[发明专利]起重机械、箱型臂及其制造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及起重机械，具体地，涉及一种箱型臂的制造工艺。此外，本发明还涉及经过所述箱型臂的制造工艺形成的箱型臂和包括该箱型臂的起重机械。

背景技术

吊臂是起重机械重要的构件之一，用于将重物提升到一定起升高度。吊臂的安全性、稳定性、可靠性是评判起重机性能质量的关键要素。吊臂在吊装过程中除了要承担重物的重力作用外，还受到自重的影响，变形挠度大，不仅限制了起重机械的起吊重量，还影响了起重机械的起吊精准度。同时由于大应力与大应变，增加了吊臂疲劳开裂的可能性，起重机械安全性和可靠性降低。

根据截面形式不同，吊臂分为桁架式吊臂和箱型吊臂。为了改善箱型吊臂的变形挠度，提高吊臂的抗变形能力和吊装精准度，现在通常由U型臂替代多边形臂。此外，现有技术还采用多种其他手段改善吊臂的抗变形性能，例如在末节臂的尾部增加超起装置，可以减少臂架的变形挠度，扩大使用范围。另外，增加筒壁钢材厚度也是提高刚度的方法，但增加筒壁厚度会增加吊臂自重，对吊臂支架、底盘等提出更高的要求，也不符合节能环保的发展趋势。

中国发明专利申请CN 102729488 A公开一种碳纤维复合材料臂架，利用碳纤维复合材料直接形成吊臂筒体，虽然在使吊臂自重减轻的前提下有效改善了吊臂性能，但较大地提高了材料成本，不适于实际应用。

有鉴于此，有必要提供一种能够改善箱型吊臂性能的制造工艺，以在较小地增加吊臂自重前提下，有效提高吊臂的抗变形能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种箱型臂的制造工艺，该制造工艺能够改善箱型吊臂性能，并在较小地增加吊臂自重前提下，有效提高吊臂的抗变形能力。

为了实现上述目的，本发明提供一种箱型臂的制造工艺，所述箱型臂具有吊臂筒体，所述吊臂筒体具有待强化区域，所述箱型臂的制造工艺包括以下步骤：第一，将所述吊臂筒体两端固定，在所述吊臂筒体的上侧表面施加朝向该吊臂筒体的下侧表面的载荷，以使所述上侧表面具有压应力；第二，将胶粘剂涂在所述待强化区域形成底胶层；第三，在所述底胶层上铺设碳纤维复合材料，以将该碳纤维复合材料胶接至所述待强化区域；第四，使所述底胶层和所述碳纤维复合材料固化成型，以形成碳纤维加强层，由此形成所述吊臂筒体的加强区域；第五，移除所述载荷，以使所述碳纤维加强层处于预拉伸状态。

优选地，在所述第四步骤中，首先利用真空袋膜密封所述碳纤维复合材料，抽出所述真空袋膜内的空气并形成负压，然后进行固化。

优选地，所述碳纤维加强层的纤维方向平行于所述吊臂筒体的长度方向。

优选地，所述待强化区域为拉应力区域，该拉应力区域以处于所述上侧表面上的横向线为中心并沿所述吊臂筒体的长度方向向所述横向线两侧延伸，其中，所述吊臂筒体的下侧表面具有工作支撑点，所述横向线为与该工作支撑点处于所述吊臂筒体的同一横截面上的假想线。

优选地，所述拉应力区域的长度为所述吊臂筒体的长度的4/5至5/6，宽度为所述上侧表面的宽度的1/2至4/5。

优选地，所述箱形臂为起重机用箱形吊臂。

优选地，所述箱形吊臂为位于起重机伸缩吊臂最外层的基本臂，所述工作支撑点为该基本臂的用于连接变幅液压缸的支撑连接点。

优选地，所述箱型吊臂为起重机伸缩吊臂中除最外层的基本臂之外的臂节，所述工作支撑点为该臂节完全伸出于前一节臂节时的滑块支撑点。

在此基础上，本发明提供一种箱型臂，该箱型臂通过本发明的所述制造工艺形成。

此外，本发明还提供一种起重机械，其特征在于，该起重机械包括本发明提供的所述箱型臂。

通过上述技术方案，将碳纤维复合材料胶接在吊臂筒体表面上，由于碳纤维复合材料密度远小于钢材，而强度远高于钢材，因而可以在极小地增加箱型臂自重前提下，有效提高抗变形能力，改善箱型臂及工程机械的性能。特别是在设置底胶层和碳纤维复合材料之前，通过在上侧表面施加载荷，以在制造完成后使得碳纤维加强层处于预拉伸状态，能够显著提升箱型臂的临界载荷和抗变形能力。此外，本发明的箱型臂的制造工艺不改变箱型臂的整体结构，制造过程容易实施、成本低，具有良好的应用前景。

本发明的其它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和图2分别是传统工艺制造的吊臂筒体的应力和横向位移分布图；