CN109555176A - 动臂、动臂的制造方法及挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种动臂、动臂的制造方法及挖掘机，所述动臂包括动臂主体和隔板，所述动臂主体包括沿其长度方向分离设置的第一壁部和第二壁部，所述隔板上开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一壁部设有与所述第一安装孔相对应的第一通孔，所述第二壁部设有与所述第二安装孔相对应的第二通孔；所述第一壁部与所述隔板通过穿过所述第一安装孔和所述第一通孔的第一紧固件连接，所述第二壁部与所述隔板通过穿过所述第二安装孔和所述第二通孔的所述第二紧固件连接。本发明的动臂采用多块板拼装结构时能够减少应力集中问题，提高疲劳许用应力，并且上盖板、下盖板以及腹板的定位方便快捷，减少了制造成本。

Description

动臂、动臂的制造方法及挖掘机

技术领域

本发明涉及挖掘机技术领域，具体地涉及一种动臂、动臂的制造方法及挖掘机。

背景技术

如图1和图2所示，现有的挖掘机的动臂(5)结构主要由上盖板、下盖板、腹板、前支撑(5-1)、后支撑(5-6)、斗杆油缸耳板(5-4)、动臂油缸座(5-5)等结构组成。实际多数挖掘机机型在设计时，为合理分布动臂结构上的应力以及考虑动臂整体重量限制，在斗杆油缸耳板(5-4)以及动臂油缸座(5-5)附近应力较大处的盖板、腹板通常会采用厚板，而远离斗杆油缸耳板(5-4)以及动臂油缸座(5-5)附件的应力较小处盖板、腹板则会采用薄板。基于不同厚度板拼接的需求，动臂结构的上盖板、下盖板、腹板会截断分为上盖板A(5-2)、上盖板B(5-3)、下盖板A(5-8)、下盖板B(5-10)、腹板A(5-7)、腹板B(5-12)等部分。同时，也有部分机型需考虑在动臂结构内部设置加强用的隔板(5-11)，即是盖板、腹板板厚不需分段，但为确保隔板(5-11)与盖板、腹板之间的焊接，也需将盖板、腹板进行截断，待隔板焊接完成后再进行盖板、腹板之间的拼焊。

如图2所示，以两块不同厚上盖板之间拼焊为例，为避免焊接时局部烧穿在焊缝背面出现焊瘤等缺陷，通常需在焊缝坡口背面增加垫板(5-9)，垫板(5-9)与其中一块盖板点焊定位。

因此，动臂上盖板、下盖板、腹板原本为一个整板时，其疲劳许用应力应较大，但若变为拼焊后，其疲劳许用应力则会降低。另外，若上盖板A与上盖板B、下盖板A与下盖板B、腹板A与腹板B因需要焊接隔板或其它因素导致不能提前拼接，而只能在两板间先定搭点焊垫板，组装完各板后，再进行焊缝施工，因此，这就会使得动臂的疲劳许用应力明显降低。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种动臂、动臂的制造方法及挖掘机，该动臂采用多块板拼装结构时能够减少降低的疲劳许用应力，并且上盖板、下盖板以及腹板的定位方便快捷，减少了制造成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种动臂，所述动臂包括动臂主体和隔板，所述动臂主体包括沿其长度方向分离设置的第一壁部和第二壁部，所述隔板上开设有第一安装孔和第二安装孔，所述第一壁部设有与所述第一安装孔相对应的第一通孔，所述第二壁部设有与所述第二安装孔相对应的第二通孔；所述第一壁部与所述隔板通过穿过所述第一安装孔和所述第一通孔的第一紧固件连接，所述第二壁部与所述隔板通过穿过所述第二安装孔和所述第二通孔的所述第二紧固件连接。

优选地，所述第一壁部为具有第一内腔的筒状结构，所述第二壁部为具有第二内腔的筒状结构，所述隔板分别通过所述第一紧固件与所述第二紧固件安装于所述第一内腔和所述第二内腔中。

优选地，所述隔板包括沿所述第一壁部的内表面和所述第二壁部的内表面延伸的安装板部，所述第一安装孔和所述第二安装孔均贯通设置在所述安装板部上。

优选地，所述动臂包括多个所述第一紧固件和多个所述第二紧固件，其中至少一个所述第一紧固件和至少一个所述第二紧固件为抽芯铆钉。

优选地，至少一个所述第一紧固件和/或至少一个所述第二紧固件为实心铆钉。

优选地，所述第一壁部包括第一上盖板、第一下盖板和第一腹板，所述第一通孔设置于所述第一上盖板、所述第一下盖板和所述第一腹板上，所述第一上盖板、所述第一下盖板和所述第一腹板共同围成所述第一内腔；所述第二壁部包括第二上盖板、第二下盖板和第二腹板，所述第二通孔设置于所述第二上盖板、所述第二下盖板和所述第二腹板上，所述第二上盖板、所述第二下盖板和所述第二腹板共同围成所述第二内腔。

