專利名稱：履帶吊起重機及其臂架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種履帶吊起重機，還涉及用于履帶吊起重機 的臂架。
背景技術(shù)：
圖l-4示出了現(xiàn)有履帶吊起重機的結(jié)構(gòu)示意圖，起重機支撐在 覆帶架2上，起重機的前端具有臂架3，用于支撐和提升被吊物， 后端具有配重1，用于與前端臂架和被吊物實現(xiàn)重量平衡。履帶起 重機與其它起重機不一樣， 一般是拆卸運輸?shù)焦さ兀瑢⒈奂芊旁诘?面上按需求聯(lián)接。它的臂架起初是支在地面上，如圖1-4所示，工 作前必需將臂架抬起，然后起臂才能工作，履帶起重機的工況很多， 起臂問題也是一個難度較大的問題。國內(nèi)外的履帶起重機的桁架臂 系統(tǒng)，通常都是采用主截面為四邊形，四邊形的四個角采用4交粗的 管，稱為弦桿31，再用一些較細的管，稱為腹桿32,與弦桿31焊 沖妄在一起，從而構(gòu)成^"架3。
在現(xiàn)有的覆帶吊起重機中，臂架的所有臂段(或臂節(jié))的弦桿 規(guī)格都是一樣的。如圖8所示，臂架3的前端臂節(jié)3C (剖面C-C 所在的臂節(jié))、多個中間臂節(jié)3B (剖面B-B所在的臂節(jié))以及后端 臂節(jié)3A (剖面A-A所在的臂節(jié))具有同樣規(guī)格的弦桿31,弦桿31 的外徑D1及壁厚tl均相同。在這樣的臂架設(shè)計中，由于各處的弦 桿的設(shè)計都要根據(jù)起重機的最大負載情況來考慮，因此整個臂架重量非常大，使得起重性能受到很大制約，有時甚至無法起臂，導(dǎo)致 不能工作。
以往的解決辦法是
1、 增加配重，如已經(jīng)QUY160、 QUY100就發(fā)生過此類情況 (QUY160當初增加9 p屯配重)。自重太大這樣不僅增加成本，還會 給其它結(jié)構(gòu)件帶來不利影響。
2、 加大履帶輪距Lv的長度來解決起臂問題，但同樣可能影響 起重性能，而且履帶起重機不像汽車起重機那樣靈活方便，結(jié)構(gòu)件 的自重太大還會給轉(zhuǎn)場帶來麻煩。
實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供 一 種覆帶吊起重機臂 架，其能夠滿足設(shè)計負荷所要求的受力強度，同時具有相對較輕的 重量。
本實用新型要解決的另一技術(shù)問題在于提供一種覆帶吊起重 機，其臂架能夠滿足設(shè)計負荷所要求的受力強度，同時具有相對較 輕的重量。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提出的技術(shù)方案是 一種履 帶吊起重機的臂架，臂架3具有依次連接的多個臂節(jié)3C、 3B和3A, 臂節(jié)3C、 3B和3A分別由弦桿31和腹桿32構(gòu)成的，其中，對應(yīng) 于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，至少 一部分臂節(jié)的弦 桿31具有第一截面積，至少另一部分臂節(jié)的弦桿31具有第二截面 積，其中，第二截面積小于第一截面積。優(yōu)選地，臂節(jié)包括前端臂節(jié)3C、至少多個中間臂節(jié)3B、以及 后端臂節(jié)3A,前端臂節(jié)3C和后端臂節(jié)3A的弦桿具有第一截面積， 中間臂節(jié)3B中的至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第二截面積。
優(yōu)選地，中間臂節(jié)3B中還有至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第 一截面積。
優(yōu)選地，中間臂節(jié)3B中的各臂節(jié)的弦桿31沿從后端臂節(jié)3A 朝向前端臂節(jié)3C方向截面積逐漸減小。
優(yōu)選地，具有第二截面積的臂節(jié)的外徑與具有第 一截面積的臂 節(jié)的外徑相同，厚度小于具有第一截面積的臂節(jié)的厚度。
優(yōu)選地，具有第二截面積的臂節(jié)的外徑小于具有第一截面積的 臂節(jié)的外徑。
