CN103403263A - 工程机械用起重臂 - Google Patents
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Abstract
起重臂(11)的左、右腹板(12)在前、后方向的端部沿焊接线(13A~13D)接合第一~第五腹板材料(12A~12E)。上凸缘板(14)在前、后方向的端部沿焊接线(15A、15B)接合后上凸缘材料(14A)、前上凸缘材料(14B)、中间上凸缘材料(14C)。下凸缘板(16)在前、后方向的端部沿焊接线(17A~17E)接合第一~第六下凸缘材料(16A~16F)。将左、右腹板(12)的焊接线(13A~13D)配置在相对于上凸缘板(14)的焊接线(15A、15B)和下凸缘板(16)的焊接线(17A~17E)在前、后方向上相互不同的位置。由此,能够确保起重臂(11)的弯曲强度、扭曲强度等,并且减轻整体的重量、实现轻型化。
Description
技术领域
本发明涉及例如作为作业臂适合用于液压挖掘机的作业装置的工程机械用起重臂。
背景技术
一般地,设置在液压挖掘机等工程机械上的作业装置包括:以能够仰俯动作的方式将基端侧连结在车体侧的框架上的起重臂;以能够转动的方式连结在该起重臂的前端侧的悬臂;以能够转动的方式连结在该悬臂的前端侧的挖掘铲斗等作业工具;以及使这些起重臂、悬臂、作业工具工作的起重臂缸、悬臂缸、作业工具缸。
这种作业装置中的上述起重臂作为横截面呈四边形的闭截面结构的箱型结构体而形成,该箱型结构体包括:左、右腹板;通过焊接接合在该左、右腹板的上端侧的上凸缘板;以及通过焊接接合在上述左、右腹板的下端侧的下凸缘板。该起重臂构成其全长达数米以上的长尺寸的焊接结构物即工程机械用作业臂。
因此,作为工程机械用作业臂的起重臂在包含焊接作业在内的制造工序中花费很大的时间和劳力,提高组装时的作业性成为大的课题。作为用于解决该课题的一个环节,例如公知有采用如下结构的技术,即、在长度方向将起重臂分为三部分作为共计三个箱型结构物而预先制作,然后在前、后方向通过焊接相互接合各箱型结构物,由此组装长尺寸的起重臂(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本实公昭61-11329号公报
发明内容
然而,现有技术的起重臂由于土砂等的挖掘作业时产生的挖掘反作用力而受到冲击的荷重,并且受到大的弯曲力矩、扭曲力矩等,因此需要形成为牢固的构造。因此,对于构成起重臂的左、右腹板以及上、下凸缘板,也需要通过加厚各自的板厚来提高弯曲强度、扭曲强度等。
但是,越是使用厚的板材形成左、右腹板以及上、下凸缘板,起重臂整体的重量越增加,还会导致材料费也变高。而且,由于通过起重臂缸使起重臂进行仰俯动作时的惯性力变大,因此难以提高使起重臂在任意的位置停止时的定位性能。并且,由于起重臂缸也需要使用大型的液压缸,因此实现起重臂的轻型化成为大课题。
本发明是鉴于上述的现有技术的问题而提出的方案,本发明的目的在于,提供一种能够确保足够的弯曲强度、扭曲强度等,并且减轻整体的重量、实现轻型化的工程机械用起重臂。
(1).为了解决上述的课题,本发明适用于如下工程机械用起重臂,其具备:左、右腹板;通过焊接而接合于该左、右腹板的上端侧的上凸缘板;以及通过焊接而接合于上述左、右腹板下端侧的下凸缘板,利用上述左、右腹板和上述上、下凸缘板而形成为横截面呈四边形的闭截面结构的箱型结构体,
方案1的发明采用的结构特征在于,上述左腹板和右腹板通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计五张板材而形成,上述上凸缘板通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计三张板材而形成,上述下凸缘板通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计六张板材而形成,构成上述上凸缘板的各板材间的焊接线的端部和构成上述左、右腹板的各板材间的焊接线的端部配置于在前、后方向上相互不同的位置,构成上述下凸缘板的各板材间的焊接线的端部和构成上述左、右腹板的各板材间的焊接线的端部配置于在前、后方向上相互不同的位置。
通过这样构成,左腹板和右腹板能够通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计五张板材而形成。关于上凸缘板,能够通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计三张板材而形成,关于下凸缘板,能够通过在前、后方向的端部沿焊接线分别接合形状相互不同的至少共计六张板材而形成。在使用上述左、右腹板、上凸缘板以及下凸缘板来形成横截面呈四边形形状的箱型结构体时,能够将构成上述左、右腹板的各板材间的焊接线的端部分别配置在相对于构成上述上凸缘板的各板材间的焊接线的端部与构成上述下凸缘板的各板材间的焊接线的端部在前、后方向上相互不同的位置。由此,能够避免容易产生焊接缺陷的焊接线的端部的重叠,降低产生焊接缺陷的可能性,能够制造具有高强度的焊接构造的起重臂。其结果,能够使构成起重臂的各板材的板厚变薄,能够减轻整体的重量并实现轻型化。而且,能够提高起重臂相对于挖掘反作用力等的耐冲击性,还能够确保足够的弯曲强度、扭曲强度。
(2).本发明的结构为,在上述左、右腹板间,设置位于前、后方向的后端侧且焊接于上述上、下凸缘板间的起重臂基部侧安装部件,并且设置焊接于上述共计五张板材中的位于前、后方向上正中央的板材且以能够转动的方式连结起重臂缸的起重臂缸安装部件,构成上述左、右腹板的共计五张板材中的焊接有上述起重臂基部侧安装部件的上述后端侧的板材与位于上述中央的板材做成使板厚比其他三张板材厚的结构。
根据该结构,关于构成左、右腹板的共计五张板材中的位于前、后方向上正中央的板材和设有起重臂基部侧安装部件的后端侧的板材,能够使用板厚较厚的板材,除此以外的三张板材能够使用较薄的板材。其结果,上述后端侧的板材能够能够与上、下凸缘板一起以牢固的构造支撑起重臂基部侧安装部件,能够提高支撑强度。位于中央的板材能够以牢固的构造支撑以能够转动的方式连结起重臂缸的起重臂缸安装部件,能够提高支撑强度。
(3).本发明的结构为,在上述左、右腹板间,设置位于前、后方向的后端侧且焊接于上述上、下凸缘板间的起重臂基部侧安装部件,并且设置焊接于上述共计五张板材中的位于前、后方向上正中央的板材且以能够转动的方式连结起重臂缸的起重臂缸安装部件,在上述上凸缘板,设置在比上述起重臂缸安装部件靠前侧的位置而且位于上述共计三张板材中的处于中央的板材的上表面并以能够转动的方式连结悬臂缸的悬臂缸安装部件,位于上述左、右腹板的上述中央的板材配置成使其前、后方向的后侧的焊接线与连结上述起重臂基部侧安装部件和上述起重臂缸安装部件的第一基准线大致正交的关系,并配置成使前、后方向的前侧的焊接线与连结上述起重臂缸安装部件和上述悬臂缸安装部件的第二基准线大致正交的关系。