优选地，所述安装板部包括支撑板以及多个沿所述支撑板的周向延伸并围成框架结构的平板，所述第一安装孔和所述第二安装孔均贯通设置在所述平板上。

优选地，所述安装板部包括一体成型的环形板，所述第一安装孔和所述第二安装孔均贯通设置在所述环形板上。

本发明第二方面提供一种挖掘机，所述挖掘机包括上述的动臂。

本发明还提供一种动臂的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：S1、在隔板上分别加工出第一安装孔和第二安装孔；S2、在动臂主体的第一上盖板、第一下盖板和第一腹板上均加工出第一通孔，在动臂主体的第二上盖板、第二下盖板和第二腹板上均加工出第二通孔；S3、通过穿过所述第一安装孔和所述第一通孔的第一紧固件将所述第一上盖板、所述第一下盖板和所述第一腹板均连接于所述隔板；S4、通过穿过所述第二安装孔和所述第二通孔的第二紧固件将所述第二上盖板、所述第二下盖板和所述第二腹板均连接于所述隔板；S5、对所述第一上盖板和所述第二上盖板之间、所述第一下盖板和所述第二下盖板之间、所述第一腹板和所述第二腹板之间均进行焊接加工；S6、对所述第一上盖板和所述第一腹板之间、所述第一下盖板和所述第一腹板之间、所述第二上盖板和所述第二腹板之间、所述第二下盖板和所述第二腹板之间均进行焊接加工。

通过上述技术方案，所述第一壁部与所述隔板通过穿过所述第一安装孔和所述第一通孔的第一紧固件连接，所述第二壁部与所述隔板通过穿过所述第二安装孔和所述第二通孔的所述第二紧固件连接，由于隔板的存在，上述这种连接方式相对于第一壁部和第二壁部仅通过焊接连接的连接方式而言，能够提高疲劳许用应力。

附图说明

图1是现有技术的动臂的结构示意图；

图2是图1中的上盖板A和上盖板B拼焊示意图；

图3是本发明的动臂的优选实施方式的结构示意图；

图4是本发明的第一壁部与第二壁部通过隔板连接的示意图(未示出紧固件)；

图5是图4示出紧固件以及焊接点的示意图；

图6是本发明的隔板的一种实施方式的结构示意图；

图7是图6的右视立体图；

图8是本发明的隔板的另一种实施方式的结构示意图；

图9是本发明的挖掘机的优选实施方式的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图3～8所示，本发明的动臂包括动臂主体和隔板10，动臂主体包括沿其长度方向分离设置的第一壁部20和第二壁部30，隔板10上开设有第一安装孔11和第二安装孔12，第一壁部20设有与第一安装孔11相对应的第一通孔21，第二壁部30设有与第二安装孔12相对应的第二通孔31；第一壁部20与隔板10通过穿过第一安装孔11和第一通孔21的第一紧固件40连接，第二壁部30与隔板10通过穿过第二安装孔12和第二通孔31的第二紧固件50连接。通过上述技术方案，由于隔板10的存在，上述这种连接方式相对于第一壁部20和第二壁部30仅通过焊接连接的连接方式而言，能够提高疲劳许用应力。

应当理解的是，动臂主体还可以包括沿其长度方向分离设置的第三壁部、第四壁部等多个壁部，多个壁部之间均采用上述隔板10相互连接的方式连接为一体。同样的，相邻的壁部之间由于隔板10的存在，相对于仅通过焊接连接的连接方式而言，能够提高动臂整体的疲劳许用应力。

在以下说明中，“壁部”仅为第一壁部20和第二壁部30的总称。

在一些实施方式中，第一壁部20和/或第二壁部30可以设置为平板件、L型板件、U型件等形式，而为了进一步提高动臂的承力性能，优选地，第一壁部20为具有第一内腔的筒状结构，第二壁部30为具有第二内腔的筒状结构，隔板10分别通过第一紧固件40与第二紧固件50安装于第一内腔和第二内腔中。筒状结构可以是圆筒状、棱柱状、锥桶状等形式。

