臂架防后倾装置、臂架系统以及起重机的制作方法

1.本发明涉及起重机吊装领域，具体涉及一种臂架防后倾装置、臂架系统以及起重机。


背景技术：

2.起重机常用的防后倾装置包括液(气)压缸式、重锤式、套管式。其中液(气)压缸式效果较好但价格高昂，制造成本高，且有时会存在泄露问题，因此在中小吨位中多采用重锤式防后倾、套管式防后倾。
3.受前后连接的两个臂架的加工精度及装配误差的影响，现有重锤式防后倾均存在高空入槽(或入轨)困难的问题。为保证防后倾顺利入槽(或入轨)，现有技术通过提高结构件的加工精度来减少偏差，但制造成本升高。
4.套管式防后倾装置由于副臂接臂过程中与主臂存在负角度问题，决定了套管式防后倾装置无法将臂架后翻角度限制在合理的范围内。
5.发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有技术中亟需可靠地解决臂架的后翻角度过大的问题。


技术实现要素：

6.本发明提出一种臂架防后倾装置、臂架系统以及起重机，用以可靠地防止臂架后倾。
7.本发明实施例提供了一种臂架防后倾装置，包括：
8.套管，包括相互连通的滑移孔以及定位孔；所述定位孔贯穿所述套管的壁体；
9.芯管，一端可滑移插入所述加强管的滑移孔中；以及
10.限位组件，可转动地安装于所述加强管的外壁；其中，在所述套管相对于地面改变夹角的过程中，所述限位组件被构造为相对于地面的夹角不变，以使得所述套管的定位孔自动转动至被所述限位组件卡紧的位置。
11.在一些实施例中，所述限位组件包括：
12.安装部，与所述套管的外壁可转动连接；
13.限位钩，与所述安装部可转动连接；以及
14.重锤，和所述限位钩是一体的或者固定连接；其中，所述重锤的重量与所述限位钩的重量匹配，以使得在臂架变幅过程中，所述限位钩保持在设定的位置。
15.在一些实施例中，所述限位组件还包括：
16.限位板，固定于所述限位钩的沟槽内，以在所述套管的定位孔自动转动至被所述限位组件卡紧的位置时，抵住所述套管的外壁，以防止所述限位钩相对于所述套管继续转动。
17.在一些实施例中，臂架防后倾装置还包括：
18.楔形块，固定于所述芯管伸入到所述套管内的一端；其中，当所述套管的定位孔自
动转动至被所述限位组件卡紧的位置，所述限位钩钩住所述楔形块。
19.在一些实施例中，臂架防后倾装置还包括：
20.加强管，固定于所述套管的外壁；所述加强管设置有开口；所述开口和所述定位孔连通。
21.在一些实施例中，所述套管的外壁固定有多个铰接安装点，所述限位组件择一安装于其中一个所述铰接安装点。
22.在一些实施例中，当臂架处于接臂状态，所述限位组件远离所述套管的定位孔，所述套管和所述芯管自由地相对滑移，此时所述臂架防后倾装置的长度为第一长度；当臂架处于工作状态，所述限位组件插入所述套管的定位孔，此时所述臂架防后倾装置的长度为第二长度；其中，第一长度小于第二长度。
23.本发明实施例又提供一种臂架系统，包括：
24.第一臂架；
25.第二臂架；以及
26.本发明任一技术方案所提供的臂架防后倾装置，所述套管远离所述芯管的另一端与所述第一臂架可转动连接，所述芯管远离所述套管的另一端与所述第二臂架可转动连接。
27.在一些实施例中，当所述第一臂架相对于所述第二臂架的转角为10
°
，所述限位组件与所述套管卡紧。
28.在一些实施例中，当所述第一臂架相对于所述第二臂架的转角为30
°
，所述限位组件与所述套管卡紧。
29.本发明实施例还提供一种起重机，包括本发明任一技术方案所提供的臂架系统。
30.上述技术方案提供的臂架防后倾装置，包括套管、芯管和限位组件。在限位组件未插入到套管的定位孔中时，套管和芯管可以相对于自由滑移。当限位组件插入到套管的定位孔中之后，套管和芯管的滑移范围受到限制。上述技术方案，通过设置两种不同的状态(限位组件插入定位孔、限位组件不插入定位孔)，来使得臂架防后倾装置具有不同的工作性能，以满足臂架接臂、工作两种不同状态下的需求。并且套管和芯管始终不会相互脱离，有效降低了防后倾的难度、不需要在空间将芯管和套管对接，也不需要将芯管或者套管插入到某一个导轨滑槽中，所以安装方便、适应性强、可靠性高。
附图说明
