CN216546418U

CN216546418U - 卡车备胎架用变截面横梁

Info

Publication number: CN216546418U
Application number: CN202122491652.8U
Authority: CN
Inventors: 乔国章
Original assignee: Shulan City Tongyong Machinery Co ltd
Current assignee: Shulan City Tongyong Machinery Co ltd
Priority date: 2021-10-16
Filing date: 2021-10-16
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-10-16

Abstract

卡车备胎架用变截面横梁是卡车用钣金件，具有立板、上折板、下折板，上、下折板在立板的同一侧，其中，上折板的横边呈相对于立板的外凸形，下折板的横边呈相对于立板的内凹形，外凸形及内凹形都是关于立板横向长度中垂线的轴对称图形；下折板的两端各设有横梁安装孔，制造方法包括以下步骤：1)使用校平机校平板料，2)使用冲压机床冲孔、切废料头，3)冲孔、切料片，使外凸形的上折板横边与内凹形的下折板横边的形状相同，4)压型，本发明变截面横梁能够代替传统角钢梁，其重量轻、成本低，还具有节约原材料的特点。

Description

卡车备胎架用变截面横梁

技术领域

本实用新型涉及卡车用钣金件，具体是一种卡车备胎架用变截面横梁。

背景技术

通常，在各类载货卡车车架后部挂有一个备胎，备胎固定在备胎架上，备胎架由一个升降机构和两根角钢梁组成，每根角钢梁都是简支梁，载苛分部在横梁的中部。该角钢梁通常由普通热轧等截面等边角钢制成，在部分角钢梁中，将等截面角钢的两端立边切成斜角，用于减轻一部分重量。普通热轧等截面角钢的两个边比较厚，角钢梁的截面形状没有根据弯矩分布而改变，重量自然较大，难以降低成本；同样是出于减重目的，还有用高强度钢冲压而成的L形等截面角钢梁，通过减薄板材的厚度来减轻一部分重量，但较薄的板材会引起L 形角钢梁的边部失稳，并且该角钢梁截面形状也没有根据弯矩分布而变化，仍然存在多余的过剩材料；用两端切斜角的方法可局部改变该角钢梁的抗弯截面模量，使之与弯矩分布相近，还能达到一定的减重目的，但材料消耗并未减少，成本不但没有下降，还因多了切角工序，增加了加工成本。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种卡车备胎架用变截面横梁，该变截面横梁能够代替传统角钢梁，其重量轻、成本低，还具有节约原材料的特点。

本实用新型的技术方案一是：卡车备胎架用变截面横梁，具有竖向设置且长边为横向的立板，在立板上端的长边设有向立板侧面横向弯折的上折板，在立板下端的长边设有向立板侧面横向弯折的下折板，上、下折板在立板的同一侧；其中，上折板横边呈相对于立板立面的外凸形，下折板横边呈相对于立板立面的内凹形；外凸形的上折板横边或内凹形的下折板横边是关于立板长边中垂线的轴对称图形；下折板的两端各设有横梁安装孔。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案二是：上折板横边与下折板横边的形状相同。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案三是：上折板的中间宽度和下折板的中间宽度相等。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案四是：立板的中部设有升降机构安装孔，孔的数量是两个，孔的直径是17.5mm。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案五是：下折板的横梁安装孔直径是14mm；立板、上折板、下折板的厚度为3.75mm，立板的长度为820mm，立板的高度为63mm，上折板的中间宽度和下折板的中间宽度为39mm，上折板两端的宽度为12mm，下折板两端的宽度为66mm。

制造技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁的方法，包括以下步骤：

1)校平：使用校平机，选用宽度与立板长度相等的卷板，将其一端连续送入校平机内进行校平，获得校平后的板料；

2)冲孔、切废料头：在冲压机床上装有冲孔模和切断模，将校平的板料向冲压机床内送进并通过冲孔模，当板料端头超过切断模全部刃口一定长度后停止送料，启动冲压机床，冲孔模与切断模同步下行，冲孔模首次冲裁出升降机构安装孔、横梁安装孔，切断模以同一刃口分离切断方式既切掉废料头也切出首件料片的内凹形的下折板横边；