根据该结构,构成左、右腹板的共计五张板材中的位于前、后方向上正中央的板材能够配置在使与接合于其后侧的端部的对方板材之间的焊接线与第一基准线大致正交的位置。因此,针对在连结起重臂缸的起重臂缸安装部件与起重臂基部侧安装部件之间产生的应力,能够提高位于中央的板材和后侧的对方板材的焊接强度。
另一方面,位于上述中央的板材能够配置在使与接合其后侧的端部的另一对方板材之间的焊接线与第二基准线大致正交的位置。因此,针对在连结起重臂缸的起重臂缸安装部件与连结悬臂缸的悬臂缸安装部件之间产生的应力,能够提高位于上述中央的板材与另一对方板材的焊接强度。
(4).本发明的结构为,上述左、右腹板分别由共计五张板材构成,这五张板材包括:位于前、后方向的后端侧的第一腹板材料;后侧的端部接合于该第一腹板材料的前侧的端部的第二腹板材料;后侧的端部接合于该第二腹板材料的前侧的端部的第三腹板材料;后侧的端部接合于该第三腹板材料的前侧的端部的第四腹板材料;以及后侧的端部接合于该第四腹板材料的前侧的端部的第五腹板材料,在构成上述左、右腹板的上述第二腹板材料间,设置位于上述上、下凸缘板间的第一隔板,在上述第四腹板材料间,设置位于上述上、下凸缘板间的第二隔板。
根据该结构,在由第一~第五腹板材料构成的左、右腹板中的第二腹板材料间,能够通过焊接接合设置位于上、下凸缘板间的第一隔板,能够通过第一隔板提高左、右腹板与上、下凸缘板之间的焊接得到的接合强度。另一方面,在左、右腹板中的第四腹板材料间,能够通过焊接接合设置位于上、下凸缘板间的第二隔板,能够通过第二隔板提高左、右腹板与上、下的凸缘板之间的焊接得到的接合强度。
(5).本发明的结构为,在上述左、右腹板上,设置位于前、后方向的前端侧且焊接于上述上、下凸缘板间的悬臂侧安装部件。由此,能够在左、右腹板的全长中的位于前端侧的部位与上、下凸缘板之间以通过接合的方式设置悬臂侧安装部件,能够通过该悬臂侧安装部件以能够转动的方式将悬臂连结在起重臂的前端侧。
附图说明
图1是表示设有本发明的第一实施方式的起重臂的液压挖掘机的主视图。
图2是作为单体表示图1中的起重臂的主视图。
图3是表示起重臂的长度方向中间部分的图2的局部放大图。
图4是表示构成起重臂的各板材的分解立体图。
图5是表示分别接合了图2中的腹板、构成上凸缘板的板材后的状态的起重臂的分解立体图。
图6是表示通过焊接左、右腹板和上凸缘板而成为拼装的状态的立体图。
图7是表示在拼装的左、右腹板与上凸缘板的内面侧实施内部焊接的状态的立体图。
图8是表示相对于拼装的左、右腹板接合下凸缘板的状态的立体图。
图9是表示相对于拼装的左、右腹板及上、下凸缘板利用机器人实施外部焊接的状态的立体图。
图10是表示构成第二实施方式的起重臂的各板材的分解立体图。
具体实施方式
以下,以适用于液压挖掘机的起重臂的情况为例,按照附图对本发明的实施方式的工程机械用起重臂进行详细说明。
在此,图1~图9表示本发明的第一实施方式的液压挖掘机的起重臂。
图中,符号1是作为工程机械的液压挖掘机,该液压挖掘机1大致包括:如图1所示那样可自行的履带式的下部行驶体2;可回转地搭载在该下部行驶体2上的上部回转体3;以及后述的作业装置8。液压挖掘机1的上部回转体3与下部行驶体2一起构成工程机械的车体。上部回转体3由后述的回转框架4、驾驶室5、配重6以及舱室罩7等构成。
符号4表示构成上部回转体3的框架的回转框架,该回转框架4在其前侧以能够仰俯动作的方式安装有后述的作业装置8,在后侧安装有后述的配重6。在回转框架4的前部左侧配设有驾驶室5,该驾驶室5在内部划分出操作室。在驾驶室5内配设有供操作员就座的驾驶席、操作杆、行驶用杆或踏板(均未图示)等。
符号6是设置在回转框架4的后端侧的配重,该配重6以能够装卸的方式搭载于回转框架4的后端侧,用于相对于前侧的作业装置8取得与上部回转体3整体的重量平衡。在配重6的前侧设有收放发动机(未图示)等的后述的舱室罩7。
符号7是位于驾驶室5与配重6之间并竖立设置在回转框架4上的舱室罩,该舱室罩7例如使用由薄的钢板构成的多张金属板等形成为舱室结构,是在内部划分出收放发动机等的机械室(未图示)的构件。
符号8是以能够仰俯动作的方式设置在上部回转体3的前部的作业装置,该作业装置8大致包括:后述的起重臂11;以能够仰俯动作的方式安装在起重臂11的前端侧的悬臂9;以及为了进行例如土砂等的挖掘作业而以能够转动的方式设置在该悬臂9的前端侧的作为作业工具的铲斗10。作业装置8的起重臂11利用起重臂缸11A相对于回转框架4在上、下进行仰俯动作,悬臂9在起重臂11的前端侧利用悬臂缸9A在上、下进行仰俯动作。作为作业工具的铲斗10在悬臂9的前端侧利用铲斗缸10A在上、下进行转动。
符号11是构成作业装置8的作业臂的起重臂,如图1所示,该起重臂11作为长尺寸的箱型结构体而形成,利用起重臂缸11A相对于回转框架4在上、下进行仰俯动作。如图2、图6、图9所示,起重臂11作为横截面呈四边形的闭截面结构的箱型结构体而形成,该箱型结构体包括:在起重臂11的长度方向(前、后方向)上延伸并在左、右方向上相互对置的左、右一对腹板12、12;以及通过焊接接合在该各腹板12的上、下两端侧的上、下凸缘板14、16。
左、右的腹板12及上、下的凸缘板14、16使用例如由550~600Mpa(兆帕)级的高张力钢构成的板材形成,由此,能够使各板材的板厚尽可能地薄。同样,关于后述的隔板18、19、轴套部件20、21以及托架部件22、23,也使用由同样的高张力钢构成的钢材形成。
其次,对左、右腹板12的结构进行具体地说明。
符号12表示形成起重臂11的侧面的左、右一对腹板。此外,由于左腹板12和右腹板12彼此形成为相同的形状,因此对一方的腹板12进行说明。另外,所谓起重臂11的长度方向即前、后方向的后端侧,在从液压挖掘机1的车辆后方观察的情况下,相当于起重臂11的后部侧,所谓前、后方向的前端侧,在从液压挖掘机1的车辆后方观察的情况下,相当于起重臂11的前部侧(前端侧)。
如图4所示,该腹板12由腹板12的全长中位于后端侧(起重臂11的基部侧)的第一腹板材料12A、依次配置于其前侧且形状相互不同的第二腹板材料12B、第三腹板材料12C、第四腹板材料12D以及第五腹板材料12E构成的共计五张板材构成。
其中位于前、后方向的最后侧的第一腹板材料12A通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形,而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧逐渐变大的四边形状。而且,该第一腹板材料12A以在靠前侧的折弯线12A1的位置向左、右方向的外侧翘曲的方式折弯。关于接下来的第二腹板材料12B,也通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形,而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧逐渐变大的四边形状。