31.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本技术的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
32.图1为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的限位组件远离套管的定位孔的结构示意图。
33.图2为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的限位组件卡入套管的定位孔的结构示意图。
34.图3为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的限位组件卡入套管的定位孔、且抵顶芯管的端部的结构示意图。
35.图4为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的套管和加强管的局部结构示意图。
36.图5为本发明实施例提供的臂架防后倾装置安装状态示意图。
37.图6为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的起臂时的结构示意图。
38.图7为图8的a处放大示意图。
39.图8为本发明实施例提供的臂架防后倾装置的限位钩进入套管的定位孔的结构示意图。
40.图9为图8的b处放大示意图。
41.图10为本发明实施例提供的臂架防后倾装置完全起作用时的结构示意图。
42.图11为图10的c处放大示意图。
43.附图标记：
44.1、套管；2、芯管；3、限位组件；4、楔形块；5、加强管；6、铰接安装点；7、第一臂架；8、第二臂架；
45.11、滑移孔；12、定位孔；
46.31、安装部；32、限位钩；33、重锤；34、限位板；321、沟槽。
具体实施方式
47.下面结合图1～图11对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
48.起重机用于起吊重物，其包括第一臂架7、第二臂架8等多个组成部分。由于起重机自身结构的特殊性，在使用过程中可能存在第二臂架8相对于第一臂架7后倾。如果后倾角度过大，势必给起重机带来风险和隐患。发明人仔细研究了现有技术中第二臂架8相对于第一臂架7后倾的现象和机理，创新性地提出了根据第二臂架8后倾过程中的运动轨迹，针对性限制第二臂架8的后倾幅度。
49.本发明实施例提供一种臂架防后倾装置，包括套管1、芯管2和限位组件3。套管1包括相互连通的滑移孔11以及定位孔12；定位孔12贯穿套管1的壁体。芯管2的一端可滑移插入加强管5的滑移孔11中。限位组件3可转动地安装于加强管5的外壁。其中，在套管1相对于地面改变夹角的过程中，限位组件3被构造为相对于地面的夹角不变，以使得套管1的定位孔12自动转动至被限位组件3卡紧的位置。
50.使用时，套管1远离芯管2的一端与第一臂架7可转动连接，芯管2远离套管1的一端与第二臂架8可转动连接。芯管2和套管1都会随着第一臂架7、第二臂架8夹角的改变而改变相对于水平面的角度α。但是限位组件3相对于水平面的夹角β始终是不变的，这就使得套管1的中心线和限位组件3的夹角会发生改变，当套管1相对于限位组件3到达一定的位置，套管1的定位孔12会被限位组件3卡紧，使得套管1无法再相对于限位组件3转动。
51.接臂时相连接的第一臂架7和第二臂架8之间的夹角为负角度，即第二臂架8相对第一臂架7上扬一定角度，此时要求防后倾装置的长度最短，即芯管2插入套管1的部分最长，整个臂架防后倾装置的长度最短。限位组件3与套管1可转动连接，限位组件3在自身重力作用下，限位组件3相对于地面的夹角始终不变。接臂时，限位组件3完全与套管1的定位孔12分离。
52.随着起臂角度增大，第一臂架7和第二臂架8之间的夹角开始增大，套管1与芯管2相对滑移，芯管2逐渐从套管1中抽出，两者相互远离，直至第一臂架7和第二臂架8转动至规定的夹角，此时臂架防后倾装置处于该工况下设计的最长距离。起臂过程中，在限位组件3
