《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》是徐工集團工程機械股份有限公司建設機械分公司於2011年3月15日申請的專利，該專利的公布號為CN102674168A，申請號為2011100626011，授權公布日為2012年9月19日，發明人是陳衛東、孫麗、余欽偉、崔丹丹，該發明涉及工程機械技術領域，特別是涉及起重機的臂架。該發明還涉及設有所述臂架的起重機。
《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦桿以及位於主弦桿之間的腹桿，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，為起重機向超大型發展提供了有利條件。該發明還公開了設有上述加強型臂架的起重機。
2015年12月1日，《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》獲得第九屆江蘇省專利項目優秀獎。
（概述圖為《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種加強型臂架及設有該臂架的起重機
- 公布號：CN102674168A
- 授權日：2012年9月19日
- 申請號：2011100626011
- 申請日：2011年3月15日
- 申請人：徐工集團工程機械股份有限公司建設機械分公司
- 地址：江蘇省徐州市經濟開發區桃山路19號
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 發明人：陳衛東、孫麗、余欽偉、崔丹丹
- 代理人：魏曉波、薛晨光
- 類別：發明專利
- Int.Cl.：B66C23/66（2006.01）、B66C23/70（2006.01）、B66C23/36（2006.01）
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2011年3月，為滿足中國國內石油、石化、核電、風電、鋼鐵等大型工程項目中對超大設備的吊裝需求，起重機越來越向超大型發展，其起升高度更高、工作幅度更大、起重能力更強，與此同時，也給設計、生產、運輸、安裝及使用等過程帶來了一系列問題。
參考圖1、圖2、圖3、圖4，圖1是2011年3月前已有履帶起重機的臂架結構示意圖；圖2是圖1所示臂架的俯視圖；圖3是圖1所示臂架的單節中間臂的結構示意圖；圖4是圖3所示中間臂的端面示意圖。
如圖所示，臂架是起重機的重要構件之一，履帶起重機的臂架一般採用由主弦桿4和腹桿5組成的桁架式結構，包括底節臂1、中間臂2、頂節臂3，各節之間採用銷軸連線，通過增減中間臂2的數量來實現不同的臂長組合，考慮到組裝的方便性以及不同的工況需要，中間臂長度L一般較長，如6米、9米或12米。
從受力方面來講，臂架屬於雙向壓彎構件，即起重機吊載工作時，臂架在變幅平面和迴轉平面內都承受軸向力和彎矩的作用，因此從臂架截面分析，需要足夠的截面積，以保證臂架截面強度，從而抵抗軸向力的作用，需要足夠的截面寬度B和高度H以保證兩個平面內的慣性矩，從而抵抗彎矩的作用。為了提高臂架的承載能力，最行之有效的辦法就是增大臂架的截面尺寸，而運輸車輛和過路涵洞的高度限制又嚴重製約著截面的增大。
為了實現超大噸位設備的吊裝，2011年3月前主要有以下幾種解決方案：
第一種方案，採用多機協同作業，即用多台中小型起重機來同時起吊，共同完成超大設備的吊裝任務。這種情況下，對多台起重機的同步性要求很高，由於每台起重機都配有單獨的控制系統，再加上載荷分配的問題，現場多機協同作業的安全預度很難保證，危險性很大；而且在這種情況下，只能發揮起重機起吊能力的60％～80％，性能利用率低。
第二種方案，使用各種非標型起重機，即單純為了獲得大的起重能力，而專門設計的起重機，通常這種起重機設定在圓形軌道上，超起配重固定不動，具有超強的起重力矩，但是整車只能以超起配重為中心，在軌道上迴轉變幅，不能帶載行走，而且這種起重機只能在施工現場組裝，裝配拆卸周期長，影響施工進度。另外，圓形軌道對地面的承載力要求極高，通常需要事先對地面進行特殊處理，從而支付額外的附加費用。
