一种起重机副臂自动收、放装置及起重机

摘要

本发明公开了一种起重机副臂自动收、放装置，包括液压油缸(60)、齿轮(70)、齿条(80)以及回转轴(90)；所述液压油缸(60)和齿条(80)同设于所述起重机的主臂(10)紧邻副臂(20)的一侧，所述齿轮(70)与回转轴(90)同轴固定；所述回转轴(90)固定于所述副臂(20)紧邻所述主臂(10)一侧的上、下接头之间，所述回转轴(90)的轴线与所述上、下接头的铰接中心相重合；所述齿条(80)的一端与所述齿轮(70)相啮合、另一端与所述液压油缸(60)的活动端相连接。该装置能够使副臂在其整个回转过程的第二阶段进行大范围的自动回转。本发明还公开了设有所述起重机副臂自动收、放装置的起重机。

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及起重机副臂自动收、放装置。本发明还涉及设有所述自动收、放装置的起重机。

背景技术

起重机是一种在工作时利用起重臂吊起重物，然后依靠转台回转将重物从一个位置转移至另外一个位置的工程机械。

可见，起重臂是起重机起吊重物的主要执行机构，其材质多采用具有较大抗弯刚性的低合金高强度钢板拚焊制成箱形薄壁结构，具有很大的负载能力，套装在基本臂内的各伸缩臂由液压缸控制自由伸缩，能满足不同吊装高度的需要。

起重臂的主臂因受其自身伸缩机构布置困难、自重大等因素的影响，以及转场过程中，对灵活性的客观要求，其长度受到很大限制。一般情况下，主臂节数限制在五节以内，主臂最大起升高度限制在50m以下，为适应工程实际中对起重机大吊幅、高起升高度的要求，常采用在起重机主臂上增设副臂的方式来解决，副臂作为主臂的补充和发展，有效地提高了起重机的工作幅度和起升高度。

请参考图1，图1为现有技术中起重机的主臂及其副臂的结构示意图。

起重机的副臂2′一般由两节臂组成，一节为桁架结构、一节为箱形结构，主臂1′与副臂2′之间靠销轴连接，整个副臂2′的总重超过1.5t，副臂2′一般布置在主臂1′一侧，收回时由拖架3′固定，作业时副臂2′的尾部需要与主臂1′前端的支架1-1′铰接，为达到此作业状态，副臂2′需要绕轴回转。

副臂2′的回转分为两个阶段，在第一阶段，副臂2′向外回转较小的角度，使其尾部一侧的铰点与主臂1′前端一侧的铰点重合，然后插入销轴4′，实现主臂1′与副臂2′的部分连接；在第二阶段，副臂2′围绕插入的销轴4′继续回转，直至其尾部另一侧的铰点与主臂1′前端另一侧的铰点重合，最后，再插入销轴，实现主臂1′与副臂2′的完全连接。

目前，副臂回转的第一阶段和第二阶段的动作主要靠人工拖拽完成，由于第一阶段的回转角度较小，因此比较容易实现，但是在第二阶段中，这种人工操作的方式实现起来十分困难，且效率低下，特别是对于80吨以上大吨位的起重机，由于受副臂自重的影响以及制造误差等多方面原因，旋转副臂更加费时、费力，并且操作极不安全。

请参考图2，图2为现有技术中一种起重机副臂收、放电液控制装置的结构示意图。

对此，授权公告号为CN 2813564Y的实用新型专利说明书公开了一种起重机副臂收、放电液控制装置，其主臂3的中间位置连接有副臂拖架4，在副臂2的后部及主臂2的前部之间连接有转轴5和电液驱动器1，利用电磁阀控制的液压缸作为辅助动力，借助油缸活塞杆对副臂支架的作用力，使副臂绕主臂侧面的转轴向外旋转展开或向内旋转收存，而不需要人工拉动副臂进行旋转。

该专利使用液压油缸作为直接驱动装置，由于液压油缸助力范围有限，只能使副臂在较小的角度范围内自动收放，导致回转动作大部分还要靠人力牵引。

此外，副臂离开托架后，由于质量较大，会因自重产生下挠，在打开或回收的过程中常出现问题，例如主臂前端的铰接孔与副臂的铰接孔不能准确重合，致使插拔销轴十分困难，这些都会占用装配时间，造成不同程度的装配问题。

