CN103953084A - 一种应力均等共线的耳板结构及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应力均等共线的耳板结构及工程机械，属于机械制造领域，包括箱体结构和耳板组件，箱体结构包括一端弯折的顶板10和弯折的后弯板8，顶板10弯折的一端与后弯板8连接，耳板组件包括两片上耳板5，两片上耳板5设于箱体结构的顶板10上，两片上耳板5的一端与顶板10连接，两片上耳板5的一端与顶板10的弯折的一端相邻，两片上耳板5的另一端的切线方向与顶板10弯折的一端的切线方向相同。本发明的技术方案通过采用共线设计的耳板结构，耳板的切向和顶板的切向相同，均化整体应力，降低弯板和对接焊缝的应力，延长使用寿命。

Description

一种应力均等共线的耳板结构及工程机械

技术领域

本发明属于机械设备制造领域，涉及一种耳板结构，尤其涉及一种应力均等共线的耳板结构及工程机械。

背景技术

目前，斗杆大多采用两侧板和围板组成的斗杆本体，加上一对铲斗油缸耳板和另一对斗杆油缸耳板，通过在薄弱环节，即斗杆本体应力较大处贴加强板，来使得整体的应力分布更加均匀。

现有技术中大多通过在两耳板之间焊接加强板，以使平均应力减小，应力分布更加均匀，提高斗杆强度。但这种方式存在以下缺点：

1）斗杆本体采用贴板焊接方式，增加整体斗杆的热输入量，容易造成焊接时板材变形；

2）斗杆组对后采用大量的焊接工艺，使得生产效率降低，同时一些长条形补强板和焊缝重合，易造成焊接缺陷；

3）该斗杆焊接过多，外观不美观。

发明内容

有鉴于此，本发明通过采用共线设计的耳板结构，耳板的切向和顶板的切向相同，均化整体应力，降低弯板和对接焊缝的应力，延长使用寿命。

为达到上述目的，具体技术方案如下：

一方面，提供一种应力均等共线的耳板结构，包括箱体结构和耳板组件，所述箱体结构包括一端弯折的顶板和弯折的后弯板，所述顶板弯折的一端与所述后弯板连接，所述耳板组件包括两片上耳板，所述两片上耳板设于所述箱体结构的顶板上，所述两片的上耳板的一端与所述顶板连接，所述两片的上耳板的一端与所述顶板的弯折的一端相邻，所述两片上耳板的另一端的切线方向与所述顶板弯折的一端的切线方向相同。

优选的，所述两片上耳板对称布置于所述顶板上。

优选的，所述箱体结构还包括对称布置于所述后弯板上的两片后耳板，所述后耳板的第一侧边与所述后弯板连接，所述后弯板上相邻第一侧边的第二侧边和第三侧边分别与所述后弯板的两端的处于同一切线上。

优选的，所述上耳板和后耳板通过焊接分别与所述顶板和后弯板固定。

优选的，所述上耳板与顶板的焊接处、所述后耳板与后弯板的焊接处均处于填平状态。

优选的，所述箱体结构还包括两个侧板和底板，所述顶板、后弯板、底板和两个侧板组合形成所述箱体结构的本体。

优选的，所述底板上远离所述后弯板的一端上还设有加强板。

优选的，所述加强板上还设有加强筋。

优选的，所述箱体结构为斗杆或动臂。

另一方面，还提供了一种工程机械，包括如上所述的应力均等共线的耳板结构。

相对于现有技术，本发明的技术方案的优点有：

1、优化耳板设计，易于实现，成本低；

2、均分斗杆应力水平，减少应力集中点，提高斗杆寿命；

3、具有操作简单、设计精巧、结构紧凑和可靠性高等特点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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是本发明实施例的结构示意图。

其中，1为前支承、2为中支承、3为前侧板、4为中侧板、5为上耳板、6为后侧板、7为后耳板、8为后弯板、9为中心支座、10为顶板、11为底板、12为加强板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。

如图1中所示的本发明的实施例的一种应力均等共线的耳板结构。箱体结构优选为斗杆，主要由前支承1、中支承2、前侧板3、中侧板4、上耳板5、后侧板6、后耳板7、后弯板8、中心支座9、顶板10和底板11组成。