卡入套管1的定位孔12中之前，由于限位组件3在自身重力作用下其重心始终与铰接点位于同一设定位置，故在起臂过程中限位组件3始终保持不动。又由于套管1、芯管2分别铰接在第一臂架7、第二臂架8上，故在其不断伸长的过程中，其相对地面的角度与随着起臂过程而变化，从而使得限位组件3与套管1发生相对转动，最终效果为限位组件3通过套管1的定位孔12进入套管1内，以锁定套管1和限位组件3的相对位置。
53.臂架发生后倾时，防后倾进入工作状态如图3所示，臂架后倾会带动芯管2在套管1中运动，但由于限位组件3的存在，会使得芯管2在臂架后倾过程中的行程被得以限制，进而限制第一臂架7、第二臂架8后倾，通过限定限位组件3和定位孔12的锁定位置，使得第二臂架8不会相对于第一臂架7产生较大角度的后倾。
54.针对不同臂架夹角的工况，本发明实施例中设置有多个铰接安装点6，如图1至图3所示，限位组件3择一安装于其中一个铰接安装点6。可根据第一臂架7和第二臂架8不同的角度对限位组件3的位置进行调整，从而实现采用一个臂架防后倾装置对应多种臂架连接角度的工况，解决了不同安装角度时臂架防后倾装置完全顶死状态下第二臂架8后倾角度过大的问题，可将其限制在理想的范围内，具备可设计性。并且，上述技术方案，仅需要一套臂架防后倾装置，成本增幅较小，防后倾效果显著提升，产品安全性及可靠性极高；与现有油缸式、重锤式、压缩弹簧式防后倾，本发明实施例提供的臂架防后倾装置结构形式简单、制造成本低、安装方便、适应性强、可靠性高(从根源上杜绝了现有技术中的重锤式结构入轨困难以及可能存在脱钩的风险)、显著提升了拆装效率。由于部件数量少，还具有故障率低，易于拆装、检查，后期维护成本低的优点。
55.在一些实施例中，以臂架安装角度δ为10
°
、30
°
为示例，但实际工程中可以设置多组或设置不同角度。其中，图2中所示第一位置是臂架安装角度为10
°
时限位组件3的位置，第二位置是臂架夹角为30
°
时限位组件3的位置。其中，限位组件3通过销轴与套管1可拆卸地铰接，易于拆装。
56.在一些实施例中，限位组件3包括安装部31、限位钩32以及重锤33。安装部31与套管1的外壁可转动连接；限位钩32与安装部31可转动连接。重锤33和限位钩32是一体的或者固定连接；其中，重锤33的重量与限位钩32的重量匹配，以使得在臂架变幅过程中，限位钩32保持在设定的位置。
57.在一些实施例中，限位组件3还包括限位板34，限位板34固定于限位钩32的沟槽321内，以在套管1的定位孔12自动转动至被限位组件3卡紧的位置时，抵住套管1的外壁，以防止限位钩32相对于套管1继续转动。
58.安装部31设置有销孔，将销轴穿过销孔将安装部31和套管1的外壁可转动连接。可转动连接后，整个限位组件3可以绕着销轴自由自动，即套管1的转动不会带动限位组件3同步转动。限位组件3始终在自身重力作用下，保持在限位钩32、重锤33的平衡状态。
59.参见图6和图7，在履带起重机接臂时，第一臂架7与第二臂架8的夹角为180
°
，呈水平，更有甚者二者之间夹角为负角度，即第二臂架8相对于第一臂架7上扬了一定的角度。这使得在接臂时，芯管2在套管1内的行程最大，芯管2插入套管1的长度最长，即臂架防后倾装置的长度最小。此时限位组件3由于其重心位置使得限位钩32远离套管1的定位孔12，重锤33贴近套管1。
60.在上述的接臂过程中，由于限位组件3的各个部分完全位于套管1的外侧，使得芯
管2可无阻碍地沿着套管1滑动，使臂架防后倾装置回缩至接臂状态下所需的最短长度，有效解决了起重机副臂接臂时由于第一臂架7和第二臂架8可能存在负角度导致的臂架防后倾装置的安装难题。
61.参见图8和图9，在随后起臂过程中，随着第一臂架7不断抬高，第一臂架7与第二臂架8之间的夹角不断增大。套管1与第一臂架7之间、芯管2与第二臂架8之间均为铰接，因此在随着第一臂架7与第二臂架8之间的角度的不断增大，芯管2不断滑出套管1，即表现为臂架防后倾装置的长度不断增大。随后第二臂架8离开地面，第一臂架7与第二臂架8之间的角度固定，因此套管1与芯管2之间的长度固定。但在上述过程中，随着套管1的长度、位置发生不断改变，与套管1铰接的限位组件3也随套管1倾角的改变而改变其与套管1的相对角度，即在套管1的位置、长度变化过程中，限位组件3与套管1的夹角是变化的。在这一过程中，限位钩32开始通过套管1的定位孔12进入套管1内，最终在后文介绍的限位板34的作用下停止运动，但此时限位钩32已完全进入套管1内部，如图9所示。
