CN220908499U - 挖掘机臂体和挖掘机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及挖掘机结构领域，公开了一种挖掘机臂体和挖掘机，该挖掘机臂体包括箱型主体和内部加强板，其中，箱型主体包括沿周向依次拼接的顶板、左侧板、底板和右侧板；内部加强板设置在箱型主体内，内部加强板与顶板、左侧板、底板和右侧板中的其中一者间隔设置且与其余三者均固定连接。本申请的挖掘机臂体和挖掘机能够实现内部加强板的双面焊接，有效提高挖掘机臂体的结构强度，有利于满足挖掘机臂体的高负荷需求。

Description

挖掘机臂体和挖掘机

技术领域

本申请属于挖掘机结构技术领域，具体地涉及挖掘机臂体和挖掘机。

背景技术

挖掘机的动臂和斗杆大多为箱体结构，且在作业过程中需承受弯矩和扭矩所带来的负荷。如附图4所示，目前行业内为了增强动臂或斗杆的抗负荷能力，往往会在动臂或斗杆内增设加强板以提高其结构强度。在此基础上，为了保证加强板的稳固度，还要求对加强板进行双面焊接，但由图4可见，加强板的背面处于密封区域，操作人员难以对加强板的背面进行焊接，若仅对加强板进行单面焊接，则无法满足较高的结构强度的要求。

发明内容

针对现有技术的上述至少一种缺陷或不足，本申请提供了一种挖掘机臂体和挖掘机，能够实现内部加强板的双面焊接，有效提高挖掘机臂体的结构强度。

为了实现上述目的，本申请一方面提供一种挖掘机臂体，所述挖掘机臂体包括：

箱型主体，包括沿周向依次拼接的顶板、左侧板、底板和右侧板；和

内部加强板，设置在所述箱型主体内，所述内部加强板与所述顶板、所述左侧板、所述底板和所述右侧板中的其中一者间隔设置且与其余三者均固定连接。

在一些实施方式中，所述内部加强板与所述顶板间隔设置且与所述左侧板、所述右侧板和所述底板均固定连接。

在一些实施方式中，所述内部加强板的上板边下凹形成为内凹板边。

在一些实施方式中，所述内部加强板关于第一轴线对称，所述内凹板边的边缘从所述第一轴线向外依次形成有中部平直段、圆弧段、斜直段和边部平直段。

在一些实施方式中，所述边部平直段的长度L_a满足：L_a≤1.5T，其中，T为所述内部加强板的板厚；

和/或，所述内部加强板的左板边和右板边与对应的所述斜直段之间的夹角α均满足：5°≤α≤30°；

和/或，所述圆弧段的半径R满足：R≥1/5W，其中，W为所述内部加强板的板宽。

在一些实施方式中，所述内部加强板的左板边、右板边和下板边分别焊接于所述左侧板、所述右侧板和所述底板，所述左板边和所述右板边的顶端均形成为空焊端，所述空焊端的长度L_b满足：8mm＜L_b＜12mm。

在一些实施方式中，所述左侧板的内壁与所述底板的顶壁之间连接有前后延伸的左侧内焊缝，所述内部加强板与所述左侧内焊缝的前后两端的间距均为L_c1，满足：L_c1≥50mm；

和/或，所述右侧板的内壁与所述底板的顶壁之间连接有前后延伸的右侧内焊缝，所述内部加强板与所述右侧内焊缝的前后两端的间距均为L_c2，满足：L_c2≥50mm。

在一些实施方式中，所述内部加强板的底边部的横向两端均形成为用于避让焊缝的避让部。

在一些实施方式中，所述避让部形成为倒角部，所述倒角部的倒角为45°。

本申请另一方面提供一种挖掘机，所述挖掘机包括上述的挖掘机臂体，所述挖掘机臂体包括挖掘机斗杆和/或挖掘机动臂。

通过上述技术方案，本申请的挖掘机臂体和挖掘机通过在箱型主体内设置内部加强板，使得箱型主体的结构强度得到增强，从而提升挖掘机臂体的抗扭能力和作业的可靠性。更关键是，通过将内部加强板与箱型主体的其中一个板件间隔设置以形成缺口，一方面可减小挖掘机臂体的整体重量，从而降低转台的负荷，提高挖掘机的稳定性，另一方面能够实现箱型主体内部的前后贯通，使得技术人员能够不受封闭空间的限制地对内部加强板的前后板面进行双面焊接，且内部加强板的结构能够减少应力集中，从而提高内部加强板的稳固性和箱型主体的结构强度。

本申请实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施方式，但并不构成对本申请实施方式的限制。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。在附图中：

