專利名稱：混凝土泵車臂架的臂以及相應的臂架和混凝土泵車的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土泵車臂架的臂以及相應的臂架和混凝土泵車。
背景技術：
眾所周知，臂架是混凝土 泵車最主要的關鍵部件之一，其安全性、可靠性和先進性是決定泵車核心競爭力的關鍵。目前，現有技術中，混凝土泵車臂架重量受制于臂架強度、剛度的制約，在現有結構條件下，無法滿足泵車減輕重量，臂架增長的要求。現有技術臂架都是焊接而成，而且焊縫貫穿臂架的箱狀主體整個長度，由于焊縫質量很難保證導致泵車臂架開裂、失效成了技術難題。焊縫限制了高強度鋼板的材料性能的利用。為了減輕重量，現有設計留給臂架的整體強度不足，經常產生臂架斷裂事故，當用戶在混凝土泵車使用中發生臂架與物體碰撞時，臂架非常容易折彎損壞。要想在現有技術框架大幅度提高臂架強度，幾乎是沒有上升空間。這樣臂架的自身重量與臂架的強度成為了矛盾的統一體，由此混凝土泵車性能的提升受到這個難題的遏制。

發明內容
本發明的一個目的就是要提供一種臂架的臂結構，其在減輕重量的同時保證了臂架的整體強度。本發明的另一個目的是提供一種臂架的臂結構，其消除了容易導致泵車臂架開裂、失效的焊縫。根據本發明的一個方面，提供了一種混凝土泵車的臂架的臂，其中，所述臂包括中空的箱狀主體，所述箱狀主體包括一個或多個密閉的或者能夠密閉的充氣室，每個充氣室能夠充入預定壓力的氣體從而使得箱狀主體處于張緊狀態。在一個實施例中，所述臂整體拉制成型從而沒有焊縫。在一個實施例中，所述箱狀主體包括多個所述充氣室，這些充氣室彼此獨立。在一個實施例中，所述充氣室為沿臂的長度方向延伸的通道。在一個實施例中，所述預定壓力為O. 2 40MPa。在一個實施例中，所述通道的兩端用擋板閉合，且充氣室的側壁上或者擋板上可以形成有進氣口。在一個實施例中，所述充氣室在兩端設置有用于密閉和進氣的活塞組件，所述活塞組件包括從充氣室的內部從內至外設置的動活塞、中間密封活塞、端部止擋件，其中動活塞與充氣室的側壁滑動接合，所述中間密封活塞相對于充氣室固定；所述動活塞上安裝有連通至充氣室外部的進氣裝置。在一個實施例中，所述進氣裝置是單向閥式進氣裝置，包括單向閥和氣嘴，其中氣嘴的第一端與位于動活塞內側的充氣室內部連通，氣嘴的與第一端相對的第二端延伸穿過中間密封活塞中所形成的通孔并延伸至中間密封活塞的外側，從而能夠經氣嘴的第二端、第一端向充氣室內充入氣體。
在一個實施例中，所述臂的箱狀主體上設置有變截面延伸筋，對于每節臂而言，所述延伸筋的長度方向與每節臂的箱狀主體的縱向方向一致，并且其截面隨著延伸筋從臂的近端向著臂的遠端延伸而變小，以與負荷的變化趨勢相一致；并且，相較于遠端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整體上更大。根據本發明的另一個方面，還提供了一種混凝土泵車的臂架，其中，所述臂架包括如上所述的臂。根據本發明的另一個方面，還提供了一種混凝土泵車，其中，所述混凝土泵車包括如上所述的臂架。根據本發明的臂以及臂架主要有以下幾點優點a.針對現有技術存在的問題，本發明能夠有效地減輕泵車臂架重量。由于重量只有傳統臂架的二分之一或者三分之一，進而大大減輕混凝土泵車整車重量，對提高泵車整 體穩定性，降低能耗能夠起到重要的作用。b.充氣氣室的采用增加了臂架的承載能力，抗彎性能，抗扭性能，因此同樣重量的臂架將能夠做得更長，使臂架富有彈性，能有效吸收沖擊力，不怕撞擊。c.拉制成型取消了傳統臂架箱狀主體焊縫，使臂架使用性能不受到焊縫質量問題的遏制，充分發揮材料的力學性能。提高臂架的可靠性，無焊縫開裂問題，避免臂架折斷所造成安全事故的風險。


