CN102602355A - 加强板及其制造方法和具有该加强板的rops - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种加强板及该加强板的制造方法和应用该加强板的ROPS，为解决现有加强板焊接后焊缝处应力高易撕裂的缺点而公开一种加强板，其由整体钢板折弯形成，包括一腹板、在腹板两侧对称设置与腹板垂直连接的两筋板，每一筋板具有两条焊接边，每一筋板的两个角部各有沿着对应焊接边的方向延伸的筋条，筋板位于两筋条之间的边是与腹板侧边连接的连接边，筋条的一边与对应的焊接边齐平，筋条与所述连接边所成夹角为钝角，另外还公开这种加强板的制造方法和一种具有该加强板的ROPS。本发明加强板应用后强度高，焊缝应力低不易开裂，且加强板角部不易积液。

Description

加强板及其制造方法和具有该加强板的ROPS

技术领域

本发明涉及一种加强板以及该加强板的制造方法和使用该加强板的ROPS。

技术背景

对于相交连接的两个部件，为了加强它们的连接强度，通常在它们的连接处设置加强板，如工程机械上常用到的滚翻保护结构(ROPS)，该结构是由立柱和横梁焊接成笼状，由于翻车时该结构需要承受很大的载荷，因此需要在横梁与立柱甚至横梁与横梁之间需要加强板进行加强，若加强的效果不好则容易引起ROPS在翻车时解体，不能起到保护操作员的目的。常见的加强板是单板式加强板，这种加强板刚度过渡比较平滑，焊缝应力低，但在大载荷下，若板的厚度不足，则在加强板的中部容易发生屈曲，导致加强效果不好。图1是一种U形槽式加强板，该加强板是由整块钢板折弯形成，包括腹板3以及在腹板3两侧对称设置与腹板垂直的筋板1，这种加强板的折弯线的端头处焊缝应力较高，若焊接质量差，会导致加强板从焊缝处撕裂，且焊缝热影响区线与机构拉力方向垂直，容易造成结构在热影响区拉裂。图2是一种带折弯板的U形槽式加强板，这种加强板同样也包括腹板以及在腹板3两侧对称设置与腹板垂直的筋板1，同时在腹板3的两端设置有两块折弯板2，与被加强结构焊接时，折弯板2也与被加强结构焊接。此类加强板会将结构件的中性焊缝方向偏移，降低焊缝的应力，但筋板1、腹板3和折弯板2的交点处焊缝应力非常高且该部位在折弯成型时需折弯两次，容易开裂，另外U形槽式加强板与被加强结构焊接后，在表面处理时容易在加强板的角部内积液，且积液不易清除。

发明内容

本发明的目的在于针对现有加强板与被加强结构焊接后容易在焊缝处开裂的缺点，而提供一种结构刚度过渡平滑，焊缝应力低，同时强度高的加强板，同时提供这种加强板的制造方法，本发明的另一个目的是提供一种具有高强度加强板且在加强板焊缝处不易开裂的ROPS。

本发明的技术方案是这样实现的：构造一种加强板，由整体钢板折弯形成，包括一腹板、在腹板两侧对称设置且与腹板垂直连接的两筋板，每一筋板具有两条焊接边，每一筋板的两个角部各有沿着对应焊接边的方向延伸的筋条，筋板位于两筋条之间的边是与腹板侧边连接的连接边，筋条的一边与对应的焊接边齐平，筋条与连接边所成夹角为钝角。在本发明中，加强板与被加强结构焊接时，筋板及筋条与被加强结构焊接，筋板两角部延伸的筋条能够使得结构刚度过渡平滑，焊缝处的应力降低，有效防止被加强结构在大载荷下在焊缝处撕裂，而腹板连接两筋板，可防止筋板在大载荷下扭曲变形，提高强度，同时加强板的两角部与被加强结构焊接后在两筋条及腹板端头之间有孔洞空隙，在对被加强结构做表面处理时在该处不会积液，且通风容易干燥。