62.由于第二臂架8离开地面后，第一臂架7与第二臂架8之间角度并未发生改变，因此在后续的起臂过程中套管1与芯管2之间的长度固定，直至臂架起升至工作角度。
63.参见图10、图11，后续工作过程中，如果突然遭遇强风、突然卸载等突发情况，第二臂架8会有后倾的趋势或可能，当第二臂架8后倾时，第一臂架7与第二臂架8之间的角度变小，因此芯管2在第二臂架8的运动作用下在套管1内发生运动，随着第二臂架8的不断后倾，防后倾长度开始不断减小，直至芯管2端部被限位钩32限制，芯管2不会继续相对于套管1位移，进而使得第二臂架8的后倾行为被加以限制，从而实现了履带起重机臂架防后倾的功能，如图11所示。
64.由图6和图7可以得知防后倾长度最短时，芯管2插入套管1的部分最长，芯管2在套管1内部有最大位移，此时第一臂架7与第二臂架8之间角度最小。由图10和图11可知，在臂架防后倾装置完全起作用时由于限位钩32的限制作用，芯管2在套管1内部并不会达到最大行程，即在臂架防后倾装置完全起作用时防后倾臂架防后倾装置的长度会大于在接臂时臂架防后倾装置的长度，这就会使得第一臂架7与第二臂架8并不会达到最小角度，进而实现臂架防后倾的功能。正是由于臂架防后倾装置在不同工作状态下具有不同行程，因此可以将套管1、芯管2直接与第一臂架7、第二臂架8相连，从根源上消除了起重机防后倾入轨困难以及存在脱轨的风险，同时也解决了防后倾完全起作用时第二臂架8依然后倾角度过大的问题。
65.在一些实施例中，臂架防后倾装置还包括楔形块4，楔形块4固定于芯管2伸入到套管1内的一端；其中，当套管1的定位孔12自动转动至被限位组件3卡紧的位置，限位钩32钩住楔形块4。
66.臂架防后倾装置有两种长度：接臂状态下的长度和工作状态下的长度两种。接臂状态下的第一长度通过限位组件3的限位钩32远离套管1的定位孔12来限定，即此状态下套管1和芯管2可相对自由转动，芯管2可以完全插入套管1。接臂状态下的第一长度是指臂架防后倾装置此状态下的最短长度。
67.工作状态下的第二长度则通过限位组件3的限位钩32进入到套管1的定位孔12中来实现。工作状态下的第二长度是指臂架防后倾装置此状态下的最短长度。
68.其中接臂状态下的第一长度小于工作状态下的第二长度。工作状态的长度根据臂
架安装角度的不同可设置多个，通过设置限位组件3的不同安装点来实现。
69.在一些实施例中，臂架防后倾装置还包括加强管5，加强管5固定于套管1的外壁，具体比如焊接固定。加强管5设置有开口；开口和定位孔12连通。
70.本发明实施例还提供一种臂架系统，包括本发明任一技术方案所提供的第一臂架7、第二臂架8以及本发明任一技术方案所提供的臂架防后倾装置。套管1远离芯管2的另一端与第一臂架7可转动连接，芯管2远离套管1的另一端与第二臂架8可转动连接。
71.在一些实施例中，当第一臂架7相对于第二臂架8的转角为10
°
，限位组件3与套管1卡紧。
72.在一些实施例中，当第一臂架7相对于第二臂架8的转角为30
°
，限位组件3与套管1卡紧。
73.上述技术方案提供的臂架防后倾装置，套管1和芯管2直接与第一臂架7、第二臂架8铰接，套管1和芯管2始终不脱离、并且套管1和芯管2可相对滑移，不再需要臂架防后倾装置在高空中滑入第一臂架7或者第二臂架8的轨道内的环节，臂架防后倾装置工作的可靠性不再受第一臂架7、第二臂架8制造及装配精度的影响，仅取决于臂架防后倾装置自身的可靠性，而其自身的可靠性容易保证，在地面即可验证，且不存在脱轨风险，臂架防后倾装置工作的可靠性大幅提升。
74.本发明实施例还提供一种起重机，其包括本发明任一技术方案所提供的臂架系统。
75.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。
