裝甲車輛用起重吊臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種起重設(shè)備，具體涉及輪式和履帶車輛起重設(shè)備的起重吊臂。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，國內(nèi)外輪式(或履帶式)裝甲車輛的起重設(shè)備，主要用來對更換的零部件或 隨車設(shè)備、彈藥進(jìn)行起升和回轉(zhuǎn)吊裝作業(yè)。主要由起重吊臂、回轉(zhuǎn)支承、卷揚(yáng)起升裝置、安全 報(bào)警裝置組成。如圖1所示。起重設(shè)備的重要部件起重吊臂，傳統(tǒng)上一般采用等截面伸縮起 重吊臂，由于裝甲車輛起吊作業(yè)半徑小，工況固定，在這種情況下，采用伸縮起重吊臂存在 如下問題。
[0003] 1、伸縮起重吊臂結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝滑動導(dǎo)軌，制造精度高，中間增加伸縮油缸，成本 尚；
[0004] 2、由于受到車身高度的限制，吊臂截面尺寸不能增大，造成吊臂頭部剛度不足，撓 度變形使重物失穩(wěn)；
[0005] 3、由于受到吊臂截面的限制，卷揚(yáng)筒和鋼絲繩要安裝在吊臂外，使用中鋼絲繩容 易損壞；

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本實(shí)用新型通過提供一種裝甲車輛用起重吊臂，解決了目前裝甲車輛起重設(shè)備伸 縮起重吊臂存在的上述問題。
[0007] 本實(shí)用新型是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0008] -種裝甲車輛用起重吊臂，尾部裝有卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)，頭部裝有定滑輪支座，起 重吊臂從尾部到頭部截面逐漸減小，頭部帶有值為fm的向上翹起量，fm=M/EI，fm為吊臂頭 部在吊起重物時的撓度，Μ為頭部所受的彎曲力矩，E、I分別為此截面的彈性模量和慣性矩， fm由以下方法確定：
[00?0] 確定起重吊臂起吊最大重物時的最小吊臂仰角α，式中參數(shù)L-回轉(zhuǎn)支座中心至定 滑輪中心尺寸，L1-回轉(zhuǎn)支座中心至起重吊臂重心尺寸，L2-回轉(zhuǎn)支座中心至舉升油缸支座 中心尺寸，β-舉升油缸支座中心線和水平面的夾角，回轉(zhuǎn)支座中心至舉升油缸支座中心 連線和回轉(zhuǎn)支座中心至定滑輪支座中心連線的夾角，S1-回轉(zhuǎn)支座中心至起重吊臂重心連 線和回轉(zhuǎn)支座中心至定滑輪支座中心連線的夾角，Q為最大起重重物重量、q為吊鉤重量、G 為起重吊臂重力、F為油缸最大推力；
[0011 ] 確定最小吊臂仰角α后，由公式|/[=以(>)+9)(308€[確定1值，從而求得;1；'1]1值。
[0012]起重吊臂為中空結(jié)構(gòu)，尾部和回轉(zhuǎn)支座連接處開有孔，孔的周圍帶有補(bǔ)強(qiáng)板，卷揚(yáng) 筒和卷揚(yáng)馬達(dá)所在位置的上方安裝有活動蓋板，卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)所在位置的起重吊臂 左、右側(cè)壁上分別安裝有左固定法蘭和右固定法蘭，起重吊臂通過支承軸套與舉升油缸連 接，與舉升油缸連接處的起重吊臂內(nèi)側(cè)安裝有補(bǔ)強(qiáng)襯板和交叉十字筋，起重吊臂接近頭部 的腔內(nèi)帶有用于加強(qiáng)水平和垂直剛強(qiáng)度的橫隔板，起重吊臂和定滑輪支座通過固定在起重 吊臂上的導(dǎo)向輪支承軸套連接，導(dǎo)向輪支承軸套下方的起重吊臂內(nèi)壁上安裝有支承筋。
[0013] 本實(shí)用新型的有益效果：
[0014] 1、該起重吊臂為單節(jié)臂，結(jié)構(gòu)比較簡單，工藝性好，成本低；
[0015] 2、吊臂的不同部位采用變截面結(jié)構(gòu)，合理分布了起重吊臂各截面的應(yīng)力，使吊臂 截面受力均勻、重量輕、起吊重量大；
[0016] 3、利用反變形結(jié)構(gòu)，控制了吊臂頭部的撓度變形量，在起吊重載荷時，起吊重物無 下沉、失穩(wěn)；
[0017] 4、通過合理設(shè)計(jì)吊臂截面尺寸，卷揚(yáng)筒安裝在吊臂內(nèi)，保護(hù)了鋼絲繩受損。