圖I是現有混凝土泵車的簡略示意圖。圖2是根據本發明的臂架的單節臂的縱向剖視圖。圖3是根據本發明的臂架的單節臂的立體圖。圖4和圖5是圖2中“Ι”、“Π”兩部分的放大示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖所示出的優選的非限制性的實施方式對本發明進行描述。圖I示出了現有混凝土泵車的簡略示意圖。如圖I中所示，所述混凝土泵車包括汽車底盤100以及由其支撐的臂架結構。所述臂架結構在圖中被圖示為包括依次連接的五節臂，分別是一節臂101、二節臂102、三節臂103、四節臂104、五節臂105。此外，所述混凝土泵車還包括對于本領域技術人員而言公知的泵車支腿107、轉臺108、變幅油缸109、連桿機構110等部件。本發明主要是針對其中的各節臂的改進。換句話說，本發明的接下來的關于臂的方面的教導可以應用于上述一節臂至五節臂中的任一節臂。圖2示意性地示出了臂架的其中一節臂(其可以是上述臂101-105中任一)的沿其縱向方向或者說長度方向剖切的局部剖視圖。圖3示意性地示出了根據另一實施方式的臂的箱狀主體的立體圖，其中移除了箱狀主體兩端的一些部件，以清楚地示出其中的充氣室。如圖2和圖3中所示，根據本發明的臂為整體拉制成型的細長件，且材料優選為金屬例如鋁合金、鎂合金、鈦合金、高強度結構鋼等。根據本發明，由于臂通過拉制形成，所以作為臂主體的箱狀主體是一體的從而沒有傳統上會有的焊縫，從而消除了現有技術中通過焊接形成箱狀主體而帶來的種種缺陷。另外，根據本發明另一個重要特征在于，臂的箱狀主體為中空結構，其內形成有一個或多個充氣室，所述充氣室優選為多個，且彼此獨立。進一步優選地，所述充氣室沿臂的整個長度方向延伸。在這一點上，圖2中示出了沿臂的縱向方向即長度方向延伸的兩個充氣室9、10的實施例，圖3中示出了沿臂的縱向方向即長度方向延伸的三個充氣室9、10、11的實施例。由于充氣室的存在，減少了所使用的金屬材料的量，因此減少了由于臂的自重而帶來的負荷。進一步地，為了補償臂的強度，本發明的發明人在每個充氣室中充入預定壓力的氣體，優選為空氣，以使箱狀主體的各側壁都處于一定的張力狀態下，從而確保其機械強度。為了實現這一點，充氣室應該是密閉的或者是能夠被密閉的，且設置有用于進氣的進氣□。根據上述教導，本領域技術人員應該不難理解，現有技術中已有的各種密閉構造和進氣構造都可以直接或者稍加改動地用于本發明的充氣室。例如，在一優選的實施例中， 充氣室實質上是沿臂的縱向延伸的通道，如圖2和圖3中所示。在未示出的實施方式中，為了對充氣室進行密閉，該通道的兩端例如可以用擋板焊接閉合，此時，為了實現進氣，充氣室的側壁上或者擋板上可以形成有進氣口，且進氣口上可以可選地設置單向進氣閥，從而可以通過外部氣源向充氣室中充入預定壓力的氣體，但是不允許充入的氣體溢出。根據不同的臂設計尤其是臂長以及臂的側壁的厚度，所述預定壓力例如可以為O. 2 40MPa。所述預定壓力可以以本領域技術人員已知的任意手段來進行測量，例如，可以在箱狀主體的表面安裝感應壓力表來測量壓力。在圖2、圖4、圖5中示出了一種具體的密閉及進氣構造。