CN202989971U - 用于机器的横梁装置以及具有这种横梁装置的机器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于机器的横梁装置以及具有这种横梁装置的机器，所述横梁装置包括：两个相互平行布置并与所述机器枢转连接的动臂、固定连接在动臂之间的横梁以及耳板，所述耳板焊接在所述横梁上，并用于支承与所述耳板枢转连接的摇臂，其中在所述耳板上设有开口，用于分散横梁与耳板之间的焊缝的应力。

Description

用于机器的横梁装置以及具有这种横梁装置的机器

技术领域

本实用新型涉及一种用于机器的横梁装置，特别是用于装载机的动臂的横梁装置。此外，本实用新型还进一步涉及一种具有这种横梁装置的机器。

背景技术

机器，例如装载机等类型的重型设备的机器在诸如矿业、建筑业、农业等产业中可以用于实现多种任务。其中，装载机作为一种具有较高作业效率的工程机械主要用于对松散的堆积物料进行铲、装、运、挖、推等作业，也可以用来整理、刮平场地等。在为装载机换装相应的工作装置后，装载机还可以进行挖土、起重、装卸等作业。因此，装载机被广泛应用于城建、铁路、公路、水电、油田以及机场建设等工程中。

通常情况下，装载机通过工作工具、如铲斗实现物料的装卸。铲斗通过与机身枢转连接的动臂支撑，而动臂通过油缸控制进行升降。在相互平行的动臂之间设置有横梁，在横梁焊接有耳板，耳板支撑与之枢转连接的摇臂，连杆则同时与摇臂和铲斗枢转连接，机器上的一个与摇臂枢转连接的油缸控制铲斗的翻转。现有技术中，机器的耳板则焊接在管状横梁的外壁或者部分伸入管状横梁开口的内部，而横梁通常由多片金属板扣合成并焊接成管状。而且根据传统的横梁装置的结构，耳板与横梁的焊接连接结构都非常复杂。装载机的大强度和高频率工作要求对铲斗有支撑作用的耳板和横梁具有大强度且结构稳定。但耳板焊接在横梁上的焊缝在经受高频率、大强度的冲击后，由于焊接在横梁上的耳板由于焊接点相对集中，因此存在应力集中，这种应力集中会在横梁装置承受大的负载时造成焊缝的开裂，从而过早地造成机器的实效，从而在操作过程中造成危险。

本实用新型意欲解决以上一个或多个问题。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种改进的横梁装置，这种横梁装置能够在满足强度要求的前提下优化横梁装置的结构，降低减少焊点的应力集中，显著减少焊缝开裂，同时还能够减少焊接工作，缩短工期。

具体而言，本实用新型提出了一种用于机器的横梁装置，包括：两个相互平行地布置并与所述机器枢转连接的动臂、固定连接在动臂之间的横梁以及耳板，所述耳板焊接在所述横梁上，并用于支承与所述耳板枢转连接的摇臂，其中在所述耳板上设有开口，用于分散横梁与耳板之间的焊缝的应力。

根据一种有利的实施方式，横梁由多段管件形成，其中所述耳板布置在每两段管件之间，所述管件与所述耳板以及动臂的侧壁焊接，以形成所述横梁。

根据一种更为有利的实施方式，所述管件包括第一管件、第二管件和第三管件，所述耳板包括第一耳板和第二耳板，所述第一耳板焊接在第一管件与第二管件之间，以及所述第二耳板焊接在第二管件与第三管件之间，所述第一管件和第三管件在远离彼此的端部上分别与所述两个动臂相焊接。

根据一种尤其有利的实施方式，所述管件为截面是扁圆的无缝钢管。具体而言，管件的横截面具有呈现出扁圆的形状，例如近似椭圆形等形状。

根据一种尤其有利的实施方式，在相邻的耳板之间设置加强块，所述加强块在相邻的耳板之间延伸。

本实用新型的另一方面涉及一种机器，该机器包括工作装置、经由连杆与所述工作装置连接的摇臂、两个相互平行地布置并与所述机器枢转连接的动臂、固定连接在动臂之间的横梁以及耳板，所述耳板焊接在所述横梁上，并用于支承与所述耳板枢转连接的摇臂，其中在所述耳板上设有开口，用于分散横梁与耳板之间的焊缝的应力。

