專利名稱：一種臂架、臂架系統(tǒng)和工程機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工程機械領(lǐng)域，具體而言，涉及一種臂架、臂架系統(tǒng)和工程機械。
背景技術(shù)：
復(fù)合材料如碳纖維具有強度高、密度小的特點，由于混凝土泵車臂架朝著輕量化、超長化方向發(fā)展，因此復(fù)合材料臂架具有良好的應(yīng)用前景。復(fù)合材料臂架通常采用模具成型制作，由于單根臂架的長度較長，采用一體成型較為困難，因此，單根臂架的主梁和頭部通常先分別制作，制作完成后再通過粘接的方式組成整根臂架。為實現(xiàn)粘接，主梁和頭部的截面需配合一致，如頭部的截面變化，主梁的截面也需要相應(yīng)改變。但是，不同型號泵車的臂架頭部截面不同，在一套臂架中，兩根相鄰臂架需配合一致，故上一節(jié)臂架小頭截面變化，下一節(jié)臂架大頭需要相應(yīng)改變。但復(fù)合材料制品模具非常昂貴，需要確保有一定產(chǎn)量才 能均攤模具成本，降低模具費用，復(fù)合材料臂架型號又很多，如果每種型號配備一套模具，模具成本將大幅度提升?，F(xiàn)有相關(guān)技術(shù)中有一種將模具設(shè)計成分段結(jié)構(gòu)，當(dāng)臂架需要加長時，可以拼接一段模具，但其僅可增加臂架長度，如果臂架頭部截面改變則需重新開模，目前在這一方面還沒有很好的辦法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種新的臂架，在頭部的截面改變時不需要更換所有模具，以提高模具的通用性，降低模具成本。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種臂架，包括主梁和頭部，所述主梁和所述頭部均為復(fù)合材料成型的空心結(jié)構(gòu)，所述主梁的端部設(shè)有逐漸外擴的擴放段，所述頭部的端部設(shè)有逐漸內(nèi)收的收縮段，所述擴放段和所述收縮段嵌套配合且相互粘接，在所述收縮段的端部設(shè)有與所述主梁配合的平粘段，所述平粘段與所述主梁相互粘接。在該技術(shù)方案中，主梁和頭部相互粘接，當(dāng)成型時可以分開成型，降低了成型時的工藝難度；而且針對該技術(shù)方案中的臂架結(jié)構(gòu)，采用成型擴放段部分較長的模具，擴放段完成后根據(jù)頭部的尺寸將多余長度的擴放段裁掉，即可獲得所需的主梁，最終實現(xiàn)了當(dāng)頭部的截面增大時，可以保持主梁的模具不換，只需更換頭部的模具即可，提高了模具的通用性；而且頭部較短，成本更低，有效地降低了模具的成本，而實踐中模具的成本非常高，所以也就有效地降低了生產(chǎn)臂架的總成本；另外，該技術(shù)方案中的擴放段和收縮段相對于主梁是傾斜的，提高了粘接時的壓應(yīng)力，粘接強度高；而且，在收縮段的端部設(shè)置平粘段，進一步增強了主梁與頭部之間的粘接強度，提高了粘接的可靠性。優(yōu)選地，所述擴放段的外壁與所述收縮段的內(nèi)壁嵌套配合，所述平粘段的內(nèi)壁與所述主梁的外壁嵌套配合。在該技術(shù)方案中，由于頭部的尺寸相對與主梁較大，所以采用將擴放段套設(shè)在收縮段內(nèi)部更為合理。優(yōu)選地，所述擴放段的軸線均與所述主梁的軸線重合，所述收縮段的軸線與所述頭部的軸線重合。優(yōu)選地，所述擴放段的橫截面積沿所述主梁的軸線向外呈線性增大，所述收縮段的橫截面積沿所述頭部的軸線向外呈線性減小。在一種具體技術(shù)方案中，所述主梁和所述頭部均為由四個側(cè)面圍成的箱形結(jié)構(gòu)，以及所述擴放段和所述收縮段均為空心四棱臺結(jié)構(gòu)。。在該技術(shù)方案中，主梁和頭部采用箱形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，而且有利于主梁和頭部承受沿箱形各個面的應(yīng)力。優(yōu)選地，所述擴放段的四個側(cè)面相對于所述主梁的軸線的傾角均相等，以及所述收縮段的四個側(cè)面相對于所述頭部的軸線的傾角均相等。