CN103159138B - 车架及工程机械设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车架及工程机械设备，车架包括共同形成封闭结构的上封板、下封板、第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板，在第一方向外侧板与圈板之间和圈板内还设有多个肋板，在第一方向外侧板与圈板之间设置的肋板包括第一内侧肋板和第二内侧肋板，第二内侧肋板设置在第一内侧肋板、圈板和第一方向外侧板所围成的空间内，第二内侧肋板的一端固定在第一方向外侧板上，第二内侧肋板的另一端固定在圈板的外围部分。本发明采用增加了第二内侧肋板的车架可以加强车架水平方向和垂直方向上的弯曲刚度，使得车架在满足强度、刚度和稳定性的设计要求的基础上能够进一步的减轻车架整体所用材料的重量，进而降低制造成本和用户运输开支成本。

Description

车架及工程机械设备

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种车架及工程机械设备。

背景技术

履带起重机车架是由钢板焊接而成的多室箱型结构，承受自身重量和配重及转台传导下来的吊重载荷。其中车架内部肋板的布置将对车架整体强度、稳定性、运输重量等方面产生极大的影响。由于目前高强钢板的采用，车架内部各肋板的布置形式逐渐从复杂向简单变化，其关键点为确定较为合理的肋板样式以满足车架各方面的要求。

对于中型吨位的履带起重机车架，如图1所示，从车架的圈板a2到车架的外侧板a6、a7，布置有多道的圈板外侧肋板a1。图2示出了车架的整体，而在圈板a2内侧则布置有肋板a3、a4以及车架上顶板a9和车架下封板a5，在车架中央开有一个较小的近似矩形孔洞a8。

通过分析，在圈板的内侧的肋板、车架上顶板和车架下封板受力较小，圈板外侧个别肋板受力也较小，因此应力分布不太合理，导致整体车架的重量偏重，造成整车的制造成本及整车运输成本的增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种车架及工程机械设备，能够在不减少车架整体承载力的情况下，降低车架整体重量，降低制造成本和客户运输成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种车架，包括：上封板、下封板、第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板，所述第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板与所述上封板和下封板垂直，所述上封板、下封板、第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板共同形成封闭结构，在所述第一方向外侧板与所述圈板之间，以及在所述圈板内还设有多个肋板，在所述第一方向外侧板与所述圈板之间设置的肋板包括第一内侧肋板，所述第一内侧肋板的一端固定在所述第一方向外侧板和第二方向外侧板的相交位置，所述第一内侧肋板的另一端固定在所述圈板的外圈部分，所述第一内侧肋板的截面为折线形状或圆弧形状，其中在所述第一方向外侧板与所述圈板之间设置的肋板还包括第二内侧肋板，所述第二内侧肋板设置在所述第一内侧肋板、圈板和第一方向外侧板所围成的空间内，所述第二内侧肋板的一端固定在所述第一方向外侧板上，所述第二内侧肋板的另一端固定在所述圈板的外围部分。

进一步的，所述第二内侧肋板包括依次连接的外侧边板、中间边板和内侧边板，所述外侧边板、中间边板和内侧边板的长度比值为3:3:2，所述外侧边板和中间边板之间的角度为165±5°，所述中间边板和内侧边板之间的角度为165±5°。

进一步的，所述第二内侧肋板的截面为圆弧形状。

进一步的，所述圈板内设置的肋板还包括第一侧向肋板，所述第一侧向肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第一方向外侧板和所述圈板相交的位置相对应，所述第一侧向肋板整体呈横置的U形，所述第一侧向肋板的上边和下边分别与所述上封板和下封板固定连接，所述第一侧向肋板的一个侧边为直线侧边，固定连接在所述圈板内侧，所述第一侧向肋板的另一个侧边为内凹侧边，所述第一侧向肋板的上边与下边等长。

进一步的，在所述圈板内设置的肋板还包括第二侧向肋板，所述第二侧向肋板有多个，所述第二侧向肋板整体呈横置的U形，所述第二侧向肋板的上边和下边分别与所述上封板和下封板固定连接，所述第二侧向肋板的一个侧边为直线侧边，固定连接在所述圈板内侧，所述第二侧向肋板的另一个侧边为内凹侧边，所述第二侧向肋板的上边短于下边。

进一步的，所述第一方向外侧板由所述圈板分割为不连续的两部分。

进一步的，所述第二侧向肋板均固定于所述圈板超出所述第一方向外侧板的部分的内侧位置。

进一步的，在所述圈板内设置的肋板还包括第一小肋板，所述第一小肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第一内侧肋板和所述圈板相交的位置相对应。

进一步的，在所述圈板内设置的肋板还包括第二小肋板，所述第二小肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第二内侧肋板和所述圈板相交的位置相对应。

