起重机及其伸缩臂.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103395706 A (43)申请公布日 2013.11.20 CN 103395706 A *CN103395706A* (21)申请号 201310350360.X (22)申请日 2013.08.12 B66C 23/687(2006.01) B66C 23/70(2006.01) (71)申请人 徐州重型机械有限公司 地址 221004 江苏省徐州市铜山路 165 号 (72)发明人 张庆彬 王小强 宋昕迪 陈海敏 (74)专利代理机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 代理人 罗满 魏晓波 (54) 发明名称 起重机及其伸缩臂 (57) 摘要 本。

2、发明公开一种起重机及其伸缩臂， 伸缩臂 包括两节以上依次嵌套的节臂， 各所述节臂均包 括上盖板和下盖板， 所述节臂中除一节臂、 末节臂 之外， 至少一所述节臂所述下盖板的搭接段的厚 度， 大于所述下盖板搭接段以外部分的厚度。 如此 设计， 节臂的下盖板在正常工作状态下， 通常会产 生应力集中位置的板材具有较厚的厚度， 相应地， 即具备较高的强度， 以避免应力集中损坏节臂， 进 而避免节臂变形产生挠度， 延长节臂的使用寿命。 而， 应力集中以外位置的下盖板则采用厚度相对 较薄的板材加工而成。 因此， 本伸缩臂通过板厚的 优化组合， 使得伸缩臂在满足抗变形的强度需求 前提下， 可实现伸缩臂的整体轻。

3、量化， 生产的成本 也得以降低。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103395706 A CN 103395706 A *CN103395706A* 1/1 页 2 1. 一种伸缩臂， 包括两节以上依次嵌套的节臂， 各所述节臂的臂体均包括上盖板和下 盖板， 其特征在于， 所述节臂中除一节臂 (10)、 末节臂 (40) 之外， 至少一所述节臂所述下盖 板的搭接段的厚度， 大于所述下盖板搭接段以外部分的厚度。 2. 如权利要求 1 。

4、所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述节臂的所述下盖板为分段拼接的分 体式结构， 包括沿伸缩方向依次相接的搭接前段、 搭接段和搭接后段， 所述搭接段的厚度大 于所述搭接前段、 所述搭接后段的厚度。 3. 如权利要求 2 所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述搭接后段的厚度大于所述搭接前段 的厚度。 4. 如权利要求 1 所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述一节臂 (10) 的中段设有支撑整个伸 缩臂的支撑座 (13) ； 所述一节臂 (10) 的所述下盖板中段的厚度， 大于所述下盖板中段以外 部分的厚度。 5. 如权利要求 4 所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述一节臂 (10) 的所述下盖板为分段拼 接。

5、的分体式结构， 包括沿伸缩方向依次相接的前段、 中段和后段， 所述中段的厚度大于所述 前段、 所述后段的厚度。 6. 如权利要求 1 所述的伸缩臂， 其特征在于， 各所述节臂中， 至少一者的所述上盖板沿 伸缩方向， 其前段的厚度大于其余部分的厚度。 7. 如权利要求 6 所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述节臂的所述上盖板为分段拼接的分 体式结构， 包括沿伸缩方向依次相接的至少两个上盖板分段， 任一所述上盖板分段的厚度 大于位于其后方的所述上盖板分段的厚度。 8.如权利要求1所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述末节臂(40)的臂体沿其伸缩方向， 其 前段的厚度大于其余部分的厚度。 9. 如权利要求。

6、 8 所述的伸缩臂， 其特征在于， 所述末节臂 (40) 的所述上盖板和所述下 盖板均为分段拼接的分体式结构， 包括沿伸缩方向依次相接的至少两个盖板分段， 任一所 述盖板分段的厚度大于位于其后方的所述盖板分段的厚度。 10. 如权利要求 1-9 任一项所述的伸缩臂， 其特征在于， 各所述节臂的所述上盖板以及 所述下盖板， 沿伸缩方向， 厚度大的部分采用的材料强度大于厚度小的部分。 11. 一种起重机， 包括底盘和位于所述底盘之上的伸缩臂， 其特征在于， 所述伸缩臂为 权利要求 1-10 任一项所述的伸缩臂。 权 利 要 求 书 CN 103395706 A 2 1/5 页 3 起重机及其伸缩臂。