擴放段采用該種結(jié)構(gòu)簡單常用，而且其四個面相對于主梁的主體的傾角均相等，采用這種對稱的結(jié)構(gòu)，整體上結(jié)構(gòu)規(guī)則，使模具的設(shè)計也更加簡便。其中，顯而易見的是，收縮段需要與擴放段配合，因此也需要采用相似的結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選地，所述擴放段的四個側(cè)面均與所述收縮段粘接，粘接更加牢固。在另一種具體技術(shù)方案中，所述主梁和所述頭部均為圓筒形，所述擴放段和所述收縮段均為空心的圓臺結(jié)構(gòu)。在該技術(shù)方案中，主梁采用圓筒形結(jié)構(gòu)制作模具最為方便，工藝最簡單，成本最低；另外，作為一種優(yōu)選的實施方式，使圓臺的軸線與圓筒的軸線相互重合，即擴放段和收縮段的軸線均與主梁的軸線重合，從而形成規(guī)則對稱的結(jié)構(gòu)，進一步簡化模具的設(shè)計，降低成本。本發(fā)明還提供了一種臂架系統(tǒng)，包括多節(jié)首尾依次鉸接的如上述技術(shù)方案中任一項所述的臂架。本發(fā)明還提供了一種包括該種臂架系統(tǒng)的工程機械，例如混凝土泵車。綜上所述，在該技術(shù)方案中，主梁和頭部相互粘接，當(dāng)成型時可以分開成型，降低了成型時的工藝難度；而且針對該技術(shù)方案中的臂架結(jié)構(gòu)，采用成型擴放段部分較長的模具，擴放段完成后根據(jù)頭部的尺寸將多余長度的擴放段裁掉，即可獲得所需的主梁，最終實現(xiàn)了當(dāng)頭部的截面增大時，可以保持主梁的模具不換，只需更換頭部的模具即可，提高了模具的通用性；而且頭部較短，成本更低，有效地降低了模具的成本，而實踐中模具的成本非常高，所以也就有效地降低了生產(chǎn)臂架的總成本；另外，該技術(shù)方案中的擴放段和收縮段相對于主梁是傾斜的，提聞了粘接時的壓應(yīng)力，粘接強度聞。


圖I是本發(fā)明實施例中臂架的主梁與較小截面頭部的連接示意圖。圖2是本發(fā)明實施例中臂架頭部的連較大截面頭部的連接示意圖。
具體實施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點，下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明進行進一步的詳細描述。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實施，因此，本發(fā)明的保護范圍并不受下面公開的具體實施例的限制。下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步說明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
圖I和圖2是本發(fā)明實施例中臂架的主梁與不同截面頭部的連接示意圖，其中，圖I中頭部的截面較小，圖2中頭部的截面較大。如圖I和圖2所示，本發(fā)明中的臂架，包括主梁I和頭部2，主梁I和頭部2均為復(fù)合材料成型的空心結(jié)構(gòu)，主梁I的端部設(shè)有逐漸外擴的擴放段11，頭部2的端部設(shè)有逐漸內(nèi)收的收縮段21，擴放段11和收縮段21嵌套配合且相互粘接，在收縮段21的端部設(shè)有與主梁I配合的平粘段22，平粘段22與主梁I相互粘接。其中，如圖中所示，所謂的擴放段11是指主梁I的端部向外延伸且截面積逐漸增大的結(jié)構(gòu)，同樣地，所謂的收縮段21是指頭部2的端部向外延伸且截面積逐漸減小的結(jié)構(gòu)，所謂的平粘段22則是至在收縮段21的端部設(shè)置的與主梁I配合的截面積不變的結(jié)構(gòu)。
