JP2010254414A

JP2010254414A - Revolving frame of crawler crane

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Publication number: JP2010254414A
Application number: JP2009105395A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Hamaguchi; 裕充濱口; 猛 ▲濱▼田; Takeshi Hamada; Hironori Yamaguchi; 拓則山口; Tomohiko Murata; 朝彦村田
Original assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Cranes Co Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd; Kobelco Cranes Co Ltd
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a revolving frame which includes a base carrier with crawlers, a superstructure installed on the upper part of the base carrier so as to be revolved, a derrickable boom attached to the front end of the superstructure, and a counterweight attached to the rear end of the superstructure and which has a structure capable of preventing the buckling of the slewing frame while suppressing an increase in the weight of the slewing frame. <P>SOLUTION: A pair of side plates 2 having boom foot parts at the front end upper parts, respectively, extend in the longitudinal direction of the bottom plate 1 of the slewing frame while vertically standing on both right and left sides. An upper flange 3 and a lower flange 4 are formed on the upper and lower end faces of the side plate 2, respectively. A horizontal rib 5 extending from the generally front end to the generally rear end of the inner surface of the side plate 2 is joined to the vicinity h of the center of the side plate 2 in the height direction. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、クローラ（無限軌道）を有する下部走行体と、この下部走行体の上部に旋回可能に設置された上部旋回体と、この上部旋回体の先端側に設けられた起伏可能なブームと後端側に設けられたカウンターウエイトとを備えたクローラクレーンにおける旋回フレームに関するものである。 The present invention relates to a lower traveling body having a crawler (an endless track), an upper revolving body that is turnably installed on an upper portion of the lower traveling body, and a boom that can be raised and lowered provided on a front end side of the upper revolving body. The present invention relates to a turning frame in a crawler crane including a counterweight provided on a rear end side.

先ず、クローラクレーンにおける旋回フレームの構造と座屈につき、添付図４〜７を参照しながら説明する。
図４は一般的なクローラクレーンの概要を示す模式的外観図、図５は図４のクローラクレーンの上部旋回フレームを上方より斜視した模式的斜視図、図６は全体座屈に関係する荷重による旋回フレームの変形状態に係り、図（ａ）は通常作業時の場合を誇張して示す模式的側面図、図（ｂ）は地切り作業時の場合を誇張して示す模式的側面図である。また、図７は従来技術に係る旋回フレームにおける座屈モードを示し、図（ａ），（ｂ）が全体座屈モードを示す模式的平面図、図（ｃ），（ｄ）が局部座屈モードを示す模式的平面図である。 First, the structure and buckling of the swivel frame in the crawler crane will be described with reference to FIGS.
4 is a schematic external view showing an outline of a general crawler crane, FIG. 5 is a schematic perspective view of the upper revolving frame of the crawler crane of FIG. 4 as viewed from above, and FIG. 6 is based on a load related to overall buckling. FIG. 4A is a schematic side view exaggeratingly showing a case of normal work, and FIG. 4B is a schematic side view showing an exaggerated case of a ground cutting operation in relation to the deformed state of the swivel frame. . FIG. 7 shows a buckling mode in a swivel frame according to the prior art. FIGS. (A) and (b) are schematic plan views showing an overall buckling mode. FIGS. (C) and (d) are local buckling modes. It is a schematic plan view which shows a mode.

