CN110565728A - 一种装载机及其集成式铰接机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种装载机及其集成式铰接机构，属于装载机技术领域。将一种装载机前后车架铰接机构划分为独立模块，进行局部加强设计，然后再与车架本体焊接再一起，从而实现车架重量的增量最小化；同时基于重新设计的前铰接机构与后铰接机构的配套安装，可实现车架主动式转向、转向限位、油缸安装支撑以及前后车架锁定等功能的集成，使机构布置更加紧凑，从而为铰接处预留出更大的维修空间；同时集成有转向铰点的上铰接板中心面与前驱动桥中心位于同一水平面，避免转向偏力矩的产生，减轻车架承力工况，使转向力传递更加科学高效；此外集成在铰接机构中的转向限位功能均是利用铰接机构本体分担转向限位冲击力，可有效提升转向限位疲劳强度。

Description

一种装载机及其集成式铰接机构

技术领域

本发明涉及装载机技术领域，具体是一种前后车架集成式铰接机构。

背景技术

现有轮式装载机前后车架铰接机构布置一般为铰接板直接与车架本体框板连接，通过一些加强板进行加固，此种布置方式会造成内部焊接工艺性差，焊接强度无法保证，在现有装载机使用过程中，随着频繁转向作业，铰接机构频繁承受着各种弯矩，从而容易导致疲劳开裂，成为车架系统中的一个薄弱点，影响车辆使用安全；

同时由于装载机作业工况较为复杂，目前行业内没有较为准确的载荷谱分析模型，因而对于铰接机构的加固普遍的做法为增加车架框板以及铰接板板厚、增加筋板数量，从而增加铰接机构强度，但这种方式会导致车架重量增加，同时盲目的增加板厚并不能高效的解决铰接机构的疲劳开裂问题。

此外现有轮式装载机的转向机构、转向限位机构以及车架锁定机构与铰接机构关联度差，各机构具有独自结构形式，各机构结构强度无法得到有效保证，同时结构布置不够紧凑，空间利用率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种集成式铰接机构，使之作为独立模块，进行局部加强设计，再与车架本体焊接再一起，从而实现车重增量最小化；同时基于此铰接机构可实现车架主动式转向、转向限位、油缸安装支撑以及前后车架锁定等功能的集成，使机构布置更加紧凑，预留更大的维修空间，同时使转向力传递至前驱动器更加科学高效。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种集成式铰接机构，包括前车架、后车架、前铰接机构、后铰接机构、铰接销组件、锁定杆、转向缸；前铰接机构焊接在前车架上，后铰接机构焊接在后车架上，前车架、后车架通过铰接销组件连接在一起；锁定杆连接前车架和后车架，防止车辆停机维修和运输时车架转动，保证使用安全；转向缸一端与前铰接机构连接，另一端连接至后车架，为车架转向动力源，实现车架转向。

进一步，前铰接机构包括上铰接板、下铰接板、横板、中置筋板、偏置筋板和立板；上铰接板的铰接孔Ⅰ与下铰接板的铰接孔Ⅱ同轴放置，上铰接板集成有转向铰接孔，与转向缸连接，进行转向力传递；横板位于上铰接板与下铰接板之间；立板共两件，对称放置于上铰接板与下铰接板两端，立板集成有油缸安装孔，为两侧油缸支撑结构预留接口；中置筋板居中放置，同时连接上铰接板、横板和下铰接板，偏置筋板共两件，位于上铰接板与下铰接板之间，与横板相连，对称放置于两侧，中置筋板与偏置筋板主要用于加固铰接孔以及转向铰接孔处悬臂强度，延长使用寿命。

进一步，后铰接机构包括铰接板、转向限位缓冲块、转向耳座Ⅰ；转向限位缓冲块集成在铰接板两侧，利用铰接板板厚方向承接转向碰撞冲击力，无需额外支撑架，制作简单，承压能力强；铰接孔Ⅲ与前铰接机构中的铰接孔同轴放置；铰接板含有两组通孔，对称放置于铰接板两侧；转向耳座Ⅰ中锁定杆安装孔Ⅰ与铰接板左侧通孔同轴放置，作为锁定杆后安装点。

进一步，油缸耳座与前铰接机构中的立板相连，为油缸支撑主要承力部件；外侧板贴合在油缸耳座外侧；下封板位于整个前车架底部，与外侧板、油缸耳座以及前铰接机构相连，组成油缸支撑的箱式结构，左右对称，其中外侧板、油缸耳座中的油缸安装孔与立板上的油缸安装孔同轴，从而基于立板的油缸安装孔衍生出左右两个对称式的油缸支撑箱式结构。

进一步，转向限位板贴附在油缸耳座背面，同时与立板和外侧板相连，从而和后铰接机构中集成的转向限位缓冲块一起形成车架转向限位机构，具有转向限位功能；锁定杆耳座Ⅱ焊接在油缸耳座上，为锁定杆前安装点。