因此，如何使副臂在其整个回转过程的第二阶段能够进行大范围的自动回转，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种起重机副臂自动收、放装置。该装置能够使副臂在其整个回转过程的第二阶段进行大范围的自动回转。

本发明的第二目的是提供一种具有上述自动收、放装置的起重机。

为了实现上述第一目的，本发明提供一种起重机副臂自动收、放装置，包括液压油缸、齿轮、齿条以及回转轴；所述液压油缸和齿条同设于所述起重机的主臂紧邻所述副臂的一侧，所述齿轮与回转轴同轴固定；所述回转轴固定于所述副臂紧邻所述主臂一侧的上、下接头之间，其轴线与所述上、下接头的铰接中心相重合；所述齿条的一端与所述齿轮相啮合、另一端与所述液压油缸的活动端相连接。

优选地，所述主臂的侧面设有若干支撑所述齿条的齿条支架。

优选地，所述支架上设有齿轮、齿条间隙调整机构。

优选地，所述间隙调整机构包括固定于所述支架内部的螺母以及与所述螺母螺纹配合的调节螺栓，所述调节螺栓的头部支撑于所述齿条的背面。

优选地，所述支架呈开口朝向所述副臂的“U”形，所述齿条与支架的接触面之间垫设有滑块。

优选地，所述滑块包括位于所述齿条与支架的上、下接触面之间的上、下滑块，以及位于所述齿条与调节螺栓之间的侧向滑块。

优选地，所述回转轴与上、下接头为一体式结构。

优选地，所述液压油缸固定于所述主臂的基本臂。

优选地，所述齿轮为斜齿轮，其轴向力方向与重力方向相反。

为了实现上述第二目的，本发明还提供一种起重机，包括起重机主体、主臂以及副臂，设有上述任一项所述的起重机副臂自动收、放装置。

本发明所提供的起重机副臂自动收、放装置在现有技术的基础上做了进一步改进，其液压油缸和齿条设置在起重机主臂紧邻副臂的一侧，齿轮和回转轴设置于所述副臂紧邻所述主臂一侧的上、下接头之间，且回转轴的轴线与所述上、下接头的铰接中心相重合。这样，当副臂结束第一阶段回转，并插上销轴使副臂与主臂局部铰接后，启动液压油缸做伸缩动作，便可以通过齿条带动齿轮和回转轴旋转，由于回转轴固定在副臂一侧的上、下接头之间，回转轴旋转时，副臂势必随之一起旋转，从而达到由液压油缸带动副臂在第二回转阶段进行大范围自动回转(放出和收回)的目的，而无需人工拖拽，与以往的副臂回转方式相比，不仅操作方便，而且更加节省人力、时间。

在一种具体实施方式中，所述支架上设有齿轮、齿条间隙调整机构。通过间隙调整机构可以使齿轮与齿条啮合或脱离，也可以将齿轮与齿条之间的间隙调整至合适状态，从而提高其回转的可靠性。

在另一种具体实施方式中，所述齿轮为斜齿轮，其轴向力方向与重力方向相反。这里，利用斜齿轮与齿条相配合的特点，在回转的同时可产生与重力方向相反的抬升力，以抑制副臂因自重而产生的下挠，避免出现装配问题，使装配时插拔销轴的动作能够顺利进行。

本发明所提供的起重机设有上述起重机副臂自动收、放装置，由于上述起重机副臂自动收、放装置具有上述技术效果，具有该起重机副臂自动收、放装置的起重机也应具备相应的技术效果。

附图说明

图1为现有技术中起重机的主臂及其副臂的结构示意图；

图2为现有技术中一种起重机副臂收、放电液控制装置的结构示意图；

图3为本发明所提供起重机副臂自动收、放装置的一种具体实施方式的结构示意图；

图4为图3中I部位的局部放大示意图；

图5为图3中II部位的局部放大示意图；

图6为图3的A向局部旋转示意图；

图7为图3所示起重机副臂自动收、放装置的另一角度的立体示意图；

图8为图7中III部位的局部放大示意图。

图1、图2中：

1′.主臂 1-1′.支架 2′.副臂 3′.拖架 4′.销轴 1.电液驱动器 2.副臂 3.主臂 4.副臂拖架 5.转轴

图3至图8中：

10.主臂 11.基本臂 12.末节臂 20.副臂 30.拖架 40.支架41.上支架 42.下支架 50.销轴 60.液压油缸 70.齿轮 80.齿条 90.回转轴 101.上接头 102.下接头 110.齿条支架 120.上滑块 130.下滑块 140.螺母 150.调节螺栓 160.侧向滑块 170.夹销

