用于工程机械的框架的制作方法

本发明涉及一种在诸如液压挖掘机的工程机械中使用的框架。

背景技术：

一般来说，液压挖掘机(工程机械的典型实例)包括下行进体，可旋转地安装在下行进体上的上回转体，以及可操作地安装在上回转体上的工作臂装置。上回转体的框架包括中心构件，水平地设置在中心构件的两侧上并且在纵向方向上延伸的一对左右裙部构件，以及连接中心构件和每个裙部构件的多个梁构件。工作臂装置的安装部分设在中心构件的前端侧上以用于安装工作臂装置，且配重附接部分设在中心构件的后端部分上以用于附接配重以便与工作臂装置平衡。

当液压挖掘机在高度不平的地面上行进时，或者当其利用工作臂装置钻孔时，配重可能在整车振动时在水平方向上振荡倾斜。也就是说，配重的右端部分和左端部分可以围绕中心构件的配重附接部分交替地垂直移动。在这种情况下，扭力负载(下文称为“扭力负载”)作用在上回转体的框架上，其通过使右裙部构件从前向后并向上倾斜来使右裙部构件变形，并且通过使左裙部构件从前向后并向下倾斜来使左裙部构件变形。

当扭力负载作用于上回转体的框架上时，应力可集中在框架的每个位置上，包括梁构件与中心或裙部构件之间的连接部分，使得裂纹可在框架的每个位置出现。因此，该申请人提出了一种工程机械的框架，该工程机械的框架包括矩形截面形状的驾驶室支承构件(梁构件支承驾驶室)，该驾驶室支承构件具有前板、后板、顶板和底板，并且在顶板上具有水平延伸的狭缝(参见下面的专利文献1)。由于该工程机械的框架可以抑制具有相对较高的挠曲和扭转刚度的驾驶室支承构件的挠曲刚度的劣化并且减小了扭转刚度，所以当扭力负载作用在框架上时，可以通过扭曲驾驶室支承构件来减轻在驾驶室支承构件与中心或裙部构件之间的连接部分和其它部分上的应力集中，使得可以防止裂纹的出现。

引用列表

[专利文献]

专利文献1：未审查的日本专利申请公报第2016-79709号

技术实现要素：

[本发明要解决的问题]

然而，尽管上述专利文献1中公开的工程机械的框架可能在具有狭缝的驾驶室支承构件与裙部或中心构件之间的连接部分和其它部分处呈现裂纹出现，但是当施加扭力负载时，裂纹可能出现在框架的其它部分处。

考虑到上述内容，本发明的任务是提供一种能够防止由扭力负载引起的裂缝的工程机械的框架。

[解决问题的手段]

为了解决上述任务，本发明提供了以下的工程机械的框架。也就是说，该工程机械的框架包括中心构件，中心构件包括底板和一对左竖直板和右竖直板，所述一对左竖直板和右竖直板以一定间隔水平地设置在底板的顶表面上，纵向延伸，并且设有在后端部分处的配重附接部分；一对左裙部构件和右裙部构件，其水平地设置在中心构件的左侧和右侧两者上，并且在纵向方向上延伸；以及分别在中心构件与右裙部构件之间以及中心构件与左裙部构件之间沿纵向方向以一定间隔设置的多个梁构件；其中多个梁构件包括以垂直竖立方式抵靠底板设置的板梁构件；其中板梁构件形成有第一弯曲部分和第二弯曲部分；并且其中板梁构件包括在水平方向上从中心构件向外延伸到第一弯曲部分的第一部分，从第一弯曲部分延伸到第二弯曲部分的第二部分，以及在水平方向上从第二弯曲部分向外延伸到裙部构件的第三部分。

优选地，板梁构件的第一弯曲部分或第二弯曲部分的高度尺寸小于第一部分的水平内端部分和第三部分的水平外端部分的高度尺寸。当从中心构件的水平外端部分到裙部构件的水平内端部分的尺寸假定为l时，第一弯曲部分和第二弯曲部分中的每一个应适当地位于l/4与3l/4之间。当板梁构件的第二部分的内表面与中心构件的竖直板的外表面之间的角度假定为θ时，则θ应当方便地为0≦θ≦45度。优选的是，设置在中心构件与右裙部构件之间的多个梁构件，或者设置在中心构件与左裙部构件之间的多个梁构件中的板梁构件最靠近配重附接部分。