上述对横梁装置的各种改进措施也可以用于本实用新型的这种机器中。

附图说明

下面借助于附图对依据本实用新型的横梁装置进行详细描述。其中，

图1以立体示意图示出了本实用新型的一种示例性的机器，

图2以立体图示出了在与摇臂和连杆处于装配状态下的本实用新型的一种示例性的横梁装置，

图3以立体分解图示出了图2中的横梁装置，

图4示意性地示出了依据本实用新型的耳板。

具体实施方式

以下将参照附图对依据本实用新型的实施例进行详细说明。其中在所有的附图中，使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。

图1以示意图示出了依据本实用新型的一种机器100的侧面。在此，该机器100被示例性地显示为装载机100。可以想到的是，该机器也可以是各种执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、林业等)相关的操作并在特定作业环境(如建筑场地、矿场、林场等)中工作的任何类型的机器。图1中，箭头D表示该机器的前进方向。在下文中所涉及的对方位(如前、后、左、右)的描述，均是相对于该行进方向D进行定义的。该机器100可包括发动机8、驾驶员在其中进行操作的驾驶室7、横梁装置1、动臂11以及工作装置6等。在该机器100为装载机的实施例中，所述工作装置可以为位于机器100前部的铲斗6。

在图1中还可以看到横梁装置1的动臂11在其一端与铲斗6相互枢转地连接；另一端则与机器100的本体枢转连接。通过致动装置9(在机器中通常为液压致动装置，如油缸，但是也可以为电动、气动等其他类型的致动装置)的作用，可以使动臂11被向上抬升和放下。与动臂11枢转连接的铲斗6又经由连杆16、摇臂13等机构被另外的致动装置(如油缸)10致动，从而能够绕与动臂11枢转连接的轴摆动，进而进行铲、装、运、挖等一系列操作。

在如图1所示出的装载机100中，工作装置铲斗6在进行铲、装卸等操作时需要经受很大的负荷，因此通常通过两个平行布置的动臂11在铲斗6的横向两端与其枢转连接，从而使动臂11能够将铲斗抬起和放下。因此，在这两个平行布置的动臂11之间需要横梁12对其进行连接、固定、支撑等。此外，铲斗6的操作部件，如摇臂13、连杆16也需要固定连接在横梁上的耳板14、14’的支承。因此，整个横梁装置1的结构，特别是耳板14、14’与横梁12的固定是非常重要的。

图2以立体图示出了依据本实用新型的在组装状态下的横梁装置1。可以看到机器100的两个平行布置的动臂11，这两个动臂在图2画面的靠左侧的端部上通过例如枢轴与铲斗6枢转连接，在图2画面中的靠右侧的端部则与机器100枢转连接。在本实施例中，以安装有铲斗6的装载机100为例进行描述。当然，可以想到的是，本实用新型的内容不仅可以用在此类装载机上，还可以用于其他类型的工程机械或机器。

此外，在图2中可以看到，在平行布置的动臂11之间固定连接(优选为焊接)有横梁12，用于固定和增强平行布置的动臂11的结构，并且为摇臂13提供安装位置。具体而言，在横梁12上固定连接有或者具体而言焊接有耳板14，该耳板14为铲斗6等工作装置的操作元件提供了支承。然而与现有技术不同的是，依据本实用新型的耳板14还设有用于应力分散的开口15。耳板14的具体构造将在后面借助于图3、图4进一步描述。在此，耳板14可通过枢轴(未示出)与摇臂13的中间部位连接。摇臂13由此可以绕该枢轴摆动。摇臂13的一端与致动装置10连接，另一端则通过枢转结构与连杆16枢转地连接。该连杆16又与铲斗6枢转连接。由此，当致动装置10推动或者拉动摇臂13时，该摇臂13绕与耳板的枢转结构发生摆动，进而拉动或者推动连杆16。又由于连杆16与铲斗6枢转连接，由此连杆16带动铲斗6，使其发生绕枢转轴线的摆动，甚至翻转，从而与动臂11的抬升与下降相配合实现铲、装、卸载等动作。

