題在于提供一種斗輪堆取料機的新型前臂架，以解決上述背景技術中的缺點。[0005]對于斗輪堆取料機的前臂架，目前有桁架結構和梁柱結構兩種形式。桁架結構一般由型材和鋼板焊接而成，這種結構形式受力好，前臂架頭部不存在積料問題，但其焊接工作量很大，若前臂架的一處焊接質量存在問題，就可能導致整個前臂架的損壞，從而可能引起整機的倒塌。目前工程中普遍使用的是梁柱結構型前臂架，它的主體是由雙工字梁通過回形筋板焊接而成的，工字梁由腹板和上、下翼板組成，制作的時候腹板平行下料。這種結構形式的前臂架制作方便，結構緊湊，便于運輸和安裝。前臂架的受力如圖1所示，所受的力有頭部斗輪的重力和斗輪的挖掘力Ga，拉桿BE的拉力Tbe，前臂架自身及其上面部件的重力Ge。工作時前臂架的變形趨勢如虛線所示，斗輪部分變形最大，由于前臂架自身及其上面部件的重力，BD段變形為弓型,鉸座B處由于拉桿BE的拉力，此處變形相對較小。[0006]從上面對前臂架的結構和受力分析可以看出，傳統的前臂架存在的不足主要有[0007](I)拉桿鉸點B處受力太大，存在安全隱患。由于前臂架及其上面部件的自重，拉桿鉸點B處受到BD段水平向右的拉力。拉桿鉸點B處的受力如圖2所示(省去B D段對鉸點B豎直方向的力)，水平方向B點受力為FB= Tbe. cos Θ +Fdb，可以看出在水平方向拉桿鉸點B處受到力為拉桿力水平方向的分量與BD段對鉸點B水平方向的力的相加，此處在水平方向的受力較大，此處在有限元分析計算的時候應力值偏大。另一方面，由于前臂架作業的時候的俯仰運動，鉸點B處的受力是變化的，設計的時候需要考慮疲勞強度。鉸座是通過焊接固定于前臂架上面，鉸座的安全可靠性直接關系到整機的安全可靠性。[0008](2)前臂架的變形過大。由于前臂架自身及其上面部件的重力，前臂架的變形較大，若剛度不足，則可能導致前臂架振動，還會對前臂架上其它部件與機構的正常使用帶來影響。[0009]為了解決傳統斗輪堆取料機前臂架結構型式的系列問題，實現節省成本，增強安全性和穩定性，使前臂架受力更為合理，進行了新的設計，對主梁等其他受力關鍵部位予以改進。[0010]一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，其頭部為斗輪機構安裝支座，尾部通過銷軸與立柱相連，在靠近斗輪機構約1/4處通過拉桿拉起前臂架，其特征在于在拉桿鉸點與立柱之間的部段設置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之間。[0011]所述的前臂架優選梁柱結構型，其主體由雙工字梁通過回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下翼板組成，在回形筋板與雙工字梁的上、下翼板之間上覆焊有橫梁。[0012]所述的腹板為前臂架的焊接部件，其特征在于設計制作時有一定向上的預拱。[0013]新設計的前臂架的結構形式即在BD段設置為向上拱的弧形，其上拱的弧度一般在1/1000到2/1000之間，根據斗輪堆取料機的噸位和前臂架的長度來選擇弧度。新的前臂架的受力和變形趨勢如圖3所示，由于前臂架在設計制作的時候有一定向上的預拱，預拱的變形可以抵消一部分自重的變形，前臂架的變形減小，剛度大幅提升。拉桿鉸點B處的受力如圖4所示(省去BD段對鉸點B豎直方向的力)，在水平方向B點受力為FB= Tbe. cos Θ -Fdb，可以看出在水平方向拉桿鉸點B處受到力為拉桿力水平方向的分量與BD段對鉸點B水平方向的力的相減。與傳統的前臂架相比，拉桿鉸點B處所受到的力大大的減小， 鉸座處的安全可靠性得到了提高。[0014]本實用新型具有以下有益效果[0015]本實用新型結構形式的前臂架受力好，拉桿鉸座處受力大為改善，同時前臂架的抗變形能力強，前臂架的強度與剛度均提高，安全可靠性大大提高。