7、 技术领域 0001 本发明涉及工程机械技术领域， 特别涉及一种起重机及其伸缩臂。 背景技术 0002 移动式起重机的主要工作部件为起重臂， 起重臂是参与吊重作业的主要承力部 件。 0003 起重臂的主要构成部分为伸缩臂， 伸缩臂包括若干依次嵌套的节臂， 除一节臂 (基本臂)之外， 各节臂可相对伸缩， 以改变伸缩臂的长度， 适应不同工况需求。 对于桁架式 起重臂， 伸缩臂的末节臂还会连接加长臂节， 以进一步提高起重臂的起吊能力。 0004 伸缩臂一般为箱型伸缩臂， 其各节臂通常包括臂尾、 筒状臂体以及臂头， 臂尾和臂 头的结构较为复杂， 用于前后节臂的衔接或是连接其他结构件， 筒状臂体为箱形伸。

8、缩臂的 主体。 0005 随着伸缩臂长度的增加， 伸缩臂重量超重， 工作性能容易受挠度影响， 此时， 只能 通过加厚壁厚以提高强度， 但生产成本较高。为此， 近年来， 对于箱型伸缩臂轻量化和性能 提升方面， 技术人员做了很多方面的研究。 例如， 节臂的截面形状， 从最初的四边形， 逐步发 展为六边形、 八边形、 U 形、 卵圆形等 ； 从钢板材料选择上， 随着国内外高强度级别板材的成 熟， 高性能板材在伸缩臂上逐步应用 ； 从生产工艺方面， 焊接成型技术得到进一步提高， 大 型折弯设备的出现， 都为大型起重机伸缩臂的生产提供了必要的准备， 同时也在一定程度 上提高了产品性能。 0006 然而，。

9、 随着技术的逐渐成熟， 上述方面的研究难以有更大的突破， 要想进一步实现 伸缩臂的轻量化、 低成本， 必须另辟蹊径。 因此， 如何进一步实现伸缩臂的轻量化、 低成本以 及提高性能是本领域技术人员目前亟待解决的技术问题。 发明内容 0007 为解决上述技术问题， 本发明的目的为提供一种起重机及其伸缩臂。该伸缩臂能 够进一步实现伸缩臂的轻量化、 低成本。 0008 本发明提供的伸缩臂， 包括两节以上依次嵌套的节臂， 各所述节臂的臂体均包括 上盖板和下盖板， 所述节臂中除一节臂、 末节臂之外， 至少一所述节臂所述下盖板的搭接段 的厚度， 大于所述下盖板搭接段以外部分的厚度。 0009 搭接段即应力集。

10、中位置， 如此设计， 节臂的下盖板在正常工作状态下， 通常会产生 应力集中位置的板材具有较厚的厚度， 相应地， 即具备较高的强度， 以避免应力集中损坏节 臂， 进而避免节臂变形产生挠度， 延长节臂的使用寿命。而， 应力集中以外位置的下盖板则 采用厚度相对较薄的板材加工而成。 因此， 本伸缩臂通过板厚的优化组合， 使得伸缩臂在满 足抗变形的强度需求前提下， 可实现伸缩臂的整体轻量化， 生产的成本也得以较低。 0010 优选地， 所述节臂的所述下盖板为分段拼接的分体式结构， 包括沿伸缩方向依次 相接的搭接前段、 搭接段和搭接后段， 所述搭接段的厚度大于所述搭接前段、 所述搭接后段 说 明 书 CN。

