專利名稱：一種臂架及泵車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種臂架及泵車。
背景技術(shù)：
泵車又稱混凝土泵車，是利用壓力將混凝土沿管道連續(xù)輸送的機械。臂架作為泵車的主要組成部分之一，用于支撐混凝土輸送管以及進行布料操作。目前工程機械領(lǐng)域的泵車臂架結(jié)構(gòu)均為由900高強鋼(屈服強度為900兆帕的高強度鋼)組成的箱型結(jié)構(gòu)。這些組成箱型臂架的鋼板中，部分面積并未起到實際的支撐作用，該部分面積的存在不但浪費材料成本，使得臂架本身重量較重，而且也增加了泵車的能源消耗。
實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種臂架及泵車，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中箱型臂架不但浪費材料成本，使得臂架本身重量較重，而且也增加了泵車的能源消耗的技術(shù)問題。本實用新型臂架，包括節(jié)臂，所述節(jié)臂具有減重孔。優(yōu)選的，所述減重孔內(nèi)具有加強筋。所述加強筋位于節(jié)臂的非長度方向上。優(yōu)選的，所述減重孔內(nèi)每相鄰兩條邊之間為圓角過渡。所述減重孔位于節(jié)臂的腹板上。所述減重孔包括第一腹板減重孔和第二腹板減重孔，其中，所述第一腹板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)，所述第二腹板減重孔位于節(jié)臂尾部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。所述減重孔位于節(jié)臂的側(cè)板上。所述節(jié)臂進一步包括液壓缸鉸支座，所述液壓缸鉸支座位于節(jié)臂側(cè)板的中部；所述減重孔包括第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔，所述第一側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂頭部約為節(jié)臂總長的三分之一處，所述第二側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂尾部約為節(jié)臂總長的三分之一處，且第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔相對液壓缸鉸支座對稱。所述節(jié)臂進一步包括液壓缸鉸支座，所述液壓缸鉸支座不位于節(jié)臂側(cè)板的中部；所述減重孔包括側(cè)板減重孔，所述側(cè)板減重孔位于節(jié)臂的頭部和尾部兩者之中距液壓缸鉸支座較遠的一者和液壓缸鉸支座之間。所述減重孔位于節(jié)臂的蓋板上。所述減重孔包括蓋板減重孔，所述蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。優(yōu)選的，所述臂架包括第一節(jié)臂、第二節(jié)臂、第三節(jié)臂、第四節(jié)臂和第五節(jié)臂，其中，在臂架完全伸展時，第五節(jié)臂距泵車轉(zhuǎn)臺最遠，所述第一節(jié)臂、第二節(jié)臂、第三節(jié)臂和第四節(jié)臂具有減重孔。[0019]本實用新型泵車，包括前述技術(shù)方案中任一項所述的臂架。在本實用新型技術(shù)方案中，節(jié)臂減重孔的設(shè)計不但節(jié)約了材料成本，減輕了臂架本身的重量，而且也間接減少了泵車的能源消耗。
圖I為臂架的節(jié)臂結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為節(jié)臂腹板上的減重孔示意圖；圖3為節(jié)臂側(cè)板上的減重孔示意圖(第一實施例)；圖4為節(jié)臂側(cè)板上的減重孔示意圖(第二實施例)；圖5為節(jié)臂蓋板上的減重孔示意圖；圖6為臂架結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標記10-腹板 11-側(cè)板 12-蓋板13-液壓缸鉸支座14-減重孔 15-加強筋 I-第一節(jié)臂 2-第二節(jié)臂3-第三節(jié)臂 4-第四節(jié)臂 5-第五節(jié)臂
具體實施方式