具体实施方式

本发明的核心在于提供一种起重机副臂自动收、放装置。该装置能够使副臂在其整个回转过程的第二阶段进行大范围的自动回转。本发明的另一核心是提供一种具有上述自动收、放装置的起重机。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

本文中的“上、下、左、右”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。

请参考图3、图4、图5，图3为本发明所提供起重机副臂自动收、放装置的一种具体实施方式的结构示意图；图4为图3中I部位的局部放大示意图；图5为图3中II部位的局部放大示意图。

在一种具体实施方式中，本发明提供的起重机副臂自动收、放装置应用于设有副臂的起重机。

该起重机的主臂10具有五节伸缩臂，为适应工程实际中对起重机大吊幅、高起升高度的要求，其主臂10上增设有副臂20，作为主臂10的补充和发展，副臂20可有效提高起重机的工作幅度和起升高度。

副臂20由两节臂组成，一节为桁架结构、一节为箱形结构，两节臂之间通过销轴连接，整个副臂20的总重超过1.5t，副臂20布置在主臂10右侧，收回时由拖架30支撑定位，作业时副臂20的尾部需要与主臂10前端的支架40铰接，为达到此作业状态，副臂20需要绕轴回转。

副臂20的回转分为两个阶段，在第一阶段，副臂20向外回转较小的角度，使其尾部紧邻主臂10一侧的铰点与主臂10前端右侧的铰点重合，然后插入销轴50，实现主臂10与副臂20的部分连接；在第二阶段，副臂20围绕插入的销轴50继续回转，直至其尾部另一侧的铰点与主臂10前端左侧的铰点重合，最后，再插入另一侧销轴，实现主臂10与副臂20的完全连接，收回副臂20时，动作过程相反。

如图所示，起重机副臂自动收、放装置主要由液压油缸60、齿轮70、齿条80以及回转轴90等部件构成，其中液压油缸60和齿条80位于主臂10的右侧，与副臂20一起位于主臂10的同一侧，液压油缸60固定在主臂10的基本臂11上，齿条80沿主臂10的长度方向从基本臂11一直延伸到末节臂12。

可见，齿条80的长度与液压油缸60至末节臂12右侧铰点的距离相关，因此在结构条件允许的情况下，可以将液压油缸60尽量设置在靠近基本臂11前端的位置。这样，齿条80的长度相对较短，有助于提高其传动的稳定性。

请一并参考图7、图8，图7为图3所示起重机副臂自动收、放装置的另一角度的立体示意图；图8为图7中III部位的局部放大示意图。

副臂20与主臂10对接的一端设有四个接头，其中紧邻主臂10一侧的上接头101和下接头102的销孔在副臂20回转的第一阶段结束后，恰好与末节臂12右侧的上支架41和下支架42的销孔对齐，插入销轴50后，副臂才开始以销轴50为回转中心，开始进行第二阶段的回转。

齿轮70与回转轴90同轴固定，并连同回转轴90一起固定在上接头101和下接头102之间，并且与上、下接头为一体式结构，其轴线与上、下接头的铰接中心相重合。

齿条80通过其前端的齿部与齿轮70啮合传动，齿条80的后端与液压油缸60的活动端相连接，由液压油缸60通过齿轮70、齿条80将直线运动转变为圆周运动，再通过回转轴90带动副臂20以回转轴90为中心进行转动。

这样，当副臂20结束第一阶段回转，并插上销轴50使副臂20与主臂10局部铰接后，启动液压油缸60做伸缩动作，便可以通过齿轮70、齿条80，带动副臂20在其整个回转过程的第二阶段进行大范围的自动回转(放出和收回)，而无需人工拖拽，与以往的副臂回转方式相比，不仅操作方便，而且更加节省人力、时间。

