起重机支脚板全自动滑动装置的研究设计

王高峰

（山西尚风科技股份公司， 山西 太原 030000）

引言

为了增加起重机作业的稳定性，通常中大吨位的起重机支脚板的外形尺寸都较大，但车辆都有限宽，所以一般起重机支脚板都做成可活动的。抽拉式支脚板应用的比较广泛，即支脚板与支腿垂直油缸的球头连着，但位置固定的。当起重作业时，人工将支脚板抽出对其支腿下方的油缸。当起重机不进行起重作业或移动车辆时，人工再将支脚板推回车宽线以内。这种形式的支脚板因较大、重量也大，人工抽推或人工定位支脚板都很费力，可能还需要多人合作，效率较低，危险性大，还有完成起重作业支脚板推回时，限位固定插销常常被遗忘或者为了省事故意丢弃。当车辆行驶时，支脚板如果没有固定好，容易丢失、损坏，甚至可能造成安全隐患。

本研究解决的技术问题是设计一种起重机支脚板的全自动伸缩装置，可以使支脚板在作业或非作业状态下同步支腿的伸缩自动滑动到指定位置，不需人工定位及重复安放，降低支脚板因非工作原因造成的损坏或丢失，提高工作效率，提高安全性。

1 起重机支脚板全自动滑动装置的工作原理

起重机支脚板全自动滑动装置的部件主要包括固定支架、支脚板、推杆与弹簧。固定架安装于垂直支腿活塞油缸的下方、球头的上方，作为固定点既起到推杆的支点作用，还起到连接弹簧的作用。支脚板的卡板放置于活塞油缸球头上，作为被动装置，被弹簧拉伸和推杆杠杆的作用在球头上滑动，完成工作状态与非工作状态的切换。推杆上端双级轴承分区段在支腿的轨道上滚动；下端与支脚板铰接，横向方向可转动；推杆中部与固定支架上的销轴杆连接，同样轴承滚动，降低摩擦作用的干扰，还起杠杆作用传递力[1]。

起重机支腿在非工作状态下处于收缩状态，此时弹簧拉伸受力，推杆上端受支腿的压力。此状态下，支脚板处于偏心垂直油缸向内缩回的稳定状态[2]。

2 起重机支脚板全自动滑动装置的滑动方式

根据起重机的工况，主要分成以下两种滑动方式：

1）当支腿开始伸出到完全伸出状态（如图1所示），即到正常工作状态的过程中，推杆同步慢慢远离支腿轨道直至离开，推杆上端所承受的压力逐渐减小直至消失，在此过程中弹簧拉力始终远大于支脚板与垂直油缸球头的摩擦力。在此不平衡受力状态下，随着推杆的移动变化，支脚板弹簧的拉力克服支脚板卡板与球头的摩擦力运动，使支脚板的卡板在球头上向拉力方向滑动，直到限位装置限制支架板的滑动即至支脚板工作位置，使支架板正好处于垂直油缸正下方。

图1 支脚板伸出状态

2）当支腿回缩（如下页图2所示），结束工作状态时，在支腿回缩的过程中首先是推杆的上轴承接触支腿轨道并滚动，这样支腿会给推杆一个向外的推力，推杆通过固定支架的支点作用，利用杠杆原理使推杆下部的支脚板克服支脚板卡板与球头的摩擦力随同支腿一起向车内回缩，此时弹簧拉力逐渐增大，但是始终小于推杆对支脚板的力，在此受力情况下支脚板完全回缩到车宽范围内。此时弹簧拉直，产生的弹簧拉力最大，为下次支脚板滑动贡献作用力。

3 起重机支脚板全自动滑动装置的组成部件

3.1 固定支架部分

固定支架包括夹箍板、销轴杆、弹簧座。

图2 支脚板回缩状态

固定支架呈夹箍状，使用高强螺栓将固定支架夹紧在起重机垂直支腿的活塞杆下方，其作用是为了在活塞杆上形成固定点，连接推杆及弹簧。

销轴杆焊在固定支架的内侧，销轴杆两端各装有一个轴承，主要作用是起到支点及承受推杆带来的反作用力，并使推杆与固定支架之间能产生相对运动[3]。

弹簧座焊在固定支架外侧，主要是为连接支脚板上的弹簧提供连接点。

3.2 支脚板

支脚板包括垫板、卡板（卡板制作呈C型）、活塞杆座、弹簧支架和推杆支架。

垫板中部焊接活塞杆座，活塞杆座有一个下凹的球面，与活塞球头配合，球头放置在下凹球面进行工作，活塞杆座承受整车重量及吊物重量，又将力传递给垫板。

卡板平行对称的焊接在活塞杆座两侧形成一个C型卡槽，与活塞杆座相互配合。当活塞球头向下伸可放在活塞杆座受力工作，活塞球头向上缩回时支脚板通过卡板可悬挂在球头上，还可相对滑动。

两个弹簧支架对称的焊在垫板的外侧，为连接固定支架上的弹簧提供定点。

推杆支架焊在垫板的内侧，用于连接推杆，作为铰接转点。

3.3 推杆

推杆包括推杆、轴承、销轴

推杆上端装有两个轴承，分段与支腿轨道接触，既可以避免滚动死点，又可以增加推杆的强度，轴承在支腿上滑动并承受支腿的推力。

下端与支脚板上的推杆支架铰接连接，保证下端可在车辆横向转动。

推杆中部有长圆孔，与固定支架销轴杆上的轴承接触，且相对滑动，起到支点及传递力作用。

3.4 弹簧

根据受力情况及使用情况，选用圆柱螺旋拉伸弹簧，连接固定支架及支脚板，提供弹力克服摩擦力，使支脚板相对滑动。还可在一定程度上紧固支脚板，放置支脚板掉落，晃动。

4 结语

本文所述的是一种起重机支脚板的全自动伸缩滑动装置，其设计原理是使用杠杆原理、弹簧原理、滚动摩擦原理，提供各部件的相互配合，减少各部件之间的滑动摩擦，减少各零件因摩擦造成的零件损耗。该设计原理可以使支脚板在作业和非作业状态之间切换，同步支腿的伸缩自动滑动到指定位置，不需人工操作定位及重复安放，特别是避免支脚板离地很低时操作人员还需要爬到地面操作，降低支脚板因非工作原因造成的损坏，解决中大吨位手动抽拉支脚板费力的问题，提高工作效率，提高安全性，提高产品的自动化与便捷性。

[1] 张质文.起重机设计手册[M].北京：中国铁道工业出版社，1998.

[2] 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3] 中国标准化委员会.圆柱螺旋弹簧设计计算：GB T 23935—2009.[S].北京：中国质检出版社，2014.