腹板12中位于前、后方向的正中央的第三腹板材料12C通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形,而如图2所示形成为平行四边形形状。而且,该第三腹板材料12C的上、下两端侧分别成为具有预先决定的曲率的圆弧状的边缘部12C1、12C2。其中上侧的边缘部12C1具有例如1800mm左右的曲率半径,即使对于下侧的边缘部12C2,也形成为具有大致相同的曲率半径。在第三腹板材料12C上,位于边缘部12C1、12C2之间地形成有圆形的冲裁孔12C3,后述的轴套(ボス)部件21的环状凸边部21B通过焊接而接合于该冲裁孔12C3。
第四腹板材料12D通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形,而形成为其上底比下底长的梯形形状。因此,起重臂11通过左、右腹板12中的第三腹板材料12C和第四腹板材料12D而成为长度方向中间部分弯曲成弓形状的形状。
腹板12中位于前、后方向的最前侧(前端侧)的第五腹板材料12E通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形,而形成为上、下方向的宽度尺寸从后侧朝向前侧逐渐变小的四边形形状。在第一~第五腹板材料12A~12E中,第五腹板材料12E形成为前、后方向的长度尺寸最大,且其板厚最薄。
如图5所示,就第二腹板材料12B而言,后侧的端部沿焊接线13A接合于第一腹板材料12A的前侧端部。在焊接线13A的位置,进行利用了V型槽的对接焊接,该焊接线13A具有一方端部13A1和另一方端部13A2。就第三腹板材料12C而言,后侧的端部沿焊接线13B接合于第二腹板材料12B的前侧端部。在焊接线13B的位置也进行利用V型槽的对接焊接,该焊接线13B具有一方端部13B1和另一方端部13B2。
就第四腹板材料12D而言,后侧的端部沿焊接线13C接合于第三腹板材料12C的前侧端部。在焊接线13C的位置也进行利用V型槽的对接焊接,该焊接线13C具有一方端部13C1和另一方端部13C2。并且,就第五腹板材料12E而言,后侧的端部沿焊接线13D接合于第四腹板材料12D的前侧端部。在焊接线13D的位置也进行利用V型槽的对接焊接,该焊接线13D具有一方端部13D1和另一方端部13D2。
构成腹板12的第一~第五腹板材料12A~12E中分担其载荷最大的部件是第一腹板材料12A和第三腹板材料12C,作为一个例子,第一腹板材料12A的板厚t1a和第三腹板材料12C的板厚t1c例如形成为14mm左右。与此相对,第二腹板材料12B的板厚t1b和第四腹板材料12D的板厚t1d例如形成为10mm左右。第五腹板材料12E的板厚t1e例如为9mm左右,形成为最薄。因此,第一~第五腹板材料12A~12E的板厚t1a~t1e具有如下关系。
(数学式1)
t1a=t1c>t1b=t1d>t1e
在此,如图2、图3所示,第二腹板材料12B与第三腹板材料12C之间的焊接线13B配置在靠近后述的第一正交线A-A的范围的角度θ1(例如、θ1≈4.5~4.9度)的位置。另一方面,如图2、图3所示,第三腹板材料12C与第四腹板材料12D之间的焊接线13C配置在靠近后述的第二正交线B-B的范围的角度θ2(例如、θ2≈10.5~11.5度)的位置。
第三腹板材料12C的上侧的边缘部12C1与焊接线13C的端部13C1的交点配置在相对于后述的托架部件23的后端部仅靠前侧尺寸a(例如a≈113~116mm)的位置。第三腹板材料12C的下侧的边缘部12C2与焊接线13C的端部13C2的交点配置在相对于后述的隔板19的下端部仅靠后侧尺寸b(例如b=100mm)的位置。
其次,对上凸缘板14的结构进行具体地说明。
符号14是利用填角焊接而接合于左、右腹板12的上端侧的上凸缘板。即、如图4所示,该上凸缘板14由如下共计三张板材构成,即、缘板14的全长中位于前、后方向的后侧的后上凸缘材料14A;位于前、后方向的前侧的前上凸缘材料14B;以及在后上凸缘材料14A与前上凸缘材料14B之间的中间上凸缘材料14C。中间上凸缘材料14C配置在从上方覆盖后述的轴套部件21的位置。
后上凸缘材料14A、前上凸缘材料14B以及中间上凸缘材料14C通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形而分别形成为四边形形状,且以相互不同的形状向前、后方向延伸。就其长度尺寸而言,后上凸缘材料14A最短,中间上凸缘材料14C最长,前上凸缘材料14B形成为两者的中间的长度。
上凸缘板14由于后述的托架部件23接合在中间上凸缘材料14C的外侧面,因此中间上凸缘材料14C的板厚t2c最厚,例如形成为14mm左右的板厚。后上凸缘材料14A的板厚t2a例如形成为10mm左右的中间的板厚,前上凸缘材料14B的板厚t2b形成为最薄,例如8mm左右。因此,后上凸缘材料14A的板厚t2a、前上凸缘材料14B的板厚t2b以及中间上凸缘材料14C的板厚t2c具有如下关系。
(数学式2)
t2c>t2a>t2b
如图4及图5所示,中间上凸缘材料14C的后侧的端部沿焊接线15A接合于后上凸缘材料14A的前侧端部。在焊接线15A的位置进行利用V型槽的对接焊接,该焊接线15A具有一方端部15A1和另一方端部15A2。前上凸缘材料14B的后侧的端部沿焊接线15B接合于中间上凸缘材料14C的前侧端部。在焊接线15B的位置也进行利用V型槽的对接焊接,该焊接线15B具有一方端部15B1和另一方端部15B2。
上凸缘板14以在后上凸缘材料14A与前上凸缘材料14B之间沿焊接线15A、15B接合了中间上凸缘材料14C的状态,实施有接板后的滚压加工。由此,上凸缘板14如图5所示那样弯曲。即、上凸缘板14的后上凸缘材料14A与中间上凸缘材料14C弯曲成沿腹板12的上端侧的圆弧状的轮廓线的形状。
如图6、图7所示,由后上凸缘材料14A、前上凸缘材料14B以及中间上凸缘材料14C构成的上凸缘板14通过焊接而接合于左、右腹板12的上端侧。此时,腹板12的焊接线13A、13B、13C、13D配置成其端部13A1、13B1、13C1、13D1与上凸缘板14的焊接线15A、15B的端部15A1、15B1(端部15A2、15B2)的焊接位置不重叠。即、焊接线13A~13D的端部13A1、13B1、13C1、13D1与焊接线15A、15B的端部15A1、15B1(端部15A2、15B2)配置于在起重臂11的前、后方向相互不同的位置。
其次,对下凸缘板16的结构进行具体说明。