11、 103395706 A 3 2/5 页 4 的厚度。 0011 优选地， 所述搭接后段的厚度大于所述搭接前段的厚度。 0012 优选地， 所述一节臂的中段设有支撑整个伸缩臂的支撑座 ； 所述一节臂的所述下 盖板中段的厚度， 大于所述下盖板中段以外部分的厚度。 0013 优选地， 所述一节臂的所述下盖板为分段拼接的分体式结构， 包括沿伸缩方向依 次相接的前段、 中段和后段， 所述中段的厚度大于所述前段、 所述后段的厚度。 0014 优选地， 各所述节臂中， 至少一者的所述上盖板沿伸缩方向， 其前段的厚度大于其 余部分的厚度。 0015 优选地， 所述节臂的所述上盖板为分段拼接的分体式结构， 包。

12、括沿伸缩方向依次 相接的至少两个上盖板分段， 任一所述上盖板分段的厚度大于位于其后方的所述上盖板分 段的厚度。 0016 优选地， 所述末节臂的臂体沿其伸缩方向， 其前段的厚度大于其余部分的厚度。 0017 优选地， 所述末节臂的所述上盖板和所述下盖板均为分段拼接的分体式结构， 包 括沿伸缩方向依次相接的至少两个盖板分段， 任一所述盖板分段的厚度大于位于其后方的 所述盖板分段的厚度。 0018 优选地， 各所述节臂的所述上盖板以及所述下盖板， 沿伸缩方向， 厚度大的部分采 用的材料强度大于厚度小的部分。 0019 本发明还提供一种起重机， 包括底盘和位于所述底盘之上的伸缩臂， 所述伸缩臂 为上。

13、述任一项所述的伸缩臂。由于上述伸缩臂具有上述技术效果， 具有该伸缩臂的起重机 也具有相同的技术效果。 附图说明 0020 图 1 为本发明所提供伸缩臂一种具体实施例的结构示意图 ； 0021 图 2 为图 1 中伸缩臂处于伸出状态的结构示意图 ； 0022 图 3 为图 1 中二节臂的结构示意图 ； 0023 图 4 为图 3 中二节臂的 A-A 向剖视图 ； 0024 图 5 为图 1 中末节臂的结构示意图。 0025 图 1-5 中 ： 0026 10 一节臂、 101 一上盖板、 102 一下盖板、 11 一臂头、 12 一臂尾、 13 支撑座、 20 二节 臂、 201 二上盖板、 2。

14、01a 二上盖板前段、 201b 二上盖板后段、 202 二下盖板、 202a 二下盖板搭 接前段、 202b二下盖板搭接段、 202c二下盖板搭接后段、 21二臂头、 22二臂尾、 30三节臂、 31 三臂头、 301 三上盖板、 302 三下盖板、 40 末节臂、 401 末上盖板、 401a 末上盖板前段、 401b 末 上盖板后段、 402 末下盖板、 402a 末下盖板前段、 402b 末下盖板后段、 41 末臂头、 42 末臂尾、 50 加长臂节 具体实施方式 0027 为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案， 下面结合附图和具体实 施例对本发明作进一步的详细说明。 00。

15、28 请参考图 1-4， 图 1 为本发明所提供伸缩臂一种具体实施例的结构示意图 ； 图 2 为 说 明 书 CN 103395706 A 4 3/5 页 5 图 1 中伸缩臂处于伸出状态的结构示意图 ； 图 3 为图 1 中二节臂的结构示意图 ； 图 4 为图 3 中二节臂的 A-A 向剖视图。 0029 本实施例中的伸缩臂， 包括至少两节依次嵌套的节臂， 作为基本臂的一节臂 10 铰 接于起重机主体， 一般会设置变幅油缸， 变幅油缸设置于基本臂和起重机主体之间， 以驱动 伸缩臂变幅。节臂的实际数目可根据工程需要设置， 图 1 中以设置四个节臂为例， 该伸缩臂 的各臂节分别为一节臂 10( 。