76.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种臂架防后倾装置，其特征在于，包括：套管(1)，包括相互连通的滑移孔(11)以及定位孔(12)；所述定位孔(12)贯穿所述套管(1)的壁体；芯管(2)，一端可滑移插入所述加强管(5)的滑移孔(11)中；以及限位组件(3)，可转动地安装于所述加强管(5)的外壁；其中，在所述套管(1)相对于地面改变夹角的过程中，所述限位组件(3)被构造为相对于地面的夹角不变，以使得所述套管(1)的定位孔(12)自动转动至被所述限位组件(3)卡紧的位置。2.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，所述限位组件(3)包括：安装部(31)，与所述套管(1)的外壁可转动连接；限位钩(32)，与所述安装部(31)可转动连接；以及重锤(33)，和所述限位钩(32)是一体的或者固定连接；其中，所述重锤(33)的重量与所述限位钩(32)的重量匹配，以使得在臂架变幅过程中，所述限位钩(32)保持在设定的位置。3.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，所述限位组件(3)还包括：限位板(34)，固定于所述限位钩(32)的沟槽(321)内，以在所述套管(1)的定位孔(12)自动转动至被所述限位组件(3)卡紧的位置时，抵住所述套管(1)的外壁，以防止所述限位钩(32)相对于所述套管(1)继续转动。4.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，还包括：楔形块(4)，固定于所述芯管(2)伸入到所述套管(1)内的一端；其中，当所述套管(1)的定位孔(12)自动转动至被所述限位组件(3)卡紧的位置，所述限位钩(32)钩住所述楔形块(4)。5.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，还包括：加强管(5)，固定于所述套管(1)的外壁；所述加强管(5)设置有开口；所述开口和所述定位孔(12)连通。6.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，所述套管(1)的外壁固定有多个铰接安装点(6)，所述限位组件(3)择一安装于其中一个所述铰接安装点(6)。7.根据权利要求1所述的臂架防后倾装置，其特征在于，当臂架处于接臂状态，所述限位组件(3)远离所述套管(1)的定位孔(12)，所述套管(1)和所述芯管(2)自由地相对滑移，此时所述臂架防后倾装置的长度为第一长度；当臂架处于工作状态，所述限位组件(3)插入所述套管(1)的定位孔(12)，此时所述臂架防后倾装置的长度为第二长度；其中，第一长度小于第二长度。8.一种臂架系统，其特征在于，包括：第一臂架(7)；第二臂架(8)；以及权利要求1～7任一所述的臂架防后倾装置，所述套管(1)远离所述芯管(2)的另一端与所述第一臂架(7)可转动连接，所述芯管(2)远离所述套管(1)的另一端与所述第二臂架(8)可转动连接。9.根据权利要求8所述的臂架系统，其特征在于，当所述第一臂架(7)相对于所述第二臂架(8)的转角为10
°
，所述限位组件(3)与所述套管(1)卡紧。
10.根据权利要求8所述的臂架系统，其特征在于，当所述第一臂架(7)相对于所述第二臂架(8)的转角为30
°
，所述限位组件(3)与所述套管(1)卡紧。11.一种起重机，其特征在于，包括权利要求8～10任一所述的臂架系统。

技术总结
本发明公开了一种臂架防后倾装置、臂架系统以及起重机，涉及起重机吊装领域，用以可靠地防止臂架后倾。臂架防后倾装置包括套管、芯管以及限位组件。套管包括相互连通的滑移孔以及定位孔；定位孔贯穿套管的壁体。芯管一端可滑移插入加强管的滑移孔中。限位组件可转动地安装于加强管的外壁；其中，在套管相对于地面改变夹角的过程中，限位组件被构造为相对于地面的夹角不变，以使得套管的定位孔自动转动至被限位组件卡紧的位置。上述技术方案，通过设置两种不同的状态，来使得臂架防后倾装置具有不同的工作性能，以满足臂架接臂、工作两种不同状态下的需求。并且有效降低了防后倾的难度，安装方便、适应性强、可靠性高。可靠性高。可靠性高。


技术研发人员：石国善 崔丹丹 谢长开
受保护的技术使用者：徐工集团工程机械股份有限公司建设机械分公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/9/12