符号16是通过焊接而接合于左、右腹板12下端侧的下凸缘板。即、如图4所示,该下凸缘板16由下凸缘板16的全长中从前、后方向的后侧向前侧依次并排配置的共计六张板材、即、第一下凸缘材料16A、第二下凸缘材料16B、第三下凸缘材料16C、第四下凸缘材料16D、第五下凸缘材料16E、第六下凸缘材料16F构成。其中,第三下凸缘材料16C配置在成为后述的轴套部件21的下方的位置。
这些下凸缘材料16A~16F通过对由上述高张力钢构成的平板材料进行冲压成形而分别形成为四边形形状,且以相互不同的形状在前、后方向上延伸。就其长度尺寸而言,位于前、后方向的中间的第三下凸缘材料16C形成为最长,第二下凸缘材料16B和第六下凸缘材料16F形成为最短。第四下凸缘材料16D形成为比第二、第六下凸缘材料16B、16F长。第一下凸缘材料16A和第五下凸缘材料16E形成为比第三下凸缘材料16C短、且比第四下凸缘材料16D长。
下凸缘板16的位于前、后方向的中间的第三下凸缘材料16C的板厚t3c最厚,例如形成为12mm左右。第一、第二下凸缘材料16A、16B的板厚t3a、t3b例如形成为9mm左右。第四、第五、第六下凸缘材料16D、16E、16F的板厚t3d、t3e、t3f形成为最薄,例如8mm左右。因此,第一~第六下凸缘材料16A~16F的板厚t3a~t3f具有如下关系。
(数学式3)
t3c>t3a=t3b>t3d=t3e=t3f
如图4所示,对第三下凸缘材料16C实施接板前的滚压加工,第三下凸缘材料16C弯曲成沿腹板12的下端侧的圆弧状的轮廓线的形状。然后,第三下凸缘材料16C的前侧端部沿焊接线17A接合于第四下凸缘材料16D的后侧端部,在焊接线17A的位置进行利用V型槽的对接焊接。如在图5中所示的那样,焊接线17A具有一方端部17A1和另一方端部17A2。如图8所示,相互接合而形成的第三下凸缘材料16C和第四下凸缘材料16D以部分地封闭左、右腹板12的长度方向中间部的下端侧的方式通过焊接而接合于以拼装(缶組み)的方式焊接在上凸缘板14的左、右腹板12。
其次,就下凸缘板16而言,长度尺寸较短的第二下凸缘材料16B与第六下凸缘材料16F以部分地封闭左、右腹板12的下端侧的方式焊接接合于左、右腹板12。此时,第二下凸缘材料16B的后侧端部沿焊接线17B(参照图9)接合于第三下凸缘材料16C的前侧端部,在焊接线17B的位置以使两者对接的状态进行内侧与外侧的双面焊接。如图9中所示,焊接线17B具有一方端部17B1和另一方端部17B2。
第一下凸缘材料16A和第五下凸缘材料16E构成最后封闭后述的起重臂拼装体31的各腹板12间的盖部件。即、在对呈四边形的闭截面结构的起重臂11进行拼装焊接时,第一下凸缘材料16A和第五下凸缘材料16E以最终封闭其下端侧的方式焊接接合于左、右腹板12。此时,第一下凸缘材料16A的后侧端部沿焊接线17C(参照图9)接合于第二下凸缘材料16B的前侧端部,在焊接线17C的位置进行使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接。如图9中所示,焊接线17C具有一方端部17C1和另一方端部17C2。
另外,第五下凸缘材料16E的后侧端部沿焊接线17D接合于第四下凸缘材料16D的前侧端部,第五下凸缘材料16E的前侧端部沿焊接线17E接合于第六下凸缘材料16F的后侧端部。该情况,也在焊接线17D、17E的位置分别进行使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接。如图9中所示,焊接线17D具有一方端部17D1和另一方端部17D2,焊接线17E具有一方端部17E1和另一方端部17E2。
下凸缘板16的焊接线17A配置成其端部17A1、17A2相对于左、右腹板12的焊接线13C、13D的端部13C2、13D2焊接位置不重叠。即、焊接线13C、13D的端部13C2、13D2与焊接线17A的端部17A1、17A2配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置。焊接线17B的端部17B1、17B2配置成相对于腹板12的焊接线13A的端部13A2焊接位置不重叠。即、焊接线13A的端部13A2与焊接线17B的端部17B1、17B2配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置。
对于焊接线17C的端部17C1、17C2也配置成例如相对于腹板12的焊接线13A的端部13A2焊接位置不重叠。即、焊接线13A的端部13A2与焊接线17C的端部17C1、17C2配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置。
对于焊接线17D的端部17D1、17D2也配置成例如相对于焊接线13D的端部13D2焊接位置不重叠。即、焊接线13D的端部13D2与焊接线17D的端部17D1、17D2配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置。同样,焊接线17E的端部17E1、17E2也配置成例如相对于焊接线13D的端部13D2焊接位置不重叠。即、焊接线13D的端部13D2与焊接线17E的端部17E1、17E2配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置。
符号18是作为设置在起重臂11内部的隔壁的第一隔板,该第一隔板18以通过填角焊接等方法来接合的方式设置在构成左、右腹板12的第二腹板材料12B间与上、下凸缘板14、16之间。第一隔板18的上端通过填角焊接等方法而接合于上凸缘板14的中间上凸缘材料14C。第一隔板18的下端通过填角焊接等方法而接合于下凸缘板16的第三下凸缘材料16C。第一隔板18的左、右两端通过填角焊接等方法而接合于左、右腹板12的第二腹板材料12B。
符号19是作为设置在起重臂11内部的隔壁的第二隔板,该第二隔板19以通过填角焊接等方法来接合的方式设置在构成左、右腹板12的第四腹板材料12D间与上、下凸缘板14、16之间。第二隔板19的上端通过填角焊接等方法而接合于上凸缘板14的中间上凸缘材料14C。第二隔板19的下端通过填角焊接等方法而接合于下凸缘板16的第三下凸缘材料16C。第三隔板19的左、右两端通过填角焊接等方法而接合于左、右腹板12的第四腹板材料12D。
其次,对附属地安装于起重臂11上的起重臂基部侧安装部件、起重臂缸安装部件、悬臂侧安装部件以及悬臂缸安装部件的结构进行具体说明。
符号20是构成起重臂基部侧安装部件的轴套部件。如图4、图5所示,该轴套部件20由在左、右方向上延伸的筒状的轴套部20A、以及与该轴套部20A的两端侧一体形成的左、右接头部20B构成。轴套部件20的各接头部20B使用例如利用了里侧V型槽(裏V型開先)的焊接方法而接合于左、右腹板12的第一腹板材料12A的后端侧。上、下凸缘板14、16的后端(即、后上凸缘材料14A的后端和第一下凸缘材料16A的后端)以在上、下方向上被夹着的方式使用焊接方法接合于轴套部件20的轴套部20A。