在本发明中，腹板的两端各设置有与腹板同在一平面的梯形舌板，梯形舌板的上边与两侧筋板对应的焊接边共处于同一平面。加强板与被加强结构焊接时，梯形舌板的上边也与被加强结构焊接，以提高强度。在本发明中，腹板两端还可以是凹向腹板的弧形端面，加强板与被加强结构焊接时，腹板端头不与被加强结构焊接。

在本发明中，筋条为梯形或近似为梯形，筋条自与筋板连接处至筋条远离筋板的端头其宽度逐渐减小，梯状筋板逐渐变宽的宽度有利于刚度过渡平缓。

本发明为实现其目的所提供的又一技术方案是：提供一种上述加强板的制造方法，其包括如下步骤，在一菱形钢板的其中一对顶角的对角线两侧对称设置两条平行于该对角线的折弯直线，两折弯直线之间的区域为腹板，两折弯线的外侧为筋板；自折弯线的端点向与该端点邻近的菱形钢板顶角方向的切割以便在切割缝隙的外侧形成筋条，在两折弯线相邻的两端点之间切割形成腹板的端头；将切割后的菱形钢板沿折弯直线向同一侧进行90度折弯；腹板的端头不凸出菱形钢板折弯后两相邻边所形成的平面。通过本发明加强板制造方法所形成的加强板为U形槽式加强板：其中腹板的两侧垂直连接两筋板，在筋板的两角部有筋条，与被加强结构焊接时，筋板及筋条与被加强结构焊接，由于有腹板的存在，该加强板在承载大载荷时筋板不会屈曲变形，具有高强度，而筋条能够起到结构刚度平缓过渡的作用，减小焊缝的应力，使其不易在焊缝处开裂，加强板的两角部与被加强结构焊接后在两筋条及腹板端头之间有孔洞空隙，在对被加强结构做表面处理时在该处不会积液，且通风容易干燥。

在上述的加强板的制造方法中，在两折弯直线相邻的两端点之间切割所形成腹板的端头为梯形舌板，梯形舌板的上边与菱形钢板折弯后两相邻边所形成的平面齐平。与被加强结构焊接时，该舌板的上边也与被加强结构焊接，进一步提高被加强结构的强度。在该方法中两折弯直线相邻的两端点之间切割所形成腹板的端头还可以是凹向腹板的弧形端面，加强板与被加强结构焊接时，腹板端头不与被加强结构焊接。

在上述的加强板的制造方法中，菱形钢板为正方形钢板，所形成的加强板可用于两个垂直相交的连接件间的加强连接。菱形钢板顶角的角度也可以是其他值，所形成的加强板用于两个呈对应角度相交的连接件间的加强连接。另外，为避免加强板与被加强构件焊接时产生干涉，上述加强板的制造方法还包括截除菱形钢板位于两折弯直线外侧的一对顶角的步骤，使得菱形钢板折弯成型后，加强板两侧筋板上与折弯直线相对的顶角被截除，不会与被加强构件产生干涉。

在上述加强板的制造方法中，筋条为梯状或与梯状相类似或等同的形状，筋条与筋板连接处的宽度大于筋条远离筋板端的宽度。这种渐变的宽度，可平缓过渡结构刚度。

本发明为实现其目的所提供的又一技术方案是：提供一种ROPS，其包括立柱及横梁，在立柱与横梁的连接处焊接有如前所述的加强板，当然在该ROPS中相邻的两横梁之间在邻接处也可以焊接如前所述的加强板。具有该加强板的ROPS，具有强度高，承载大载荷时，焊接后加强板处的焊缝不易开裂，ROPS安全性好，做表面处理时不会在加强板的角部造成积液。