【附圖說明】
[0018]圖1是起重設(shè)備組成示意圖；
[0019]圖2是起重吊臂組成不意圖（主視圖和俯視圖）；
[0020]圖3是起重吊臂尾部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖4是起重吊臂安裝卷揚(yáng)筒部位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5是起重吊臂安裝舉升油缸部位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖6是起重吊臂橫隔板部位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是起重吊臂頭部安裝導(dǎo)向輪和定滑輪部位結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是吊臂受力分析如圖·
【具體實(shí)施方式】
[0026] 如圖1所示為利用本實(shí)用新型的起重設(shè)備，15為回轉(zhuǎn)支承，16為卷揚(yáng)齊聲裝置，17 為起重吊臂，18為安全報(bào)警裝置。
[0027] 如圖2-8所示，本實(shí)用新型的起重吊臂為細(xì)長變截面結(jié)構(gòu)，從尾部至頭部逐漸變 薄，頭部向上翹起，形狀如撓鉤形。主要由左板組件1、右板組件2、頂板3和底板4等焊接成 形。吊臂內(nèi)部設(shè)有加強(qiáng)襯板，合理分布了吊臂應(yīng)力。為增強(qiáng)吊臂的水平剛度，前端部增加了 三塊橫隔板作加強(qiáng)筋，軸孔部位增加軸套，保證強(qiáng)度和裝配尺寸。尾部上面有活動蓋板5，用 于裝配卷揚(yáng)筒和修理用。
[0028] 圖3所示，為起重吊臂尾部截面結(jié)構(gòu)，此處利用吊臂上的圓孔通過軸和回轉(zhuǎn)支承 連接，實(shí)現(xiàn)吊臂回轉(zhuǎn)。此處也是吊臂受力最大部位，在吊臂內(nèi)側(cè)增加了補(bǔ)強(qiáng)板6,增強(qiáng)尾部的 強(qiáng)度。
[0029] 圖4所示，此處結(jié)構(gòu)在吊臂左側(cè)和右側(cè)設(shè)計(jì)左固定法蘭7和右固定法蘭8,用以安裝 吊臂的卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)，實(shí)現(xiàn)重物的起吊。
[0030] 圖5所示，此處結(jié)構(gòu)利用吊臂上的圓孔通過軸和起升油缸連接，實(shí)現(xiàn)吊臂仰起。此 處結(jié)構(gòu)受力較大，吊臂內(nèi)側(cè)增加補(bǔ)強(qiáng)襯板9和交叉十字筋10，同時為增加安裝軸孔精度，設(shè) 計(jì)支承軸套11。
[0031 ]圖6所示，吊臂接近頭部位置處，截面變小，剛度減弱，撓度增大，此處增加橫膈板 12,加強(qiáng)水平和垂直剛強(qiáng)度。
[0032]圖7所示，吊臂頭部位置處，安裝定滑輪和導(dǎo)向輪，吊臂下端取消底板，有利于滑輪 和鋼絲繩通過。設(shè)計(jì)安裝定滑輪和導(dǎo)向輪支承軸套13，保證其安裝精度，軸套下部增加支承 筋14,增加軸孔處的強(qiáng)度。
[0033]圖8所示，是本實(shí)用新型在最大額定油缸推力F和最大起吊重物重量Q的受力分析 圖。此時，作用在吊臂上的作用力有最大起吊重物重量Q、吊鉤重量q、吊臂重力G、額定最大 油缸推力F(這時，吊臂的最小仰角α就可以確定），在這些力的作用下吊臂發(fā)生變形。相同起 吊重物，吊臂仰角α不同，舉升油缸作用在吊臂上的推力也不同，吊臂產(chǎn)生的應(yīng)力和變形也 不同，撓度變形量與所受的彎曲力矩值Μ成正比，與截面的彈性模量Ε和慣性矩I的乘積成反 比，在最大彎曲力矩值Μ確定的情況下，就可以根據(jù)材料確定吊臂頭部的截面積，根據(jù)頭部 的截面積和吊臂作業(yè)的長度，就可以確定吊臂尾部的截面積，從而可以設(shè)計(jì)吊臂。本實(shí)用新 型的起重吊臂頭部結(jié)構(gòu)形狀向上翹起，利用反變形結(jié)構(gòu)抑制撓度變形量。通過吊臂受力計(jì) 算和力矩平衡方程式，求得頭部所受的彎曲力矩值Μ，然后計(jì)算撓度值fm，作為吊臂結(jié)構(gòu)和 頭部反變形翹起值的設(shè)計(jì)依據(jù)，使撓度變形量和翹起值相互抵消。推導(dǎo)計(jì)算公式如下，式中 參數(shù)L-回轉(zhuǎn)支座中心至定滑輪中心尺寸，L1-回轉(zhuǎn)支座中心至起重吊臂重心尺寸，L2-回轉(zhuǎn) 支座中心至舉升油缸支座中心尺寸，β-舉升油缸支座中心線和水平面的夾角，δ-回轉(zhuǎn)支座 中心至舉升油缸支座中心連線和回轉(zhuǎn)支座中心至定滑輪支座中心連線的夾角J1-回轉(zhuǎn)支 座中心至起重吊臂重心連線和回轉(zhuǎn)支座中心至定滑輪支座中心連線的夾角。