16、即基本臂 )、 二节臂 20、 三节臂 30、 末节臂 40( 即图 1 中的四节 臂 )。 0030 节臂可包括臂头、 臂体和臂尾， 臂头和臂尾用于连接相关结构件， 臂体为节臂的主 体部分， 根据本实施例中节臂的命名， 可将各节臂的臂头、 臂尾分别称为一臂头 11 和一臂 尾 12、 二臂头 21 和二臂尾 22、 三臂头 31 和三臂尾、 末臂头 41 和末臂尾 42。图 2 中末节臂 40 的末臂头 41 用于连接加长臂节 50， 其末臂尾 42 则可用于连接驱动其伸缩的油缸。 0031 各节臂的臂体均包括上盖板和下盖板， 上、 下盖板卡合后形成箱形节臂的臂体， 如 图4所示的二节臂20。

17、截面。 为便于区分， 下文将各节臂的上、 下盖板分别称为一上盖板101 和一下盖板102、 二上盖板201和二下盖板202、 三上盖板301和三下盖板302、 末上盖板401 和末下盖板 402。 0032 该伸缩臂结构， 其节臂中除一节臂10和末节臂40之外， 至少一个节臂的下盖板搭 接段的厚度， 大于下盖板搭接段以外部分的厚度， 如图 3 所示。 0033 除一节臂 10 外， 其余各节臂均会在外套的节臂内伸缩， 当一个节臂伸出时， 该节 臂下盖板的某一位置会搭接在外套节臂的臂头处， 则节臂下盖板在该位置附近会产生应力 集中， 一般， 搭接的位置并不固定， 而是下盖板的一段， 全文称之为 。

18、“搭接段” 。如图 2 所示， 二节臂 20 的中间一段搭接于一节臂 10 的一臂头 11 处， 三节臂 30 的中间一段搭接于二节 臂 20 的二臂头 21 处， 则二节臂 20 的二下盖板 202、 三节臂 30 的三下盖板 302 在搭接段均 必然产生应力集中。 0034 本实施例中的伸缩臂， 将除一节臂10和末节臂40之外， 至少一者下盖板的搭接段 厚度， 加工为大于下盖板搭接段以外部分的厚度。图 3 中以二节臂 20 为例， 二节臂 20 的二 下盖板 202 包括二下盖板搭接前段 202a、 二下盖板搭接段 202b 和二下盖板搭接后段 202c， 其搭接段厚度显然大于其搭接前段和。

19、搭接后段的厚度。实际上， 搭接段通常靠近于节臂的 后端， 故搭接后段的长度较短。基于此情况， 搭接后段整体所受应力超过搭接前段， 故搭接 后段的厚度可大于搭接前段的厚度， 如图 3 所示， 二下盖板 202 的二下盖板搭接前段 202a 厚度小于二下盖板搭接后段 202c 的厚度。 0035 需要说明的是， 文中提到的 “前” “后” 基准为沿末节臂 40 至一节臂 10 的方向， 靠 近一节臂 10 的为后， 靠近末节臂 40 的为前。 0036 如此设计， 节臂的下盖板在正常工作状态下， 通常会产生应力集中位置的板材具 有较厚的厚度， 相应地， 即具备较高的强度， 以避免应力集中损坏节臂，。

20、 进而避免节臂变形 产生挠度， 延长节臂的使用寿命。 而， 应力集中以外位置的下盖板则采用厚度相对较薄的板 材加工而成。 因此， 本伸缩臂通过板厚的优化组合， 使得伸缩臂在满足抗变形的强度需求前 提下， 可实现伸缩臂的整体轻量化， 生产的成本也得以较低。 0037 显然， 在此效果指导下， 最优的方案是除末节臂 40、 一节臂 10 外， 其他节臂均按照 上述的板厚组合方式设计。对于本实施例， 伸缩臂的二节臂 20、 三节臂 30 均可按照该方式 说 明 书 CN 103395706 A 5 4/5 页 6 设置。 0038 此时， 按照上述方式设计的节臂的下盖板可为分体式结构， 包括沿伸缩方。

