起重机的超起装置和全地面起重机

技术领域

本发明涉及起重机的超起装置，具体地，涉及一种起重机的超起装置和 包括该超起装置的全地面起重机。

背景技术

随着起重机朝大吨位发展，起重机的主臂上通常需要配备各种副臂(例 如塔式副臂等)和超起桅杆。具体地，以全地面起重机为例，如图1所示， 全地面起重机包括主臂40、副臂50、超起桅杆10、前拉钢丝绳20和超起拉 板30，超起桅杆10安装在主臂40上，超起拉板30的两端分别连接于超起 桅杆10和主臂40，超起桅杆10上安装有卷扬机(未显示)，前拉钢丝绳20 的一端连接于卷扬机，另一端连接于主臂40的头部臂节40a(即主臂40的 最顶部的臂节)。主臂40需要承受吊重(起吊的重物)施加的载荷，现有技 术的布置使得主臂40的头部臂节40a(即靠近副臂的臂节)的受力状态非常 恶劣。具体地，主臂40需要承受吊重施加的力和力矩，虽然前拉钢丝绳20 对主臂40能够施加拉力，并且该拉力产生的力矩与吊重产生的力矩相反并 能够缓解主臂40的受力状态。但前拉钢丝绳20的另一端直接连接到主臂40 上，所述拉力的沿主臂40的轴向方向的分力的力臂L1(即连接点到主臂40 的中间层面(图1中以中心点划线表示)的距离)较小，因此无法起到良好 的缓解作用。

另外，主臂40为薄壁箱型结构并由多个可伸缩的臂节组成。不同臂节 在主臂40的长度方向上具有不同的臂厚(形成臂节的薄壁的厚度)大小和 横截面尺寸大小。头部臂节40a因臂厚和截面尺寸均相对最小，造成其截面 抗弯模量最小，导致该处结构应力较大，进一步地可能导致臂厚较小的受压 位置发生局部失稳，如此起重机的起重能力就可能由头部臂节40a的某个可 能发生失稳的危险截面(以下简称危险截面)决定，因此限制了起重机的起 重能力提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种起重机的超起装置，该起重机的超起装置能够 缓解主臂受力状态并提高起重机的稳定性和起重能力。

为了实现上述目的，本发明提供一种起重机的超起装置，该超起装置包 括超起桅杆和前拉钢丝绳，起重机包括主臂和副臂，所述超起桅杆安装在所 述主臂上，所述超起桅杆上安装有卷扬机，所述前拉钢丝绳的一端连接于所 述卷扬机，其中，所述超起装置还包括支架组件，所述支架组件包括A形支 架和支架拉板，所述副臂包括多个依次连接的标准节，所述A形支架和支架 拉板安装在多个标准节中的一个标准节上，安装有所述A形支架和支架拉板 的标准节为安装节，所述A形支架和所述支架拉板连接并分别安装到所述安 装节上，所述前拉钢丝绳的另一端连接于所述A形支架的顶部。

优选地，所述超起装置包括两个超起桅杆以及相应的两个前拉钢丝绳， 所述支架组件包括相应的两个A形支架和两个支架拉板，每个前拉钢丝绳的 两端分别连接到相应的超起桅杆上的卷扬机和相应的A形支架的顶部。

优选地，所述安装节形成桁架结构，所述两个A形支架连接于所述安装 节的第一端并对称设置在所述安装节的宽度方向的两侧，所述两个支架拉板 连接于所述安装节的第二端并相应地对称设置在所述安装节的宽度方向的 两侧。

优选地，所述A形支架包括两个侧框和连接该两个侧框的中部的横梁， 所述两个侧框的顶部相互连接，所述两个侧框的底部分别与所述安装节的第 一端连接。

优选地，在所述安装节的第一端，每个A形支架的两个侧框分别连接于 两个相邻的腹杆的中部。

优选地，两个A形支架的顶点之间的距离大于所述安装节的宽度方向的 腹杆的长度。

优选地，所述安装节包括用于加强所述安装节的第一端的第一加强杆， 所述第一加强杆包括端部加强杆和侧部加强杆，所述端部加强杆包括连接相 邻的腹杆中部的第一端部加强杆和连接与所述两个侧框连接的两个相对的 腹杆中部的第二端部加强杆，所述侧部加强杆连接所述腹杆的中部和相邻的 弦杆。

优选地，所述横梁形成为弓形弯梁。

优选地，所述两个支架拉板的一端分别铰接于相应的A形支架的顶部， 另一端分别铰接于所述安装节的第二端并位于所述安装节的宽度方向的两 侧。

优选地，所述安装节包括用于加强所述安装节的第二端的第二加强杆， 所述第二加强杆平行于所述安装节的第二端的腹杆设置，朝向所述支架拉板 的第二加强杆的两端和与其平行的腹杆的两端分别通过两个铰接座连接，所 述支架拉板铰接于所述铰接座。