为实现上述目的，本发明提供一种工程机械设备，其中具有前述的车架。

基于上述技术方案，本发明在车架的第一内侧肋板、第一方向外侧板和圈板之间增加了第二内侧肋板，增加了第二内侧肋板的车架可以加强车架水平方向和垂直方向上的弯曲刚度，这样就使得车架在满足强度、刚度和稳定性的设计要求的基础上能够进一步的减轻车架整体所用材料的重量，进而降低制造成本和用户运输开支成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的中型吨位的履带起重机车架的去除上顶板的俯视示意图。

图2为现有的中型吨位的履带起重机车架的立体外观示意图。

图3为本发明车架的一实施例的结构示意图。

图4为图3实施例中第二内侧肋板的结构示意图。

图5为图3实施例中第一侧向肋板和第二侧向肋板的结构示意图。

图6为本发明车架的另一实施例的结构示意图。

图7为本发明车架的再一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图3所示，为本发明车架的一实施例的结构示意图。在本实施例中，车架包括上封板、下封板、第一方向外侧板8、第二方向外侧板9和圈板7。为了比较清楚的了解车架内的结构，图3实施例将上封板和下封板去掉，其中第一方向外侧板8、第二方向外侧板9和圈板7与上封板和下封板垂直，而上封板、下封板、第一方向外侧板8、第二方向外侧板9和圈板7共同形成封闭结构。

在第一方向外侧板8与圈板7之间，以及在圈板7内还设有多个肋板。从图3中看，在第一方向外侧板8与圈板7之间设置的肋板包括第一内侧肋板1和第二内侧肋板2。其中，第一内侧肋板1的一端固定在第一方向外侧板8和第二方向外侧板9的相交位置，而第一内侧肋板1的另一端固定在圈板7的外圈部分。第一内侧肋板1的截面为折线形状。

第二内侧肋板2则设置在第一内侧肋板1、圈板7和第一方向外侧板8所围成的空间内，第二内侧肋板2的一端固定在第一方向外侧板8上，第二内侧肋板2的另一端固定在圈板7的外围部分。

相比于图1的现有履带起重机车架结构，本实施例在第一方向外侧板和圈板之间还增加了第二内侧肋板，增加了第二内侧肋板的车架可以加强图3中车架对应纸面的水平方向和垂直方向上的弯曲刚度，相比于现有的履带起重机车架结构，本实施例的车架可以在满足强度、刚度和稳定性的设计要求的基础上能够进一步的减轻车架整体所用材料的重量，进而降低制造成本和用户运输开支成本。

在图3中，第二内侧肋板2的一端可以焊接在第一方向外侧板8的五分之二的位置，另一端可以焊接在圈板7的外圈上。参照图4，第二内侧肋板2可以包括依次连接的外侧边板10、中间边板11和内侧边板12。外侧边板10、中间边板11和内侧边板12的长度比值为3:3:2，外侧边板10和中间边板11之间的角度为165±5°，中间边板11和内侧边板12之间的角度为165±5°。

结合图3和图5，圈板7内的设置的肋板还包括第一侧向肋板6和第二侧向肋板5。其中，第一侧向肋板6固定在圈板7内侧的位置与第一方向外侧板8和圈板7相交的位置相对应，第一侧向肋板6整体呈横置的U形，第一侧向肋板6的上边13和下边14分别与上封板和下封板固定连接，第一侧向肋板6的一个侧边15为直线侧边，固定连接在圈板7内侧，第一侧向肋板6的另一个侧边16为内凹侧边，第一侧向肋板6的上边13与下边14等长。

第一侧向肋板6的作用为对第一方向外侧板8与圈板7的连接进行加固，为圈板7提供平面外变形的刚度，同时也分担第一方向外侧板8在该位置的部分荷载，提高第一方向外侧板8的荷载承受能力。

第二侧向肋板5有多个，第二侧向肋板5整体呈横置的U形，第二侧向肋板5的上边13和下边14分别与上封板和下封板固定连接，第二侧向肋板5的一个侧边15为直线侧边，固定连接在圈板7内侧，第二侧向肋板5的另一个侧边16为内凹侧边。第二侧向肋板5的主要作用为增强该位置的圈板7的刚度，有效地将车架上顶板的荷载传递到车架下封板上，分担圈板7的一部分荷载，从而可以增加整个车架所受的载荷水平。

第二侧向肋板5的上边13短于下边14，这样设置有利于第二侧向肋板5向车架下封板传递荷载，从而降低第二侧向肋板5与下封板间的应力水平。

从图3可以看到，第一方向外侧板8可以由圈板7分割为不连续的两部分。通过这种结构可以增加车架在竖直方向上的力臂，提高车架抗弯能力。相应的，可以将第二侧向肋板5均固定于圈板7超出第一方向外侧板8的部分的内侧位置，以防止该位置发生屈曲变形。

