起重機(jī)支腳板全自動(dòng)滑動(dòng)裝置的研究設(shè)計(jì)

王高峰

（山西尚風(fēng)科技股份公司， 山西 太原 030000）

引言

為了增加起重機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性，通常中大噸位的起重機(jī)支腳板的外形尺寸都較大，但車輛都有限寬，所以一般起重機(jī)支腳板都做成可活動(dòng)的。抽拉式支腳板應(yīng)用的比較廣泛，即支腳板與支腿垂直油缸的球頭連著，但位置固定的。當(dāng)起重作業(yè)時(shí)，人工將支腳板抽出對(duì)其支腿下方的油缸。當(dāng)起重機(jī)不進(jìn)行起重作業(yè)或移動(dòng)車輛時(shí)，人工再將支腳板推回車寬線以內(nèi)。這種形式的支腳板因較大、重量也大，人工抽推或人工定位支腳板都很費(fèi)力，可能還需要多人合作，效率較低，危險(xiǎn)性大，還有完成起重作業(yè)支腳板推回時(shí)，限位固定插銷常常被遺忘或者為了省事故意丟棄。當(dāng)車輛行駛時(shí)，支腳板如果沒(méi)有固定好，容易丟失、損壞，甚至可能造成安全隱患。

本研究解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種起重機(jī)支腳板的全自動(dòng)伸縮裝置，可以使支腳板在作業(yè)或非作業(yè)狀態(tài)下同步支腿的伸縮自動(dòng)滑動(dòng)到指定位置，不需人工定位及重復(fù)安放，降低支腳板因非工作原因造成的損壞或丟失，提高工作效率，提高安全性。

1 起重機(jī)支腳板全自動(dòng)滑動(dòng)裝置的工作原理

起重機(jī)支腳板全自動(dòng)滑動(dòng)裝置的部件主要包括固定支架、支腳板、推桿與彈簧。固定架安裝于垂直支腿活塞油缸的下方、球頭的上方，作為固定點(diǎn)既起到推桿的支點(diǎn)作用，還起到連接彈簧的作用。支腳板的卡板放置于活塞油缸球頭上，作為被動(dòng)裝置，被彈簧拉伸和推桿杠桿的作用在球頭上滑動(dòng)，完成工作狀態(tài)與非工作狀態(tài)的切換。推桿上端雙級(jí)軸承分區(qū)段在支腿的軌道上滾動(dòng)；下端與支腳板鉸接，橫向方向可轉(zhuǎn)動(dòng)；推桿中部與固定支架上的銷軸桿連接，同樣軸承滾動(dòng)，降低摩擦作用的干擾，還起杠桿作用傳遞力[1]。

起重機(jī)支腿在非工作狀態(tài)下處于收縮狀態(tài)，此時(shí)彈簧拉伸受力，推桿上端受支腿的壓力。此狀態(tài)下，支腳板處于偏心垂直油缸向內(nèi)縮回的穩(wěn)定狀態(tài)[2]。

2 起重機(jī)支腳板全自動(dòng)滑動(dòng)裝置的滑動(dòng)方式

根據(jù)起重機(jī)的工況，主要分成以下兩種滑動(dòng)方式：

1）當(dāng)支腿開(kāi)始伸出到完全伸出狀態(tài)（如圖1所示），即到正常工作狀態(tài)的過(guò)程中，推桿同步慢慢遠(yuǎn)離支腿軌道直至離開(kāi)，推桿上端所承受的壓力逐漸減小直至消失，在此過(guò)程中彈簧拉力始終遠(yuǎn)大于支腳板與垂直油缸球頭的摩擦力。在此不平衡受力狀態(tài)下，隨著推桿的移動(dòng)變化，支腳板彈簧的拉力克服支腳板卡板與球頭的摩擦力運(yùn)動(dòng)，使支腳板的卡板在球頭上向拉力方向滑動(dòng)，直到限位裝置限制支架板的滑動(dòng)即至支腳板工作位置，使支架板正好處于垂直油缸正下方。

圖1 支腳板伸出狀態(tài)

