基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式制造技术

由于混凝土泵车施工高度和臂架轻量化的要求，本发明专利技术公开了一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式。所述基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架包括头部、臂身、输入弯管、过渡直管、输出弯管，头部与臂身通过挤压成形，过渡直管内置在臂身中形成输送管道，输入弯管、输出弯管分别与过渡直管的一端相连接。基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架之间通过不锈钢挡环、钢背铝基合金轴套、高强度铝合金销轴进行铰接，其中，不锈钢挡环分别焊接在耳板的两侧，钢背铝基合金轴套焊接在铰接孔处，最后通过高强度铝合金销轴进行铰接。本发明专利技术为混凝土泵车臂架轻量化提供了设计方案，大大减小了臂架系统的重量，增加了各节臂架的长度。

High strength aluminum alloy boom based on embedded feed pipe structure and its articulation mode

【技术实现步骤摘要】
基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式
本专利技术涉及混凝土泵车臂架轻量化
，特别涉及一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式。
技术介绍
泵送混凝土施工是现场浇筑混凝土施工技术的重大进步，混凝土泵车是高效混凝土浇筑设备，它借助臂架系统同时完成混凝土的水平输送和垂直输送，并能保证混凝土的均匀性和密实性。随着我国城市建设的高速发展和交通、水利等基础建设规模的加大，商品混凝土的应用日趋广泛，使得混凝土泵车的需求与日俱增。由于建设的发展和泵送高度、远度的需求，泵车需要实现大范围的浇筑作业。目前国内混凝土泵车的臂架以钢材为主体，臂架自重较大，限制了臂架的长度，而混凝土输送的高度、距离，与臂架伸展后的长度有关，减轻臂架自身的重量有利于增加臂架的长度，扩大泵车的作业高度和作业范围。同时，目前泵车输料管依附在臂架的一侧，在输送混凝土时，偏载会对臂架产生显著的扭矩作用，缩短臂架的使用寿命。同时，由于输料管附在臂架外侧，臂架系统折叠后占用空间大，限制了泵车的施工范围。高强度铝合金具有密度小、比强度高、耐腐蚀、易加工等特点，多用于制造航空航天、轨道交通等重要高强度结构件。其中7系铝合金属于高强度铝合金，通过一定的加工方式并控制工艺参数，可以达到满足泵车臂架系统所需要的结构与力学性能。以铝代钢的轻量化制造可实现降能耗、增运能等的“绿色”智造发展，是利于企业未来长久利益和高附加值发展的有力支撑。借助国家新时代装备制造业产品高端化、技术引领等的理念倡导，轻量化技术及发展思维可为企业带来新的发展维度、技术及效益突破。专利申请号为CN201210349315.8，名称为“一种布料臂架、布料臂架的制造方法及泵送设备”的专利提出利用一体成形的铝合金臂架技术，以达到减轻臂架重量的目的。该专利布料臂架全部采用铝合金，其侧板、底板和顶板利用铝合金一次挤压成形，液压缸支座利用侧板凸出底板形成，臂头和臂尾采用折弯的形式成形。但是上述技术方案，存在以下几个问题：1)、臂头和臂尾采用折弯的形式成形，实现困难；2)、液压缸支座利用侧板凸出底板形成，如有损坏，难以修复。3)、输料管不能内嵌于臂架中，工作时臂架承受大的扭矩，降低了其使用寿命。专利申请号为CN201210184540.0，名称为“臂架制造方法、用该方法制造的臂架及使用该臂架的泵车”的专利提供一种铝合金型材制造臂架的方法。该专利臂架全部采用铝合金挤压成形，成形后臂架做变截面处理，臂架两端做弯曲处理。但是上述技术方案，存在以下几个问题：1)、臂架两端做弯曲处理，实现困难，增加成本；2)、臂架一体成形，两端如有损坏，难以修复。3)、输料管不能内嵌于臂架中，工作时臂架承受大的扭矩，降低了其使用寿命。专利申请号为CN201410008805.0，名称为“臂架、臂架制作方法以及混凝土设备”的专利提供一种臂架制作方法。该专利臂架采用上下两块凹形件焊接而成，臂架两端都固定有弯板和两块立板，油缸铰点立板固定在臂架中部的侧面上。但是上述技术方案，存在以下几个问题：1)、臂架采用上下两块凹形件焊接而成，增加成本，浪费工时；2)、油缸铰点立板固定在臂架中部的侧面上，油缸动作时，臂架上下两块凹形件的焊缝处易出现应力集中、疲劳开裂等现象，从而降低臂架使用寿命。3)、输料管不能内嵌于臂架中，工作时臂架承受大的扭矩，降低了其使用寿命。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式，以解决混凝土泵车臂架轻量化和减小臂架系统折叠空间的问题。一方面，本专利技术提供了一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，所述基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架包括头部、臂身、输入弯管、过渡直管、输出弯管，头部与臂身通过挤压成形，过渡直管内置在臂身中形成输送管道，输入弯管、输出弯管分别与过渡直管的一端相连接。进一步地，头部与臂身利用7系Al-Zn-Mg-Cu合金挤压成形，两者通过焊接固定。进一步地，头部与臂身的截面为箱型，四周采用圆角过渡。进一步地，头部利用连杆机构原理设计，焊接两块耳板。进一步地，臂身内腔下表面上设有弧形支撑板，弧形支撑板与臂身一次挤压成形，臂身外腔侧板固定有液压缸支撑座。进一步地，输入弯管、过渡直管、输出弯管采用陶瓷内衬的高强度铝合金输料管。进一步地，高强度铝合金输料管包括高强度铝合金管、60Mn钢管、KN17高分子陶瓷聚合物涂层。进一步地，输入弯管包括第一输入弯管、第二输入弯管、第三输入弯管，第一输入弯管与第二输入弯管通过不锈钢管卡连接，在不锈钢管卡内嵌有耐磨材料，第二输入弯管与第三输入弯管通过焊接固定连接，第三输入弯管与过渡直管通过焊接固定连接。进一步地，过渡直管与弧形支撑板通过U形卡扣固定连接，过渡直管与弧形支撑板之间嵌有橡胶支撑垫。进一步地，输出弯管包括第一输出弯管、第二输出弯管，第一输出弯管与第二输出弯管通过不锈钢管卡连接，在不锈钢管卡内嵌有耐磨材料，第一输出弯管与过渡直管通过焊接固定连接。另一方面，还提供了一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架的铰接方式，基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架之间通过不锈钢挡环、钢背铝基合金轴套、高强度铝合金销轴进行铰接，其中，不锈钢挡环分别焊接在耳板的两侧，钢背铝基合金轴套焊接在铰接孔处，最后通过高强度铝合金销轴进行铰接。本专利技术提供的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架具有自重小、强度高、稳定性好、臂架承载扭矩小等优点，增加了各节臂架的长度，扩大了泵车作业的范围，提高了臂架的使用寿命。基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架铰接孔与钢背铝基合金轴套固定，一方面铝基合金材料耐磨性好，另一方面钢的强度高，两者结合的双金属轴套的铰接方式可靠、安全。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式的结构示意图。图2为图1的A-A剖视图。图3为本专利技术所提供基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架之间铰接方式的结构示意图。具体实施方式实施例所描述的用于解释本专利技术，但不仅仅限于本专利技术。为使公众对本专利技术有更好的了解，下文的描述为一些特定的细节部分。下面结合图1、图2和图3，对本专利技术实施例一种基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架及其铰接方式作进一步详细说明，基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架包括头部(1)、臂身(2)、输入弯管(9)、过渡直管(17)、输出弯管(10)，头部(1)利用7系Al-Zn-Mg-Cu合金材料经过挤压工艺成形，为箱型梁，在两块侧板上分别焊接耳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架包括头部(1)、臂身(2)、输入弯管(9)、过渡直管(17)、输出弯管(10)，头部(1)与臂身(2)通过挤压成形，过渡直管(17)内置在臂身中形成输送管道，输入弯管(9)、输出弯管(10)分别与过渡直管(17)的一端相连接。/n