本发明还提供一种全地面起重机，其中，该全地面起重机包括本发明的 起重机的超起装置。

通过上述技术方案，前拉钢丝绳的另一端连接于所述A形支架的顶部而 非直接连接于主臂，前拉钢丝绳拉力的两分力(沿主臂的轴向方向的分力和 沿垂直于主臂的轴向方向的分力)对主臂的危险截面的力臂均有增大，从而 增大了前拉钢丝绳拉力产生的力矩，该力矩与吊重对主臂产生的力矩反向， 能够缓解主臂的受力状态。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与 下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在 附图中：

图1是说明现有技术的全面起重机的结构示意图；

图2是说明本发明的超起装置的结构示意图；

图3是说明本发明的支架组件的一种实施方式的结构示意图；

图4是图3中支架组件和安装节的侧视图；

图5是图3中支架组件和安装节的俯视图；

图6是图3中侧框处于收起状态的示意图。

附图标记说明

10：超起桅杆    20：前拉钢丝绳      30：超起拉板

40：主臂        40a：主臂头部臂节

50：副臂        50a：标准节

60：支架组件

70：A形支架     71：侧框            72：横梁

80：支架拉板    90：安装节

91：弦杆        92：腹杆

93：端部加强杆  93a：第一端部加强杆 93b：第二端部加强杆

94：侧部加强杆  95：第二加强杆      96：铰接座

100：连接架

L1：现有技术中前拉钢丝绳拉力的沿主臂的轴向方向的分力作用于主臂 的危险截面的力臂

L2：现有技术中前拉钢丝绳拉力的沿垂直于主臂的轴向方向的分力作用 于主臂的危险截面的力臂

L1’：本发明的超起装置的前拉钢丝绳拉力的沿主臂的轴向方向的分力 作用于主臂的危险截面的力臂

L2’：本发明的超起装置的前拉钢丝绳拉力的沿垂直于主臂的轴向方向 的分力作用于主臂的危险截面的力臂

d：安装节的宽度方向的腹杆的长度

D：两个A形支架的顶点之间的距离

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是， 此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发 明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、 右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部 件本身的轮廓的内、外。其中，主臂40的危险截面为头部臂节40a的与其 相邻的主臂40的臂节端面接触部分的截面，附图中表示的各力臂是相对于 该危险臂节的力臂。

根据本发明的一个方面，提供一种起重机的超起装置，该超起装置包括 超起桅杆10和前拉钢丝绳20，起重机包括主臂40和副臂50，所述超起桅 杆10安装在所述主臂40上，所述超起桅杆10上安装有卷扬机，所述前拉 钢丝绳20的一端连接于所述卷扬机，其中，所述超起装置还包括支架组件 60，所述支架组件60包括A形支架70和支架拉板80，所述副臂50包括多 个依次连接的标准节50a，所述A形支架70和支架拉板80安装在多个标准 节50a中的一个标准节50a上，安装有所述A形支架70和支架拉板80的标 准节50a为安装节90，所述A形支架70和所述支架拉板80连接并分别安 装到所述安装节90上，所述前拉钢丝绳20的另一端连接于所述A形支架 70的顶部。

如图2和图3所示，前拉钢丝绳20的另一端连接于A形支架70的顶部， 而非直接连接于主臂40或连接架100或副臂50。采取这种布置可以带来以 下两个优势：1)由于前拉钢丝绳20的另一端与A形支架70的顶部连接而 不是与主臂40连接，因此前拉钢丝绳20拉力的沿主臂40的轴向方向的分 力作用于主臂的危险截面的力臂L1’(即所述前拉钢丝绳20的连接点相对 主臂40中间层面的高度)相比现有技术中的力臂L1(大致等于主臂40的 危险截面的横向尺寸的一半H)大幅增大了，从而使得前拉钢丝绳20拉力 沿主臂40轴向分力产生的作用于主臂40的负弯矩也得到大幅提升，从而更 大程度上抵消了重物作用于主臂40的正弯矩；2)由于前拉钢丝绳20的另 一端与A形支架70的顶部连接而不是与主臂40或连接架100连接，所述前 拉钢丝绳20的连接点相对主臂头部臂节40a大幅前移了，所以前拉钢丝绳 20拉力垂直于主臂40轴向的分力作用于主臂40的危险截面的负弯矩的力臂 L2’较现有的力臂L2(如图1所示)也得到大幅提升，从而使得前拉钢丝绳 20拉力垂直于主臂40的分力产生的作用于主臂40危险截面的负弯矩也得到 大幅提升。该负弯矩也能够起到抵消正弯矩的作用，从而能够更大程度上抵 消重物作用于主臂40的正弯矩。

综上所述，当前拉钢丝绳20的另一端与A形支架70的顶部连接时，可 以产生更大的负弯矩，从而抵消重物作用于主臂40的正弯矩，进而极大地 减小了作用于主臂40的弯矩总和，大大地改善了主臂40头部臂节40a的受 力状态，提高了起重臂的起重性能。