根據(jù)本實用新型另一方面，提供了一種履帶吊起重機，具有臂 架，臂架具有依次連接的多個臂節(jié)，這些臂節(jié)分別由弦桿和腹桿構(gòu) 成的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，至 少 一部分臂節(jié)的弦桿具有第 一截面積，至少另 一部分臂節(jié)的弦桿具 有第二截面積，其中，第二截面積小于第一截面積。
優(yōu)選地，在該履帶吊起重機，臂節(jié)包括前端臂節(jié)(3C)、至少 多個中間臂節(jié)(3B)、以及后端臂節(jié)(3A),前端臂節(jié)(3C)和后 端臂節(jié)(3A)的弦桿具有第一截面積，中間臂節(jié)(3B)中的至少一 部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積。
進一步優(yōu)選地，在該履帶吊起重機中，中間臂節(jié)(3B)中的各 臂節(jié)的弦桿(31 )沿從后端臂節(jié)(3A)朝向前端臂節(jié)(3C)方向截 面積逐洋斤減小。進一步優(yōu)選地，在該履帶吊起重^L中，具有第二截面積的臂節(jié) 的外徑與具有第一截面積的臂節(jié)的外徑相同，厚度小于具有第一截 面積的臂節(jié)的厚度。
采用本實用新型的技術(shù)方案，具有以下有益效果
1. 減輕臂架重量，提高起臂穩(wěn)定性和起重性能；
2. 減輕臂架重量使得傾翻力矩減小，對其它結(jié)構(gòu)件尤其是履 帶系統(tǒng)，使得其負荷更低，工作更加安全可靠中，從而具有更大的
優(yōu)勢；
3. 由于臂架重量的減輕，減少了材料用量，并且可以降低采
購及維修成本。
應(yīng)該理解，以上的一般性描述和以下的詳細描述都是列舉和說 明性質(zhì)的，目的是為了對要求保護的本實用新型提供進一步的說 明。
附圖構(gòu)成本說明書的一部分，與說明書一起用來說明本實用新
型的原理。附圖中
圖1是一種覆帶吊起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 為主臂基本臂；
圖2是一種覆帶吊起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 為主臂較長臂；
8圖3是一種覆帶吊起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 包括主臂和固定的副臂；
圖4是一種覆帶吊起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出臂架3 包括主臂和塔式的副臂；
圖5示出圖1所示的覆帶吊起重機在起臂后，工作前的狀態(tài)；
圖6示出圖1所示的覆帶吊起重機增加配重可能造成后仰的狀
態(tài)；
圖7示出圖1所示的覆帶吊起重機為解決后仰而加大履帶輪距
的示意圖8示出目前絎架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出了前端臂節(jié)、 中間臂節(jié)和后端臂節(jié)的弦桿具有相同的設(shè)計截面；
圖9是根據(jù)本實用新型的桁架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其中示出了 至少部分中間臂節(jié)的弦桿具有不同的i殳計截面，具體來說，其弦桿 外徑相同、壁厚不同。
圖10是根據(jù)本實用新型的另一種桁架臂架的結(jié)構(gòu)示意圖，其 中示出了至少部分中間臂節(jié)的弦桿具有不同的i殳計截面，具體來 說，其弦桿外徑和壁厚均不相同。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的示例性實施例進行說明。附圖 中，相同的部件用相同的標號表示。本實用新型是為了減輕覆吊起重機的臂架重量，從而改善起重 機的起重性能。為此，本實用新型提出的解決方法是采用不同規(guī)格
的弦桿。本實用新型的履帶吊起重機具有臂架3，參加圖9和圖10, 臂架3具有依次連接的多個臂節(jié)3C、 3B和3A,臂節(jié)3C、 3B和3A 分別由弦桿31和腹桿32構(gòu)成的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的 各臂節(jié)的受力分布情況，至少一部分臂節(jié)的弦桿31具有第一截面 積，至少另一部分臂節(jié)的弦桿31具有第二截面積，其中，第二截 面積小于第一截面積。