需要理解的是，隔板10的第一安装孔11和第二安装孔12的形式可以设计为多种，例如，在一些实施方式中，隔板10垂直于与其接触的壁部设置，第一安装孔11和/或第二安装孔12可以是朝向壁部开设的盲孔，即，隔板10可以通过膨胀螺钉穿过第一通孔21和/或第二通孔31伸入第一安装孔11和/或第二安装孔12中而与壁部实现连接。为了进一步方便隔板10与壁部的安装，在本发明的优选实施方式中，隔板10包括沿第一壁部20的内表面和第二壁部30的内表面延伸的安装板部，第一安装孔11和第二安装孔12均贯通设置在安装板部上。也就是说，安装板部平行于与隔板10相接触的壁部的内表面设置，而第一安装孔11和第二安装孔12均贯通设置在安装板部上，这使得隔板10与壁部进行安装时，可以使用紧固件从壁部内部向外穿过通孔和安装孔进行固定，而不仅限于紧固件从壁部外部向内穿过通孔和安装孔进行固定。

在一些安装工况中，不方便从壁部内部向外进行紧固件的固定，只能采用从壁部的外部向内插入紧固件并进行固定的方式，因此，优选地，动臂包括多个第一紧固件40和多个第二紧固件50，其中至少一个第一紧固件40和至少一个第二紧固件50为抽芯铆钉。通过拉铆抢(手动、电动均可)将抽芯铆钉穿过通孔和安装孔，之后启动拉铆枪使抽芯铆钉受力出现变形，将隔板10和壁部紧固。

抽芯铆钉的抗拉、抗变形性能不如实心铆钉，因此，为了尽可能地提高隔板10与壁部连接的可靠性，优选地，至少一个第一紧固件40和/或至少一个第二紧固件50为实心铆钉。在安装过程中，可以先在方便施工的情况下尽可能多地使用实心铆钉对隔板10和壁部进行紧固，当无法继续在壁部外侧使用实心铆钉对隔板10和壁部进行紧固时，则采用抽芯铆钉进行紧固工作。

应当理解的是，第一壁部20和第二壁部30可以设计为一体成型件，例如一体成型的圆筒状结构，而在一些情况下，第一壁部20和第二壁部30均需要采用拼装式结构，例如，第一壁部20包括第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203，第一通孔21设置于第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203上，第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203共同围成第一内腔；第二壁部30包括第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303，第二通孔31设置于第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303上，第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303共同围成第二内腔。也就是说，第一壁部20是由第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203拼装组成，第二壁部30是由第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303拼装组成。通常，一块上盖板和一块下盖板之间通过两块腹板进行连接，以形成箱型结构。当第一壁部20和第二壁部30采用上述拼装式结构时，可以极大地方便动臂的安装：隔板10可以起到定位工装的作用，将第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203分别通过第一紧固件40安装在隔板10上，再将第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303分别通过第二紧固件50安装在隔板10上，即可使第一壁部20、第二壁部30形成箱型结构。

在本发明的一些实施方式中，安装板部包括支撑板103以及多个沿支撑板103的周向延伸并围成框架结构的平板101，第一安装孔11和第二安装孔12均贯通设置在平板101上。也就是说，如图6和图7所示，由四块设置在支撑板103的边沿的平板101首尾相接组合成隔板10，再将相邻两块平板101之间通过焊接固定，以提高其稳定性。

而在本发明的另一些实施方式中，优选地，如图8所示，安装板部包括一体成型的环形板102，第一安装孔11和第二安装孔12均贯通设置在环形板102上。这样设置的好处是，一体成型的环形结构具有更加好的稳定性与承力性能。

本发明还提供了一种动臂的制造方法，制造方法包括以下步骤：

S1、在隔板10上分别加工出第一安装孔11和第二安装孔12；

S2、在动臂主体的第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203上均加工出第一通孔21，在动臂主体的第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303上均加工出第二通孔31；

S3、通过穿过第一安装孔11和第一通孔21的第一紧固件40将第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203均连接于隔板10；

S4、通过穿过第二安装孔12和第二通孔31的第二紧固件50将第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303均连接于隔板10；

S5、对第一上盖板201和第二上盖板301之间、第一下盖板202和第二下盖板302之间、第一腹板203和第二腹板303之间均进行焊接加工；

S6、对第一上盖板201和第一腹板203之间、第一下盖板202和第一腹板203之间、第二上盖板301和第二腹板303之间、第二下盖板302和第二腹板303之间均进行焊接加工。

使用本发明的动臂的制造方法的好处是：在对第一上盖板201和第二上盖板301之间、第一下盖板202和第二下盖板302之间、第一腹板203和第二腹板303之间进行焊接加工时，隔板10即可替代现有技术中的垫板(例如图2中的垫板5-9)，使得应力集中等级降低，同时，焊接质量也不受影响。

另外，在使用上述制造方法时，隔板10还可以起到定位工装的作用，将第一上盖板201、第一下盖板202和第一腹板203分别通过第一紧固件40安装在隔板10上，再将第二上盖板301、第二下盖板302和第二腹板303分别通过第二紧固件50安装在隔板10上，即可使第一壁部20、第二壁部30形成箱型结构。