本发明与现有技术相比具有的有益效果：本发明中的加强板由于有腹板连接两筋板，具有强度高可承载大载荷的优点，其中筋板的角部有筋条，可形成结构刚度的平缓过渡，焊缝处应力低，不易造成焊缝处开裂；加强板的筋条与腹板之间有孔洞空隙，与被加强结构焊接后，在做被加强结构的表面处理时不易在此处积液，易通风干燥。利用本发明中的加强板制造方法，可制造出具有前述优点的加强板，同时用于制造加强板的钢板利用率高，方法简单，制造成本低。本发明中具有该加强板的ROPS，承载大载荷时，加强板处的焊缝不易开裂，ROPS安全性好，在做表面处理时不易加强板处积液。

附图说明

图1是现有U形槽式加强板的结构示意图；

图2是现有带弯板的U形槽式加强板的结构示意图；

图3是本发明中一种短腹板型加强板结构示意图；

图4是短腹板型加强板制造过程中折弯前的结构示意图；

图5是本发明中一种长腹板型加强板结构示意图；

图6是长腹板型加强板制造过程中折弯前的结构示意图；

图7是具有长腹板型加强板的ROPS的结构示意图。

图中零部件名称及序号：

筋板1、折弯板2、腹板3、筋条4、舌板5、立柱7、上横梁8、下横梁9、长腹板型加强板10。

具体实施方式

以下结合附图及实施例描述本发明加强板。

实施例1：

本实施例中的加强板为短腹板型加强板，如图3所示，该加强板由整体钢板折弯形成，包括两筋板1和两筋板1之间的腹板3，其中两筋板1镜像对称且与腹板垂直，每一筋板1具有两条焊接边用于与被加强结构相焊接，每一筋板的两个角部各有沿着对应焊接边的方向延伸的筋条4，筋板1位于两筋条4之间的边是与腹板侧边连接的连接边，筋条4与连接边所成夹角为钝角且一边与对应焊接边齐平，自筋条4与筋板1连接处至筋条4远离筋板的端头，其宽度逐渐减小，使得筋条4为梯形或近似为梯形。在本发明中，加强板与被加强结构焊接时，筋板1及筋条4与被加强结构焊接，筋板1两角部延伸的筋条4能够使得结构刚度过渡平缓，焊缝处的应力降低，有效防止被加强结构在大载荷作用下在焊缝处撕裂，而腹板连接两筋板，可防止筋板在大载荷下扭曲变形，提高强度，同时加强板的两角部与被加强结构焊接后在两筋条4及腹板端头之间有孔洞空隙，在被加强结构做表面处理时在该处不会积液，且容易干燥。

上述短腹板型加强板的制造方法如下：取一菱形钢板，截除其中的一对顶角即截除顶角A与顶角C，如图4中的虚线所示,在另一对顶角即顶角B与顶角D的对角连线BD两侧对称设置两条平行于该对角线BD的折弯直线EF和折弯直线GH,位于两折弯线之间的部分为腹板3，位于这两折弯直线外侧的部分为筋板1，自两折弯直线的端点E、G处向与该两端点邻近的顶角B的方向和自折弯直线的端点F、H处向与这两端点邻近的顶角D的方向分别切割钢板，在切割缝的外侧形成筋条4，筋条与筋板连接处至筋条远离筋板的端头，其宽度逐渐减小，使得筋条为梯形或近似为梯形，在折弯直线端点E和G之间、端点F和H之间各自按照凹向腹板的弧形曲线切割钢板以便在腹板的端头形成内凹弧形端面。切割完成后，沿着折弯直线EF和GH将两筋板向腹板的同一侧进行90度的折弯便形成本实施例中具有高强度、焊接后结构刚度平缓过渡、焊缝处应力低、不易造成焊缝开裂的加强板，该制造方法工艺简单，且对制造该加强板的板材利用率高。

在本实施例中，菱形钢板被截除顶角的角度可依据被加强结构中两构件所成夹角，若两构件为垂直相交连接，则菱形钢板为正方形。

实施例2：

如图5所示，本实施例中加强板为长腹板型加强板，与实施例1相比，其不同点在于腹板的两端有梯形舌板5，梯形舌板5的上边与两侧筋板4的对应焊接边共处一平面，当加强板与被加强结构焊接时，舌板的上边也与被加强结构焊接，以加强被加强结构的强度。这种加强板的制造方法与实施例1中加强板的制造方法的不同之处在于，在折弯直线端头EG间以及FH间的切割是沿着凸向腹板外的折线进行的，以形成梯形舌板，如图6所示，其中梯形舌板的上边与折弯后两侧筋板对应焊接边同处一平面。

