CN112359894B - 平地机鞍架以及平地机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种平地机鞍架以及平地机，涉及工程机械领域，用以优化平地机鞍架的结构。平地机鞍架包括箱型结构、第一板以及第二板。箱型结构包括第一箱型段和第二箱型段，第一箱型段包括第一端和第二端；第二箱型段包括第三端和第四端；第二端和第三端固定在一起且两者圆滑过渡。第一板具有开口槽，第一箱型段的第一端固定于开口槽中。第二板具有安装孔，第一箱型段的第一端固定于安装孔中；第一板和第二板平行布置。上述结构的平地机鞍架，不仅重量轻，且具有很高的抗弯刚度及强度。

Description

平地机鞍架以及平地机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，具体涉及一种平地机鞍架以及平地机。

背景技术

平地机是土方工程中用于整形和平整作业的主要机械，是国防工程、矿山建设、道路修筑、水利建设和农田改良等施工中的重要设备。平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它的铲刀能在空间完成6自由度运动。其中鞍架结构作为主承载结构件，是完成这些动作的关键结构件，鞍架的稳定性直接关系到整车的稳定性。特别是在挖沟和刮坡作业时，鞍架摆动到极限位置，使铲刀可以达到侧立90度，此时鞍架结构受到很大的弯矩和扭矩。近年来平地机作业性能不断提高，吨位不断增大，使铲刀宽度及受载载荷相应增加，鞍架结构的抗弯及抗扭性能存在安全隐患，影响整车的稳定性。

目前，平地所使用的鞍架结构多为焊接而成的，多为焊接的箱型结构，焊缝承受主要载荷。平地机在挖沟及刮坡作业时，鞍架承受很大弯矩，要求其就有很大的刚度及强度，特别是抗弯的刚为提高其刚度及强度加大鞍架主梁截面，造成其偏重，影响鞍架的轻量化设计。形状为箱型的鞍架结构由于为焊接结构，板厚及焊缝需加大尺寸以提升其稳定性。

发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有的平地机由于鞍架结构设计不合理，鞍架刚度、强度较弱，造成平地机挖沟及刮坡作业时鞍架弯矩很大，鞍架容易撕裂，影响整车稳定性。加强结构尺寸后刚度及强度有多提高，但重量偏大，不利于鞍架结构轻量化设计。

发明内容

本发明提出一种平地机鞍架以及平地机，用以优化平地机鞍架的结构。

本发明实施例提供一种平地机鞍架，包括：

箱型结构，包括第一箱型段和第二箱型段，所述第一箱型段包括第一端和第二端；所述第二箱型段包括第三端和第四端；所述第二端和所述第三端固定在一起且两者圆滑过渡；

第一板，具有开口槽，所述第一箱型段的第一端固定于所述开口槽中；以及

第二板，具有安装孔，所述第一箱型段的第一端固定于所述安装孔中；所述第一板和所述第二板平行布置。

在一些实施例中，所述第一板被构造为顶部宽度尺寸大于所述第一板的底部宽度尺寸。

在一些实施例中，所述第一箱型段凸出于所述开口槽的开口处。

在一些实施例中，所述第一板的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，所述第一板的顶部和底部圆滑过渡。

在一些实施例中，所述第一板的顶部设置有第一装配孔。

在一些实施例中，所述第二板的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，所述第二板的底部被构造为圆弧形，且所述第二板的顶部的宽度尺寸大于所述第二板的底部的宽度尺寸。