为了进一步示出横梁装置1中的耳板14与横梁12的连接，在图3中以分解图的形式示出了依据本实用新型的横梁装置1。可以清楚地看到，在本实施例中，横梁12由第一管件121、第二管件122和第三管件123构成。在这三个管件之间分别布置有第一耳板14和第二耳板14’，其中第一耳板14与第二耳板14’是结构相同的耳板。第一管件121和第三管件123分别以其远离彼此的端部焊接在两个平行布置的动臂11上。第一管件121和第二管件122又分别以其朝向彼此的端部焊接在位于这两个第一管件121和第二管件122之间的第一耳板14的两侧上；第二管件122和第三管件123又分别以其朝向彼此的端部焊接在位于这两个第二管件122和第三管件123之间的第二耳板14’的两侧上；即，第二管件122被焊接于第一耳板14与第二耳板14’之间。由此，借助于两个依据本实用新型的耳板14、14’形成横梁12。在图2中还可以看到各耳板14、14’在其侧面与各个管件相互焊接所形成的焊缝。

在图3中，已可以看到夹在各个管件之间的耳板14、14’上设有的用于应力分散的开口15。这些开口15位于耳板14、14’与管件的焊接位置外部。下面参见图4，其详细示出了其中一个耳板14的具体构造。

在此以第一耳板14为例说明耳板的结构，该耳板14是近似平行四边形或者菱形的板件，但是其各个角是倒圆的或者说是圆滑过渡的。可以想到的是，耳板14也可以根据具体的使用环境和空间结构而具有任意其他适宜的几何形状。耳板14在位于管孔中的部分中形成孔141，在另一端则设有枢轴142用于与摇臂13枢转连接。该耳板14在两侧分别与两个管件的端部焊接，由此在耳板14的两侧各形成一条焊缝。所提到的孔141位于耳板14的被焊缝包围的区域中，用于减轻耳板的重量、节省材料，同时又不影响耳板14与管件的焊接。

由于焊缝在耳板14上形成了相对集中的焊接位置，因此容易出现应力集中。因此，依据本实用新型，在耳板14上还设有开口15，用于分散管件与耳板14之间的焊缝的应力集中。所述开口15可以为穿过耳板14的通孔，其形状在本实施例中近似为圆形。但是可以想到的是，该用于分散应力集中的开口15也可已具有其他合适的任意形状。根据图4还可以看到，该开口15位于耳板14的枢轴142与孔141之间的位置上。该位置可以根据具体的环境结构进行布置。但是耳板14的用于应力分散的开口15应该以一定的距离位于焊接区域或者由焊缝所包围的区域之外。此外，在耳板14的两侧还分别设有一个加强板143，用于增加耳板14的壁部上的强度。

再一次参见图2和图3，可以看到在横梁12的外周面上，在依据本实用新型的两个耳板14、14’之间还布置有一个加强块18。该加强块18为长条形，具有矩形横截面，其两个自由端部分别与两个相邻的第一耳板14以及第二耳板14’的朝向彼此的侧面相抵靠，或者说该加强块18沿着平行于横梁12的方向在耳板14、14’之间延伸。该加强块18的布置使得两个相邻的耳板14、14’能够相对于彼此得到支撑，从而增加耳板对的结构强度，尤其是当与耳板14、14’枢转连接的摇臂13承受较大负载时。当然，该加强块也可以具有其他形状的横截面。

此外，在图2中和图3中还可以进一步看到，依据本实用新型的另一方面，横梁装置1的横梁12的管件采用了型材代替现有技术中的焊接组件，用于减少焊接位置，并由此减少焊接工序。特别地，如在本实施例中所示，型材为截面是扁圆的无缝钢管。具体而言，管件的横截面具有扁圆的形状，如扁圆形、近似椭圆形、或者任意其他具有圆滑曲线的压扁的形状。当然，也可以使用其他类型或横截面为其他形状的型材作为替代。但是最优选地则是截面扁圆的无缝钢管，因为这种结构的无缝钢管在以其横截面的较长边沿着动臂11焊接时(如图3所示)，拥有更好的结构强度和抗扭转性能。