3)冲孔、切料片：将首次冲裁出升降机构安装孔、横梁安装孔及切掉废料头的板料向模具内送进一定距离后停止送料，再次启动冲压机床，冲孔模与切断模同步下行，冲孔模再次冲裁出升降机构安装孔、横梁安装孔，切断模以同一刃口分离切断方式切掉带有首次冲裁出的升降机构安装孔、横梁安装孔、内凹形的下折板横边和本次冲载出的外凸形的上折板横边的首件料片；外凸形的上折板横边与内凹形的下折板横边的形状相同；接下来的每一步都是将板料按获得首件料片的距离以步进方式送到冲压机床的模具内进行冲裁，送料及冲裁循环进行，每循环一次获得一个所述的料片；

4)压型：使用冲压机床，冲压机床上装有压弯模，将所述的料片放入压弯模中定位，定位后料片的立板高度平分辅助线与压弯模中心线重合，立板高度平分辅助线的位置是依靠距离与距离相等而获得，启动冲压机床，压弯模将料片压弯，制成具有立板、立板上端的上折板、立板下端的下折板，并且上折板中间宽度与下折板中间宽度相等的成品，上、下折板位于立板的同一侧。

本实用新型的优点是：基于上、下折板横边的凸、凹变化，使得依次连接的上折板、立板和下折板构成一个槽形的变截面横梁，上、下折板通过弯折成型获得，该变截面横梁的端部呈乚形、中部呈匚形，从端部至中部的横梁截面则是连续变化的过渡截面，属于特定的变截面结构，与传统角钢梁比较，本申请卡车备胎架用变截面横梁(下称变截面横梁)的抗弯截面模量分布规律与中部受均布载苛的角钢梁弯矩分布规律相近，类似等强度梁，材尽其用，具有节约原材料的显著特点，更经济合理，可代替传统角钢梁；并且，本申请的变截面横梁由于采取了变截面结构，因此，在钣金下料排样中，本申请变截面横梁的相邻钣金展开件之间可以实现首尾无缝拼接，再配合使用与变截面横梁长度等宽的卷料进行冲裁下料，一刀冲裁出相邻两钣金件的凹边和凸边，使下料工序实现零废料，合理利用了材料，使得该变截面横梁在满足强度和刚度要求的前提下，不仅具有重量轻的有益效果，还大幅减少了过剩材料，降低了材料成本，使得生产制造成本也显著降低。

中间宽度相同的上折板和下折板能够使变截面横梁的中部呈上、下宽度相同的匚形截面，既能够有效的增强变截面横梁中间的抗弯截面模量，又不会使板料使用过剩。

限定的尺寸，用于本申请产品商业方面的保护，以国内某品牌载货卡车的角钢梁为例，其用长度为820mm，63mm×63mm×6mm等边热轧国标角钢制成，单位重量5.721kg/m，每件重量4.691kg，减去4个孔0.036kg后，净重4.655kg，其中间抗弯截面模量为6.0cm³。本申请中如前述技术方案四及方案五所述的变截面横梁，使用与前述角钢梁相同材质标号的钢材，其长度、高度与前述角钢梁相同，但所使用的板料厚度是3.75mm，减去4个与角钢梁相同直径的孔后净重3.083kg，比角钢梁减少1.572kg，减重比例33.8％，而本申请的变截面横梁，其两端抗弯截面模量是4.89cm³，中间抗弯截面模量高达9.12cm³，超过了主机厂的技术要求，优于角钢梁的技术参数。