实施例3：

如图7所示，本实施例示出了一种ROPS，该ROPS包括立柱7、上横梁8、下横梁9，立柱7与上横梁8、下横梁9焊接成笼状结构，在立柱7与上横梁8的连接处以及立柱7与下横梁9的连接处焊接有实施例2中的长腹板型加强板10，其中加强板每一筋板的两焊接边及筋条分别于立柱7和上横梁8或下横梁9焊接，腹板两端的舌板也分别与立柱和横梁焊接，由于这种加强板的两筋板有腹板连接，因此具有很高的强度，同时两筋板角部有筋条，可以对结构刚度起到平缓过渡的作用，减小降低焊缝处的应力，防止ROPS在承受大载荷时在加强板的焊缝处开裂，提高安全性。在本实施例中，腹板两端存在孔洞，在对ROPS进行表面处理时，不会再加强板的角部积液，且加强板的内外通风，对加强板内也容易比较干燥。

在本实施例中，立柱与上下横梁的连接处还可以使用焊接实施例1中的短腹板型加强板，另外还可以在上横梁与上横梁的邻近处或下横梁与下横梁的邻近处焊接实施例1中的短腹板型加强板或实施例2中的长腹板型加强板，以加强ROPS的强度。

Claims (10)

1.一种加强板，由整体钢板折弯形成，包括一腹板、在腹板两侧对称设置与腹板垂直连接的两筋板，每一筋板具有两条焊接边，其特征在于所述每一筋板的两个角部各有沿着对应焊接边的方向延伸的筋条，所述筋板位于两筋条之间的边是与腹板侧边连接的连接边，所述筋条的一边与对应的焊接边齐平，所述筋条与所述连接边所成夹角为钝角。

2.根据权利要求1所述加强板，其特征在于所述腹板的两端各设置有与腹板同在一平面的梯形舌板，所述梯形舌板的上边与两侧筋板对应焊接边共处一平面。

3.根据权利要求1所述加强板，其特征在于所述腹板的两端为凹向腹板的弧形端面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述加强板，其特征在于所述筋条自与筋板连接处至筋条远离筋板的端头其宽度逐渐减小。

5.一种加强板的制造方法，其特征在于包括如下步骤，在一菱形钢板的其中一对顶角的对角线两侧对称设置两条平行于该对角线的折弯直线，两折弯直线之间的区域为腹板，两折弯直线的外侧为筋板；自折弯直线的端点向与该端点邻近的菱形钢板顶角方向的切割，在切割缝隙的外侧形成筋条，在两折弯直线相邻的两端点之间切割形成腹板的端头；将菱形钢板沿折弯直线向同一侧进行90度折弯；所述腹板的端头不凸出菱形钢板折弯后两相平行焊接边所形成的平面。

6.根据权利要求5所述加强板的制造方法，其特征在于在两折弯线相邻的两端点之间切割所形成腹板的端头为梯形舌板，所述梯形舌板的上边与菱形钢板折弯后两相平行的焊接边共处一平面。

7.根据权利要求5所述加强板的制造方法，其特征在于在两折弯线相邻的两端点之间切割形成腹板的端头为凹向腹板的弧形端面。

8.根据权利要求5至6中任一项所述加强板的制造方法，其特征在于还包括截除菱形钢板位于两折弯直线外侧的一对顶角的步骤。

9.根据权利要求5至8中任一项所述加强板的制造方法，其特征在于所述筋条自与筋板连接处至筋条的末端的宽度逐渐减小。

10.一种ROPS，包括立柱及横梁，其特征在于在立柱与横梁的连接处焊接有权利要求1至权利要求4中任一项所述的加强板。

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