图1为本申请具体实施方式中的一种挖掘机臂体的示意图；

图2为图1的挖掘机臂体的横截面的示意图；

图3为图1的挖掘机臂体的内部加强板的示意图；

图4为现有技术中的一种挖掘机臂体的示意图。

附图标记说明

1 箱型主体 2 内部加强板

101 顶板 102 左侧板

103 底板 104 右侧板

105 左侧内焊缝 201 中部平直段

202 圆弧段 203 斜直段

204 边部平直段 205 空焊端

206 倒角部 3 封闭式加强板

AA’ 第一轴线

具体实施方式

以下结合附图对本申请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申请，并不用于限制本申请。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本申请。

在挖掘机的作业过程中，动臂和斗杆(以下简称臂体)需承受弯矩和扭矩等载荷，因此为了提升臂体的载荷能力，要求对臂体结构进行优化以提升结构强度。从设计角度来说，针对臂体结构强度低的问题一般有两种增强方式，一种是提高整体强度，例如加粗臂体或者增加板件厚度，但这势必会大幅增加臂体的重量，徒增设备负荷；另一种是找出臂体薄弱位置以进行局部强化，例如在薄弱位置设置强化件，从而在少量增重的前提下满足结构强化的需求。

本申请基于上述第二种方式，即在挖掘机臂体薄弱位置设置加强板，以达到提高挖掘机臂体的结构强度的目的。但是，本发明人在研究中发现，由于受到空间限制，若简单地将加强板设置在挖掘机臂体内且四周板边贴合臂体的内周壁设置，如图4所示的封闭式加强板，则难以对加强板进行双面焊接，进而导致加强板的强度不足，易发生疲劳开裂，影响挖掘机臂体的正常使用。

有鉴于此，如图1至3所示，本申请第一示例性实施例提供了一种挖掘机臂体，该挖掘机臂体包括箱型主体1和内部加强板2。

其中，箱型主体1包括沿周向依次拼接的顶板101、左侧板102、底板103和右侧板104。内部加强板2设置在箱型主体1内，内部加强板2与顶板101、左侧板102、底板103和右侧板104中的其中一者间隔设置且与其余三者均固定连接。

可见，本示例性实施例的挖掘机臂体通过在箱型主体1内设置内部加强板2，使得箱型主体1的结构强度得到增强，从而提升挖掘机臂体的抗扭能力和作业的可靠性。更关键是，通过将内部加强板2与箱型主体1的其中一个板件间隔设置以形成缺口，一方面可减小挖掘机臂体的整体重量，从而降低转台的负荷，提高挖掘机的稳定性，另一方面能够实现箱型主体1内部的前后贯通，使得技术人员能够不受封闭空间的限制地对内部加强板2的前后板面进行双面焊接，从而提高内部加强板2的稳固性和箱型主体1的结构强度。

进一步地，为了准确判断出箱型主体的薄弱位置，可事先对箱型主体进行有限元仿真模拟实际作业中的受力情况。由分析结果可知，在挖掘机作业过程中，底板103的受力比顶板101的受力更大，更容易发生疲劳。因此，在本实施例中，内部加强板2优先地与底板103连接。具体地，参照图1，内部加强板2与顶板101间隔设置且与左侧板102、右侧板104和底板103均固定连接。由此，通过将内部加强板2与顶板101间隔设置，使得内部加强板2与顶板101之间形成避让口的同时，利用内部加强板2与其余三个板件固定连接，可保证箱型主体1具备较高的结构强度。

此外，得益于内部加强板2与顶板101间隔设置，操作人员能够方便地对内部加强板2进行双面焊接。例如，在挖掘机臂体的制备过程中，可优先拼合左侧板102、底板103、右侧板104和内部加强板2，且预留顶部开口，方便对内部加强板2分别与左侧板102、底板103、右侧板104进行双面焊接，待双面焊接完成后，再盖合顶板101，从而完成挖掘机臂体的制备。

为了减少局部应力集中的影响，内部加强板2的上板边下凹形成为内凹板边。具体地，参照图2和图3，内部加强板2关于第一轴线AA’对称，内凹板边的边缘从第一轴线AA’向外依次形成有中部平直段201、圆弧段202、斜直段203和边部平直段204。

其中，边部平直段204的长度L_a满足：L_a≤1.5T，其中，T为内部加强板2的板厚。内部加强板2的左板边和右板边与对应的斜直段203之间的夹角α均满足：5°≤α≤30°；圆弧段202的半径R满足：R≥1/5W，其中，W为内部加强板2的板宽。

由此，通过在内部加强板2上设置中部平直段201、圆弧段202、斜直段203和边部平直段204，使得在内部加强板2局部区域的应力更加分散，有效避免因应力集中引发的疲劳开裂等情况。