如图9所示，本发明还提供了一种挖掘机，挖掘机包括上述的动臂1。该挖掘机由于采用了上述动臂1，其抗疲劳性更强，并且上盖板、下盖板以及腹板的定位方便快捷，减少了制造成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动臂，其特征在于，所述动臂包括动臂主体和隔板(10)，所述动臂主体包括沿其长度方向分离设置的第一壁部(20)和第二壁部(30)，所述隔板(10)上开设有第一安装孔(11)和第二安装孔(12)，所述第一壁部(20)设有与所述第一安装孔(11)相对应的第一通孔(21)，所述第二壁部(30)设有与所述第二安装孔(12)相对应的第二通孔(31)；所述第一壁部(20)与所述隔板(10)通过穿过所述第一安装孔(11)和所述第一通孔(21)的第一紧固件(40)连接，所述第二壁部(30)与所述隔板(10)通过穿过所述第二安装孔(12)和所述第二通孔(31)的所述第二紧固件(50)连接。

2.根据权利要求1所述的动臂，其特征在于，所述第一壁部(20)为具有第一内腔的筒状结构，所述第二壁部(30)为具有第二内腔的筒状结构，所述隔板(10)分别通过所述第一紧固件(40)与所述第二紧固件(50)安装于所述第一内腔和所述第二内腔中。

3.根据权利要求2所述的动臂，其特征在于，所述隔板(10)包括沿所述第一壁部(20)的内表面和所述第二壁部(30)的内表面延伸的安装板部，所述第一安装孔(11)和所述第二安装孔(12)均贯通设置在所述安装板部上。

4.根据权利要求3所述的动臂，其特征在于，所述动臂包括多个所述第一紧固件(40)和多个所述第二紧固件(50)，其中至少一个所述第一紧固件(40)和至少一个所述第二紧固件(50)为抽芯铆钉。

5.根据权利要求4所述的动臂，其特征在于，至少一个所述第一紧固件(40)和/或至少一个所述第二紧固件(50)为实心铆钉。

6.根据权利要求4所述的动臂，其特征在于，所述第一壁部(20)包括第一上盖板(201)、第一下盖板(202)和第一腹板(203)，所述第一通孔(21)设置于所述第一上盖板(201)、所述第一下盖板(202)和所述第一腹板(203)上，所述第一上盖板(201)、所述第一下盖板(202)和所述第一腹板(203)共同围成所述第一内腔；

所述第二壁部(30)包括第二上盖板(301)、第二下盖板(302)和第二腹板(303)，所述第二通孔(31)设置于所述第二上盖板(301)、所述第二下盖板(302)和所述第二腹板(303)上，所述第二上盖板(301)、所述第二下盖板(302)和所述第二腹板(303)共同围成所述第二内腔。

7.根据权利要求6所述的动臂，其特征在于，所述安装板部包括支撑板(103)以及多个沿所述支撑板(103)的周向延伸并围成框架结构的平板(101)，所述第一安装孔(11)和所述第二安装孔(12)均贯通设置在所述平板(101)上。

8.根据权利要求6所述的动臂，其特征在于，所述安装板部包括一体成型的环形板(102)，所述第一安装孔(11)和所述第二安装孔(12)均贯通设置在所述环形板(102)上。

9.一种挖掘机，其特征在于，所述挖掘机包括权利要求1-8中任意一项所述的动臂(1)。

10.一种动臂的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

S1、在隔板(10)上分别加工出第一安装孔(11)和第二安装孔(12)；

S2、在动臂主体的第一上盖板(201)、第一下盖板(202)和第一腹板(203)上均加工出第一通孔(21)，在动臂主体的第二上盖板(301)、第二下盖板(302)和第二腹板(303)上均加工出第二通孔(31)；

S3、通过穿过所述第一安装孔(11)和所述第一通孔(21)的第一紧固件(40)将所述第一上盖板(201)、所述第一下盖板(202)和所述第一腹板(203)均连接于所述隔板(10)；

S4、通过穿过所述第二安装孔(12)和所述第二通孔(31)的第二紧固件(50)将所述第二上盖板(301)、所述第二下盖板(302)和所述第二腹板(303)均连接于所述隔板(10)；

S5、对所述第一上盖板(201)和所述第二上盖板(301)之间、所述第一下盖板(202)和所述第二下盖板(302)之间、所述第一腹板(203)和所述第二腹板(303)之间均进行焊接加工；

S6、对所述第一上盖板(201)和所述第一腹板(203)之间、所述第一下盖板(202)和所述第一腹板(203)之间、所述第二上盖板(301)和所述第二腹板(303)之间、所述第二下盖板(302)和所述第二腹板(303)之间均进行焊接加工。