该变截面横梁是用卷板经过校平冲孔切断连续作业及压型两道工序获得成品的，其制造工艺简单，提高了生产效率，降低了人工成本和制造费用。

附图说明

图1是本实用新型卡车备胎架用变截面横梁的结构示意图。

图2是本实用新型卡车备胎架用变截面横梁的俯视结构示意图。

图3是本实用新型卡车备胎架用变截面横梁的正视结构示意图。

图4是图3中各剖面的截面结构示意图。

图5是图3中各剖面的抗弯截面模量分布示意图。

图6是本实用新型卡车备胎架用变截面横梁的使用状态示意图。

图7是中部受均布载苛角钢梁的弯矩分布示意图。

图8是本实用新型卡车备胎架用变截面横梁的外轮廓结构示意图。

图9是制造卡车备胎架用变截面横梁的料片生产流程及设备示意图。

图10是卷料校平、冲孔切断的排样示意图。

图11是压弯设备及模具的结构示意图。

图12是料片压U型位置示意图。

图13是角钢梁的主视结构示意图。

图14是图13角钢梁的F-F剖视图。

图15是与图3变截面横梁各剖面位置对应的角钢梁抗弯截面模量示意图。

图16是立板的上端及上折板为拱形的卡车备胎架用变截面横梁的正视结构示意图。

图中1立板、2上折板、3下折板、4上折板横边、5下折板横边、6升降机构安装孔、7横梁安装孔、8立板长边中垂线、9上折板两端的宽度、10下折板两端的宽度、11上折板的中间宽度、12下折板的中间宽度、13车架、14受力方向、15升降机构、16右上纵边、17右立边、18右下纵边、19左下纵边、20 左立边、21左上纵边、22卷板、23校平机、24校平后的板料、25冲压机床、 26冲孔模、27切断模、28料片、29废料头、30冲压机床、31压弯模、32成品、 33角钢梁、34立板外侧面、35压弯模中心线、36立板高度平分辅助线、37立板高度平分辅助线到上折板横边最大距离、38立板高度平分辅助线到下折板横边最小距离、39第二实施例立板、40第二实施例上折板。

具体实施方式

如图1至图4所示，卡车备胎架用变截面横梁，具有竖向设置且长边为横向的立板1，在立板上端的长边设有向立板侧面横向弯折的上折板2，在立板下端的长边设有向立板侧面横向弯折的下折板3，上、下折板在立板的同一侧；其中，上折板横边4呈相对于立板立面的外凸形，下折板横边5呈相对于立板立面的内凹形，外凸形的上折板横边4或内凹形的下折板横边5是关于立板长边中垂线8的轴对称图形；下折板的两端各设有横梁安装孔。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案二是：上折板横边4与下折板横边5的形状相同。

基于技术方案一所述的卡车备胎架用变截面横梁，本实用新型的技术方案三是：上折板的中间宽度11和下折板的中间宽度12相等。

由于用一块板料弯折成立板、上折板、下折板，所以它们的厚度相等，可以是3～4.5mm中某一定值，立板的长度是650～850mm中某一定值，立板的高度是50～70mm中某一定值，上折板两端的宽度9是一个板厚(3～4.5mm)～ 20mm中某一定值，上折板的中间宽度11是30～45mm中某一定值，下折板两端的宽度10是50～70mm中某一定值，下折板的中间宽度12是30～45mm中某一定值。

立板的中部设有升降机构安装孔6；本实施例的升降机构安装孔的数量是两个，孔的直径是17.5mm，下折板每一端的横梁安装孔7数量是一个，各横梁安装孔的直径是14mm；立板、上折板、下折板的厚度均为3.75mm，立板的长度为 820mm，立板的高度为63mm，上折板的中间宽度11和下折板的中间宽度12均为 39mm，上折板两端的宽度均为12mm，下折板两端的宽度均为66mm，这些尺寸是发明人根据图7所示的中部受均布载苛卡车备胎架角钢梁的弯矩分布规律和变截面横梁在车架上如图6的使用状态设计的。如图3至图5所示，本实施例的特殊变截面横梁结构，从两端至中间抗弯截面模量逐渐增大，在端头抗弯截面模量为4.89cm³，至变截面横梁的中间辅助线F-F(该中间辅助线是变截面横梁长度的平分线)，抗弯截面模量高达9.12cm³，远优于如图13至图15所示角钢梁33的抗弯截面模量。本申请在实际加工制造中，根据行业惯例，各所述尺寸的绝对数值均设有合理范围的加工公差数值。

如图6所示，应用本申请变截面横梁的卡车备胎架由一个升降机构15和两根变截面横梁组成。通过螺纹联接件，将两根变截面横梁的两端与车架13固连，将置于两根变截面横梁之间中部的升降机构与两根变截面横梁固连；所述的两根变截面横梁的主要作用是支撑升降机构并通过升降机构固定备胎，升降机构连同备胎的重力垂直传递到两根变截面横梁上，受力方向如14。

升降机构15还可以焊接在两根变截面横梁上，相比螺纹联接的方式更为简便、牢固。

如图8所示，进一步限定本申请变截面横梁的结构如下：卡车备胎架用变截面横梁，其具有由冲压成型的钣金件，不同于以往角钢梁结构之处在于：该钣金件的外缘轮廓具有依次连接的外凸形的上折板横边4、右上纵边16、右立边17、右下纵边18、内凹形的下折板横边5、左下纵边19、左立边20、左上纵边21；左上纵边与外凸形的上折板横边连接；外凸形的上折板横边和内凹形的下折板横边的形状相同；右立边既垂直于右上纵边、又垂直于右下纵边；左立边既垂直于左上纵边、又垂直于左下纵边；左、右上纵边的长度相同；左、右下纵边的长度相同；左、右上纵边的长度尺寸短于左、右下纵边的长度尺寸；所述的钣金件具有由左上纵边、外凸形的上折板横边、右上纵边围成的上折板；由左立边和右立边围成的立板；由左下纵边、内凹形的下折板横边、右下纵边围成的下折板；立板上端与上折板连接、立板下端与下折板连接；进一步的，如本申请变截面横梁是通过装配方式与升降机构连接的，则立板的中部设有升降机构安装孔；如本申请变截面横梁是通过焊接的方式与升降机构连接，则不需要加工出升降机构安装孔。