クローラクレーンとは、図４に示す様にラチス構造のブーム１１を備えた、クローラ（無限軌道）１２ａで自走可能なクレーンのことである。基本的な構造としては、前端部に設けられたラチス構造のブーム１１と、クローラ１２ａを有する下部走行体１２と、前記下部走行体１２の上部に設置される上部旋回体１３と、前記下部走行体１２と上部旋回体１３に固定され、前記上部旋回体１３を旋回自在に搭載する旋回ベアリング１４と、上部旋回体１３の後端部に設けられたカウンターウエイト１５が備えられている。前記ブーム１１はガイケーブル１６を介して起伏されると共に、旋回ベアリング１４の中心である旋回中心を支点に、前記上部旋回体１３を介して吊り荷Ｗとカウンターウエイト１５を釣り合わせてバランスを取っている。 A crawler crane is a crane which is self-propelled by the crawler (infinite track) 12a provided with the boom 11 of the lattice structure as shown in FIG. As a basic structure, a lattice-structured boom 11 provided at a front end, a lower traveling body 12 having a crawler 12a, an upper swing body 13 installed on the lower traveling body 12, and the lower traveling structure. A swing bearing 14 fixed to the body 12 and the upper swing body 13 and rotatably mounted on the upper swing body 13 and a counterweight 15 provided at the rear end of the upper swing body 13 are provided. The boom 11 is raised and lowered via a guy cable 16 and balanced by balancing the suspended load W and the counterweight 15 via the upper turning body 13 with the turning center being the center of the turning bearing 14 as a fulcrum. ing.

そして、前記上部旋回体３の中央部には、図５に示す旋回フレーム１７が配設されている。前記旋回フレーム１７を構成する底板１８には、長手方向に左右直立して側板１９，１９が延設されると共に、これら側板１９，１９の上下端面に、夫々上部フランジ２０ａ及び下部フランジ２０ｂが形成されている。また、前記側板１９，１９の前端部には、ブーム基端部を支承するブームフット部１１ａ，１１ａが設けられている。 And the turning frame 17 shown in FIG. 5 is arrange | positioned in the center part of the said upper turning body 3. As shown in FIG. The bottom plate 18 constituting the revolving frame 17 is provided with side plates 19, 19 extending upright in the longitudinal direction, and an upper flange 20a and a lower flange 20b are formed on the upper and lower end surfaces of the side plates 19, 19, respectively. Has been. Boom foot portions 11a and 11a for supporting the boom base end portion are provided at the front end portions of the side plates 19 and 19, respectively.

この様なクローラクレーンの旋回フレーム１７において、通常のクレーン作業時には、ブーム１１からの負荷荷重は、図６（ａ）に示す如く、ブームフット部１１ａからブーム軸力Ｐ１が旋回フレーム１７に対して後方下方向に、旋回フレーム１７後端のガイケーブル定着部１６ａからはケーブル張力（ブーム１１を後方よりガイケーブル１６で引張る張力）Ｐ２が旋回フレーム１７に対して前方上方向に負荷される。 In such a crawler crane swing frame 17, during normal crane operation, the load from the boom 11 is such that the boom axial force P1 is applied to the swing frame 17 from the boom foot portion 11a as shown in FIG. Cable tension (tension that pulls the boom 11 from behind with the guy cable 16) P <b> 2 is applied to the turning frame 17 upward and downward from the guy cable fixing portion 16 a at the rear end of the turning frame 17.

これらの荷重Ｐ１，Ｐ２により、旋回フレーム１７は前後方向から圧縮荷重を受け、これらの荷重Ｐ１，Ｐ２が大きい場合、側板１９と上部及び下部フランジ２０ａ，２０ｂが横方向（面外方向）に部分的に変形する図７（ａ）に二点鎖線で示す局部座屈モードや、図７（ｂ）に二点鎖線で示す全体的に変形する全体座屈モードの座屈を生じる。
図７（ｃ），（ｄ）については後述する。 Due to these loads P1 and P2, the swivel frame 17 receives a compressive load from the front and rear direction. When these loads P1 and P2 are large, the side plate 19 and the upper and lower flanges 20a and 20b are partly in the lateral direction (out-of-plane direction). 7 (a), which is deformed as a whole, buckles in a local buckling mode indicated by a two-dot chain line, or an overall buckling mode, which is deformed as a whole, indicated by a two-dot chain line in FIG. 7 (b).
FIGS. 7C and 7D will be described later.