2）當(dāng)支腿回縮（如下頁(yè)圖2所示），結(jié)束工作狀態(tài)時(shí)，在支腿回縮的過(guò)程中首先是推桿的上軸承接觸支腿軌道并滾動(dòng)，這樣支腿會(huì)給推桿一個(gè)向外的推力，推桿通過(guò)固定支架的支點(diǎn)作用，利用杠桿原理使推桿下部的支腳板克服支腳板卡板與球頭的摩擦力隨同支腿一起向車內(nèi)回縮，此時(shí)彈簧拉力逐漸增大，但是始終小于推桿對(duì)支腳板的力，在此受力情況下支腳板完全回縮到車寬范圍內(nèi)。此時(shí)彈簧拉直，產(chǎn)生的彈簧拉力最大，為下次支腳板滑動(dòng)貢獻(xiàn)作用力。

3 起重機(jī)支腳板全自動(dòng)滑動(dòng)裝置的組成部件

3.1 固定支架部分

固定支架包括夾箍板、銷軸桿、彈簧座。

圖2 支腳板回縮狀態(tài)

固定支架呈夾箍狀，使用高強(qiáng)螺栓將固定支架夾緊在起重機(jī)垂直支腿的活塞桿下方，其作用是為了在活塞桿上形成固定點(diǎn)，連接推桿及彈簧。

銷軸桿焊在固定支架的內(nèi)側(cè)，銷軸桿兩端各裝有一個(gè)軸承，主要作用是起到支點(diǎn)及承受推桿帶來(lái)的反作用力，并使推桿與固定支架之間能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)[3]。

彈簧座焊在固定支架外側(cè)，主要是為連接支腳板上的彈簧提供連接點(diǎn)。

3.2 支腳板

支腳板包括墊板、卡板（卡板制作呈C型）、活塞桿座、彈簧支架和推桿支架。

墊板中部焊接活塞桿座，活塞桿座有一個(gè)下凹的球面，與活塞球頭配合，球頭放置在下凹球面進(jìn)行工作，活塞桿座承受整車重量及吊物重量，又將力傳遞給墊板。

卡板平行對(duì)稱的焊接在活塞桿座兩側(cè)形成一個(gè)C型卡槽，與活塞桿座相互配合。當(dāng)活塞球頭向下伸可放在活塞桿座受力工作，活塞球頭向上縮回時(shí)支腳板通過(guò)卡板可懸掛在球頭上，還可相對(duì)滑動(dòng)。

兩個(gè)彈簧支架對(duì)稱的焊在墊板的外側(cè)，為連接固定支架上的彈簧提供定點(diǎn)。

推桿支架焊在墊板的內(nèi)側(cè)，用于連接推桿，作為鉸接轉(zhuǎn)點(diǎn)。

3.3 推桿

推桿包括推桿、軸承、銷軸

推桿上端裝有兩個(gè)軸承，分段與支腿軌道接觸，既可以避免滾動(dòng)死點(diǎn)，又可以增加推桿的強(qiáng)度，軸承在支腿上滑動(dòng)并承受支腿的推力。

下端與支腳板上的推桿支架鉸接連接，保證下端可在車輛橫向轉(zhuǎn)動(dòng)。

推桿中部有長(zhǎng)圓孔，與固定支架銷軸桿上的軸承接觸，且相對(duì)滑動(dòng)，起到支點(diǎn)及傳遞力作用。

3.4 彈簧

根據(jù)受力情況及使用情況，選用圓柱螺旋拉伸彈簧，連接固定支架及支腳板，提供彈力克服摩擦力，使支腳板相對(duì)滑動(dòng)。還可在一定程度上緊固支腳板，放置支腳板掉落，晃動(dòng)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所述的是一種起重機(jī)支腳板的全自動(dòng)伸縮滑動(dòng)裝置，其設(shè)計(jì)原理是使用杠桿原理、彈簧原理、滾動(dòng)摩擦原理，提供各部件的相互配合，減少各部件之間的滑動(dòng)摩擦，減少各零件因摩擦造成的零件損耗。該設(shè)計(jì)原理可以使支腳板在作業(yè)和非作業(yè)狀態(tài)之間切換，同步支腿的伸縮自動(dòng)滑動(dòng)到指定位置，不需人工操作定位及重復(fù)安放，特別是避免支腳板離地很低時(shí)操作人員還需要爬到地面操作，降低支腳板因非工作原因造成的損壞，解決中大噸位手動(dòng)抽拉支腳板費(fèi)力的問(wèn)題，提高工作效率，提高安全性，提高產(chǎn)品的自動(dòng)化與便捷性。

[1] 張質(zhì)文.起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)鐵道工業(yè)出版社，1998.

[2] 孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì).圓柱螺旋彈簧設(shè)計(jì)計(jì)算：GB T 23935—2009.[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2014.