第三種方案，大量運用拆分裝配技術，將一個超出運輸要求的部件拆分成若干個小部件，再通過裝配連線起來。例如2011年3月前已有方案中的裝配式臂架，即將臂架的主弦桿與腹桿拆分，以滿足運輸要求，轉場就位後再將腹桿與主弦桿通過銷軸裝配成一體。通常情況下，大噸位的臂架長度會達到一百多米，幾百根的腹桿現場裝配，其困難程度可想而知，並且增加組裝周期，降低使用效率，同時大量裝配技術的套用也會帶來生產難度以及設計成本的增加。
因此，如何保證臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，是該領域技術人員2011年3月前需要解決的技術問題。
發明內容
專利目的
《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》的第一目的是提供一種加強型臂架。該臂架既具有足夠的承載能力，又能滿足運輸尺寸要求，為起重機向超大型發展提供了有利條件。
該發明的第二目的是提供一種設有上述臂架的起重機。
技術方案
為了實現上述第一個目的，《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》提供了一種加強型臂架，包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦桿以及位於主弦桿之間的腹桿，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。
優選地，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列。
優選地，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列。
優選地，各所述主弦桿分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿在橫截面上位於角點處，第二弦桿與所述第一弦桿沿高度方向縱向排列，第三弦桿與所述第一弦桿沿寬度方向橫向排列。
優選地，各所述主弦桿分別包括四根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。
優選地，各所述主弦桿的弦桿之間通過肋板焊接連線。
優選地，所述底節臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連線。
優選地，各所述主弦桿的弦桿在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。
為了實現上述第二個目的，《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》還提供了一種起重機，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅桿，所述臂架的底節臂與所述下車總成的轉台相鉸接，所述臂架具體為上述任一項所述的加強型臂架。
優選地，具體為超大噸位履帶起重機或輪胎起重機。
改善效果
該發明突破傳統設計模式，提供了一種加強型臂架結構，所述臂架採用複合式主弦桿，即各主弦桿分別由兩根、三根、四根甚至更多的弦桿組合而成，以此來代替2011年3月前已有的一根主弦桿，通過複合式主弦桿的規格與臂架截面尺寸的最佳化組合，在滿足運輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時複合式主弦桿中的單根弦桿規格，比2011年3月前已有的一根主弦桿規格減小，其下料加工難度降低。此外，與2011年3月前已有裝配式臂架相比，其生產及裝配難度降低，組裝和實用性能提高。
在一種具體實施方式中，所述臂架各節之間採用高強度螺栓連線，其重量減輕，更加利於臂架工作時各節之間載荷的傳遞，符合構件實際的受力狀態；而採用銷軸連線，技術成熟穩定，可提高裝配效率。
《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》所提供的起重機設有上述加強型臂架，由於上述加強型臂架具有上述技術效果，具有該加強型臂架的起重機也應具備相應的技術效果。
附圖說明
圖1是2011年3月前已有履帶起重機的臂架結構示意圖；
圖2是圖1所示臂架的俯視圖；
圖3是圖1所示臂架的單節中間臂的結構示意圖；
圖4是圖3所示中間臂的端面示意圖；
圖5為《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》所提供加強型臂架的第一種具體實施方式的結構示意圖；