如圖2中所示，在該具體的實施方式中，所述充氣室9、10在兩端設置有用于密閉和進氣的活塞組件，如圖2中“I”、“II”兩部分所示。圖4和圖5分別示出了 “I”部分以及“II”部分的放大示意圖。如圖4所示，在充氣室9、10的第一端、于充氣室的內部從內至外設置有動活塞3、中間密封活塞2、端部止擋件I。動活塞3與充氣室的側壁滑動接合，優選地在動活塞3與充氣室的側壁之間設置有密封件4，從而與充氣室的側壁密閉地滑動接合。如圖5所示，類似地，在充氣室9、10的與第一端相對的第二端處、于充氣室的內部從內至外設置有動活塞3’、中間密封活塞2’、端部止擋件I’。同樣地，動活塞3’與充氣室的側壁滑動接合。并且，同樣優選地，在動活塞3’與充氣室的側壁之間設置有密封件4’以使動活塞3’與充氣室的側壁密閉地滑動接合。在中間密封活塞2、2’上可以設置排氣孔(未示出)，以當動活塞3、3’在充氣室內氣體壓力(如箭頭A所示)的作用下向端部運動時排空中間密封活塞2、2’與動活塞3、3’之間的氣體。中間密封活塞主要的作用是提供對動活塞3的止擋，另外，其也可以同時起到加強密封的作用。為此，中間密封活塞應該相對于臂的充氣室固定不動，這可以通過本領域公知的方式例如焊接、螺栓連接等方式來實現。根據圖示的該優選而非限制性的實施方式，向充氣室內充氣是通過類似于輪胎上用于打氣的單向閥式的進氣裝置來實現的。不過本領域技術人員應能理解，本發明對于充氣方式并沒有特別限制，其他充氣位置和構造也是可以的，只要能夠使得充氣室內被密閉地充入一定壓力的氣體即可。
下面結合圖4的實施例對所述單向閥式的進氣裝置進行說明。如圖4中所示，該單向閥式的進氣裝置安裝在動活塞3上，其包括單向閥5和氣嘴6。氣嘴6的第一端與位于動活塞3內側的充氣室內部連通，氣嘴6的與第一端相對的第二端延伸穿過中間密封活塞2中所形成的通孔21并延伸至活塞2的外側，從而可以便于經第二端、第一端向充氣室內充入氣體。所述單向閥5允許氣體沿箭頭B經氣門進入充氣室，但是阻止氣體沿與箭頭B相反的方向離開充氣室。在圖不的該優選實施方式中，所述氣嘴6為細長件,且該充氣嘴的長度方向優選與充氣室的軸線方向一致。在通過進氣裝置對充氣室進行充氣的過程中，動活塞3將向充氣室的端部運動，此時中間密封活塞中對應于所述氣嘴形成的通孔允許氣嘴6穿過中間密封活塞2運動。
本領域技術人員應該不難理解，這樣的進氣裝置可以安裝在動活塞3、3’中任一上或者同時安裝。進一步地，為了增加密封效果，所述端部止擋件I可以包括一端部密封活塞11。在安裝時，依序裝入最內側的動活塞3、中間密封活塞2，并且可以在充入符合要求的氣體之后裝入端部止擋件I或者端部密封活塞11。如上所述的充氣室與兩端活塞組成了氣囊狀密閉腔體，該氣囊狀密閉腔體也可以內襯有橡膠氣囊、塑料氣囊或金屬氣囊。本發明的另一個重要特征在于，在臂的箱狀主體上可以設置變截面延伸筋12。下面結合圖I來描述所述延伸筋12的作用。在此，為便于描述，離汽車底盤低的臂(即承受負荷較大的臂，例如一節臂101)稱為近端臂，離汽車底盤遠的臂(即總體上承受負荷較小的臂，例如五節臂105)稱為遠端臂。這里的“近端”以及“遠端”都是相對而言的，例如，一節臂101相對于二節臂102為近端臂，而二節臂102相對于三節臂103則為近端臂。此外，每節臂都有相對的兩端，為便于描述，分別將靠近汽車底盤的那端(即靠近近端臂的那端)稱為“近端”，將相對遠離汽車底盤的那端(即靠近遠端臂的那端)稱為“遠端”。