进一步，外侧板底部有豁口，与油缸耳座背面共面，从而使外侧板板厚方向、油缸耳座以及立板共同分担转向冲击力，提升转向限位机构疲劳强度。

进一步，铰接销组件包括铰接销和下法兰；下法兰安装在铰接销底部，用于防止铰接销轴向串动；此外下封板最低位置应低于下法兰底面，从而借助于车架底部结构保护铰接销组件中的下法兰免受碰撞损坏。

进一步，前铰接机构中集成的转向铰点与前驱动桥中心位于同一水平面，从而保证转向力传递至前驱动桥路径最短，避免传统转向机构产生的转向偏力矩，更加有效的保护车架结构，使转向力传递更加科学高效。

本发明有益效果：

本发明通过创新设计的前铰接机构与后铰接机构配套安装，可实现车架主动式转向功能、转向限位功能、油缸安装支撑功能以及前后车架锁定等功能的集成，使机构布置更加紧凑，从而为铰接处预留出更大的维修空间；同时集成有转向铰点的上铰接板中心面与前驱动桥中心位于同一水平面，避免转向偏力矩的产生，减轻车架承力工况，使转向力传递更加科学高效；此外转向限位机构均是利用铰接机构本体分担转向限位冲击力，有效提升转向限位疲劳强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的总体结构示意图；

图2是本发明中前铰接总成的结构示意图；

图3是本发明中后铰接总成的结构示意图；

图4a是本发明中侧立柱的结构示意图一；

图4b是本发明中侧立柱的结构示意图二；

图5是本发明实施例中心剖面结构以及转向力传递示意图。

图中：

1、前车架，11、下封板，12、外侧板，13、油缸耳座，14、转向限位板，15锁定杆耳座Ⅱ（151、锁定杆安装孔Ⅱ）；

2、后车架；

3、前铰接机构，31、上铰接板（311、铰接孔Ⅰ，312、转向铰接孔），32、下铰接板（321、铰接孔Ⅱ），33、横板，34、中置筋板，35、偏置筋板，36、立板（361、油缸安装孔）；

4、后铰接机构，41、铰接板（411、铰接孔Ⅲ，412、通孔），42、转向限位缓冲块，43、锁定杆耳座Ⅰ（431、锁定杆安装孔Ⅰ）；

5、铰接销组件，51、铰接销，52、下法兰；

6、锁定杆；

7、转向缸；

A、车架最低水平线，B、本发明转向机构位置，C、传统转向机构位置。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，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更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1所示，一种集成式铰接机构，包括前车架1、后车架2、前铰接机构3、后铰接机构4、铰接销组件5、锁定杆6、转向缸7；前铰接机构3焊接在前车架1上，后铰接机构4焊接在后车架2上，前车架1、后车架2通过铰接销组件5连接在一起；锁定杆6连接前车架1和后车架2，防止车辆停机维修和运输时车架转动，保证使用安全；转向缸7一端与前铰接机构3连接，另一端连接至后车架2，为车架转向动力源，实现车架转向。

如图2所示，前铰接机构3包括上铰接板31、下铰接板32、横板33、中置筋板34、偏置筋板35和立板36；上铰接板铰接孔Ⅰ311与下铰接板铰接孔Ⅱ321同轴放置，上铰接板31集成有转向铰接孔312，与转向缸7连接，进行转向力传递；横板33位于上铰接板31与下铰接板32之间；立板36共两件，对称放置于上铰接板31与下铰接板32两端，立板36集成有油缸安装孔361，为两侧油缸支撑结构预留接口；中置筋板34居中放置，同时连接上铰接板31、横板33和下铰接板32，偏置筋板35共两件，位于上铰接板31与下铰接板32之间，与横板33相连，对称放置于两侧，中置筋板34与偏置筋板35主要用于加固铰接孔Ⅰ311、铰接孔Ⅱ321以及转向铰接孔312处悬臂强度，延长使用寿命。

如图3所示，后铰接机构4包括铰接板41、转向限位缓冲块42、转向耳座15；转向限位缓冲块42集成在铰接板41两侧，利用铰接板41板厚方向承接转向碰撞冲击力，无需额外支撑架，制作简单，承压能力强；铰接孔Ⅲ411与前铰接机构3中的铰接孔Ⅰ311同轴放置；铰接板41含有两组通孔412，对称放置于铰接板41两侧；锁定杆耳座Ⅱ15中锁定杆安装孔Ⅱ151与铰接板41左侧通孔412同轴放置，作为锁定杆6后安装点。

如图4a、图4b所示，油缸耳座13与前铰接机构3中的立板36相连，为油缸支撑主要承力部件；外侧板12贴合在油缸耳座13外侧；下封板11位于整个前车架1底部，与外侧板12、油缸耳座13以及前铰接机构3相连，组成油缸支撑的箱式结构，左右对称，其中外侧板12、油缸耳座13中的油缸安装孔361与立板36上的油缸安装孔361同轴，从而基于立板36的油缸安装孔361衍生出左右两个对称式的油缸支撑箱式结构。

其进一步是，转向限位板14贴附在油缸耳座13背面，同时与立板36和外侧板12相连，从而和后铰接机构4中集成的转向限位缓冲块42一起形成车架转向限位机构，具有转向限位功能；锁定杆耳座Ⅱ15焊接在油缸耳座13上，其上设有锁定杆安装孔Ⅱ，为锁定杆6前安装点。