在一些实施例中，所述第一板的顶部和所述第二板的顶部之间设置有第一加强筋，所述第一加强筋还与所述第一箱型段的侧壁固定连接。

在一些实施例中，所述第一加强筋与所述第二板连接的一端宽于所述第一加强筋与所述第一板连接的另一端。

在一些实施例中，所述第一板的底部和所述第二板的中部之间设置有第二加强筋，所述第二加强筋还与所述第一箱型段的侧壁固定连接。

在一些实施例中，所述第二加强筋与所述第二板连接的一端窄于所述第二加强筋与所述第一板连接的另一端。

在一些实施例中，所述第一板的顶部和所述第二板的顶部之间设置有第一加强筋，所述第一加强筋还与所述第一箱型段的侧壁固定连接；

所述第一板的底部和所述第二板的中部之间设置有第二加强筋，所述第二加强筋还与所述第一箱型段的侧壁固定连接；

所述第一加强筋和所述第二加强筋固定连接。

在一些实施例中，所述第一加强筋、所述第二加强筋和所述第二板三者共同形成减重孔，所述减重孔靠近所述第一板的一端为圆弧形。

在一些实施例中，所述第二板的顶端设置有第二装配孔；和/或，所述第二板的底端设置有第三装配孔。

在一些实施例中，所述第二板和所述第二箱型段之间固定有第三加强筋。

在一些实施例中，所述第三加强筋被构造为Y形的，所述第三加强筋的顶部分别与所述第二板的顶部和中部固定，且所述第三加强筋的顶部还与所述第二箱型段的侧壁固定；所述第三加强筋的底部与所述第二箱型段的侧壁固定。

在一些实施例中，所述第二板和所述第二箱型段的底部之间固定有第四加强筋。

在一些实施例中，所述平地机鞍架被构造为铸造成形的。

本发明实施例还提供一种平地机，包括本发明任一技术方案所提供的平地机鞍架。

在一些实施例中，平地机还包括：

第一悬臂体，与所述第一箱型段的第一端的端面焊接固定；以及

第二悬臂体，与所述第二箱型段的第四端的端面焊接固定。

上述技术方案提供的平地机鞍架，包括箱型结构、第一板以及第二板，三者固定形成整体。三者可以采用铸造件或者其他可以保证强度和轻量化要求的固定连接。箱型结构为一个整体，并且第一箱型段的中轴线和第二箱型段的中轴线相交不共线，两者圆滑过渡。上述结构的平地机鞍架，其结构完全不同于已有的鞍架结构，且通过拓扑优化设计，形成平地机鞍架新型布局，这种结构的平地机鞍架不仅重量轻，且具有很高的抗弯刚度及强度，可有效平衡平地机鞍架结构重量与结构刚度、强度的设计矛盾，有利于实现平地机鞍架结构轻量化设计，有利于平地机鞍架结构的可靠性，提升整车的作业安全性与稳定性。

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1a为本发明实施例提供的平地机鞍架所在的平地机处于平地工况的主视结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的平地机鞍架所在的平地机处于平地工况的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例提供的平地机鞍架一立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的平地机鞍架另一立体结构示意图；

图4a为本发明实施例提供的平地机鞍架主视结构示意图；

图4b为本发明实施例提供的平地机鞍架俯视结构示意图；

图4c为本发明实施例提供的平地机鞍架左视结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1a～图4c对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。

参见图1a和图1b，本发明实施例提供一种平地机鞍架，包括箱型结构1、第一板2以及第二板3。

箱型结构1包括第一箱型段11和第二箱型段12。第一箱型段11和第二箱型段12的横截面都可以为矩形的。第一箱型段11的中轴线和第二箱型段12的中轴线是相交的，第一箱型段11和第二箱型段12圆滑过渡。具体来说，第一箱型段11包括第一端11a和第二端11b。第二箱型段12包括第三端12a和第四端12b；第二端11b和第三端12a固定在一起且两者圆滑过渡。

参见图1a和图1b，第一板2具有开口槽21，第一箱型段11的第一端11a固定于开口槽21中。第二板3具有安装孔31，第一箱型段11的第一端11a固定于安装孔31中。第一板2和第二板3平行布置。

上述技术方案提供的平地机鞍架，大致结构为弧形的，所以具有很高的抗弯刚度及强度。并且，第一板2和第二板3都对箱型结构1起到加强作用，这使得平地机鞍架的抗弯刚度及强度进一步加强。并且，箱型结构1是空心的，平地机鞍架的重量很轻，实现了产品的轻量化。即便是在使用该鞍架的平地机在挖沟和刮坡作业时，鞍架摆动到极限位置，铲刀达到侧立90度时，鞍架仍然能够很好地承受弯矩和扭矩。上述技术方案提供的平地机鞍架，抗弯及抗扭性能好，能够适应平地机作业性能不断提高，吨位不断增大的要求，使得整车的稳定性更好。