在图3中可以看到，圈板内设置的肋板还可包括第一小肋板3，该第一小肋板3固定在圈板7内侧的位置与第一内侧肋板1和圈板7相交的位置相对应。第一小肋板3的作用除了是对第一内侧肋板1和圈板7之间的连接进行加强外，还包括对圈板7的平面外刚度进行增强。在圈板7内设置的肋板还可以包括第二小肋板4，第二小肋板4固定在圈板7内侧的位置与第二内侧肋板2和圈板7相交的位置相对应。第二小肋板4的作用除了是增强第二内侧肋板2与圈板7的连接，还包括对圈板7平面外刚度进行增强。

通过上面对图3实施例的说明，可以看到图3实施例相比于现有的履带起重机车架改善了应力分布，具有较好的刚度和抗弯能力，因此可以在满足强度、刚度和稳定性的设计要求的基础上进一步的减轻车架整体所用材料的重量，进而降低制造成本和用户运输开支成本。

图6和图7分别给出了本发明车架的另两个实施例的结构示意图。其中图6中的车架实施例的第一内侧肋板1的截面为折线形状，而第二内侧肋板2的截面为圆弧形状。图7中的车架实施例的第一内侧肋板1和第二内侧肋板2的截面均为圆弧形状。

在两种内侧肋板的形状的选择上，圆弧形状的肋板受力合理，能够增强车架整体的性能，但该种形式加工困难，且加工成本较高；折线形状的肋板受力比较合理，对车架的性能影响仅次于圆弧板，但该种截面样式加工简单，生产成本较少。因此从性能角度考虑，图7实施例更优，而从经济角度考虑，图3实施例更优。

本发明的车架不仅重量较轻，还能够满足车架强度、刚度和稳定性方面的设计要求，因此适合应用于各类需要使用车架的工程机械设备，例如履带起重机或履带挖掘机等具有车架的工程机械设备。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种车架，包括：上封板、下封板、第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板，所述第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板与所述上封板和下封板垂直，所述上封板、下封板、第一方向外侧板、第二方向外侧板和圈板共同形成封闭结构，在所述第一方向外侧板与所述圈板之间，以及在所述圈板内还设有多个肋板，在所述第一方向外侧板与所述圈板之间设置的肋板包括第一内侧肋板，所述第一内侧肋板的一端固定在所述第一方向外侧板和第二方向外侧板的相交位置，所述第一内侧肋板的另一端固定在所述圈板的外圈部分，所述第一内侧肋板的截面为折线形状或圆弧形状，其特征在于，在所述第一方向外侧板与所述圈板之间设置的肋板还包括第二内侧肋板，所述第二内侧肋板设置在所述第一内侧肋板、圈板和第一方向外侧板所围成的空间内，所述第二内侧肋板的一端固定在所述第一方向外侧板上，所述第二内侧肋板的另一端固定在所述圈板的外围部分。

2.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第二内侧肋板包括依次连接的外侧边板、中间边板和内侧边板，所述外侧边板、中间边板和内侧边板的长度比值为3:3:2，所述外侧边板和中间边板之间的角度为165±5°，所述中间边板和内侧边板之间的角度为165±5°。

3.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述第二内侧肋板的截面为圆弧形状。

4.根据权利要求2或3所述的车架，其特征在于，所述圈板内设置的肋板还包括第一侧向肋板，所述第一侧向肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第一方向外侧板和所述圈板相交的位置相对应，所述第一侧向肋板整体呈横置的U形，所述第一侧向肋板的上边和下边分别与所述上封板和下封板固定连接，所述第一侧向肋板的一个侧边为直线侧边，固定连接在所述圈板内侧，所述第一侧向肋板的另一个侧边为内凹侧边，所述第一侧向肋板的上边与下边等长。

5.根据权利要求4所述的车架，其特征在于，在所述圈板内设置的肋板还包括第二侧向肋板，所述第二侧向肋板有多个，所述第二侧向肋板整体呈横置的U形，所述第二侧向肋板的上边和下边分别与所述上封板和下封板固定连接，所述第二侧向肋板的一个侧边为直线侧边，固定连接在所述圈板内侧，所述第二侧向肋板的另一个侧边为内凹侧边，所述第二侧向肋板的上边短于下边。

6.根据权利要求5所述的车架，其特征在于，所述第一方向外侧板由所述圈板分割为不连续的两部分。

7.根据权利要求6所述的车架，其特征在于，所述第二侧向肋板均固定于所述圈板超出所述第一方向外侧板的部分的内侧位置。

8.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，在所述圈板内设置的肋板还包括第一小肋板，所述第一小肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第一内侧肋板和所述圈板相交的位置相对应。

9.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，在所述圈板内设置的肋板还包括第二小肋板，所述第二小肋板固定在所述圈板内侧的位置与所述第二内侧肋板和所述圈板相交的位置相对应。

10.一种工程机械设备，其特征在于，具有权利要求1～9任一所述的车架。