[发明的效果]

在本发明提供的工程机械的框架中，由于所述板梁构件以垂直竖立的方式抵靠底板设置，同时板梁构件的挠曲刚度的劣化受抑制，板梁构件的扭转刚度由于板梁构件具有第一弯曲部分和第二弯曲部分而劣化。因此，根据本发明的工程机械的框架，当扭力负载作用时，板梁构件从第一弯曲部分和第二弯曲部分为起始点扭曲，使得由扭力负载产生的变形几乎不传递到除板梁构件之外的其它部分，使得诸如裙部与梁构件之间的连接部分等每个地方的应力集中得到缓解，并且防止裂纹出现。

附图说明

图1是从根据本发明的构造的框架的前部看的透视图。

图2是从图1中所示的框架的后部看的透视图。

图3是从图1中所示的右板梁构件的后部看的透视图。

图4是从图1中所示的左板梁构件的前部看的透视图。

图5是图1中所示的右板梁构件的平面视图(θ＝0度)。

图6是图1中所示的右板梁构件的平面视图(θ＝45度)。

图7是示出支承顶表面盖的支承柱附接到图1所示的右板梁构件的横截面透视图。

具体实施方式

现在，通过给出用于液压挖掘机的上回转体的回转框架作为实例并参考附图，对根据本发明构造的工程机械的框架的合适实施例进行说明。

当参考图1和2给出解释时，用符号2指示整体的回转框架包括中心构件4、水平地设置在中心构件4的两侧上并且在纵向方向上延伸的一对左裙部构件和右裙部构件6，以及连接中心构件4和每个裙部构件6的多个梁构件8。注意，在图1和图2中分别用前后左右的字母和箭头示出了纵向方向和水平方向。

中心构件4包括底板10和一对左竖直板和右竖直板12，所述一对竖直板以间隔水平地设置在底板10的顶表面上并且纵向延伸。焊接在底板10的顶表面上的每个竖直板12由三角形形成，并且吊臂连接销孔14在前端侧处的每个竖直板12的顶部处形成，工作臂装置(未示出)的吊臂的基部端部分可操作地销接到顶部。注意，底板10和竖直板12由相对较厚的钢片形成，因为大负载可从工作臂装置和其它装置作用于其上。水平延伸的横向板16连接到竖直板12的后端。一对配重附接部分18设在横向板16的后表面上，以用于附接配重(未示出)，以便与工作臂装置平衡。

根据附图中所示的实施例的一对配重附接部件18设在中心构件4的后端部分上，并且跨越横向板16与每个竖直板12相对设置。如图2所示，配重附接部分18具有焊接在底板10的后端部分的顶表面和横向板16的后表面上的一对三角形支承件20，以及焊接在横向板16的后表面和每个支承件20的顶端部分上的矩形安装件22。一对螺栓孔24在安装件22上的纵向方向上以间隔形成。另外，安装螺栓(未示出)从下方穿过每个螺栓孔24，使得安装件22的顶表面上安装的配重通过安装螺栓附接到回转框架2。

每个裙部构件6是形成回转框架2的水平外边缘的装饰性构件，并且由比中心构件4的底板10或竖直板12更薄的钢片形成。

多个梁构件8分别在纵向方向上以一定间隔设置在中心构件4和右裙部构件6之间，以及中心构件4和左裙部构件6之间。在梁构件8上，安装有驾驶室、燃料箱、液压箱和其它，并且根据待安装构件形成各种形状的梁构件8。根据图中所示的实施例的梁构件8包括以垂直竖立的方式抵靠中心构件4的底板10设置的板梁构件26、28。

如图3所示，第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b形成在右板梁构件26上，并且右板梁构件26具有在水平方向上从中心构件4(在图中所示的实施例中横向板16的右端部分)向外延伸到第一弯曲部分26a的第一部分26c，从第一弯曲部分26a延伸到第二弯曲部分26b的第二部分26d，以及在水平方向上从第二弯曲部分26b向外延伸到右裙部构件6的第三部分26e。