末節臂(例如五節臂105)的遠端就是整個臂架的遠端或者說末端。首先，本領域技術人員不難理解，離汽車底盤100越近的臂所承受的負荷越大。例如，近端的一節臂101相較于末端的五節臂105所承受的負荷要大，因此相應的該節臂所需的強度也更大。變截面延伸筋12就是為了滿足這種強度的要求而設置的。根據本發明，對于每節臂而言，所述延伸筋12的長度方向與每節臂的箱狀主體的縱向方向一致，并且其截面隨著延伸筋12從臂的近端向著臂的遠端延伸而變小，以與負荷的變化趨勢相一致。相較于遠端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整體上更大，以滿足更大的強度要求。
權利要求
1.一種混凝土泵車的臂架的臂，其特征在于，所述臂包括中空的箱狀主體，所述箱狀主體包括一個或多個密閉的或者能夠密閉的充氣室，每個充氣室能夠充入預定壓力的氣體從而使得箱狀主體處于張緊狀態。
2.如權利要求I所述的臂，其特征在于，所述臂整體拉制成型從而沒有焊縫。
3.如權利要求I所述的臂，其特征在于，所述箱狀主體包括多個所述充氣室，這些充氣室彼此獨立。
4.如權利要求I所述的臂，其特征在于，所述充氣室為沿臂的長度方向延伸的通道。
5.如權利要求I所述的臂，其特征在于，所述預定壓力為O.2 40MPa。
6.如權利要求4所述的臂，其特征在于，所述通道的兩端用擋板閉合，且充氣室的側壁上或者擋板上可以形成有進氣口。
7.如權利要求4所述的臂，其特征在于，所述充氣室在兩端設置有用于密閉和進氣的活塞組件，所述活塞組件包括從充氣室的內部從內至外設置的動活塞、中間密封活塞、端部止擋件，其中動活塞與充氣室的側壁滑動接合，所述中間密封活塞相對于充氣室固定；所述動活塞上安裝有連通至充氣室外部的進氣裝置。
8.如權利要求7所述的臂，其特征在于，所述進氣裝置是單向閥式進氣裝置，包括單向閥和氣嘴，其中氣嘴的第一端與位于動活塞內側的充氣室內部連通，氣嘴的與第一端相對的第二端延伸穿過中間密封活塞中所形成的通孔并延伸至中間密封活塞的外側，從而能夠經氣嘴的第二端、第一端向充氣室內充入氣體。
9.如權利要求I所述的臂，其特征在于，所述臂的箱狀主體上設置有變截面延伸筋，對于每節臂而言，所述延伸筋的長度方向與每節臂的箱狀主體的縱向方向一致，并且其截面隨著延伸筋從臂的近端向著臂的遠端延伸而變小，以與負荷的變化趨勢相一致；并且，相較于遠端臂上的延伸筋而言，近端臂上的延伸筋的截面整體上更大。
10.一種混凝土泵車的臂架，其特征在于，所述臂架包括如前述權利要求中任一項所述的臂。
11.一種混凝土泵車，其特征在于，所述混凝土泵車包括如權利要求10所述的臂架。
全文摘要
本發明公開了一種混凝土泵車的臂架的臂以及相應的臂架以及混凝土泵車，根據本發明的臂包括中空的箱狀主體，所述箱狀主體包括一個或多個密閉的或者能夠密閉的充氣室，每個充氣室能夠充入預定壓力的氣體從而使得箱狀主體處于張緊狀態。根據本發明的臂架的臂結構在減輕重量的同時保證了臂架的整體強度。
文檔編號E04G21/04GK102943566SQ201110231760
公開日2013年2月27日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者汪軍生, 徐懷玉, 鄭永生, 馮敏 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司