虽然在图中没有示出，但是可以想到的是，当用于结构较小或者额定载荷较小的机器100时，横梁12也可以仅由两个管件和一个耳板组成，此时可以省去加强块18。但是在载荷较大或者机器100的结构尺寸较大的情况下，最好是采用三个管件和两个耳板，因为这样可以在满足结构强度的情况下实现结构的最简化，并且使焊接步骤最少化。但是当机器100结构过于庞大，两个动臂11的相互间距很大，或者工作装置需要承受很大的负载而需要多于两个耳板对摇臂-连杆机构进行支撑时，也可以设置例如四个管件和三个耳板的组合或更多组。例如在设置四个管件的情况下，将三个耳板分别焊接在四个管件之间，或者说四个管件通过三个位于它们之间的耳板而相互焊接，而位于两端的两个管件又分别以其远离彼此的端部焊接在动臂上。这样的布置方式比仅有三个管件的横梁装置更为复杂，但是相比传统的焊接组件依然节省了焊接步骤，而且能够具有足够的强度。由于耳板上均设有分解应力的开口，因此大大降低了各耳板与管件之间的焊缝开裂的风险，提高了横梁装置1的整体强度，使得机器的使用寿命和耐久性也得以提高。因此，依据本实用新型的横梁装置非常适合用于工作载荷较大的机器中，其横梁装置通过耳板和横梁的依据本实用新型的特别设计能够确保各个焊接部位的安全性并提供足够的强度。另一方面，依据本实用新型的横梁装置通过耳板将由截面是扁圆的无缝钢管制成的管件彼此连接而省去了单独对耳板进行焊接的步骤，而且由于采用了型材作为管件，还省去了用于构造横梁的焊接。

工业实用性

依据本实用新型的横梁装置通过耳板连接管件以简单的方式实现了用于机器的具有足够强度的横梁，同时增加了焊接部件的安全性，提高了横梁装置的强度，减少了制造步骤，尤其是焊接步骤，降低了成本，减少了生产时间上的耗费。

现在，以装载机100为例，对该装载机100的横梁装置1的安装、操作等进行示例性的说明。

在根据图2和图3的实施例中，横梁装置1包括两个平行布置的动臂11、横梁12以及耳板14、14’，其中横梁12优选地由三个管件组成，即第一管件121、第二管件122和第三管件123。当然，在未示出的实施例中，横梁12还可以具有更少或者更多的管件，这些管件分别通过耳板相互连接。在此，以包括三个管件和两个耳板14的情况为例，说明横梁装置1的制造过程。在制造时，通过工装将两个动臂11、第一管件121、第二管件122和第三管件123以及两个耳板14、14’以层夹的形式彼此定位。即，将三个管件横向与平行布置的两个动臂11定向，在三个管件朝向彼此的端部之间各布置一个耳板14、14’(即使得第一耳板14夹在第一管件121与第二管件122之间，第二耳板14’夹在第二管件122与第三管件123之间)，使得第一耳板14和第二耳板14’的孔141位于与直接邻近的两个管件的中空内腔重叠的范围内，由此在焊接时焊缝可以将该各个耳板的孔141包围，使得孔141在外周被封闭。在完成上述预定位后，对第一管件121、第三管件122的远离彼此的两个端部与两个平行布置的动臂11，以及第一管件121、第二管件122的朝向彼此的两个端部与第一耳板14的两侧以及第二管件122、第三管件123的朝向彼此的两个端部与第二耳板14’的两侧进行焊接。摇臂13的各个元件以及连杆16的各个元件也是先进行预定位后相互焊接而成，由此形成摇臂13和连杆16。随后通过枢轴将连杆16的一端与摇臂13的一端连接，摇臂13的另一端与致动装置10连接，而摇臂13又在其中间部位通过枢轴与耳板14、14’枢转连接，以获得支承，由此制造出依据本实用新型的横梁装置1。

当然，在横梁装置1包括更多个或者更少的管件的情况下，也类似地，将两个平行布置的动臂11、管件以及耳板通过工装定位，使得各个耳板分别被夹在各管件的朝向彼此的端部之间，随后进行焊接，从而制造出依据本实用新型的横梁装置1。

依据本实用新型的横梁装置1由于采用了设有分散应力的开口的耳板，使得整个横梁装置的焊接部位的安全性得以提高，强度也由此得以提高。而且由于设有开口，又进一步降低了耳板的质量，节省了材料。这种形式的耳板能以简单的方式制造。此外，又由于采用了截面是扁圆形的无缝钢管作为横梁的管件，依据本实用新型只需要很少的焊缝就能实现以往需要大量焊接才能实现的横梁焊接组件以及连接的耳板结构，并且确保横梁具有足够高的强度。特别的是，由于耳板14、14’被用作三个管件121、122和123的连接件而被焊接在它们之间，而省去了专门对耳板14、14’进行焊接的步骤。在采用了依据本实用新型的横梁装置后，从而可以通过非常简单的步骤将耳板直接焊接在各管件之间，从而在实现横梁在动臂之间连接的同时实现耳板的安装，而无需如现有技术那样使耳板具有复杂的结构。由此极大地节省了生产步骤和成本。