21、向依次 相接的搭接前段、 搭接段和搭接后段， 即节臂采用分段拼接形成， 如图2所示的二节臂20的 二下盖板202， 其由二下盖板搭接前段202a、 二下盖板搭接段202b、 二下盖板搭接后段202c 分段拼接而成。 如上所述， 下盖板的搭接段厚度厚于其他部分， 则可采用不同厚度的若干块 板材对接而成。可以理解， 也可以通过其他方式实现上述结构布置， 比如， 在一整块板材的 搭接段位置设置加强板， 或是采用厚度分布不均的板材等。 但相对而言， 分段拼接的分体式 设置方式更便于形成该结构， 而且节省板材的优势更为明显， 强度也可靠。分段拼接时， 各 分段板材之间可通过焊接连接。 0039 可以理解。

22、， 此处的搭接前段、 搭接段和搭接后段也并非限定于三块整体板体， 各段 也可以分成一段以上。则整体下盖板可由三段以上的拼接板拼接而成， 各段的不同分段既 可以采用等厚板材拼接形成， 也可采用不同厚度的板材。比如， 搭接前段设置为两段， 其靠 近搭接段的一段的厚度可厚于另一段的厚度。在节臂长度偏长， 应力变化较为均匀的情况 下， 可减少各分段板材的长度， 通过增加分段数目的方式， 使得下盖板根据应力变化情况实 现厚度渐变， 提升性能。另外， 当实际生产中的弯形设备能力不足、 弯形长度达不到原设计 要求， 或现有板材无设计要求长度时， 分段对接的方式即可解决此类问题。 0040 另外， 一节臂 1。

23、0 的中段可以设置支撑整个伸缩臂的支撑座 13， 驱动伸缩臂变幅的 变幅油缸可连接于该支撑座 13。此时， 基于支撑作用， 一节臂 10 的中段将承受较大的支撑 力， 从而也会产生应力集中。故， 一节臂 10 的一下盖板 102 的中段厚度， 可以设计为 ： 大于 下盖板中段以外部分的厚度。与上述原理一致， 如此设计的一节臂 10 可以在应力集中位置 应用厚度较厚的板材， 以满足强度需求， 其余部分板材厚度较薄， 可进一步实现伸缩臂的轻 量化并降低成本。 0041 同理， 一节臂 10 的一下盖板 102 也可为由分段拼接而成的分体式结构， 包括沿伸 缩方向依次相接的前段、 中段和后段。其具体。

24、分段形式及其有益效果可参见上述的节臂分 段描述， 此处不再赘述。 0042 另外， 各节臂中， 至少一者的上盖板沿伸缩方向可设置为 ： 其前段的厚度可大于其 余部分的厚度。 上盖板的与下盖板的应力集中位置并不相同， 由于伸缩臂的自重以及吊载， 上盖板的应力集中位置将位于上盖板的前段。 故将上盖板前段厚度设置为大于其余部分的 厚度， 同样是通过不同厚度的优化组合， 以提高节臂的强度， 并实现伸缩臂整体的轻量化和 成本的降低。 0043 此时， 节臂的上盖板也可设计为分段拼接的分体式结构， 即包括沿伸缩方向依次 相接的至少两个上盖板分段， 任一上盖板分段的厚度大于位于其后方的上盖板分段的厚 度。如。

25、图 3 所示的二节臂 20 的二上盖板 201， 包括二上盖板前段 201a、 二上盖板后段 201b， 其中， 二上盖板前段 201a 的厚度大于二上盖板后段 201b 的厚度。如上所述， 分段拼接的方 式易于形成该种厚度不均的盖板， 且降低成本的优势最为明显。 0044 请继续参考图 5， 图 5 为图 1 中末节臂 40 的结构示意图。 0045 针对上述各实施例， 末节臂 40 的臂体沿其伸缩方向， 可设置为 ： 其前段的厚度大 于其余部分的厚度， 图 5 中， 末节臂 40 的末上盖板 401 包括末上盖板前段 401a 和末上盖板 后段 401b， 前者厚度大于后者 ； 末节臂 4。