前侧板3、中侧板4和后侧板6组成侧板，两个侧板和顶板10、底板11、后弯板8焊接构成箱体结构的主体。

侧板由前侧板3、中侧板4和后侧板6拼接而成，形成箱体结构两侧。顶板10、底板11和弯板8拼接而成，形成箱体结构四周。

箱体结构上设有前支承1、中支承2和中心支座9，其尾部设有上耳板5和后耳板7。

前支承1焊接在箱体结构前端，中支承2和中心支座9分别焊接于两前侧板3和后侧板6上；

两片上耳板5和两片后耳板7分别对称布置焊接在箱体结构顶板10和弯板8上。

上耳板5的切线方向和顶板10弯折且临近后弯板8的一端的切线方向相同，且焊角处和顶部10处于填平状态。后耳板7和后弯板8折弯线共线且相切，和后弯板8的焊接根部处于填平状态。

加强板12焊接在底板11前底部，在加强板12上设有三根加强筋。

本发明的实施例通过采用共线设计的耳板结构，耳板的切向和顶板的切向相同，均化整体应力，降低弯板和对接焊缝的应力，延长使用寿命。

在为斗杆耳板未设计成共线优化结构在正载工况下进行应力云图分析时，可得在顶板近斗杆上耳板的尾部约有96MPa的应力集中，且顶板和后弯板的对接焊缝，出现104MPa的高应力，在焊缝上可清晰看出存在条状应力集中。斗杆整体应力分布不均匀。

为了增强在斗杆整体的受力均匀程度，分散集中在对接焊缝上的应力集中，本发明的实施例对斗杆耳板进行优化，通过斗杆耳板和斗杆本体的切向共线设计，均布后弯板两端对接焊缝的应力集中现象，使得整体的斗杆受力更为均匀。

本发明的实施例在具体应用时，如图1所示，一种应力均等共线的斗杆，箱体结构由侧板、顶板10、底板11、弯板8焊接构成。前支承1和中心支座9为一体锻件，和侧板连接时，其焊缝分别为直边和半圆弧简单焊缝，可避免弧形复杂焊缝，降低焊接难度，同时前支承1和后支承9分别用于铲斗和动臂连接，在挖掘时，作用于斗杆上的力由前支承1和中心支座9承担，其变形小，强度高，避免开裂现象发生。

两片上耳板5和两片后耳板7分别对称布置焊接在箱体结构顶板10和后弯板8上，分别形成铲斗油缸座和斗杆油缸座，且两个油缸受力时根据共线的原理，使得力均匀的传递到斗杆本体，提高承载能力，减少变形，均化应力。底板11前底部焊接加强板12和加强筋，挖掘机工作时，可有效保护碎石对底板10的撞击。

本发明的实施例也可用于动臂耳板的设计，通过有限元优化分析，使得动臂的整体的应力水平保持在缓和变化的过程中，无突变。

本发明的实施例中还包括一种工程机械，优选为挖掘机，设有如上述的应力均等共线的耳板结构。由于上述应力均等共线的耳板结构具有上述技术效果，因此，设有该应力均等共线的耳板结构的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种应力均等共线的耳板结构，其特征在于，包括箱体结构和耳板组件，所述箱体结构包括一端弯折的顶板（10）和弯折的后弯板（8），所述顶板（10）弯折的一端与所述后弯板（8）连接，所述耳板组件包括两片上耳板（5），所述两片上耳板（5）设于所述箱体结构的顶板（10）上，所述两片的上耳板（5）的一端与所述顶板（10）连接，所述两片的上耳板（5）的一端与所述顶板（10）的弯折的一端相邻，所述两片上耳板（5）的另一端的切线方向与所述顶板（10）弯折的一端的切线方向相同。

2.如权利要求1所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述两片上耳板（5）对称布置于所述顶板（10）上。

3.如权利要求2所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述箱体结构还包括对称布置于所述后弯板（8）上的两片后耳板（7），所述后耳板（7）的第一侧边与所述后弯板（8）连接，所述后弯板（8）上相邻第一侧边的第二侧边和第三侧边分别与所述后弯板（8）的两端的处于同一切线上。

4.如权利要求3所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述上耳板（5）和后耳板（7）通过焊接分别与所述顶板（10）和后弯板（8）固定。

5.如权利要求4所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述上耳板（5）与顶板（10）的焊接处、所述后耳板（7）与后弯板（8）的焊接处均处于填平状态。

6.如权利要求5所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述箱体结构还包括两个侧板和底板（11），所述顶板（10）、后弯板（8）、底板（11）和两个侧板组合形成所述箱体结构的本体。

7.如权利要求6所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述底板（11）上远离所述后弯板（8）的一端上还设有加强板（12）。

8.如权利要求7所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述加强板（12）上还设有加强筋。

9.如权利要求8所述的应力均等共线的耳板结构，其特征在于，所述箱体结构为斗杆或动臂。

10.一种工程机械，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的应力均等共线的耳板结构。