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中箱型臂架不但浪費材料成本，使得臂架本身重量較重，而且也增加了泵車的能源消耗的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種臂架及泵車。如圖I所示，本實用新型臂架，包括節(jié)臂，所述節(jié)臂具有減重孔14。節(jié)臂在去除材料后形成的減重孔14的形狀可以是各種形狀，例如圓形、矩形、梯形等。優(yōu)選在所述減重孔14內(nèi)添加加強筋15對臂架結(jié)構(gòu)進行承載力強度加強，加強筋15的總面積占減重孔14面積的百分比不限；加強筋15可以垂直于節(jié)臂的長度方向，或者與節(jié)臂的長度方向呈一定夾角，即位于節(jié)臂的非長度方向上；減重孔14內(nèi)每相鄰兩條邊之間(包括減重孔的邊與邊之間、減重孔的邊與加強筋的邊之間及加強筋的邊與邊之間)為圓角過渡，即為非尖角，這些設(shè)計都是為了進一步提高臂架的承載強度。在本實用新型中，約定當臂架完全伸展時，所述節(jié)臂靠近泵車轉(zhuǎn)臺的一端為尾部，遠離泵車轉(zhuǎn)臺的一端為頭部。如圖2所示，所述減重孔14可以開設(shè)于節(jié)臂的腹板10上，包括第一腹板減重孔和第二腹板減重孔，所述第一腹板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)；所述第二腹板減重孔位于節(jié)臂尾部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。所述減重孔14也可以開設(shè)于節(jié)臂的側(cè)板11上，如圖3所示，當所述節(jié)臂進一步包括液壓缸鉸支座13，所述液壓缸鉸支座13位于節(jié)臂側(cè)板11的中部時，所述減重孔14包括第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔，所述第一側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂頭部約為節(jié)臂總長的三分之一處，所述第二側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂尾部約為節(jié)臂總長的三分之一處，且第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔相對液壓缸鉸支座13對稱；如圖4所示，而當所述液壓缸鉸支座13不位于節(jié)臂側(cè)板11的中部時，所述減重孔14包括側(cè)板減重孔，所述側(cè)板減重孔位于節(jié)臂的頭部和尾部兩者之中距液壓缸鉸支座13較遠的一者和液壓缸鉸支座13之間。[0038]如圖5所示，所述減重孔14也可以開設(shè)于節(jié)臂的蓋板12上，即蓋板減重孔，所述蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。在本實用新型中，可以是所述節(jié)臂的腹板10、側(cè)板11和蓋板12之一具有減重孔，也可以是所述節(jié)臂的腹板10、側(cè)板11和蓋板12之二均具有減重孔，或者是所述節(jié)臂的腹板
10、側(cè)板11和蓋板12三者全部具有減重孔，腹板10、側(cè)板11和蓋板12三者全部具有減重孔是本實用新型的最優(yōu)設(shè)計方案，能夠最大限度的減輕臂架的重量。在本實用新型具體實施例的泵車中，其臂架包括多個節(jié)臂。如圖6所示，泵車的臂架包括第一節(jié)臂I、第二節(jié)臂2、第三節(jié)臂3、第四節(jié)臂4和第五節(jié)臂5，其中，第五節(jié)臂5距泵車轉(zhuǎn)臺最遠，此時，優(yōu)選在第一節(jié)臂I、第二節(jié)臂2、第三節(jié)臂3和第四節(jié)臂4上均開設(shè)上述減重孔14。開設(shè)方案為 在第一節(jié)臂的腹板的頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)開設(shè)第一腹板減重孔， 在第一節(jié)臂的腹板的尾部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)開設(shè)第二腹板減重孔；在第一腹板減重孔和第二腹板減重孔內(nèi)添加橫向加強筋(垂直于節(jié)臂的長度方向)；在第一節(jié)臂的側(cè)板(液壓缸鉸支座位于節(jié)臂側(cè)板的中部)開設(shè)第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔，第一側(cè)板減重孔位于距該節(jié)臂頭部約為節(jié)臂總長的三分之一處，第二側(cè)板減重孔位于距該節(jié)臂尾部約為節(jié)臂總長的三分之一處，且第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔相對液壓缸鉸支座對稱；在第二節(jié)臂的側(cè)板(液壓缸鉸支座位于節(jié)臂側(cè)板的非中部位置)開設(shè)側(cè)板減重孔，該側(cè)板減重孔位于該節(jié)臂的尾部和液壓缸鉸支座之間；在第一節(jié)臂和第二節(jié