[0034] 1)油缸推力F和起吊重量Q計(jì)算式：
[0036] 2)力矩平衡方程式：
[0037] FL2sin(0-a-5)-GLlcos(a+5l )-Μ = 0
[0038] 3)撓度值 fm:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種裝甲車輛用起重吊臂，尾部裝有卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)，頭部裝有定滑輪支座，其特 征是:起重吊臂從尾部到頭部截面逐漸減小，頭部帶有值為fm的向上翅起量，fm = M/EI，fm 為吊臂頭部在吊起重物時的曉度，M為頭部所受的彎曲力矩，E、I分別為此截面的彈性模量 和慣性矩，fm由W下方法確定： 由公式確定起重吊臂起吊最大重物時的最小吊臂仰角曰，式中參數(shù)心回轉(zhuǎn)支座中屯、至定滑輪 中屯、尺寸，Ll-回轉(zhuǎn)支座中屯、至起重吊臂重屯、尺寸，L2-回轉(zhuǎn)支座中屯、至舉升油缸支座中屯、 尺寸，0-舉升油缸支座中屯、線和水平面的夾角，S-回轉(zhuǎn)支座中屯、至舉升油缸支座中屯、連線 和回轉(zhuǎn)支座中屯、至定滑輪支座中屯、連線的夾角，Sl-回轉(zhuǎn)支座中屯、至起重吊臂重屯、連線和 回轉(zhuǎn)支座中屯、至定滑輪支座中屯、連線的夾角，Q為最大起重重物重量、q為吊鉤重量、G為起 重吊臂重力、F為油缸最大推力； 確定最小吊臂仰角a后，由公式M=L(Q+q)cosa確定M值，從而求得fm值。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝甲車輛用起重吊臂，其特征是:起重吊臂為中空結(jié)構(gòu)， 尾部和回轉(zhuǎn)支座連接處開有孔，孔的周圍帶有補(bǔ)強(qiáng)板，卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)所在位置的上方 安裝有活動蓋板，卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)所在位置的起重吊臂左、右側(cè)壁上分別安裝有左固定 法蘭和右固定法蘭，起重吊臂通過支承軸套與舉升油缸連接，與舉升油缸連接處的起重吊 臂內(nèi)側(cè)安裝有補(bǔ)強(qiáng)襯板和交叉十字筋，起重吊臂接近頭部的腔內(nèi)帶有用于加強(qiáng)水平和垂 直剛強(qiáng)度的橫隔板，起重吊臂和定滑輪支座通過固定在起重吊臂上的導(dǎo)向輪支承軸套連 接，導(dǎo)向輪支承軸套下方的起重吊臂內(nèi)壁上安裝有支承筋。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種裝甲車輛用起重吊臂，解決了目前裝甲車輛起重設(shè)備伸縮起重吊臂存在的問題。尾部裝有卷揚(yáng)筒和卷揚(yáng)馬達(dá)，頭部裝有定滑輪支座，起重吊臂從尾部到頭部截面逐漸減小，頭部帶有值為fm的向上翹起量，fm＝M/EI，為吊臂頭部在吊起重物時的撓度，M為頭部所受的彎曲力矩，E、I分別為此截面的彈性模量和慣性矩，fm由以下方法確定：由公式<maths num="0001"></maths>本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)比較簡單，工藝性好，成本低；利用反變形結(jié)構(gòu)，控制了吊臂頭部的撓度變形量，在起吊重載荷時，起吊重物無下沉、失穩(wěn)。
【IPC分類】B66C23/64
【公開號】CN205170233
【申請?zhí)枴緾N201420588420
【發(fā)明人】張紅英, 石三福, 高光杰, 張瓊, 段坤宇
【申請人】內(nèi)蒙古第一機(jī)械集團(tuán)有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2014年10月13日