如图4所示，第一弯曲部分28a和第二弯曲部分28b也形成在左板梁构件28上，并且左板梁构件28具有在水平方向上从左中心构件4(在图中所示的实施例中横向板16的左端部分)向外延伸到第一弯曲部分28a的第一部分28c，从第一弯曲部分28a延伸到第二弯曲部分28b的第二部分28d，以及在水平方向上从第二弯曲部分28b向外延伸到左裙部构件6的第三部分28e。

在图中所示的实施例中，第二弯曲部分26b、28b设在第一弯曲部分26a、28a的前部处，位于右板梁构件26和左板梁构件28上，并且第二部分26d、28d从第一弯曲部分26a、28a延伸到第二弯曲部分26b、28b。注意，第二弯曲部分26b、28b可以设在第一弯曲部分26a、28a的后部。

因此，在图中所示实施例中的回转框架2中，由于板梁构件26、28以垂直竖立的方式抵靠底板10设置时，同时板梁构件的挠曲刚度26、28的劣化受抑制，所以板梁构件26、28的扭转刚度由于板梁构件26、28具有第一弯曲部分26a、28a和第二弯曲部分26b、28b而劣化。因此，对于根据图中所示的实施例的回转框架2，当扭力负载作用时，右板梁构件26从第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b作为起始点扭曲，并且左板梁构件28也从第一弯曲部分28a和第二弯曲部分28b作为起始点扭曲，使得由扭力负载引起的变形几乎不传递到板梁构件26、28之外的其它部分。因此，在回转框架2中，应力集中在诸如裙部构件4或梁构件6与包括板梁构件26、28的梁构件8之间的连接部分的每个位置上减轻，并且防止了裂纹出现。

在图1和2中所示的实施例中，右板梁构件26设置在与设置在中心构件4和右裙部构件6之间的多个梁构件8的配重附接部分18最近的位置(右梁构件8的最后方)。另外，左板梁构件28设置在与设置在中心构件4和左裙部构件6之间的多个梁构件8的配重附接部分18最近的位置(左梁构件8的最后方)。

由于当配重水平振荡和倾斜时产生扭力负载，因此由扭力负载引起的变形从回转框架2的后部传递到前部。因此，当扭力负载作用于回转框架2时，在最靠近配重附接部分18的位置处的板梁构件26、28被扭曲，使得由扭力负载产生的变形几乎不传递到回转框架2的前部，并且更有效地防止裂纹出现。另外，板梁构件26、28可以不设置在右侧和左侧各自的最后端处。而且，多个板梁构件26、28可以仅设置在左侧和右侧中的每一个上或仅设置在左侧和右侧中的一个上。

板梁构件26、28的第一弯曲部分26a、28a或第二弯曲部分26b、28b的高度尺寸优选地小于第一部分26c、28c的水平内端部分和第三部分26e、28e的水平外端部分的高度尺寸。在图3所示的实施例中，右板梁构件26的第二弯曲部分26b的高度尺寸小于第一部分26c的水平内端部分和第三部分26e的水平外端部分的高度尺寸。另外，第二部分26d的第二弯曲部分26b侧和第三部分26e的第二弯曲部分26b侧的高度尺寸各自朝向第二弯曲部分26b逐渐减小。

另一方面，如图4中所示，在左板梁构件28中，第一弯曲部分28a和第二弯曲部分28b的高度尺寸小于第一部分28c的水平内端部分以及第三部分28e的水平外端部分的高度尺寸。而且，第一部分28c的第一弯曲部分28a侧的高度尺寸朝向第一弯曲部分28a逐渐减小，并且第三部分28e的第二弯曲部分28b侧的高度尺寸朝向第二弯曲部分28b逐渐减小。注意，第一弯曲部分28a或第二弯曲部分28b的高度尺寸可以小于第一弯曲部分28a或第二弯曲部分28b的高度尺寸。