圖6為圖5所示加強型臂架的俯視圖；
圖7為圖5所示加強型臂架的A-A視圖；
圖8為該發明所提供加強型臂架的第二種具體實施方式的截面示意圖；
圖9為該發明所提供加強型臂架的第三種具體實施方式的截面示意圖；
圖10為該發明所提供加強型臂架的第四種具體實施方式的截面示意圖；
圖11為該發明所提供起重機的一種具體實施方式的結構示意圖。
圖1至圖4中：1.底節臂；2.中間臂；3.頂節臂；4.主弦桿；5.腹桿。
圖5至圖11中：10.底節臂；20.中間臂；20-1.主弦桿；20-1-1.第一弦桿；20-1-2.第二弦桿；20-1-3.第三弦桿；20-2.腹桿；20-2-1.上下腹桿；20-2-2.左右腹桿；30.頂節臂；40.下車總成；50.超起配重；60.臂架；70.超起桅桿。
權利要求
1.一種加強型臂架，包括底節臂、頂節臂以及位於所述底節臂和頂節臂之間的至少一節中間臂，各所述中間臂為桁架式結構，包括主弦桿以及位於主弦桿之間的腹桿，其特徵在於，各所述主弦桿分別包括至少兩根平行布置的弦桿。
2.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列。
3.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿分別包括兩根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列。
4.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿在橫截面上位於角點處，第二弦桿與所述第一弦桿沿高度方向縱向排列，第三弦桿與所述第一弦桿沿寬度方向橫向排列。
5.根據權利要求1所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿分別包括四根平行布置的弦桿，且所述弦桿在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列。
6.根據權利要求1至5任一項所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿的弦桿之間通過肋板焊接連線。
7.根據權利要求6所述的加強型臂架，其特徵在於，所述底節臂與其相鄰的中間臂之間、中間臂之間以及頂節臂與其相鄰的中間臂之間通過螺栓或銷軸連線。
8.根據權利要求7所述的加強型臂架，其特徵在於，各所述主弦桿的弦桿在橫截面上呈圓形、正方形或矩形。
9.一種起重機，包括下車總成、超起配重、臂架以及超起桅桿，所述臂架的底節臂與所述下車總成的轉台相鉸接，其特徵在於，所述臂架具體為上述權利要求1至8任一項所述的加強型臂架。
10.根據權利要求9所述的起重機，其特徵在於，具體為超大噸位履帶起重機或輪胎起重機。
實施方式
參考圖5、圖6，圖5為《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》所提供加強型臂架的第一種具體實施方式的結構示意圖；圖6為圖5所示加強型臂架的俯視圖。
在第一種具體實施方式中，該發明提供的整體式臂架屬於桁架結構，主要由底節臂10、多節中間臂20以及頂節臂30等部件組成，各中間臂20的橫截面尺寸相等。
各中間臂20均由主弦桿20-1以及位於主弦桿之間的若干腹桿20-2組成，其中，第一中間臂、第二中間臂、第三中間臂、第四中間臂在橫截面上呈矩形，具有相同的空間截面尺寸，底節臂10、頂節臂30為變截面的四弦桿空間桁架。
上述底節臂10、中間臂20以及頂節臂30的主弦桿端部均設有連線法蘭，兩兩之間經法蘭對接後，通過高強度螺栓連線，其重量減輕，更加利於臂架工作時各節之間載荷的傳遞，符合構件實際的受力狀態。當然，除了通過法蘭結構和螺栓進行連線之外，各節臂之間還可以通過銷軸進行連線，與螺栓連線相比，銷軸連線的技術成熟穩定，可提高裝配效率。
參考圖7，圖7為圖5所示加強型臂架的A-A視圖。
如圖所示，該加強型臂架的各主弦桿20-1分別由兩根平行布置的弦桿複合而成，兩根弦桿在橫截面上沿寬度方向橫向排列，並通過橫向的肋板焊接連線，由於弦桿數量增加，因此承載能力也隨之顯著提升。
由於主弦桿包含了兩根弦桿，因此腹桿20-2的布局也需要作出調整，具體來講有以下兩種方式：
第一種是中間臂上下腹桿20-2-1(即水平面內的腹桿)的兩端與主弦桿20-1的第二弦桿20-1-2連線，而左右腹桿20-2-2(即豎平面內的腹桿)的兩端與主弦桿20-1的第一弦桿20-1-1連線，這樣可以獲得最大的橫截面尺寸。