其具体工作过程如下：

连接副臂20时，首先，将副臂20展开至一定角度(可使用人力或助力油缸)，插入销轴50使副臂20与主臂10相铰接，此时副臂20即可绕主臂10一侧的铰点回转，启动液压油缸60并控制其活动端缩回，同时带动齿条80缩回，齿条80带动齿轮70及回转轴90逆时针回转并使副臂20回转，当副臂20与主臂10对接后，插入另一侧销轴，完成副臂20与主臂10的连接。

收回副臂20时，首先，拆除副臂20与主臂10另一侧的销轴，使其解除铰接，此时副臂20即可绕主臂10一侧的铰点回转，启动液压油缸60并控制其活动端伸出，同时带动齿条80伸出，齿条80带动齿轮70及回转轴90顺时针回转并使副臂20回转，当副臂20收回至极限位置时，拆除其与主臂连接的销轴50，最后将副臂20继续回转至拖架30。

齿条80的齿部区域仅位于其前端，具体长度根据副臂20第二回转阶段的行程而定，当副臂20处于第二回转阶段的初始状态时，其后端的齿部与齿轮70相啮合，当副臂20处于第二回转阶段的终了状态时，其前端的齿部与齿轮70相啮合。

由于齿条80为尺寸较长的细长形部件，为避免其因自重而发生严重的挠曲变形，进而影响与齿轮70的准确啮合和传动。这里，可在主臂10的基本臂11及各节伸缩臂的侧面设置若干齿条支架110，以支撑齿条80防止其挠曲，齿条支架110在主臂10一侧以一定间距排列布置。

请参考图6，图6为图3的A向局部旋转示意图。

齿条支架110呈开口朝向副臂的“U”形，齿条80与齿条支架110的上、下接触面之间垫设有上滑块120和下滑块130，以避免齿条80在来回运动过程中与齿条支架110发生磨损。这些滑块可采用尼龙材料制成薄片形状，然后粘固在齿条支架110的上、下接触面上，或者直接嵌入上、下接触面的凹位中。

其中一个支架上设有齿轮、齿条间隙调整机构。该间隙调整机构包括固定于支架内部的螺母140以及与螺母螺纹配合的调节螺栓150，调节螺栓150的头部支撑于齿条80的背面，转动调节螺栓150可以使齿条80靠近或远离齿轮70，从而使齿轮70与齿条80啮合或脱离，也可以调整齿轮70与齿条80之间的间隙，以使其处于合适状态。

为避免齿条80与调节螺栓150的头部发生磨损，在齿条80的背面与调节螺栓150的头部之间垫设有侧向滑块160，侧向滑块160可固定在齿条80背面，也可以固定在调节螺栓150的头部，或者以其它形式保持在齿条支架中。

当然，除了使用调节螺栓进行调节之外，还可以采用其它结构形式，同样能够实现本发明目的，由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

作为一个要点需要着重说明的是，上述齿轮70具体可采用斜齿轮，而且该斜齿轮的轴向力方向与重力方向相反。这样，可利用斜齿轮与齿条相配合的特点，在回转的同时可产生与重力方向相反的抬升力，以抑制副臂20因自重而产生的下挠，避免出现装配问题，使装配时插拔销轴的动作能够顺利进行。

由于回转轴90与上接头101和下接头102连为一体，而且与上、下接头的铰接中心重合，为避免因回转轴90的存在而影响销轴50的正常连接，回转轴90可设计成空心轴，其轴孔与上、下接头的铰接孔贯通，以上接头101的销轴50为例，销轴50可依次穿过上接头101的销孔、上支架41的销孔并伸入回转轴90的轴孔中，然后由横穿回转轴90的夹销170将销轴50固定。若回转轴90为非空心轴，则可以在其两端开设向内延伸一定距离的轴孔，以便插入销轴50。

上述起重机副臂自动收、放装置仅是一种优选方案，其具体结构并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的起重机副臂自动收、放装置。例如采用电动机或液压马达作为动力源驱动齿条80来回运动等等。

除了上述起重机副臂自动收、放装置，本发明还提供了一种起重机，包括起重机主体、主臂以及副臂，并设有以上所述的起重机副臂自动收、放装置，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。

以上对本发明所提供的起重机副臂自动收、放装置及起重机进行了详细介绍。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。