如图中所示的实施例，当第一弯曲部分26a、28a或第二弯曲部分26b、28b的高度尺寸小于第一部分26c、28c的水平内端部分和第三部分26e、28e的水平外端部分的高度尺寸时，第一弯曲部分26a、28a和第二弯曲部分26b、28b的刚度小于第一部分26c、28b的水平内端部分和第三部分26e、28e的水平外端部分的刚度。因此，当扭力负载作用于回转框架2上时，右板梁构件26变得容易从第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b作为起始点扭曲，并且左板梁构件28变得容易从第一弯曲部分28a和第二弯曲部分28b作为起始点扭曲，使得由扭力负载引起的变形几乎不传递到除板梁构件26、28之外的其它部分。而且，当板梁构件26、28扭曲时，作用于板梁构件26、28和中心构件4之间的焊接区和其周边区段以及板梁构件26、28和裙部构件6之间的焊接区和其周边区段之间的应力减小，使得裂纹几乎不出现。

通过参考图5提供解释。当从中心构件4的水平外端部分到裙部构件6的水平内端部分的尺寸假定为l时，第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b应当适当地位于l/4与3l/4之间。当第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b位于l/4和3l/4之间并且扭力负载作用于回转框架2时，板梁构件26从第一弯曲部分26a和第二弯曲部分26b作为起始点扭曲，使得作用于板梁构件26的右端和左端两者的焊接区以及其周边区段上的应力减小，并且几乎不会出现裂纹。另一方面，当中心构件4的水平外端部分与第一弯曲部分26a之间的尺寸和第二弯曲部分26b与裙部构件6的水平内端部分之间的尺寸小于l/4时，应力可容易地集中在板梁构件26的右端和左端两者的焊接区及其周边区段上。注意，关于左板梁构件28，类似于右板梁构件26，第一弯曲部分28a和第二弯曲部分28b应适当地位于l/4与3l/4之间。

通过参考图5和6提供解释。假定板梁构件26的第二部分26d的内表面(左表面)与中心构件4的竖直板12的外表面(右表面)之间的角度为θ(见图6)，θ应方便地为0≦θ≦45度。图5示出了当θ为零度(第二部分26d平行于竖直板12)时的板梁构件26的平面视图。图6示出了当θ为45度时的板梁构件26的平面视图。关于当扭力负载作用于回转框架2上时的板梁构件26的扭曲性质与θ之间的关系，因为当配重水平振荡和倾斜时产生扭力负载，所以θ越接近零，则板梁构件26的扭转刚度越小，且板梁构件26扭曲得越多，使得由扭力负载引起的变形几乎不传递到板梁构件26以外的其它部分。另一方面，当θ大于45度时，板梁构件26几乎不扭曲，使得由扭力负载产生的变形容易传递到除板梁构件26以外的其它部分。注意，关于类似于右板梁构件26的左板梁构件28，第二部分28d的内表面(右表面)与竖直板12的外表面(左表面)之间的角度应方便地为0≦θ≦45度。

在图中所示的实施例中，板梁构件26的第一部分26c和第三部分26e垂直于中心构件4的竖直板12，第一部分26c和第三部分26e不必垂直于竖直板12。另外，第一部分26c、第二部分26d和第三部分26e各自不必直线延伸。这同样适用于左板梁构件28。

尽管当扭力负载作用在回转框架2上时，板梁构件26、28往往与其它梁构件8相比容易扭曲，但它们可以保持足够的刚度以提供附接部分(例如支架或箱)以用于附接液压挖掘机的组成构件。因此，如图6中所示，支承上回转体的顶部表面盖30的支承柱32可附接到右板梁构件26，或诸如阀和过滤器的一些部分(未示出)可附接到板梁构件26、28。此外，具有相对低刚度的薄板构件(例如底部盖34、36)可适当地焊接在板梁构件26、28上，当扭力负载作用于回转框架2时，其不会妨碍板梁构件26、28的扭曲特性。

另外，当扭力负载作用于回转框架2上时，第二部分26d、28d的长度越长，板梁构件26、28越容易扭曲；并且第二部分26d、28d的长度越短，板梁构件26、28越难扭曲。因此，根据预期扭力负载、车辆部件和其它的大小适当地确定第二部分26d、28d的长度。

附图标记列表

2：回转框架

4：中心构件

6：裙部构件

8：梁构件

10：底板

12：竖直板

18：配重附接部分

26：右板梁构件

26a：第一弯曲部分

26b：第二弯曲部分

26c：第一部分

26d：第二部分

26e：第三部分

28：左板梁构件

28a：第一弯曲部分

28b：第二弯曲部分

28c：第一部分

28d：第二部分

28e：第三部分

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