CN105235748A - 车架、底盘及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车架、底盘及工程机械，涉及工程机械领域，用以优化车架的结构。该车架包括上盖板组件；上盖板组件包括前上盖板、中上盖板和后上盖板；中上盖板为上凸的弧形结构，前上盖板和后上盖板分别设置在中上盖板的两端。上述技术方案，运用预先反作用原理，所有上盖板采用曲面化设计为凸起结构，不仅可以增加局部箱形刚度，减小变形量，而且能够提高盖板的局部稳定性，防止盖板发生屈曲。

Description

车架、底盘及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种车架、底盘及工程机械。

背景技术

与其它起重机产品相比，轮式起重机的主要优势就在于它兼具良好的起重性能和行驶性能。车架作为起重机底盘的关键部件，它不仅是起重机作业时的主要承载部件，而且其作为整个底盘的骨架，还承载着来自底盘其它各部件的重力及冲击力。因此，无论是在起重作业还是行驶作业时，车架都应具有足够的强度和刚度，这样才能保证吊重及行驶的安全性。

现有的轮式起重机常见车架结构主要包括由前上盖板、中上盖板、回转座圈、后上盖板、腹板、底板以及内部隔板等件组成的箱型结构，这种结构的特点就是底板下平面与盖板下平面的距离保持不变。如果以前上盖板、中盖板、后上盖板边缘为界划分三个截面，即前、中、后三个上盖板的厚度不一。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：结合有限元分析及实际测量结果，可以得出，车架的应力和变形分布是不均匀的，整体上以回转座圈附近位置为最大，向两侧逐渐减小；而现有技术的上述方案在设计时，仅以回转座圈处车架箱形截面高度进行校核，在设计前后车架箱形时基本保持箱形截面高度不变，这样就导致了部分箱形截面产生了冗余，造成了材料的浪费，不符合轻量化的产品设计理念。

发明内容

本发明的其中一个目的是提出一种车架、底盘及工程机械，用以优化车架的结构。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种车架，包括上盖板组件；所述上盖板组件包括前上盖板、中上盖板和后上盖板；

所述中上盖板为上凸的弧形结构，所述前上盖板和所述后上盖板分别设置在所述中上盖板的两端。

在可选的实施例中，所述中上盖板包括第一中盖板和第二中盖板；

所述第一中盖板和所述第二中盖板都具有用于与回转座圈对接的圆弧面。

在可选的实施例中，所述前上盖板和/或所述后上盖板为弧形结构。

在可选的实施例中，车架还包括腹板，所述腹板与所述上盖板组件的形状匹配。

在可选的实施例中，车架还包括底板，所述底板与所述上盖板组件的形状匹配。

在可选的实施例中，所述前上盖板靠近所述中上盖板的一侧高于所述前上盖板远离所述中上盖板的一侧。

在可选的实施例中，所述后上盖板靠近所述中上盖板的一侧高于所述后上盖板远离所述中上盖板的一侧。

本发明实施例还提供一种底盘，其包括本发明任一技术方案所提供的车架。

本发明实施例又提供一种工程机械，其包括本发明任一技术方案所提供的底盘。

在可选的实施例中，所述工程机械为轮式起重机。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

上述技术方案，运用预先反作用原理，所有上盖板采用曲面化设计为凸起结构，不仅可以增加局部箱形刚度，减小变形量，而且能够提高盖板的局部稳定性，防止盖板发生屈曲；另外，将中盖板设计为上凸的弧形结构，在加大回转座圈处箱形高度的同时，进一步加强中盖板以及车架的抗变形及抗屈曲能力。轮式起重机车架重量约占整个起重机底盘重量的20％～25％。因此，根据车架应力分布及变形情况对车架进行变截面设计，在保证使用性能的前提下，尽可能地降低车架自重，对于降低底盘重量，降低生产制造成本、使用成本，提高产品的可靠性都具有重要的意义。

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为本发明实施例提供的车架的局部俯视示意图；

图2为图1的B-B剖面图；

图3为图2的Ⅲ处局部放大示意图；

图4为图2的Ⅳ处局部放大示意图；

图5为本发明实施例提供的车架中上盖板的主视示意图；

图6为本发明实施例提供的车架中上盖板的俯视示意图；

图7为本发明实施例提供的车架前上盖板的主视示意图；

图8为本发明实施例提供的车架前上盖板的俯视示意图；

图9为本发明实施例提供的车架后上盖板的主视示意图；

图10为本发明实施例提供的车架后上盖板的俯视示意图；

图11为本发明实施例提供的车架腹板的俯视示意图。

附图标记：

1、前上盖板；2、中上盖板；3、回转座圈；

4、后上盖板；5、腹板；6、底板；

21、第一中盖板；22、第二中盖板；23、圆弧面。

具体实施方式

下面结合图1～图11对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

本实施例中应用到的名称或术语解释。

轮式起重机：利用轮胎式底盘行走的动臂旋转起重机。

车架：指为轮式起重机底盘各个系统提供安装和连接位置，承担汽车起重机作业时产生的力和力矩并传递给支腿的一种整体焊接结构组件。

本发明实施例提供一种车架，包括上盖板组件；上盖板组件包括前上盖板1、中上盖板2和后上盖板4。中上盖板2为上凸的弧形结构，前上盖板1和后上盖板4分别设置在中上盖板2的两端。