在一些实施例中，第一板2被构造为顶部宽度尺寸大于第一板2的底部宽度尺寸。所谓的宽度方向是指沿着图4b中W所示意的方向。这种结构更能满足平地机鞍架的承载要求。

在一些实施例中，第一箱型段11凸出于开口槽21的开口处。这种结构使得平地机鞍架的结构能够更好地满足第一箱型段11的承载要求。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第一板2的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，第一板2的顶部和底部圆滑过渡。这种结构不容易造成应力集中，使得平地机鞍架的承载能力更好。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第一板2的顶部设置有第一装配孔22。第一装配孔22可以设置为圆孔并且，第一板2的顶部边缘中部设置有内凹部，以改善受力。第一装配孔22用于实现平地机摆架与平地机鞍架的连接。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第二板3的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，第二板3的底部被构造为圆弧形，且第二板3的顶部的宽度尺寸大于第二板3的底部的宽度尺寸。并且，第二板3的顶部边缘中部设置有内凹部，以改善受力。

在一些实施例中，第一板2的顶部和第二板3的顶部之间设置有第一加强筋4，第一加强筋4还与第一箱型段11的侧壁固定连接。

在一些实施例中，第二板3的顶端设置有第二装配孔32。和/或，第二板3的底端设置有第三装配孔33。在一些实施例中，第二装配孔32设置有两个，两个第二装配孔32相对于箱型结构1的宽度方向的中轴线对称布置。第三装配孔33设置为一个，位于第二板3底部宽度方向的中间位置。同时设置第一装配孔22、第二装配孔32、第三装配孔33用于实现平地机摆架与平地机鞍架的多位置连接。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第一加强筋4与第二板3连接的一端宽于第一加强筋4与第一板2连接的另一端。这种结构使得平地机鞍架的承载能力得到加强。

在一些实施例中，第一板2的底部和第二板3的中部之间设置有第二加强筋5，第二加强筋5还与第一箱型段11的侧壁固定连接。设置第二加强筋5，可以使得平地机鞍架的承载能力更强。

在一些实施例中，第二加强筋5与第二板3连接的一端窄于第二加强筋5与第一板2连接的另一端。

第一加强筋4、第二加强筋5可以择一设置。在一些实施例中，可以同时设置第一加强筋4和第二加强筋5。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第一板2的顶部和第二板3的顶部之间设置有第一加强筋4，第一加强筋4还与第一箱型段11的侧壁固定连接。第一板2的底部和第二板3的中部之间设置有第二加强筋5，第二加强筋5还与第一箱型段11的侧壁固定连接。第一加强筋4和第二加强筋5固定连接。第一加强筋4、第二加强筋5主体部分是平行的，靠近第一板2的一端固定在一起，靠近第二板3的一端是分开且平行的。这种结构，第一加强筋4、第二加强筋5共同起到加强、提高平地机鞍架承载能力的作用。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第一加强筋4、第二加强筋5、第二板3以及第一箱型段11的侧面开孔共同形成减重孔23，减重孔23靠近第一板2的一端为圆弧形。减重孔23的结构比较大，这样使得平地机鞍架的结构更加轻量化，且不影响承载能力。减重孔23设置有两个，两个减重孔23相对于第一箱型段11宽度方向的中轴线对称设置。

参见图1a至图3，在一些实施例中，第二板3和第二箱型段12之间固定有第三加强筋6。第三加强筋6采用长条板状结构，以改善平地机鞍架位于第二箱型段12部分的承载能力。

在一些实施例中，第三加强筋6被构造为Y形的，第三加强筋6的顶部分别与第二板3的顶部和中部固定，且第三加强筋6的顶部还与第二箱型段12的侧壁固定；第三加强筋6的底部与第二箱型段12的侧壁固定。这种结构的第三加强筋6，与第一箱型段11的第二板3的顶部和中部都固定连接，并且与第二箱型段12也固定连接。这种结构的平地机鞍架，第二箱型段12部分的承载能力更强。

在一些实施例中，第二板3和第二箱型段12的底部之间固定有第四加强筋7。第四加强筋7采用薄板状结构，以增强平地机鞍架的抗弯能力。

在一些实施例中，平地机鞍架被构造为铸造成形的。平地机鞍架所具有各种结构，比如箱型结构1、第一板2、第二板3以及各个加强筋都是一体铸造成形的。

本发明实施例还提供一种平地机，包括本发明任一技术方案所提供的平地机鞍架。

上述技术方案提供的平地机，采用了上文介绍的平地机鞍架，该平地机鞍架通过拓扑优化设计形成新的布局结构，采用铸造方式，其结构不仅重量轻，且具有很高的抗弯刚度及强度，可有效平衡结构重量与结构刚度、强度的设计矛盾，有利于平地机鞍架结构轻量化设计，有利于平地机鞍架结构的可靠性，提升整车的作业安全性与稳定性。