由此,轴套部件20位于起重臂11的后端(基端)侧并以焊接方式设置在左、右第一腹板材料12A的后端和后上凸缘材料14A的后端与第一下凸缘材料16A的后端之间。轴套部件20是构成用于使起重臂11的基端侧与上部回转体3的回转框架4(参照图1)以能够仰俯动作的方式销结合的起重臂基部的构件。
符号21是设置在起重臂11的长度方向中间部的构成起重臂缸安装部件的其他轴套部件。如图4、图5所示,该轴套部件21由在左、右方向上延伸的筒状的轴套部21A、以及与该轴套部21A的两端侧一体形成的左、右环状凸边部21B构成。轴套部件21的各环状凸边部21B通过冲裁孔12C3而嵌合于左、右腹板12的第三腹板材料12C,使用例如利用了里侧V型槽的焊接方法而接合于冲裁孔12C3的周围。如图1所示,起重臂缸11A的杆侧以能够转动的方式销结合于轴套部件21的轴套部21A。
在此,如图2、图3所示,假设连结轴套部件20的轴套部20A与轴套部件21的轴套部21A的中心的线为第一基准线L1时,与该基准线L1正交的线为第一正交线A-A。左、右腹板12中位于前、后方向正中央的第三腹板材料12C配置在靠近第一正交线A-A的范围,使得与对方的第二腹板材料12B之间的焊接线13B具有与第一基准线L1大致正交的关系。第一正交线A-A与焊接线13B所成的角度θ1设定为5度以下的角度(例如,θ1≈4.5~4.9度)。
另外,当假设相对于位于第三腹板材料12C的上端侧的圆弧状的边缘部12C1垂直的线为垂线K时,焊接线13B相对于垂线K向一方侧倾斜相当于角度α(例如,α≈4.7~4.8度),相对于第一正交线A-A向另一方侧倾斜相当于角度差θ1。即、第一正交线A-A与垂线K的角度β具有β=α+θ1的关系,优选角度θ1与角度α设定为大致相等的角度。
符号22是设置在起重臂11的前端(顶端)侧的构成悬臂侧安装部件的托架部件。该托架部件22由呈二叉状的左、右一对托架部22A、以及一体地连结该各托架部22A之间的接头部22B构成。左、右托架部22A的后端使用例如利用了里侧V型槽的焊接方法接合于左、右的第五腹板材料12E的前端侧。上、下凸缘板14、16的前端(即、前上凸缘材料14B的前端和第六下凸缘材料16F的前端)以在上、下方向上被夹着的方式使用焊接方法接合于托架部件22的接头部22B。
由此,托架部件22位于起重臂11的前端(前端)侧并以焊接方式设置在左、右的第五腹板材料12E的前端、前上凸缘材料14B的前端、第六下凸缘材料16F的前端之间。如图1所示,悬臂9的基端侧以能够仰俯动作的方式销结合于这种托架部件22。
符号23是作为连结悬臂缸9A的悬臂缸安装部件的其他托架部件。该托架部件23作为呈二叉状的托架而形成且具有销孔23A。托架部件23使用例如填角焊接等方法接合于上凸缘板14中的中间上凸缘材料14C的上面侧。图1所示的悬臂缸9A的底侧以能够转动的方式销结合于托架部件23的销孔23A中。
在此,如图2、图3所示,假设连结托架部件23的销孔23A与轴套部件21的轴套部21A的中心的线为第二基准线L2时,与该基准线L2正交的线为第二正交线B-B。第三腹板材料12C与对方的第四腹板材料12D之间的焊接线13C配置在靠近第二正交线B-B的范围,具有与第二基准线L2大致正交的关系。第二正交线B-B与焊接线13C所成的角度θ2设定为12度以下的角度(例如,θ2≈10.5~11.5度)。
第一实施方式的液压挖掘机1具有如上所述的结构,接着对其动作进行说明。
乘入液压挖掘机1的驾驶室5内的操作员对驾驶室5内的杆、踏板(均未图示)等进行操作,将从舱室罩7内的液压泵(未图示)排出的压力油供给至下部行驶体2,从而驱动该下部行驶体2的行驶马达等而使车辆前进、后退。
经由各给排配管(未图示)将来自上述液压泵的压力油向作业装置8侧供给排出,由此使起重臂缸11A和悬臂缸9A伸缩而使起重臂11和悬臂9进行仰俯动作,并且通过铲斗缸10A使铲斗10转动,从而进行土砂的挖掘作业等。
其次,参照图4至图9,对与悬臂9一起构成作业装置8的作业臂的起重臂11的制造工序进行说明。在此,分别利用不同的工序对构成起重臂11的左、右腹板12和上、下凸缘板14、16进行冲压成形来制作。
(冲压工序和局部焊接工序)
左、右腹板12(在图4、图5中仅图示了一方)如图5所示沿焊接线13A、13B、13C、13D利用V型槽的对接焊接在前、后方向上接合通过冲压成形而形成为相互不同的形状的第一~第五腹板材料12A~12E。该情况下,关于第一腹板材料12A,在与第二腹板材料12B接合前的冲压成形阶段,在靠前侧的折弯线12A1的位置预先折弯成向左、右方向的外侧翘曲。
上凸缘板14沿焊接线15A、15B利用V型槽的对接焊接在前、后方向上接合通过冲压成形而形成为相互不同的形状的后上凸缘材料14A、中间上凸缘材料14C以及前上凸缘材料14B。这样,以在后上凸缘材料14A与前上凸缘材料14B之间沿焊接线15A、15B接合了中间上凸缘材料14C的状态下,对对上凸缘板14实施接板后的滚压加工。由此,使上凸缘板14的后上凸缘材料14A与中间上凸缘材料14弯曲成沿腹板12的上端侧的圆弧状的轮廓线的形状。
关于下凸缘板16,对通过冲压成形而形成为相互不同的形状的第一下凸缘材料16A~第六下凸缘材料16F中的第三下凸缘材料16C实施接板前的滚压加工。由此,第三下凸缘材料16C弯曲成沿腹板12的下端侧的圆弧状的轮廓线的形状。然后,如图5所示,在第三下凸缘材料16C的前侧端部,沿焊接线17A利用V型槽的对接焊接一体地接合第四下凸缘材料16D的后侧端部。
但是,下凸缘板16的第一下凸缘材料16A、第二下凸缘材料16B、第三、第四下凸缘材料16C、16D的接合体、第五下凸缘材料16E、第六下凸缘材料16F不相互接合,而是在预先确定的位置待机直到起重臂11的拼装作业的最终阶段(图8所示的下凸缘板拼装工序)。
(左、右腹板与上凸缘板的拼装工序)
接着,在图6所示的拼装工序中,在预先准备的拼装夹具24上以临时固定的方式配置左、右腹板12与上凸缘板14。该情况下,由后上凸缘材料14A、前上凸缘材料14B以及中间上凸缘材料14C构成的上凸缘板14以利用焊接临时固定的形态固定于左、右腹板12的上端侧。此时,焊接线13A~13D的端部13A1、13B1、13C1、13D1与焊接线15A、15B的端部15A1、15B1(端部15A2、15B2)配置于在起重臂11的前、后方向上相互不同的位置,使得腹板12的焊接线13A、13B、13C及13D的焊接位置不与上凸缘板14的焊接线15A、15B重叠。
接着,在左、右腹板12与上凸缘板14之间以利用焊接临时固定的方式配置第一、第二隔板18、19。即、第一隔板18通过部分的焊接临时固定在左、右第二腹板材料12B间与中间上凸缘材料14C的后部侧。第二隔板19通过部分的焊接固定在左、右第四腹板材料12D间与中间上凸缘材料14C的前部侧。