[0016]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中[0017]圖1傳統前臂架受力示意圖。[0018]圖2傳統前臂架拉桿鉸座處受力示意圖。圖3新的前臂架受力示意圖。[0020]圖4新的前臂架拉桿鉸座處受力示意圖。[0021]圖5新的前臂架截面圖。[0022]圖6新的前臂架腹板示意圖。[0023]圖7新的前臂架在整機中的關系示意圖。[0024]圖8新的前臂架的立體圖。[0025]標號說明1、腹板；2、橫梁；3、回形筋板；4、下翼板；5、上翼板；6、斗輪機構；7、前臂架；8、鉸點；9、鉸座；10、拉桿；11、立柱。
具體實施方式
[0026]為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。[0027]下面以DQL1200/1200. 30斗輪堆取料機為例，其抗變形的前臂架長為30米，其頭 部為斗輪機構安裝支座，尾部通過銷軸與立柱相連，在靠近斗輪機構的7. 5米處通過拉桿 拉起前臂架，在拉桿鉸點與立柱之間的部段設置向上拱的弧形，其上拱的弧度為1. 8/1000。 前臂架采用梁柱結構型，其主體由雙工字梁通過回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下 翼板組成，在回形筋板與雙工字梁的上、下翼板之間上覆焊有橫梁。腹板設計制作時有一定 向上的預拱。[0028]該前臂架的制作過程為[0029](I)按設計的圖紙采用數控切割機床下料。由于前臂架的長度為30米，下料的時 候前臂架的腹板與翼板分成三段來下料，翼板與腹板分段處錯開200mm以上，翼板與腹板 分段處不能在前臂架分段處，腹板的弧度按1. 8/1000來下料；[0030](2)焊接成型。如圖5所示，首先將下翼板(4)、橫梁(2)按設計圖中尺寸平鋪于平 板上并定位，接著將回形筋板(3)點焊固定于下翼板(4)上，并保證與下翼板(4)的垂直度， 然后將腹板(I)緊密貼合于回形筋板(3)上點焊固定，最后將上翼板(5)蓋在腹板(I)上， 并組裝其余部分之后整體對稱施焊；[0031](3)去應力。由于焊接存在的殘余應力對前臂架的強度及疲勞壽命有很大的影響， 所以還需采用振動時效去除應力。[0032]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本 領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則 之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，其頭部為斗輪機構安裝支座，尾部通過銷軸與立柱相連，在靠近斗輪機構約1/4處通過拉桿拉起前臂架，其特征在于在拉桿鉸點與立柱之間的部段設置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之間。
2.根據權利要求1所述的一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，其特征在于，所述的前臂架優選梁柱結構型，其主體由雙工字梁通過回形筋板焊接而成，工字梁由腹板和上、下翼板組成，在回形筋板與雙工字梁的上、下翼板之間上覆焊有橫梁。
3.根據權利要求2所述的一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，其特征在于，所述的腹板為前臂架的焊接部件，設計制作時有一定向上的預拱。
專利摘要本實用新型提供了一種斗輪堆取料機抗變形的前臂架，其頭部為斗輪機構安裝支座，尾部通過銷軸與立柱相連，在靠近斗輪機構的約1/4處通過拉桿拉起前臂架，其特征在于在拉桿鉸點與立柱之間的部段設置向上拱的弧形，其上拱的弧度在1/1000到2/1000之間。本實用新型結構形式的前臂架受力好，拉桿鉸座處受力大為改善，同時前臂架的抗變形能力強，前臂架的強度與剛度均提高，安全可靠性大大提高。
文檔編號B65G65/04GK202864479SQ20122041691
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者萬正喜, 肖熳 申請人:湖南長重機器股份有限公司