在該技術(shù)方案中，主梁I和頭部2相互粘接，當(dāng)成型時可以分開成型，降低了成型時的工藝難度；而且針對該技術(shù)方案中的臂架結(jié)構(gòu)，采用成型擴放段11部分較長的模具，擴放段11完成后根據(jù)頭部2的尺寸將多余長度的擴放段11裁掉，即可獲得所需的主梁1，最終實現(xiàn)了當(dāng)頭部2的截面增大時，可以保持主梁I的模具不換，只需更換頭部2的模具即可，提高了模具的通用性；而且頭部2較短，成本更低，有效地降低了模具的成本，而實踐中模具的成本非常高，所以也就有效地降低了生產(chǎn)臂架的總成本；另外，該技術(shù)方案中的擴放段11和收縮段21相對于主梁I是傾斜的，提高了粘接時的壓應(yīng)力，粘接強度高；另外在收縮段21的端部設(shè)置平粘段22，進一步增強了主梁I與頭部2之間的粘接強度，提高了粘接的可靠性。具體而言，例如如圖I和圖2中所示，圖2中臂架的頭部2相對于圖I中的頭部2截面增大，此時通過本發(fā)明中的臂架結(jié)構(gòu)，不用更換主梁I的模具，只需更換頭部2的模具，然后將擴放段11以如圖中所示的方式延長即可。其中，延長擴放段11的具體方式在實踐中可以為，采用成型擴放段11部分較長的模具，其長度可以滿足不同型號的臂架的擴放段11的需要，當(dāng)使用的臂架擴放段11較短時只需將多余的部分裁掉即可，相對而言模具的成本遠高于裁掉部分的成本，所以有效地降低了臂架的總成本。優(yōu)選地，擴放段11的外壁與收縮段21的內(nèi)壁嵌套配合，平粘段22的內(nèi)壁與主梁I的外壁嵌套配合。在該技術(shù)方案中，由于頭部2的尺寸相對與主梁I較大，所以采用將擴放段11套設(shè)在收縮段21內(nèi)部更為合理。優(yōu)選地，擴放段11的外壁與收縮段21的內(nèi)壁嵌套配合，平粘段22的內(nèi)壁與主梁I的外壁嵌套配合。在該技術(shù)方案中，由于頭部2的尺寸相對與主梁I較大，所以采用將擴放段11套設(shè)在收縮段21內(nèi)部更為合理。優(yōu)選地，擴放段11的軸線均與主梁I的軸線重合，收縮段21的軸線與頭部2的軸線重合，形成規(guī)則對稱的結(jié)構(gòu)，進一步簡化模具的設(shè)計，降低成本。擴放段11和收縮段21的截面積變化可以是線性的變化，例如，所述擴放段11的橫截面積沿所述主梁I的軸線向外呈線性增大，所述收縮段21的橫截面積沿所述頭部2的軸線向外呈線性減小，如圖中所示，擴放段11和收縮段21的側(cè)面沿主梁I的軸線的截面為直線段，采用該種結(jié)構(gòu)最為簡單；或者擴放段11和收縮段21的截面積變化可以是非線性的變化，例如成臺階裝或圓弧狀等，只要的頭部的截面積增大時能夠通過擴放段11的延伸實現(xiàn)滿足截面積變化后的頭部2的需要即可?；谏鲜黾夹g(shù)方案，在一種具體實施方式
中，本發(fā)明中的主梁I和頭部2可以為由四個面圍成的箱形結(jié)構(gòu)，相應(yīng)地，擴放段11和收縮段21為空心四棱臺結(jié)構(gòu)。在該技術(shù)方案中，主梁I和頭部2采用箱形結(jié)構(gòu)，擴放段11和收縮段21為空心四棱臺結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，而且有利于主梁I和頭部2承受沿箱形各個面的應(yīng)力。其中，主梁I與頭部2的粘接可以是僅頂面和底面粘接或僅側(cè)面粘接等，當(dāng)然，為了提高粘接強度，優(yōu)選擴放段11的四個面均與收縮段21粘接。優(yōu)選地，擴放段11的四個側(cè)面相對于主梁I的軸線的傾角均相等。擴放段11采用該種結(jié)構(gòu)簡單常用，而且其四個面相對于主梁I的主 體的傾角均相等，采用這種對稱的結(jié)構(gòu)，整體上結(jié)構(gòu)規(guī)則，使模具的設(shè)計也更加簡便。其中，顯而易見的是，收縮段21需要與擴放段11配合，因此也需要采用相似的結(jié)構(gòu)。在另一種具體實施方式
中，主梁I和頭部2均為圓筒形，擴放段11和收縮段21均為空心的圓臺結(jié)構(gòu)。在該技術(shù)方案中，主梁I采用圓筒形結(jié)構(gòu)制作模具最為方便，工藝最簡單，成本最低；另外，作為一種優(yōu)選的實施方式，使圓臺的軸線與圓筒的軸線相互重合。本發(fā)明還提供了一種臂架系統(tǒng)，包括多節(jié)首尾依次鉸接的如上述技術(shù)方案中任一項所述的臂架。本發(fā)明還提供了一種包括該種臂架系統(tǒng)的工程機械，例如混凝土泵車。