另外,在左、右腹板12与上凸缘板14的前、后方向后端侧(后端侧)通过焊接临时固定起重臂基部侧的轴套部件20。在长度方向的中间部,位于左、右第三腹板材料12C间,利用焊接临时固定起重臂缸11A用的轴套部件21。即、通过焊接使轴套部件21的环状凸边部21B临时固定于第三腹板材料12C的冲裁孔12C3。接着,在左、右腹板12与上凸缘板14的前、后方向的前端侧,通过焊接临时固定悬臂9用的托架部件22,在中间上凸缘材料14C的上面侧,通过焊接临时固定悬臂缸9A用的托架部件23。
这样,起重臂11的作为预备组装体的起重臂拼装体31使用图6所示的拼装夹具24而制作成。该情况下,起重臂拼装体31通过临时固定左、右腹板12、上凸缘板14、第一、第二隔板18、19、轴套部件20、21以及托架部件22、23而进行拼装。
(内部焊接工序)
在图7所示的内部焊接工序中,在预先准备的一对旋转定位器25之间配置起重臂拼装体31。接着,利用一对旋转定位器25使起重臂拼装体31向图7中的箭头C方向旋转,对起重臂拼装体31实施内部焊接。即、在左、右腹板12与上凸缘板14的接合部位进行前、后方向的全长范围的内部焊接。在第一隔板18,在左、右第二腹板材料12B间与中间上凸缘材料14C的后部侧的接合部位通过填角焊接等方法进行内部焊接。关于第二隔板19,也在左、右第四腹板材料12D间与中间上凸缘材料14C的前部侧的接合部位通过填角焊接等方法进行内部焊接。
另一方面,起重臂基部侧的轴套部件20对左、右第一腹板材料12A与后上凸缘材料14A的接合部位实施内部焊接,关于起重臂缸11A用的轴套部件21,也在与左、右第三腹板材料12C的接合部位实施内部焊接并通过焊接紧固两者。悬臂9用的托架部件22在左、右第五腹板材料12E与前上凸缘材料14B的接合部位实施内部焊接紧固两者。
(下凸缘板拼装工序)
其次,在图8所示的下凸缘板16的拼装工序中,将预先接合的第三下凸缘材料16C和第四下凸缘材料16D的接合体以部分地封闭其长度方向中间部的下端侧的方式利用焊接接合于起重臂拼装体31的左、右腹板12。此时,第一隔板18利用填角焊接等方法将其下端侧接合于第三下凸缘材料16C的内侧面。关于第二隔板19,也利用填角焊接等方法将其下端侧接合于第三下凸缘材料16C的内侧面。
其次,将下凸缘板16的第二下凸缘材料16B和第六下凸缘材料16F以部分地封闭其下端侧的方式焊接接合于左、右腹板12。此时,第二下凸缘材料16B的后侧端部沿焊接线17B(参照图9)接合于第三下凸缘材料16C的前侧端部,在焊接线17B的位置以使两者对接的状态实施内侧与外侧的双面焊接。另外,第六下凸缘材料16F的前侧端部以在前、后方向上与托架部件22的接头部22B对接的状态利用内侧与外侧的双面焊接而接合。
其次,将第一下凸缘材料16A和第五下凸缘材料16E以封闭左、右腹板12下端侧的方式焊接接合于左、右腹板12,结束下凸缘板16的拼装作业。即、在结束了第一下凸缘材料16A与第五下凸缘材料16E的接合作业的阶段,左、右腹板12的下端侧在其前、后方向的全长范围实质上被封闭。
此时,第一下凸缘材料16A的后侧端部沿焊接线17C(参照图9)接合于第二下凸缘材料16B的前侧端部。此外,在焊接线17C的位置,使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接在后述的外部焊接工序中进行。另一方面,第五下凸缘材料16E的后侧端部沿焊接线17D接合于第四下凸缘材料16D的前侧端部,第五下凸缘材料16E的前侧端部沿焊接线17E接合于第六下凸缘材料16F的后侧端部。该情况下,在焊接线17D、17E的位置,分别使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接在后述的外部焊接工序中进行。
(外部焊接工序)
其次,如图9所示,使用多台焊接机器人26进行作为焊接工序的最终阶段的外部焊接。在该外部焊接工序中,利用焊接机器人26在前、后方向的全长范围对左、右腹板12与上凸缘板14之间进行填角焊接。同样,在前、后方向的全长范围也对左、右腹板12与下凸缘板16之间进行填角焊接。另一方面,通过填角焊接将预先临时固定的托架部件23牢固地接合于上凸缘板14中的中间上凸缘材料14C的上面侧。
在使用了焊接机器人26的外部焊接工序中,沿焊接线17C接合第一下凸缘材料16A的后侧端部与第二下凸缘材料16B的前侧端部,在该焊接线17C的位置结束使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接。另一方面,关于第五下凸缘材料16E的后侧端部与第四下凸缘材料16D的前侧端部,也沿焊接线17D接合,第五下凸缘材料16E的前侧端部与第六下凸缘材料16F的后侧端部之间也沿焊接线17E接合。也在这些焊接线17D、17E的位置分别结束使用了里侧接触材料(未图示)并利用了V型槽的对接焊接。
这样,通过使用了焊接机器人26的外部焊接工序,起重臂11作为由长尺寸的箱型结构体构成的焊接结构物而完成。然后,起重臂11被搬送至作业装置8的组装工序,作为例如图1所示的作业装置8的作业臂而与悬臂9一起组装。
这样,根据第一实施方式,能够在前、后方向的端部沿焊接线13A~13D接合形状相互不同的共计五张的第一~第五腹板材料12A~12E来形成起重臂11的左、右腹板12。关于上凸缘板14,也能够通过在前、后方向的端部沿焊接线15A、15B接合形状相互不同的共计三张的后上凸缘材料14A、前上凸缘材料14B、中间上凸缘材料14C来形成。并且,关于下凸缘板16,也能够通过在前、后方向的端部沿焊接线17A~17E接合形状相互不同的共计六张的第一~第六下凸缘材料16A~16F来形成。
使用这种左、右腹板12、上凸缘板14以及下凸缘板16,形成横截面呈四边形形状的箱型结构体的起重臂11。此时,能够将构成左、右腹板12的各板材间的焊接线13A~13D的上侧的端部13A1、13B1、13C1、13D1分别配置在相对于构成上凸缘板14的各板材间的焊接线15A、15B的端部15A1、15B1(端部15A2、15B2)在前、后方向上相互不同的位置。与此相同,能够将焊接线13A~13D的下侧的端部13A2、13B2、13C2、13D2分别配置在相对于构成下凸缘板16的各板材间的焊接线17A~17E的端部17A1、17B1、17C1、17D1、17E1(端部17A2、17B2、17C2、17D2、17E2)在前、后方向上相互不同的位置。
其结果,能够避免容易产生焊接缺陷的焊接线端部的重叠,因此能够降低产生焊接缺陷的可能性,能够制造具有高强度的焊接构造的起重臂11。并且,能够使构成起重臂11的各板材的板厚薄至所需最小限度,能够减轻起重臂11全体的重量而实现轻型化。而且,能够提高起重臂11相对于挖掘反作用力等的耐冲击性,还能够确保足够的弯曲强度、扭曲强度。