上文的“前”、“中”、“后”以车架所在车辆的前、后方向为参照。本实施例中，以将上述车架应用在轮式起重机底盘上为例。

上盖板在分段时也可以分成少于三段或者多于三段的结构。后文将给出一种多于三段的例子；少于三段比如可以采用下述方式设置：直接以回转座圈3处作为分界，左、右各设置一段。

轮式起重机底盘回转座圈3附近应力及变形较大，此处箱形截面高度设计为最高以满足强度和刚度要求。同时考虑到起重机作业时上盖板受向下力易发生向下的变形，此处将中盖板进行曲面化设计，预先设计一个反变形结构，如图4、图5、图6所示。

上述技术方案，运用预先反作用原理，所有上盖板采用曲面化设计为凸起结构，不仅可以增加局部箱形刚度，减小变形量，而且能够提高盖板的局部稳定性，防止盖板发生屈曲；另外，将中盖板设计为上凸的弧形结构，在加大回转座圈3处箱形高度的同时，进一步加强中盖板以及车架的抗变形及抗屈曲能力。

同时，考虑座圈与盖板的焊接方便性，以回转座圈3中心位置为基准，将中盖板分成前后两部分，与回转座圈3进行对接，如图2的B-B剖面图所示。具体如下，中上盖板2包括第一中盖板21和第二中盖板22。第一中盖板21和第二中盖板22都具有用于与回转座圈3对接的圆弧面23。

第一、第二中盖板除了可以与回转座圈3对接外，通过改变第一、第二中盖板结构，回转座圈3还可以放置在第一、第二中盖板上方。

根据应力及变形的分布情况，同时考虑前后位置对刚度需求的不同，可同样将前上盖板1、后上盖板4也进行曲面化设计，以降低重量。前、后上盖板4如图7至图10所示。具体地，前上盖板1和/或后上盖板4为弧形结构。本实施例中，以前上盖板1、后上盖板4都采用弧形结构为例。

此处具体地，前上盖板1靠近中上盖板2的一侧高于前上盖板1远离中上盖板2的一侧。参见图7和图8所示。

后上盖板4靠近中上盖板2的一侧高于后上盖板4远离中上盖板2的一侧。参见图9和图10所示。

参见图11，车架还包括腹板5，腹板5与上盖板组件的形状匹配。腹板5根据箱形截面变化情况，进行适应性异形结构设计。腹板5采用异形结构，能够适应变截面车架箱形。

同理可知，车架还可包括底板6，底板6与上盖板组件的形状匹配。底板6和腹板5同样也可以整体或者分段设计成曲面化。

上述技术方案，对车架结构进行了改进，以前、中、后上盖板4边缘为界，将车架后段分成三段，分别设计为不同的截面，在满足强度和刚度要求的情况下，可实现降低车架冗余重量。可见，上述技术方案提出了一种变截面式的轮式起重机底盘车架，对现有的等截面形式以左右非对称式车架进行大胆创新，根据吊重时车架应力及变形分布情况对车架进行变截面设计，在保证刚度和强度满足设计要求的前提下，对回转座圈3前后车架进行变截面设计，尽可能的降低车架重量。

本发明实施例还提供一种底盘，其包括本发明任一实施例所提供的车架。

本发明实施例又提供一种工程机械，其包括本发明任一实施例所提供的底盘。

具体地，工程机械为轮式起重机。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓：“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，如没有另外声明，上述词语并没有特殊的含义。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车架，其特征在于，包括上盖板组件；所述上盖板组件包括前上盖板(1)、中上盖板(2)和后上盖板(4)；

所述中上盖板(2)为上凸的弧形结构，所述前上盖板(1)和所述后上盖板(4)分别设置在所述中上盖板(2)的两端。

2.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述中上盖板(2)包括第一中盖板(21)和第二中盖板(22)；

所述第一中盖板(21)和所述第二中盖板(22)都具有用于与回转座圈(3)对接的圆弧面(23)。

3.根据权利要求1所述的车架，其特征在于，所述前上盖板(1)和/或所述后上盖板(4)为弧形结构。

4.根据权利要求1-3任一所述的车架，其特征在于，还包括腹板(5)，所述腹板(5)与所述上盖板组件的形状匹配。

5.根据权利要求1-3任一所述的车架，其特征在于，还包括底板(6)，所述底板(6)与所述上盖板组件的形状匹配。

6.根据权利要求1-3任一所述的车架，其特征在于，所述前上盖板(1)靠近所述中上盖板(2)的一侧高于所述前上盖板(1)远离所述中上盖板(2)的一侧。

7.根据权利要求1-3任一所述的车架，其特征在于，所述后上盖板(4)靠近所述中上盖板(2)的一侧高于所述后上盖板(4)远离所述中上盖板(2)的一侧。

8.一种底盘，其特征在于，包括权利要求1-7任一所述的车架。

9.一种工程机械，其特征在于，包括权利要求8所述的底盘。

10.根据权利要求9所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为轮式起重机。