特に、ブーム１１先端が地面に接地した状態からブーム１１を持ち上げる地切り時には図６（ｂ）に示したように、旋回フレーム１７はクレーン作業時より更に大きな圧縮荷重を受ける。この様に旋回フレーム自体に大きな圧縮荷重を受けるのは、クローラクレーンに特有なものである。即ち、旋回フレームがラフテレーンクレーンのようなホイールクレーンより前後方向に長寸で、且つ前端側と後端側に相反する方向の荷重を同時に受ける為大きな曲げモーメントが作用するからである。それ故、クローラクレーンの旋回フレーム１７はこのような大きな曲げモーメントに伴う圧縮荷重を受けても、座屈を生じない構造を有することが求められる。 In particular, as shown in FIG. 6 (b), when the boom 11 is lifted from a state where the tip of the boom 11 is in contact with the ground, the revolving frame 17 receives a larger compressive load than that during crane operation. It is peculiar to the crawler crane that the swivel frame itself receives a large compressive load. That is, because the turning frame is longer in the front-rear direction than a wheel crane such as a rough terrain crane, and receives a load in a direction opposite to the front end side and the rear end side simultaneously, a large bending moment acts. Therefore, the revolving frame 17 of the crawler crane is required to have a structure that does not buckle even if it receives a compressive load accompanying such a large bending moment.

この様なクローラクレーンにおける旋回フレーム１７の座屈対策としては、側板１９，１９の上下端面に、夫々上部フランジ２０ａ及び下部フランジ２０ｂを形成することで、圧縮荷重による側板の鉛直方向へのそりを抑制することで、側板の横方向の変形を防止するようにしている。それでも強度が不足する際には、側板１９，１９の板厚を増加したり、補強リブを設置する方法が考えられるが、何れの方法も板厚を厚くし過ぎたり、補強リブを多数設置すると重量の大幅増加に繋がってしまう。 As a countermeasure against buckling of the revolving frame 17 in such a crawler crane, the upper and lower end surfaces of the side plates 19 and 19 are formed with an upper flange 20a and a lower flange 20b, respectively, so that the side plate is warped in the vertical direction due to a compressive load. By suppressing the deformation, the lateral deformation of the side plate is prevented. If the strength is still insufficient, it is possible to increase the thickness of the side plates 19 and 19 or install reinforcing ribs. However, either method can increase the thickness too much or install many reinforcing ribs. This will lead to a significant increase in weight.

一方、このようなクローラクレーンは作業現場への移送時には、ブームやクローラを取り外して分解輸送されるものの、輸送時の重量制限が厳しくなる中で、できる限りの軽量化が希求されている。このような背景から、重量増加を最小限に抑制して必要な座屈強度を満足する構造の旋回フレームを提供することが喫急の課題である。 On the other hand, such a crawler crane is removed and transported by removing the boom and crawler when transported to a work site, but the weight reduction as much as possible is demanded as the weight limit during transportation becomes severe. From such a background, it is an urgent task to provide a swivel frame having a structure that satisfies the required buckling strength by minimizing an increase in weight.

そこで次に、この様なクレーンの旋回フレームにおける上記座屈問題を解決するための従来技術につき、以下添付図８〜１１を参照しながら説明する。
図８は従来技術１に係る旋回フレームに係り、図５のＢ−Ｂ線に沿う垂直断面を示す斜視図、図９は従来技術２の一実施形態に係るブーム支持フレームの斜視図、図１０は図９のブーム支持フレームを構成する側板の側面図、図１１は図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す斜視図である。 Then, next, the prior art for solving the above buckling problem in the swing frame of such a crane will be described with reference to FIGS.
8 is a perspective view showing a vertical section taken along the line BB of FIG. 5 according to the swivel frame according to the prior art 1, FIG. 9 is a perspective view of a boom support frame according to an embodiment of the prior art 2, FIG. FIG. 11 is a side view of a side plate constituting the boom support frame of FIG. 9, and FIG. 11 is a perspective view showing a cross section taken along line CC of FIG.