【技术特征摘要】
1.基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架包括头部(1)、臂身(2)、输入弯管(9)、过渡直管(17)、输出弯管(10)，头部(1)与臂身(2)通过挤压成形，过渡直管(17)内置在臂身中形成输送管道，输入弯管(9)、输出弯管(10)分别与过渡直管(17)的一端相连接。


2.根据权利要求1所述的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，头部(1)与臂身(2)利用7系Al-Zn-Mg-Cu合金挤压成形，两者通过焊接固定。


3.根据权利要求1所述的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述头部(1)与臂身(2)的截面为箱型，四周采用圆角过渡。


4.根据权利要求1所述的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述头部(1)利用连杆机构原理设计，焊接两块耳板(11)。


5.根据权利要求1所述的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述臂身(2)内腔下表面上设有弧形支撑板，弧形支撑板与臂身(2)一次挤压成形，臂身外腔侧板固定有液压缸支撑座。


6.根据权利要求1所述的基于嵌入式输料管结构的高强度铝合金臂架，其特征在于，所述输入弯管(9)、过渡直管(17)、输出弯管(10)采用陶瓷内衬的高强度铝合金输料管；所述高强度铝合金输料管包括高强度铝合金管(13)、6...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔宁，马帅，张杰，李洪波，任杰，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11