在一些实施例中，平地机还包括第一悬臂体8以及第二悬臂体9。第一悬臂体8的一端与第一箱型段11的第一端11a的端面焊接，且两者焊接固定。第二悬臂体9的一端与第二箱型段12的第四端12b的端面焊接，且两者焊接固定。

上述技术方案提供的平地机，其承载能力更好，能够适应平地机工作性能不断增加的要求。

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。

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 (14)

1.一种平地机鞍架，其特征在于，所述平地机鞍架被构造为铸造成形的；所述平地机鞍架包括：

箱型结构(1)，包括第一箱型段(11)和第二箱型段(12)，所述第一箱型段(11)包括第一端(11a)和第二端(11b)；所述第二箱型段(12)包括第三端(12a)和第四端(12b)；所述第二端(11b)和所述第三端(12a)固定在一起且两者圆滑过渡；

第一板(2)，具有开口槽(21)，所述第一箱型段(11)的第一端(11a)固定于所述开口槽(21)中；以及

第二板(3)，具有安装孔(31)，所述第一箱型段(11)的第一端(11a)固定于所述安装孔(31)中；所述第一板(2)和所述第二板(3)平行布置；

所述第一板(2)的顶部和所述第二板(3)的顶部之间设置有第一加强筋(4)，所述第一加强筋(4)还与所述第一箱型段(11)的侧壁固定连接；所述第一板(2)的底部和所述第二板(3)的中部之间设置有第二加强筋(5)，所述第二加强筋(5)还与所述第一箱型段(11)的侧壁固定连接；

所述第二板(3)和所述第二箱型段(12)之间固定有第三加强筋(6)；所述第二板(3)和所述第二箱型段(12)的底部之间固定有第四加强筋(7)。

2.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一板(2)被构造为顶部宽度尺寸大于所述第一板(2)的底部宽度尺寸。

3.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一箱型段(11)凸出于所述开口槽(21)的开口处。

4.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一板(2)的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，所述第一板(2)的顶部和底部圆滑过渡。

5.根据权利要求4所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一板(2)的顶部设置有第一装配孔(22)。

6.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第二板(3)的顶部被构造为具有两个对称的外凸的圆弧形，所述第二板(3)的底部被构造为圆弧形，且所述第二板(3)的顶部的宽度尺寸大于所述第二板(3)的底部的宽度尺寸。

7.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一加强筋(4)与所述第二板(3)连接的一端宽于所述第一加强筋(4)与所述第一板(2)连接的另一端。

8.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第二加强筋(5)与所述第二板(3)连接的一端窄于所述第二加强筋(5)与所述第一板(2)连接的另一端。

9.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一加强筋(4)和所述第二加强筋(5)固定连接。

10.根据权利要求9所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第一加强筋(4)、所述第二加强筋(5)和所述第二板(3)三者共同形成减重孔(23)，所述减重孔(23)靠近所述第一板(2)的一端为圆弧形。

11.根据权利要求1或者9所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第二板(3)的顶端设置有第二装配孔(32)；和/或，所述第二板(3)的底端设置有第三装配孔(33)。

12.根据权利要求1所述的平地机鞍架，其特征在于，所述第三加强筋(6)被构造为Y形的，所述第三加强筋(6)的顶部分别与所述第二板(3)的顶部和中部固定，且所述第三加强筋(6)的顶部还与所述第二箱型段(12)的侧壁固定；所述第三加强筋(6)的底部与所述第二箱型段(12)的侧壁固定。

13.一种平地机，其特征在于，包括权利要求1～12任一所述的平地机鞍架。

14.根据权利要求13所述的平地机，其特征在于，还包括：

第一悬臂体(8)，与所述第一箱型段(11)的第一端(11a)的端面焊接固定；以及

第二悬臂体(9)，与所述第二箱型段(12)的第四端(12b)的端面焊接固定。

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