构成起重臂11的左、右腹板12中、接合有起重臂基部侧的轴套部件20的第一腹板材料12A、和在前、后方向上位于正中央的第三腹板12C使用板厚较厚的材料。除此以外的第二腹板材料12B、第四腹板材料12D、第五腹板材料12E能够使用板厚比第一腹板材料12A、第三腹板材料12C薄的材料。
其结果,第一腹板材料12A能够与上凸缘板14的后上凸缘材料14A、下凸缘板16的第一下凸缘材料16A一起以牢固的构造支撑起重臂基部侧的轴套部件20,能够提高起重臂基部侧的支撑强度。左、右第三腹板材料12C能够以牢固的构造支撑以能够转动的方式销结合起重臂缸11A的杆侧的轴套部件21,能够提高相对于起重臂缸11A的支撑强度。
另一方面,如图3所示,能够将构成左、右腹板12的共计五张板材中的第三腹板材料12C与第二腹板材料12B的端部接合的焊接线13B配置在接近与第一基准线L1正交的正交线A-A的位置。因此,针对伴随起重臂缸11A的伸缩动作等而在轴套部件21与起重臂基部侧的轴套部件20之间产生于左、右腹板12的应力,能够提高在沿第二腹板材料12B与第三腹板材料12C的焊接线13B的位置的接合强度、即焊接强度,能够提高焊接寿命、可靠性。
另外,第三腹板材料12C能够将与第四腹板材料12D的端部接合的焊接线13C配置在接近与第二基准线L2正交的正交线B-B的位置。因此,针对伴随悬臂缸9A的伸缩动作、起重臂缸11A的伸缩动作等而在轴套部件21与托架部件23之间产生于左、右腹板12的应力,能够提高在沿第三腹板材料12C与第四腹板材料12D的焊接线13C的位置的接合强度、即焊接强度,能够提高焊接寿命、可靠性。
而且,在由第一~第五腹板材料12A~12E构成的左、右腹板12中的第二腹板材料12B间,能够位于上、下凸缘板14、16间地以通过焊接来接合的方式设置第一隔板18,通过第一隔板18,能够提高左、右腹板12与上、下凸缘板14、16之间的由焊接得到的接合强度。另外,在左、右第四腹板材料12D间,能够位于上、下凸缘板14、16间地以通过焊接来接合的方式设置第二隔板19,通过第二隔板19,能够提高左、右腹板12与上、下凸缘板14、16之间的由焊接得到的接合强度。
因此,根据第一实施方式,能够以具有所需最小限度的板厚的板材形成左、右腹板12以及上、下凸缘板14、16,能够削减材料费并实现起重臂11整体的轻型化。因此,能够用更加小型的液压缸构成起重臂缸11A。而且,能够减小通过起重臂缸11A使起重臂11进行仰俯动作时惯性力,能够提高使起重臂11在任意的位置停止时的定位性能等。
其次,图10表示本发明的第二实施方式。第二实施方式的特征在于,利用共计六张板材形成左腹板和右腹板,利用共计四张板材形成上凸缘板,利用共计七张板材形成下凸缘板。此外,在第二实施方式中,对与上述的第一实施方式相同的结构要素附注相同符号,并省略其说明。
图中,符号41是在第二实施方式中采用的起重臂,该起重臂41与在第一实施方式中叙述的起重臂11大致相同地构成。起重臂41作为横截面呈四边形的闭截面结构的箱型结构体而形成,该箱型结构体包括:在其长度方向(前、后方向)上延伸并在左、右方向上相互对置的左、右一对腹板42、42;以及通过焊接接合在该各腹板42的上、下两端侧的上、下凸缘板43、44。
但是,左、右腹板42在由共计六张板材形成这一点与第一实施方式不同。即、腹板42由共计六张板材构成,这六张板材由与在第一实施方式叙述的第一~第四腹板材料12A~12D同样地形成的第一~第四腹板材料42A~42D、第五腹板材料42E以及第六腹板材料42F构成。在此,第五腹板材料42E和第六腹板材料42F将在上述第一实施方式中叙述的第五腹板材料12E分割成两张板材而形成。第五腹板材料42E的前端沿焊接线(未图示)接合于第六腹板材料42F的后端侧。
腹板42的第一腹板材料42A与第一实施方式中叙述的第一腹板材料12A同样,在靠前侧的折弯线42A1的位置折弯成向左、右方向的外侧翘曲。并且,第三腹板材料42C与在第一实施方式中叙述的第三腹板材料12C同样,其上、下两端侧成为圆弧状的边缘部42C1、42C2,在该边缘部42C1、42C2之间形成有通过焊接来接合轴套部件21的环状凸边部21B的圆形的冲裁孔42C3。
另一方面,在上凸缘板43利用共计四张板材来形成这一点与第一实施方式不同。即、上凸缘板43由共计四张板材构成,这四张板材由上凸缘板14的全长中位于后端侧的第一上凸缘材料43A、位于第一上凸缘材料43A前侧的第二上凸缘材料43B、位于第二上凸缘材料43B前侧的第三上凸缘材料43C、以及位于第三上凸缘材料43C前侧的第四上凸缘材料43D构成。
在此,第一上凸缘材料43A与在第一实施方式中叙述的后上凸缘材料14A同样地构成,第二上凸缘材料43B与在第一实施方式中叙述的中间上凸缘材料14C同样地构成。但是,第三上凸缘材料43C与第四上凸缘材料43D将上述第一实施方式中叙述的前上凸缘材料14B分割成两张板材而形成。第三上凸缘材料43C的前端沿焊接线(未图示)接合于第四上凸缘材料43D的后端。
下凸缘板44在由共计七张板材形成这一点与第一实施方式不同。即、下凸缘板44由共计七张板材构成,这七张板材由与在第一实施方式中叙述的第一~第四下凸缘材料16A~16D同样地形成的第一~第四下凸缘材料44A~44D、第五下凸缘材料44E、第六下凸缘材料44F以及第七下凸缘材料44GE构成。
在此,下凸缘板44的第五下凸缘材料44E和第六下凸缘材料44F将在上述第一实施方式中叙述的下凸缘板16的第五下凸缘材料16E分隔成两张板材而形成,这一点与第一实施方式不同。第五下凸缘材料44E的前端沿焊接线(未图示)接合于第六下凸缘材料44F的后端。另一方面,下凸缘板44的第七下凸缘材料44G与在上述第一实施方式中叙述的下凸缘板16的第六下凸缘材料16F同样地形成。
另外,构成左、右腹板42的第一~第六腹板材料42A~42F间的各焊接线的端部和构成上凸缘板43的第一~第四上凸缘材料43A~43D间的各焊接线的端部配置于在前、后方向上相互不同的位置。另外,构成左、右腹板42的第一~第六腹板材料42A~42F间的各焊接线的端部和构成下凸缘板44的第一~第七下凸缘材料44A~44G间的各焊接线的端部配置于在前、后方向上相互不同的位置。
因此,即使在这样构成的第二实施方式中,也能够用具有所需最小限度的板厚的板材形成左、右腹板42以及上、下凸缘板43、44,能够得到与第一实施方式大致相同的作用效果。
此外,在上述第二实施方式中,举例说明了利用六张板材形成左、右腹板42、利用四张板材形成上凸缘板43、利用七张板材形成下凸缘板44的情况。但是,本发明并不限定于此,例如也可以利用七张板材形成左、右腹板,上凸缘板由三张板材形成,下凸缘板由六张板材形成。另一方面,也可以利用五张板材形成左、右腹板、例如利用四张板材形成上凸缘板、利用六张板材形成下凸缘板。另外,也可以做成利用五张板材形成左、右腹板、利用四张板材形成上凸缘板、利用六张板材形成下凸缘板的结构。即、根据本发明,做成左、右腹板至少利用五张板材形成、上凸缘板至少利用三张板材形成,下凸缘板至少利用六张板材形成的结构即可。