其进一步是，外侧板12底部有豁口，与油缸耳座13背面共面，从而使外侧板12板厚方向、油缸耳座13以及立板36共同分担转向冲击力，提升转向限位机构疲劳强度。

如图5所示，铰接销组件5还包括铰接销51和下法兰52；下法兰52安装在铰接销51底部，用于防止铰接销51轴向串动；此外下封板11最低位置应低于下法兰52底面，从而借助于车架底部结构保护铰接销组件5中的下法兰52免受碰撞损坏。

其进一步是，前铰接机构3中集成的转向铰点与前驱动桥中心位于同一水平面，从而保证转向力传递至前驱动桥路径最短，避免传统转向机构产生的转向偏力矩，更加有效的保护车架结构，使转向力传递更加科学高效。

综上，本发明将一种装载机前后车架铰接机构划分为独立模块，进行局部加强设计，然后再与车架本体焊接再一起，从而实现车架重量的增量最小化；同时基于重新设计的前铰接机构与后铰接机构的配套安装，可实现车架主动式转向、转向限位、油缸安装支撑以及前后车架锁定等功能的集成，使机构布置更加紧凑，从而为铰接处预留出更大的维修空间；同时集成有转向铰点的上铰接板中心面与前驱动桥中心位于同一水平面，避免转向偏力矩的产生，减轻车架承力工况，使转向力传递更加科学高效；此外集成在铰接机构中的转向限位功能均是利用铰接机构本体分担转向限位冲击力，可有效提升转向限位疲劳强度。

本发明还提供一种装载机，包括前车架1、后车架2；在前车架1与后车架2之间设有前述的集成式铰接机构。

虽然已参照典型实施例描述了本申请，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种集成式铰接机构，其特征在于，包括：前铰接机构，其焊接在前车架上；

后铰接机构，其焊接在后车架上；

铰接销组件，用以穿插在前铰接机构和后铰接机构中，从而将前、后车架连接在一起；

转向缸，其一端与前铰接机构连接，另一端连接至后车架，为车架转向动力源，实现车架转向；

锁定杆，用以连接前车架和后车架，防止车辆停机维修和运输时车架转动。

2.根据权利要求1所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述前铰接机构包括包括上铰接板、下铰接板、横板和立板；

位于上铰接板前端中部的铰接孔Ⅰ与位于下铰接板前端中部的铰接孔Ⅱ同轴放置；

所述上铰接板两侧前端集成有转向铰接孔，与转向缸连接；

所述横板连接在上铰接板与下铰接板之间；

所述立板共两件，对称放置于上铰接板与下铰接板两端，立板集成有油缸安装孔；

所述前铰接机构通过立板与前车架主体结构焊接在一起。

3.根据权利要求1所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述后铰接机构包括铰接板；

位于铰接板前端中部的铰接孔Ⅲ与前铰接机构中的铰接孔同轴放置；

所述铰接板含有两组通孔，对称位于铰接板两侧；

所述后铰接机构通过铰接板与后车架主体机构焊接在一起。

4.根据权利要求4所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述后铰接机构还包括转向限位缓冲块和锁定杆耳座Ⅰ；

所述转向限位缓冲块集成在铰接板两侧，该转向限位缓冲块与位于前铰接机构两侧的限位板一起形成车架转向限位机构，以此实现转向限位功能。

所述锁定杆耳座Ⅰ中锁定杆安装孔Ⅰ与铰接板左侧通孔同轴放置，作为锁定杆后安装点。

5.根据权利要求1所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

在所述前铰接机构的两侧设有相对称的油缸支撑箱式结构，以此作为油缸支撑承力部件；

所述油缸支撑承力部件包括油缸耳座、外侧板、下封板；

所述油缸耳座与前铰接机构中的立板相连；

所述外侧板贴合在油缸耳座外侧；

所述下封板位于整个前车架底部，与外侧板、油缸耳座以及前铰接机构相连；

其中，外侧板、油缸耳座中的油缸安装孔与立板上的油缸安装孔同轴，在所述油缸耳座背面焊接有锁定杆耳座Ⅱ，作为锁定杆前安装点。

6.根据权利要求5所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：所述外侧板底部有豁口，与油缸耳座背面共面，从而使外侧板板厚方向、油缸耳座以及立板共同分担转向冲击力。

7.根据权利要求1所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述铰接销组件包括铰接销和下法兰；所述下法兰安装在铰接销底部，用于防止铰接销轴向串动。

8.根据权利要求7所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述下封板最低位置低于下法兰底面，从而借助于车架底部结构保护铰接销组件中的下法兰免受碰撞损坏。

9.根据权利要求1所述的一种集成式铰接机构，其特征在于：

所述前铰接机构中集成的转向铰点与前驱动桥中心位于同一水平面。

10.一种装载机，包括前车架、后车架；其特征在于：

在所述前车架与后车架之间设有权利要求1至9任一项所述的集成式铰接机构。