綜上所述，在該技術(shù)方案中，主梁和頭部相互粘接，當(dāng)成型時可以分開成型，降低了成型時的工藝難度；而且針對該技術(shù)方案中的臂架結(jié)構(gòu)，采用成型擴放段部分較長的模具，擴放段完成后根據(jù)頭部的尺寸將多余長度的擴放段裁掉，即可獲得所需的主梁，最終實現(xiàn)了當(dāng)頭部的截面增大時，可以保持主梁的模具不換，只需更換頭部的模具即可，提高了模具的通用性；而且頭部較短，成本更低，有效地降低了模具的成本，而實踐中模具的成本非常高，所以也就有效地降低了生產(chǎn)臂架的總成本；另外，該技術(shù)方案中的擴放段和收縮段相對于主梁是傾斜的，提聞了粘接時的壓應(yīng)力，粘接強度聞。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種臂架，其特征在于，包括主梁(I)和頭部(2)，所述主梁(I)和所述頭部(2)均為復(fù)合材料成型的空心結(jié)構(gòu)，所述主梁(I)的端部設(shè)有逐漸外擴的擴放段(11 )，所述頭部(2)的端部設(shè)有逐漸內(nèi)收的收縮段(21 )，所述擴放段(11)和所述收縮段(21)嵌套配合且相互粘接，在所述收縮段(21)的端部設(shè)有與所述主梁(I)配合的平粘段(22 )，所述平粘段(22 )與所述主梁(I)相互粘接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述擴放段(11)的外壁與所述收縮段(21)的內(nèi)壁嵌套配合，所述平粘段(22)的內(nèi)壁與所述主梁(I)的外壁嵌套配合。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的臂架，其特征在于，所述擴放段(11)的軸線與所述主梁(I) 的軸線重合，所述收縮段(21)的軸線與所述頭部(2)的軸線重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的臂架，其特征在于，所述擴放段(11)的橫截面積沿所述主梁(1)的軸線向外呈線性增大，所述收縮段(21)的橫截面積沿所述頭部(2)的軸線向外呈線性減小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的臂架，其特征在于，所述主梁(I)和所述頭部(2)均為由四個側(cè)面圍成箱形結(jié)構(gòu)，以及所述擴放段(11)和所述收縮段(21)均為空心四棱臺結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的臂架，其特征在于，所述擴放段(11)的四個側(cè)面相對于所述主梁(I)的軸線的傾角均相等，以及所述收縮段(21)的四個側(cè)面相對于所述頭部(2)的軸線的傾角均相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的臂架，其特征在于，所述擴放段(11)的四個側(cè)面均與所述收縮段(21)粘接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的臂架，其特征在于，所述主梁(I)和所述頭部(2)均為圓筒形，所述擴放段(11)和所述收縮段(21)均為空心的圓臺結(jié)構(gòu)。
9.一種臂架系統(tǒng)，其特征在于，包括多節(jié)首尾依次鉸接的如權(quán)利要求I至8中任一項所述的臂架。
10.一種工程機械，其特征在于，包括如權(quán)利要求9中所述的臂架系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種臂架，包括主梁和頭部，所述主梁和所述頭部均為復(fù)合材料成型的空心結(jié)構(gòu)，所述主梁的端部設(shè)有逐漸外擴的擴放段，所述頭部的端部設(shè)有逐漸內(nèi)收的收縮段，所述擴放段和所述收縮段嵌套配合且相互粘接，在所述收縮段的端部設(shè)有與所述主梁配合的平粘段，所述平粘段與所述主梁相互粘接。通過本發(fā)明，在頭部的截面改變時不需要更換所有模具，提高了模具的通用性，降低了模具成本。本發(fā)明還提供了一種臂架系統(tǒng)和一種工程機械。
文檔編號E04G21/04GK102733609SQ20121021337
公開日2012年10月17日 申請日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者宋師偉, 李韶茂, 段艷兵 申請人:三一重工股份有限公司