先ず、従来技術１に係る旋回フレームの座屈対策は、図８に示す如く、局部座屈モードにおける最も座屈が発生し易い箇所のみの側板１９に、水平リブ２１ａ及び垂直リブ２１ｂ等の補強リブを設置して変形を抑制しようとするものである。しかしながら、この様な座屈対策構造は、リブ２１ａ，２１ｂ設置位置の座屈は抑制されたとしても、例えば、前図７（ｃ）に二点鎖線で示す如く旋回フレーム１７前方や、前図７（ｄ）に示す如く旋回フレーム１７後方の補強リブが設けられていない部分へ座屈発生箇所が移動し、これら新たに座屈する箇所に更に補強リブを追加設置する必要が生じてくる。従って、場合によっては側板全域に補強リブを設置することとなり、著しい重量増加を伴ってくるという問題点がある。 First, as shown in FIG. 8, the countermeasure against buckling of the swivel frame according to the prior art 1 is to reinforce the horizontal rib 21a, the vertical rib 21b, etc. on the side plate 19 only at the place where the buckling is most likely to occur in the local buckling mode. A rib is installed to suppress deformation. However, in such a buckling countermeasure structure, even if the buckling at the positions where the ribs 21a and 21b are installed is suppressed, for example, as shown by a two-dot chain line in FIG. As shown in FIG. 7 (d), the buckling occurrence location moves to the portion where the reinforcing rib behind the revolving frame 17 is not provided, and it becomes necessary to install additional reinforcing ribs at these newly buckling locations. Therefore, depending on the case, reinforcing ribs are installed over the entire side plate, which causes a problem of significant increase in weight.

次に、従来技術２に係るブーム支持フレームは、図９〜１１に示す如く、ブームを起伏可能に支持するホイールクレーンのブーム支持フレーム３０において、ホイールクレーンの車体フレームに旋回可能に設置された旋回台上にその前端部３２が支持された状態で立設される一対の側板３０ａ，３０ａと、前記側板３０ａ，３０ａの後端部上部に設けられ、ブームを支持するブームフット部３８とを具備している。 Next, as shown in FIGS. 9 to 11, the boom support frame according to the related art 2 is a swivel installed so as to be able to turn on the body frame of the wheel crane in the boom support frame 30 of the wheel crane that supports the boom so as to be raised and lowered. A pair of side plates 30a, 30a that are erected with the front end portion 32 supported on a table, and a boom foot portion 38 that is provided on the rear end portion of the side plates 30a, 30a and supports the boom are provided. is doing.

このブーム支持フレーム３０は更に、前記旋回台の旋回中心と前記ブームフット部３８との間の側板３０ａ，３０ａ部位に設けられ、ブームを起伏させる起伏シリンダを支持するデリックフット部（起伏シリンダ支持部）３６と、側板３０ａ，３０ａの前端部３２の近傍からブームフット部３８の近傍にかけて延設され、側板３０ａ，３０ａの座屈を防止する座屈補強部３５と、前記側板３０ａ，３０ａに設けられ、前記座屈補強部３５に接続してこれを分断するように側板３０ａ，３０ａ上を延びるリブ３７，３７とを具備している（特許文献１参照）。 The boom support frame 30 is further provided at a side plate 30a, 30a portion between the turning center of the swivel base and the boom foot 38, and a derrick foot (raising / lowering cylinder support) for supporting the hoisting cylinder for raising and lowering the boom. ) 36, a buckling reinforcing portion 35 that extends from the vicinity of the front end portion 32 of the side plates 30a, 30a to the vicinity of the boom foot portion 38, and prevents the side plates 30a, 30a from buckling, and the side plates 30a, 30a. And ribs 37, 37 extending on the side plates 30a, 30a so as to be connected to the buckling reinforcing portion 35 and to be divided (see Patent Document 1).