其中，副臂50可以通过连接架100连接到主臂40。安装节90可以是副 臂50的多个标准节50a中的任意一个。根据需要可以选择适当的标准节50a 作为安装节90。

另外，所述超起装置包括两个超起桅杆10以及相应的两个前拉钢丝绳 20，所述支架组件60可以包括相应的两个A形支架70和两个支架拉板80， 每个前拉钢丝绳20的两端分别连接到相应的超起桅杆10上的卷扬机和相应 的A形支架70的顶部。

其中，所述安装节90形成桁架结构，即包括弦杆91和腹杆92。在本发 明的优选实施方式中，所述两个A形支架70可以连接于所述安装节90的第 一端并对称设置在所述安装节90的宽度方向的两侧，所述两个支架拉板80 可以连接于所述安装节90的第二端并相应地对称设置在所述安装节90的宽 度方向的两侧。通过对称布置两个A形支架70以及对称布置两个支架拉板 80，有利于提高所述超起装置的稳定性。

在本发明中，A形支架70可以形成为A字形，以获得稳定结构。例如， 如图3至图6所示，所述A形支架70可以包括两个侧框71和连接该两个侧 框71的中部的横梁72，所述两个侧框71的顶部相互连接，所述两个侧框 71的底部分别与所述安装节90的第一端连接。其中，侧框71用于形成力臂 L1’，横梁72用于加强侧框71并形成稳定的A形支架70。

其中，如图4所示，在所述安装节90的第一端，每个A形支架70的两 个侧框71可以分别连接(例如铰接)于两个相邻的腹杆92的中部。通过这 种方式，可以在节省空间的同时实现两个A形支架的对称布置，形成有利于 平衡的对称结构。

优选地，如图4所示，可以使两个A形支架70从安装节90倾斜向外延 伸(即相互远离)，使得两个A形支架70的顶点之间的距离D大于所述安 装节90的宽度方向的腹杆92的长度d。由于前拉钢丝绳20的拉力施加于A 形支架的顶点，通过这种优选布置，由于顶点之间的距离大于腹杆92的长 度，从而在主臂40发生旁弯(即主臂40自身在起重机回转平面内朝一侧的 弯曲)时，能够增大两个前拉钢丝绳20之间的拉力大小的差异和由此导致 的力矩的差异。这种力矩的差异能够产生阻止旁弯的反向作用力和力矩，有 利于保持主臂40的稳定。

在本发明的优选实施方式中，所述安装节90可以包括用于加强所述安 装节90的第一端的第一加强杆，以加强A形支架70和安装节90的连接位 置。其中，如图3和图4所示，所述第一加强杆可以包括端部加强杆93和 侧部加强杆94，所述端部加强杆93包括连接相邻的腹杆92中部的第一端部 加强杆93a和连接与所述两个侧框71连接的两个相对的腹杆92中部的第二 端部加强杆93b，所述侧部加强杆94连接所述腹杆92的中部和相邻的弦杆 91。当然，本领域技术人员也可以设计其他的加强结构来加强A形支架70 和安装节90的连接。

另外，优选地，如图5和图6所示，所述横梁72可以形成为弓形弯梁， 以便在运输过程中能够将A形支架70平贴式地放置在安装节90上作为整体 一起运送，弓形弯梁可以避免横梁72与弦杆91或腹杆92的干涉。

另外，两个支架拉板80可以通过适当的方式连接到A形支架70和安装 节90，以获得对称结构。例如，如图5所示，所述两个支架拉板80的一端 可以分别铰接于相应的A形支架70的顶部，另一端可以分别铰接于所述安 装节90的第二端并位于所述安装节90的宽度方向的两侧。

其中，支架拉板80可以包括多个平行设置的拉板单元。例如，在图示 的实施方式中，每个支架拉板80包括两个拉板单元，每个拉板单元可以分 别与相应的A形支架70的两个侧框71的顶部连接。其中，每个拉板单元可 以包括多个依次连接的拉板节，以便在不使用时收起以节省空间，图示为每 个拉板单元包括两个拉板节，但本发明不限于此。

优选地，所述安装节90可以包括用于加强所述安装节90的第二端的第 二加强杆95，以加强支架拉板80和安装节90的连接位置。更优选地，如图 5和图6所示，所述第二加强杆95可以平行于所述安装节90的第二端的腹 杆92设置，朝向所述支架拉板80的第二加强杆95的两端和与其平行的腹 杆92的两端分别通过两个铰接座96连接，所述支架拉板80铰接于所述铰 接座96。通过这种布置，可以使支架拉板80基本上连接于安装节90的侧棱 位置，在图4所示的结构中，能够使得两个侧框71基本上对称位于支架拉 板80的两侧，以使支架组件60更加稳定。

根据本发明的另一方面，提供一种全地面起重机，其中，该全地面起重 机包括本发明的起重机的超起装置。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限 于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明 的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特 征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必 要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其 不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。