第二種是中間臂上下腹桿20-2-1的兩端與主弦桿20-1的第二弦桿20-1-2連線，而左右腹桿分為兩層，第一層的兩端與第一弦桿20-1-1連線，第二層的兩端與第二弦桿20-1-2連線，由於存在兩層腹桿，因此結構強度和承載能力要高於上一種方式，但過多的腹桿不僅會增加製造難度和材料成本，而且會導致臂架自重過大，因此，綜合來講，第一種方式更為適宜。
此外，弦桿之間不僅可以通過肋板進行連線，也可以保持適當間距僅在兩端由連線部件進行連線。
參考圖8，圖8為《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》所提供加強型臂架的第二種具體實施方式的截面示意圖。
如圖所示，與上述第一種具體實施方式相同，該加強型臂架的各主弦桿20-1也分別包括兩根平行布置的弦桿，不同之處就在於，兩根弦桿在橫截面上沿高度方向縱向排列，並通過縱向的肋板焊接連線，由於弦桿數量增加，因此承載能力也隨之顯著提升，其腹桿的布置方式具體可參考上文的描述。
參考圖9，圖9為該發明所提供加強型臂架的第三種具體實施方式的截面示意圖。
如圖所示，該加強型臂架的各主弦桿20-1分別包括三根平行布置的弦桿，其中第一弦桿20-1-1在橫截面上位於角點處；第二弦桿20-1-2與第一弦桿20-1-1沿高度方向縱向排列，並通過縱向的肋板焊接連線；第三弦桿20-1-3與第一弦桿20-1-1沿寬度方向橫向排列，並通過橫向的肋板焊接連線；第二弦桿20-1-2與第三弦桿20-1-3之間通過斜向的肋板焊接連線。
中間臂左右腹桿20-2-2的兩端與第二弦桿20-1-2連線，上下腹桿20-2-1的兩端與第三弦桿20-1-3連線，三根弦桿的圓心連線呈三角形，具有十分牢固的穩定性。
參考圖10，圖10為該發明所提供加強型臂架的第四種具體實施方式的截面示意圖。
如圖所示，該加強型臂架的各主弦桿20-1分別包括四根平行布置的弦桿，且四根弦桿在橫截面上沿寬度方向分兩行橫向排列(也可以理解為分兩列縱向排列)，中間臂的左右腹桿和上下腹桿均位於外側弦桿之間，具體可參考上文的描述。
上述中間臂各主弦桿的弦桿採用無縫鋼管制造，可以是圓管、方管、矩形管或其它異型管，其中圓弦桿件抵抗屈曲能力強、風阻力小，且桿件接頭處力的傳遞更加穩定。
當然，除了中間臂20，底節臂10和頂節臂30也可以通過同樣的方式進行加強，由於底節臂10和頂節臂30為變截面的四弦桿空間桁架，因此在具體結構上會有些細微的變化，該領域技術人員可根據實際結構進行設計。
從臂架截面分析，通過複合式主弦桿的規格與臂架截面尺寸的最佳化組合，在滿足運輸尺寸要求的前提下，可極大地提高臂架的承載能力，同時複合式主弦桿中的單根弦桿規格，比2011年3月前已有的一根主弦桿規格減小，其下料加工難度降低。此外，與2011年3月前已有裝配式臂架相比，其生產及裝配難度降低，組裝和實用性能提高。
這裡需要說明的是，《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》提供的是一種主弦桿有多根弦桿複合而成的臂架，其各弦桿的實際尺寸與起重機額定負載等因素相關，設計人員可按照臂架設計流程進行精確的計算和控制，這裡不做具體限定。
此外，該文對臂架中間臂的數量也不做限定，根據起重機負載能力的不同，可進一步增加或減小。
上述四種主弦桿的複合方式僅是優選方案，其具體結構並不局限於此，在此基礎上可根據實際情況作出具有針對性的調整，從而得到不同的加強型臂架。由於可能實現的方式較多，為節約篇幅，該文就不再一一舉例說明。
參考圖11，圖11為該發明所提供起重機的一種具體實施方式的結構示意圖。
除了上述整體式臂架，該發明還提供了一種起重機，包括下車總成40、超起配重50、臂架60以及超起桅桿70，所述臂架60的底節臂與所述下車總成40的轉台相鉸接，所述臂架60具體採用上文所述的加強型臂架結構，可以實現起升、變幅、迴轉和帶載行走全部動作，最大程度體現其實用性能，其餘結構請參閱2011年3月前已有技術，該文不再贅述。
上述起重機具體可以為超大噸位起重機，採用技術成熟穩定的履帶或輪胎式行走裝置，不僅控制性能和安全性能可以得到有效保證，而且接地比壓小，地面環境適應性極強，不會增加額外的設計和使用費用。
榮譽表彰
2015年12月1日，《一種加強型臂架及設有該臂架的起重機》獲得第九屆江蘇省專利項目優秀獎。