しかしながら、上記従来技術２は座屈補強部材を設けるという技術思想は共通するものの、起伏シリンダを有し、図９，１０に示す様にブームフット部３８がブーム支持フレーム３０の後方に位置したホイールクレーンにおける提案である。この場合、図１０に示す様に、ブームフット部３８とデリックフット部（起伏シリンダ支持部）３６とに相反する矢印方向の荷重が作用し、ブーム支持フレーム３０が圧縮荷重を受ける。 However, although the prior art 2 has the same technical idea of providing a buckling reinforcing member, it has a hoisting cylinder, and a boom foot 38 is positioned behind the boom support frame 30 as shown in FIGS. This is a proposal for a crane. In this case, as shown in FIG. 10, opposite loads in the direction of the arrow act on the boom foot 38 and the derrick foot (undulation cylinder support) 36, and the boom support frame 30 receives a compressive load.

しかし、図１０から理解できる様に、両荷重点間のスパンが短いので、曲げモーメントがクローラクレーンにおけるそれより小さい為に、旋回フレームが受ける圧縮荷重は比較的小さい。しかも、ホイールクレーンは自走式であり、もともと分解輸送の為の軽量化という考え方がなく、単に必要な強度の座屈補強構造にするという技術思想であり、従来技術２をクローラクレーンにおける旋回フレームに転用することはできない。 However, as can be understood from FIG. 10, since the span between the two load points is short, the bending moment is smaller than that in the crawler crane, so the compressive load received by the turning frame is relatively small. Moreover, the wheel crane is a self-propelled type, originally without the idea of reducing the weight for disassembly and transportation, but with the technical idea of simply making a buckling reinforcement structure with the required strength. Cannot be diverted to

特許第３４６９６８２号公報Japanese Patent No. 3469682

本発明の目的は、クローラを有する下部走行体と、この下部走行体の上部に旋回可能に設置された上部旋回体と、この上部旋回体の先端側に設けられた起伏可能なブームと後端側に設けられたカウンターウエイトとを備えたクローラクレーンにおける旋回フレームであって、重量増加を抑制しつつ座屈防止可能な構造を有する旋回フレームを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a lower traveling body having a crawler, an upper revolving body installed on the upper portion of the lower traveling body so as to be able to swivel, a boom that can be raised and lowered, An object of the present invention is to provide a revolving frame in a crawler crane including a counterweight provided on the side, and having a structure capable of preventing buckling while suppressing an increase in weight.

即ち、上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、クローラを有する下部走行体と、この下部走行体の上部に旋回可能に設置された上部旋回体と、この上部旋回体の先端側に設けられた起伏可能なブームと後端側に設けられたカウンターウエイトとを備えたクローラクレーンを前提とする。そして、このクローラクレーンの旋回フレームとして、これを構成する底板の長手方向に、先端上部にブームフット部が形成された一対の側板が左右直立して延設される一方、前記側板の上下端面に、夫々上部フランジ及び下部フランジが形成されると共に、前記側板の高さ方向中央部近傍に、この側板内面の略前端部から略後端部に延設された水平リブが接合されてなる構成にする。 That is, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 of the present invention includes a lower traveling body having a crawler, an upper revolving body installed on the upper portion of the lower traveling body, and an upper revolving body. A crawler crane including a boom that can be raised and lowered provided on the front end side of the body and a counterweight provided on the rear end side is assumed. And as a turning frame of this crawler crane, while a pair of side plates with boom foot portions formed at the top of the tip end are extended in the longitudinal direction of the bottom plate that constitutes the crawler crane, In addition, an upper flange and a lower flange are formed, respectively, and a horizontal rib extending from a substantially front end portion to a substantially rear end portion of the inner surface of the side plate is joined in the vicinity of the central portion in the height direction of the side plate. To do.