該方法是基于離散變量優(yōu)化設(shè)計，應(yīng)用Ansys等有限元分析軟 件進行計算，求出滿足要求的規(guī)格。
本實用#斤型的i殳計原理ip下
參彩 沈明
Pg —酉己f dPg-配重增量 L -主臂長度 B0g-主臂重量 Lv -履帶輪距 dLv-履帶輪距增量 L2-副臂長度 Blg-副臂重量
參見圖1、 2及5-7,對于主臂工況，設(shè)主車重量為G1、且G1 到傾翻邊的距離為Xl，配重為Pg、 Pg到傾翻邊的距離為X2，吊臂重 量為B0g, B0g到傾翻邊的距離為X3，則
當 Gl*Xl+Pg*X2>=B0g* X3( "*"號表示乘法運算)時，方能正常起臂。
當^"長專交大時可能有Gl*Xl+Pg*X2<B0g* X3， 這時則不能正常起臂。
為解決該問題，以往首先想到的是增加配重dPg。如圖6所示， 增加配重可能會造成后仰。另 一種解決不能起臂的方法是加大覆帶 輪距和履帶軌距，如圖7所示，但這無疑使得設(shè)備更加笨重。
由于不能起臂時通常都是大臂長工況，此時B0g和X3都較大， 由于X2基本是受限參數(shù)，且相對于X3要小很多，若能減少BOg 也同樣能達到正常起臂。這樣不僅解決了起臂穩(wěn)定性問題，而且提 高起重性能，還能降低成本。臂架包括副臂的工況也是同樣的道理， 主臂、副臂都減輕重量性能會更高。
桁架臂的重量BOg可包括三部分，弦桿重量、腹桿重量、附件 重量，對于中間臂節(jié)，弦斥干重量占總重量的60%-70%，因此對弦4干 減重應(yīng)該效果4交好。
本實用新型正是基于該原理而提出。
如圖9所示，L2、 L3為兩段不同的中間臂節(jié)，設(shè)單根弦桿的 重量為Wxl, 截面積、為Sl, 弦桿長度Lx, 弦^f外徑為Dl, 壁厚為tl, 材料密度為p，
則有 Wxl=Sl*Lx*p其中 Sl=rt/4[D12-(Dl-2*tl)2] 當壁厚為t2時，
有 S2=tc/4[D12 -( Dl-2*t2)2]
若 tl>t2，貝'J ==>S1>S2，貝'j ==> Wxl> Wx2=S2*Lx*d
因此當弦桿外徑不變時，減小弦桿壁厚就可減輕弦桿重量。問 題轉(zhuǎn)化為求解滿足條件的弦桿壁厚。
圖IO示出了另一種情況的臂架，其中，部分中間臂節(jié)3B的弦 桿外徑為D2，壁厚為t2,該外徑D2和壁厚tl不同于前端臂節(jié)3C 和后端臂節(jié)3A的外徑D1和壁厚tl。其中，D2>D1，且還要滿足 截面積小于前端臂節(jié)3C和后端臂節(jié)3A的弦桿截面積。
作為一種優(yōu)選的實施方式，可以使中間臂節(jié)3B中的各臂節(jié)的 弦桿31沿從后端臂節(jié)3A朝向前端臂節(jié)3C方向截面積逐漸減小。
本實用新型中，履帶吊起重機的桁架臂架的弦桿壁厚、臂長以 及工況參數(shù)如起重量等都是離散變量，關(guān)于履帶吊桁架臂架的減重 工作就是一個離散變量優(yōu)化問題，工程中許多參數(shù)的選取都是離散 的。本實用新型中為減輕壁架的厚度，可以應(yīng)用Ansys有限元分析 軟件進行計算，求出滿足要求的弦桿壁厚。
盡管本實用新型已經(jīng)參照附圖和優(yōu)選實施例進行了說明，但顯 然，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實用新型的精神和范 圍的前提下，可以對本實用新型作出各種更改和變化。本實用新型 的各種更改、變化由所附的權(quán)利要求書及其等同物的內(nèi)容涵蓋。
權(quán)利要求1. 一種履帶吊起重機的臂架，所述臂架(3)具有依次連接的多個臂節(jié)(3C、3B和3A)，所述臂節(jié)(3C、3B和3A)分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其特征在于對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，至少一部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第一截面積，至少另一部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積，其中，所述第二截面積小于所述第一截面積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶吊起重機的臂架，其特征在于所述臂節(jié)包括前端臂節(jié)(3C)、至少多個中間臂節(jié)(3B)、 