如此装配完成的横梁装置1可实现机器100的多种操作。例如，结合图1与图2，当致动装置10将摇臂13的与其连接的一端向前推动时，摇臂13将连杆16向后拉动，由此铲斗6朝向靠近机器100的方向摆动，此时可完成例如挖、装等操作；当致动装置10将摇臂13的与其连接的一端向后拉动时，摇臂13将连杆16向前推动，由此使铲斗朝外或者说朝远离机器的方向翻转，由此实现倾倒、推土等操作。另一方面，根据图1可见，平行布置的两个动臂11一端与铲斗6连接，另一端与机器100枢转连接，由此在致动装置的作用下可将铲斗6抬升与放下。铲斗6的这种抬升与放下与其摆动以及机器100的前进与后退运动相结合，实现了机器100的各种操作作业。

本实用新型的保护范围仅由权利要求限定。得益于本实用新型的教导，本领域技术人员在不超出本实用新型保护范围的情况下可以根据具体情况对本实用新型做出各种变型、修改或者替换，这些变型、修改或者替换均落入本实用新型的保护范围。

附图标记列表

1      横梁装置

6      铲斗、工作装置

7      驾驶室

8      发动机

9      致动装置、油缸

10     致动装置、油缸

11     动臂

12     横梁

13     摇臂

14     第一耳板

14’   第二耳板

15     开口

16     连杆

18     加强块

121    第一管件

122    第二管件

123    第三管件

141    孔

142    枢轴

143    加强板

Claims (10)

1.一种用于机器的横梁装置，包括：

两个动臂，所述两个动臂相互平行布置并与所述机器枢转连接；

横梁，所述横梁固定连接在动臂之间；

耳板，所述耳板焊接在所述横梁上，并用于支承与所述耳板枢转连接的摇臂；

其特征在于，

在所述耳板上设有开口，用于分散横梁与耳板之间的焊缝的应力。

2.根据权利要求1所述的用于机器的横梁装置，其特征在于，

所述横梁由多段管件形成，其中所述耳板布置在每两段管件之间，所述管件与所述耳板以及动臂的侧壁焊接，以形成所述横梁。

3.根据权利要求2所述的用于机器的横梁装置，其特征在于，

所述管件包括第一管件、第二管件和第三管件，所述耳板包括第一耳板和第二耳板，所述第一耳板焊接在第一管件与第二管件之间，以及所述第二耳板焊接在第二管件与第三管件之间，所述第一管件和第三管件在远离彼此的端部上分别与所述两个动臂相焊接。

4.根据权利要求2或3所述的用于机器的横梁装置，其特征在于，所述管件为截面是扁圆的无缝钢管。

5.根据权利要求2或3所述的用于机器的横梁装置，其特征在于，在相邻的耳板之间设置加强块，所述加强块在相邻的耳板之间延伸。

6.一种机器，包括：

工作装置；

摇臂，所述摇臂经由连杆与所述工作装置连接；

两个动臂，所述两个动臂相互平行布置并与所述机器枢转连接；

横梁，所述横梁固定连接在动臂之间；

耳板，所述耳板焊接在所述横梁上，并用于支承所述摇臂，其中所述摇臂与所述耳板枢转连接；

其特征在于，

在所述耳板上设有开口，用于分散横梁与耳板之间的焊缝的应力。

7.根据权利要求6所述的机器，其特征在于，

所述横梁由多段管件形成，其中所述耳板布置在每两段管件之间，所述管件与所述耳板以及动臂的侧壁焊接，以形成所述横梁。

8.根据权利要求7所述的机器，其特征在于，

所述管件包括第一管件、第二管件和第三管件，所述耳板包括第一耳板和第二耳板，所述第一耳板焊接在第一管件与第二管件之间，以及所述第二耳板焊接在第二管件与第三管件之间，所述第一管件和第三管件在远离彼此的端部上分别与所述两个动臂相焊接。

9.根据权利要求7或8所述的机器，其特征在于，所述管件为截面是扁圆的无缝钢管。

10.根据权利要求7或8所述的机器，其特征在于，在相邻的耳板之间设置加强块，所述加强块在相邻的耳板之间延伸。

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