26、0 的末下盖板 402 包括末下盖板前段 402a 和末下 说 明 书 CN 103395706 A 6 5/5 页 7 盖板后段 402b， 前者的厚度也大于后者。即从总体而言， 末节臂 40 前段厚度大于其余部分 厚度， 但并不限制上、 下盖板对应部分的厚度大小关系。 0046 一般， 伸缩臂末节臂 40 的末臂头 41 会连接加长臂节 50， 吊重时， 吊载点位于加长 臂节 50 前端， 这样， 末节臂 40 的末臂头 41 将产生较大弯矩， 相应地， 末节臂 40 的前段也会 产生较大弯矩 ； 而且， 为了与加长臂节 50 连接， 末节臂 40 的末臂头 41 具有较大刚性， 而末 节。

27、臂 40 的前段为薄板筒形 ( 末上盖板 401、 末下盖板 402 卡合形成的箱形结构 )， 刚性相对 较差， 如此会导致末节臂 40 末臂头 41 至臂体的前段存在刚性突变， 不利于结构的稳定性。 0047 本实施例中， 末节臂 40 臂体的前段厚度大于其余部分厚度， 则前段具有较好的强 度、 刚度， 能够有效地抗弯矩， 延长末节臂 40 使用寿命， 提高安全性能， 通过不同板厚的优 化组合， 也降低了生产成本 ； 而且， 消除了上述所述的臂头和前段连接的刚性突变， 有利于 结构稳定性。 0048 在此基础上， 与上述其他节臂的设置原理相似， 末节臂 40 的末上盖板 401 和末下 盖板。

28、 402 均可设计为分段拼接的分体式结构， 包括沿伸缩方向依次相接的至少两个盖板分 段， 且任一盖板分段的厚度大于位于其后方的盖板分段的厚度。 0049 针对上述各实施例， 各节臂的上盖板以及下盖板， 沿伸缩方向， 厚度大的部分采用 的材料强度可大于厚度小的部分。 即针对应力集中位置， 既加厚其厚度， 又采用更高强度的 材料， 以增加其强度。如此， 通过材料的优化组合， 可进一步降低生产的成本。 0050 如上所述， 一节臂10的一下盖板102中段厚度大于其余部分厚度， 则一下盖板102 中段可采用强度较高的材料制成， 而其余部分则可采用强度相对较小的材料制成。除一节 臂 10、 末节臂 40。

29、 外， 其余节臂下盖板搭接段可采用强度高于其余部分的材料制成， 如图 3 中， 二节臂20的二下盖板搭接段202b材料强度即可高于二下盖板搭接前段202a、 二下盖板 搭接后段 202c 的强度。再比如， 各节臂的上盖板前段可采用比上盖板其余部分强度高的材 料制成， 如图 3 所示， 二节臂 20 的二上盖板前段 201a 材料强度大于二上盖板后段 201b 的 强度。 0051 除了上述伸缩臂， 本实施例还提供一种起重机， 包括底盘和位于底盘之上的伸缩 臂， 所述伸缩臂为上述任一实施例所述的伸缩臂。 由于上述伸缩臂具有上述技术效果， 具有 该伸缩臂的起重机也具有相同的技术效果。 0052 以上对本发明所提供的一种起重机及其伸缩臂均进行了详细介绍。 本文中应用了 具体个例对本发明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 发明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， 在不脱离本发 明原理的前提下， 还可以对本发明进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本发明权 利要求的保护范围内。 说 明 书 CN 103395706 A 7 1/2 页 8 图 1 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103395706 A 8 2/2 页 9 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103395706 A 9 。