如图2至图4所示，所述上折板的宽度是指：外凸形的上折板横边4上任意一点至立板外侧面34的垂直距离；所述下折板的宽度是指：内凹形的下折板横边5上任意一点至立板外侧面34的垂直距离。

卡车备胎架用变截面横梁的第二个实施例是，如图16所示，第二实施例立板39的上端及第二个实施例上折板40为拱形，而其它形状及位置不变。

制造卡车备胎架用变截面横梁的方法，如图9至图12所示，其包括以下步骤：

1)校平：使用校平机，选用宽度与立板长度相等的卷板22，将其一端连续送入校平机23内进行校平，获得校平后的板料24；

2)冲孔、切废料头：在冲压机床25上装有冲孔模26和切断模27，将校平的板料向冲压机床内送进并通过冲孔模，当板料端头超过切断模全部刃口一定长度后停止送料，启动冲压机床，冲孔模与切断模同步下行，冲孔模首次冲裁出升降机构安装孔6、横梁安装孔7，切断模以同一刃口分离切断方式既切掉废料头29也切出首件料片28的内凹形的下折板横边5；

3)冲孔、切料片：将首次冲裁出升降机构安装孔6、横梁安装孔7及切掉废料头29的板料向模具内送进一定距离后停止送料，再次启动冲压机床25，冲孔模与切断模同步下行，冲孔模再次冲裁出升降机构安装孔6、横梁安装孔7切断模以同一刃口分离切断方式切掉带有首次冲裁出的升降机构安装孔6、横梁安装孔7、内凹形的下折板横边5和本次冲载出的外凸形的上折板横边4的首件料片28；外凸形的上折板横边与内凹形的下折板横边的形状相同；接下来的每一步都是将板料按获得首件料片的距离以步进方式送到冲压机床的模具内进行冲裁，送料及冲裁循环进行，每循环一次获得一个所述的料片；

4)压型：使用冲压机床30，冲压机床上装有压弯模31，将所述的料片28 放入压弯模中定位，定位后料片28的立板高度平分辅助线36与压弯模中心线 35重合，立板高度平分辅助线36的位置是依靠距离37与距离38相等而获得，启动冲压机床，压弯模将料片压弯，制成具有立板、立板上端的上折板、立板下端的下折板，并且上折板中间宽度与下折板中间宽度相等的成品，上、下折板位于立板的同一侧。

Claims

1.卡车备胎架用变截面横梁，其特征在于：具有竖向设置且长边为横向的立板(1)，在立板上端的长边设有向立板侧面横向弯折的上折板(2)，在立板下端的长边设有向立板侧面横向弯折的下折板(3)，上、下折板在立板的同一侧；其中，上折板横边(4)呈相对于立板的外凸形，下折板横边(5)呈相对于立板的内凹形；外凸形的上折板横边(4)或内凹形的下折板横边(5)是关于立板长边中垂线(8)的轴对称图形；下折板的两端各设有横梁安装孔。

2.根据权利要求1所述的卡车备胎架用变截面横梁，其特征在于：上折板横边(4)与下折板横边(5)的形状相同。

3.根据权利要求1所述的卡车备胎架用变截面横梁，其特征在于：上折板的中间宽度(11)和下折板的中间宽度(12)相等。

4.根据权利要求1所述的卡车备胎架用变截面横梁，其特征在于：立板的中部设有升降机构安装孔，孔的数量是两个，孔的直径是17.5mm。

5.根据权利要求1所述的卡车备胎架用变截面横梁，其特征在于：下折板的横梁安装孔直径是14mm；立板、上折板、下折板的厚度为3.75mm，立板的长度为820mm，立板的高度为63mm，上折板的中间宽度和下折板的中间宽度为39mm，上折板两端的宽度为12mm，下折板两端的宽度为66mm。