)臂的蓋板開設(shè)蓋板減重孔，蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至該節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)；在第三節(jié)臂的蓋板開設(shè)蓋板減重孔，蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至該節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)；在該蓋板減重孔內(nèi)添加橫向加強筋或斜向加強筋；在第三節(jié)臂和第四節(jié)臂的側(cè)板(液壓缸鉸支座位于節(jié)臂側(cè)板的非中部位置)開設(shè)側(cè)板減重孔，該側(cè)板減重孔位于節(jié)臂的尾部和液壓缸鉸支座之間；在側(cè)板減重孔內(nèi)添加斜向加強筋；其中，第一節(jié)臂、第二節(jié)臂、第三節(jié)臂和第四節(jié)臂上所有減重孔內(nèi)每相鄰兩條邊之間均為圓角過渡。圖6所示的泵車臂架對比未開設(shè)減重的泵車臂架可減重達15%，其中，各節(jié)臂在各危險工況下的極限承載系數(shù)(極限承載系數(shù)=極限承載力/實際工作承載力)如表I所示，各節(jié)臂關(guān)鍵部位在各危險工況下的最大應(yīng)力值(MPa)如表2所示。
第一節(jié)臂第二節(jié)臂第三節(jié)臂第四節(jié)臂 危險工況極限承載極限承載極限承載極限承載 系數(shù)系數(shù)系數(shù)系數(shù)工況 I L86L8122L77— ■工況 2 ~1.962.61 1.5 1.79 ~
工況 3— 3.79 —2.57 —3.2表I各節(jié)臂在各危險工況下的極限承載系數(shù)第一節(jié)臂第二節(jié)臂第三節(jié)臂第四節(jié)臂 危險工況最大應(yīng)力最大應(yīng)力最大應(yīng)力最大應(yīng)力
值(MPa)值(MPa)值(MPa)值(MPa)-—-----
工況 I__473__453__433__321 工況 2__445__483__445__321 工況 34%483406表2各節(jié)臂在各危險工況下的最大應(yīng)力值從表I可以看出，在各種危險工況下，各節(jié)臂的極限承載系數(shù)均滿足穩(wěn)定性的設(shè)計要求；從表2可以看出，在各種危險工況下，各節(jié)臂關(guān)鍵部位的最大應(yīng)力值均在許用應(yīng)力 范圍之內(nèi)，滿足強度要求。本實用新型泵車，包括前述技術(shù)方案中所述的臂架。在本實用新型中，可以首先在保證臂架承載力基本不變的前提下，通過開設(shè)減重孔的方式對特定材料組成的臂架結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化，拓撲優(yōu)化的約束條件包括強度約束、剛度約束和穩(wěn)定性約束，拓撲優(yōu)化的結(jié)果用于指導設(shè)計減重孔的位置。在本實用新型技術(shù)方案中，節(jié)臂減重孔的設(shè)計充分發(fā)揮了材料的強度、剛度和駐能潛力，不但節(jié)約了材料成本，減輕了臂架本身的重量，而且也間接減少了泵車的能源消耗。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種臂架，其特征在于，包括節(jié)臂，所述節(jié)臂具有減重孔(14)。
2.如權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)內(nèi)具有加強筋(15)。
3.如權(quán)利要求2所述的臂架，其特征在于，所述加強筋(15)與節(jié)臂的長度方向具有夾角。
4.如權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)內(nèi)每相鄰兩條邊之間為圓角過渡。
5.如權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)位于節(jié)臂的腹板(10)上。
6.如權(quán)利要求5所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)包括第一腹板減重孔和第二腹板減重孔，其中，所述第一腹板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)，所述第二腹板減重孔位于節(jié)臂尾部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)位于節(jié)臂的側(cè)板(11)上。