由于内部加强板2通过焊接的方式连接于左侧板102、右侧板104和底板103的内壁，在内部加强板2与左侧板102、右侧板104连接的端头处易出现因焊接导致的应力集中。为了降低此种风险，左板边和右板边的顶端均形成为空焊端205，空焊端205的长度L_b满足：8mm＜L_b＜12mm。换言之，内部加强板2的左板边和右板边在空焊端205的范围内无须进行焊接，从而可减少端部应力的产生，降低开裂风险。

在左侧板102和右侧板104均采用单面焊接的方式与底板103固定连接的情况下，为了保证底板103能够对内部加强板2提供足够的支撑力，需要对左侧板102和右侧板104的内壁局部焊接于底板103的顶壁。

具体他，可在左侧板102的内壁与底板103的顶壁之间设置前后延伸的左侧内焊缝105，内部加强板2与左侧内焊缝105的前后两端的间距均为L_c1，满足：L_c1≥50mm。同理，可在右侧板104的内壁与底板103的顶壁之间设置前后延伸的右侧内焊缝(附图未示出)，内部加强板2与右侧内焊缝的前后两端的间距均为L_c2，满足：L_c2≥50mm。由此，通过左侧内焊缝105和右侧内焊缝能够加强对底板103与左侧板102和右侧板104之间的连接稳定性，从而使底板103对内部加强板2带来更好支撑效果。

进一步地，为了保证左侧内焊缝105和右侧内焊缝的连续性，内部加强板2的底边部的横向两端均形成为用于避让焊缝的避让部，从而使左侧内焊缝105和右侧内焊缝在与内部加强板2交界的位置不会断开，有效保证箱型主体1的结构强度不受影响。

在实际的制备工艺中，左侧内焊缝105和右侧内焊缝一般采用普通式直角焊缝。因此，参照图2，避让部形成为倒角部206，倒角部206的倒角为45°。

本申请第二示例性实施例提供了一种挖掘机，该挖掘机包括上述的挖掘机臂体，该挖掘机臂体为挖掘机斗杆或挖掘机动臂。显然，本实施例的挖掘机具备由上述的挖掘机臂体带来的所有技术效果，故此处不再赘述。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种挖掘机臂体，其特征在于，所述挖掘机臂体包括：

箱型主体(1)，包括沿周向依次拼接的顶板(101)、左侧板(102)、底板(103)和右侧板(104)；和

内部加强板(2)，设置在所述箱型主体(1)内，所述内部加强板(2)与所述顶板(101)、所述左侧板(102)、所述底板(103)和所述右侧板(104)中的其中一者间隔设置且与其余三者均固定连接。

2.根据权利要求1所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述内部加强板(2)与所述顶板(101)间隔设置且与所述左侧板(102)、所述右侧板(104)和所述底板(103)均固定连接。

3.根据权利要求2所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述内部加强板(2)的上板边下凹形成为内凹板边。

4.根据权利要求3所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述内部加强板(2)关于第一轴线(AA’)对称，所述内凹板边的边缘从所述第一轴线(AA’)向外依次形成有中部平直段(201)、圆弧段(202)、斜直段(203)和边部平直段(204)。

5.根据权利要求4所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述边部平直段(204)的长度L_a满足：L_a≤1.5T，其中，T为所述内部加强板(2)的板厚；

和/或，所述内部加强板(2)的左板边和右板边与对应的所述斜直段(203)之间的夹角α均满足：5°≤α≤30°；

和/或，所述圆弧段(202)的半径R满足：R≥1/5W，其中，W为所述内部加强板(2)的板宽。

6.根据权利要求2所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述内部加强板(2)的左板边、右板边和下板边分别焊接于所述左侧板(102)、所述右侧板(104)和所述底板(103)，所述左板边和所述右板边的顶端均形成为空焊端(205)，所述空焊端(205)的长度L_b满足：8mm＜L_b＜12mm。

7.根据权利要求2所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述左侧板(102)的内壁与所述底板(103)的顶壁之间连接有前后延伸的左侧内焊缝(105)，所述内部加强板(2)与所述左侧内焊缝(105)的前后两端的间距均为L_c1，满足：L_c1≥50mm；

和/或，所述右侧板(104)的内壁与所述底板(103)的顶壁之间连接有前后延伸的右侧内焊缝，所述内部加强板(2)与所述右侧内焊缝的前后两端的间距均为L_c2，满足：L_c2≥50mm。

8.根据权利要求2所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述内部加强板(2)的底边部的横向两端均形成为用于避让焊缝的避让部。

9.根据权利要求8所述的挖掘机臂体，其特征在于，所述避让部形成为倒角部(206)，所述倒角部(206)的倒角为45°。

10.一种挖掘机，其特征在于，所述挖掘机包括根据权利要求1至9中任意一项所述的挖掘机臂体，所述挖掘机臂体包括挖掘机斗杆和/或挖掘机动臂。