以及后端臂節(jié)(3A),所述前端臂節(jié)(3C)和后端臂節(jié)(3A) 的弦桿具有第一截面積，所述中間臂節(jié)(3B)中的至少一部 分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶吊起重機的臂架，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中還有至少一部分臂節(jié)的弦桿(31) 具有第一截面積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的履帶吊起重機的臂架，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中的各臂節(jié)的弦桿(31)沿從所迷 后端臂節(jié)(3A)朝向所述前端臂節(jié)(3C)方向截面積逐漸減 小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的履帶吊起重機的臂架，其特 征在于具有第二截面積的所述臂節(jié)的外徑與具有第一截面積的 所述臂節(jié)的外徑相同，厚度小于具有第 一截面積的所述臂節(jié)的 厚度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的履帶吊起重機的臂架，其特 征在于具有第二截面積的所述臂節(jié)的外徑小于具有第 一截面積 的所述臂節(jié)的外徑。
7. —種履帶吊起重機，具有臂架(3)，所述臂架(3)具有依次 連接的多個臂節(jié)(3C、 3B和3A),所述臂節(jié)(3C、 3B和3A ) 分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其特征在于對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，至少 一部分臂節(jié)的弦桿(31 )具有第一截面積，至少另一部分臂節(jié) 的弦桿(31 )具有第二截面積，其中，所述第二截面積小于所 述第一截面積。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶吊起重機，其特征在于所述臂節(jié)包括前端臂節(jié)(3C)、至少多個中間臂節(jié)(3B)、 以及后端臂節(jié)(3A)，所述前端臂節(jié)(3C)和后端臂節(jié)(3A) 的弦4干具有第一截面積，所述中間力,節(jié)(3B)中的至少一部 分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的履帶吊起重機，其特征在于所述中間臂節(jié)(3B)中的各臂節(jié)的弦桿(31)沿從所述 后端臂節(jié)(3A)朝向所述前端臂節(jié)(3C)方向截面積逐漸減 小。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的履帶吊起重機，其特征在 于具有第二截面積的所述臂節(jié)的外徑與具有第一截面積的 所述臂節(jié)的外徑相同，厚度小于具有第一截面積的所述臂節(jié)的 厚度。
專利摘要本實用新型公開了一種履帶吊起重機及其臂架，臂架3具有依次連接的多個臂節(jié)(3C、3B和3A)，臂節(jié)(3C、3B和3A)分別由弦桿(31)和腹桿(32)構(gòu)成的，其中，對應(yīng)于有限元分析得到的各臂節(jié)的受力分布情況，至少一部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第一截面積，至少另一部分臂節(jié)的弦桿(31)具有第二截面積，其中，第二截面積小于第一截面積。本實用新型可以減輕履帶吊起重機的臂架重量、提高起臂穩(wěn)定性和起重性能。
文檔編號B66C23/70GK201264881SQ20082012716
公開日2009年7月1日 申請日期2008年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月25日
發(fā)明者恒慧明 申請人:長沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司