8.如權(quán)利要求7所述的臂架，其特征在于， 所述節(jié)臂進一步包括液壓缸鉸支座(13)，所述液壓缸鉸支座(13)位于節(jié)臂側(cè)板(11)的中部； 所述減重孔(14)包括第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔，所述第一側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂頭部約為節(jié)臂總長的三分之一處，所述第二側(cè)板減重孔位于距節(jié)臂尾部約為節(jié)臂總長的三分之一處，且第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔相對液壓缸鉸支座對稱。
9.如權(quán)利要求7所述的臂架，其特征在于， 所述節(jié)臂進一步包括液壓缸鉸支座(13)，所述液壓缸鉸支座(13)位于節(jié)臂側(cè)板(11)除中部以外的位置； 所述減重孔(14)包括側(cè)板減重孔，所述側(cè)板減重孔位于節(jié)臂的頭部和尾部兩者之中距液壓缸鉸支座(13)較遠的一者和液壓缸鉸支座(13)之間。
10.如權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述減重孔(14)位于節(jié)臂的蓋板(12)上。
11.如權(quán)利要求10所述的臂架，其特征在于， 所述減重孔(14)包括蓋板減重孔，所述蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1-11中任意一項所述的臂架，其特征在于，所述臂架包括第一節(jié)臂(I)、第二節(jié)臂(2)、第三節(jié)臂(3)、第四節(jié)臂(4)和第五節(jié)臂(5)，其中，在臂架完全伸展時，第五節(jié)臂(5)距泵車轉(zhuǎn)臺最遠，所述第一節(jié)臂(I)、第二節(jié)臂(2)、第三節(jié)臂(3)和第四節(jié)臂(4)具有減重孔(14)。
13.如權(quán)利要求12所述的臂架，其特征在于，所述臂架在第一節(jié)臂的腹板的頭部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)開設(shè)第一腹板減重孔，在第一節(jié)臂的腹板的尾部至節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)開設(shè)第二腹板減重孔； 在第一腹板減重孔和第二腹板減重孔內(nèi)添加橫向加強筋； 在第一節(jié)臂的側(cè)板開設(shè)第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔，第一側(cè)板減重孔位于距該節(jié)臂頭部約為節(jié)臂總長的三分之一處，第二側(cè)板減重孔位于距該節(jié)臂尾部約為節(jié)臂總長的三分之一處，且第一側(cè)板減重孔和第二側(cè)板減重孔相對液壓缸鉸支座對稱；在第二節(jié)臂的側(cè)板開設(shè)側(cè)板減重孔，該側(cè)板減重孔位于該節(jié)臂的尾部和液壓缸鉸支座之間； 在第一節(jié)臂和第二節(jié)臂的蓋板開設(shè)蓋板減重孔，蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至該節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)； 在第三節(jié)臂的蓋板開設(shè)蓋板減重孔，蓋板減重孔位于節(jié)臂頭部至該節(jié)臂總長的四分之一的范圍內(nèi)；在該蓋板減重孔內(nèi)添加橫向加強筋或斜向加強筋； 在第三節(jié)臂和第四節(jié)臂的側(cè)板開設(shè)側(cè)板減重孔，該側(cè)板減重孔位于節(jié)臂的尾部和液壓缸鉸支座之間；在側(cè)板減重孔內(nèi)添加斜向加強筋。
14.一種泵車，其特征在于，包括如權(quán)利要求f 11中任一項所述的臂架。
專利摘要本實用新型涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種臂架及泵車。所述臂架包括節(jié)臂，所述節(jié)臂具有減重孔。所述泵車包括上述臂架。在本實用新型技術(shù)方案中，節(jié)臂減重孔的設(shè)計，不但節(jié)約了材料成本，減輕了臂架本身的重量，而且也間接減少了泵車的能源消耗。
文檔編號E04F21/04GK202596134SQ20122010838
公開日2012年12月12日 申請日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者曾光, 朱俊輝, 王惠科, 吳德志, 陽鵬 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司