并且,在上述各实施方式中,作为工程机械的代表例,以设置在液压挖掘机1上的起重臂11为例进行了说明。但是,本发明并不限定于此,也能够适用于例如轮式液压挖掘机等其他工程机械所使用的作为作业臂的起重臂。
符号说明
1-液压挖掘机(工程机械),8-作业装置,11、41-起重臂,12、42-腹板,12A、42A-第一腹板材料(后端侧的板材),12B、42B-第二腹板材料(板材),12C、42C-第三腹板材料(位于中央的板材),12D、42D-第四腹板材料(板材),12E、42E-第五腹板材料(板材),13A~13D-腹板的焊接线,13A1、13B1、13C1、13D1-端部,13A2、13B2、13C2、13D2-端部,14、43-上凸缘板,14A-后上凸缘材料(板材),14B-前上凸缘材料(板材),14C-中间上凸缘材料(板材),15A、15B-上凸缘板的焊接线,15A1、15B1、15A2、15B2-端部,16、44-下凸缘板,16A~16F、44A~44F-第一~第六下凸缘材料(板材),17A~17E-下凸缘板的焊接线,17A1、17B1、17C1、17D1、17E1-端部,17A2、17B2、17C2、17D2、17E2-端部,18-第一隔板,19-第二隔板,20-轴套部件(起重臂基部侧安装部件),21-轴套部件(起重臂缸安装部件),22-托架部件(悬臂侧安装部件),23-托架部件(悬臂缸安装部件),24-拼装夹具,31-起重臂拼装体,42F-第六腹板材料,43A~43D-第一~第四上凸缘材料(板材),44G-第七下凸缘材料(板材)。
Claims (5)
1.一种工程机械用起重臂,具备:左、右腹板(12、42);通过焊接而接合于该左、右腹板(12、42)的上端侧的上凸缘板(14、43);以及通过焊接而接合于上述左、右腹板(12、42)下端侧的下凸缘板(16、44),利用上述左、右腹板(12、42)和上述上、下凸缘板(14、43)、(16、44)而形成为横截面呈四边形的闭截面结构的箱型结构体,
上述工程机械用起重臂的特征在于,
上述左腹板(12、42)和右腹板(12、42)通过在前、后方向的端部沿焊接线(13A~13D)分别接合形状相互不同的至少共计五张板材(12A~12E、42A~42F)而形成,
上述上凸缘板(14、43)通过在前、后方向的端部沿焊接线(15A、15B)分别接合形状相互不同的至少共计三张板材(14A~14C、43A~43D)而形成,
上述下凸缘板(16、44)通过在前、后方向的端部沿焊接线(17A~17E)分别接合形状相互不同的至少共计六张板材(16A~16F、44A~44G)而形成,
构成上述上凸缘板(14、43)的各板材(14A~14C、43A~43D)间的焊接线(15A、15B)的端部(15A1、15B1、15A2、15B2)和构成上述左、右腹板(12、42)的各板材(12A~12E、42A~42F)间的焊接线(13A~13D)的端部(13A1~13D1、13A2~13D2)配置于在前、后方向上相互不同的位置,
构成上述下凸缘板(16、44)的各板材(16A~16F、44A~44G)间的焊接线(17A~17E)的端部(17A1~17E1、17A2~17E2)和构成上述左、右腹板(12、42)的各板材(12A~12E、42A~42F)间的焊接线(13A~13D)的端部(13A1~13D1、13A2~13D2)配置于在前、后方向上相互不同的位置。
2.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂,其特征在于,
在上述左、右腹板(12)间,设置位于前、后方向的后端侧且焊接于上述上、下凸缘板(14、16)间的起重臂基部侧安装部件(20),并且设置焊接于上述共计五张板材(12A~12E)中的位于前、后方向上正中央的板材(12C)且以能够转动的方式连结起重臂缸(11A)的起重臂缸安装部件(21),
构成上述左、右腹板(12)的共计五张板材(12A~12E)中的焊接有上述起重臂基部侧安装部件(20)的上述后端侧的板材(12A)与位于上述中央的板材(12C)做成使板厚比其他三张板材(12B、12D、12E)厚的结构。
3.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂,其特征在于,
在上述左、右腹板(12)间,设置位于前、后方向的后端侧且焊接于上述上、下凸缘板(14、16)间的起重臂基部侧安装部件(20),并且设置焊接于上述共计五张板材(12A~12E)中的位于前、后方向上正中央的板材(12C)且以能够转动的方式连结起重臂缸(11A)的起重臂缸安装部件(21),
在上述上凸缘板(14),设置在比上述起重臂缸安装部件(21)靠前侧的位置而且位于上述共计三张板材(14A~14C)中的处于中央的板材(14C)的上表面并以能够转动的方式连结悬臂缸(9A)的悬臂缸安装部件(23),
位于上述左、右腹板(12)的上述中央的板材(12C)配置成使其前、后方向的后侧的焊接线(13B)与连结上述起重臂基部侧安装部件(20)和上述起重臂缸安装部件(21)的第一基准线(L1)大致正交的关系,并配置成使前、后方向的前侧的焊接线(13C)与连结上述起重臂缸安装部件(21)和上述悬臂缸安装部件(23)的第二基准线(L2)大致正交的关系。
4.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂,其特征在于,
上述左、右腹板(12)分别由共计五张板材(12A~12E)构成,这五张板材(12A~12E)包括:位于前、后方向的后端侧的第一腹板材料(12A);后侧的端部接合于该第一腹板材料(12A)的前侧的端部的第二腹板材料(12B);后侧的端部接合于该第二腹板材料(12B)的前侧的端部的第三腹板材料(12C);后侧的端部接合于该第三腹板材料(12C)的前侧的端部的第四腹板材料(12D);以及后侧的端部接合于该第四腹板材料(12D)的前侧的端部的第五腹板材料(12E),
在构成上述左、右腹板(12)的上述第二腹板材料(12B)间,设置位于上述上、下凸缘板(14、16)间的第一隔板(18),在上述第四腹板材料(12D)间,设置位于上述上、下凸缘板(14、16)间的第二隔板(19)。
5.根据权利要求1所述的工程机械用起重臂,其特征在于,
在上述左、右腹板(12、42)上,设置位于前、后方向的前端侧且焊接于上述上、下凸缘板(14、43)、(16、44)间的悬臂侧安装部件(22)。
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