この構成では、旋回フレームを構成する底板の長手方向に、先端上部にブームフット部が形成された一対の側板が左右直立して延設される一方、前記側板の上下端面に、夫々上部フランジ及び下部フランジが形成されると共に、前記側板の高さ方向中央部近傍に、この側板内面の略前端部から略後端部に延設された水平リブが接合されてなるので、上下フランジの存在と相俟って、鉛直上方へのそりを抑制することができ、旋回フレーム全長に亘って座屈強度の弱い部分が無くなる。 In this configuration, in the longitudinal direction of the bottom plate constituting the swivel frame, a pair of side plates having a boom foot portion formed at the upper end of the tip end are extended upright and left, while upper and lower end surfaces of the side plates are respectively provided with upper flanges and A lower flange is formed, and a horizontal rib extending from a substantially front end portion to a substantially rear end portion of the inner surface of the side plate is joined in the vicinity of the central portion in the height direction of the side plate. Together, it is possible to suppress warping vertically upward, and there is no portion with weak buckling strength over the entire length of the turning frame.

本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載のクローラクレーンの旋回フレームにおいて、前記側板内面に、前記上部フランジと下部フランジとを連結すると共に、前記水平リブに直交する垂直リブが複数接合されてなる構成にする。 According to a second aspect of the present invention, in the turning frame of the crawler crane according to the first aspect, the upper flange and the lower flange are connected to the inner surface of the side plate, and a vertical rib orthogonal to the horizontal rib is provided. A structure is formed by joining a plurality of pieces.

この構成では、前記側板内面に、前記上部フランジと下部フランジとを連結すると共に、前記水平リブに直交する垂直リブが複数接合されてなるので、この垂直リブを介して上下フランジに水平リブに作用する荷重が分散される為、リブの板厚を従来技術と同程度の厚みにしても、旋回フレーム全体の反りを確実に抑止し局所座屈はもとより、全体座屈を防止することができる。即ち、図８の従来例に係る旋回フレームと比べるとほぼ同等の重量で座屈強度を著しく増加することができる。 In this configuration, the upper flange and the lower flange are connected to the inner surface of the side plate, and a plurality of vertical ribs orthogonal to the horizontal ribs are joined, so that the vertical ribs act on the horizontal ribs via the vertical ribs. Therefore, even if the rib thickness is about the same as that of the prior art, it is possible to reliably suppress warpage of the entire revolving frame and to prevent local buckling as well as local buckling. That is, the buckling strength can be remarkably increased with substantially the same weight as that of the swivel frame according to the conventional example of FIG.

本発明の請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のクローラクレーンの旋回フレームにおいて、前記水平リブの設置高さ位置の効果的な具体的態様を提供するものである。即ち、前記水平リブの設置高さ位置が次式（１）に定められた側板の高さｈの範囲に接合されてなる構成にする。
２８．９４ｔ＜ｈ＜ｂ−２８．９４ｔ（１）
ここで、
ｔ：側板の厚さ
ｂ：側板の垂直方向幅 The invention according to claim 3 of the present invention provides an effective concrete mode of the installation height position of the horizontal rib in the turning frame of the crawler crane according to claim 1 or 2. That is, the installation height position of the horizontal rib is joined within the range of the height h of the side plate defined by the following formula (1).
28.94t <h <b−28.94t (1)
here,
t: thickness of side plate
b: Vertical width of side plate

以上の様に、本発明におけるクローラクレーンの旋回フレームによれば、側板内面の略前端部から略後端部に水平リブを延設して接合するという簡単な構成とすることができので、軽量化を図ることができる。 As described above, according to the swing frame of the crawler crane in the present invention, it is possible to adopt a simple configuration in which a horizontal rib is extended and joined from a substantially front end portion to a substantially rear end portion of the inner surface of the side plate. Can be achieved.

特に、請求項２に係る発明では、適宜複数の垂直リブを追加するだけで更なる座屈強度の向上が果たせる。 In particular, in the invention according to claim 2, the buckling strength can be further improved by adding a plurality of vertical ribs as appropriate.

また、請求項３に係る発明では、前記水平リブの設置高さ位置を上下フランジの有効幅と水平リブの有効幅とを考慮した最適位置とすることができるので、最強の座屈強度を得ることができる。 Moreover, in the invention which concerns on Claim 3, since the installation height position of the said horizontal rib can be made into the optimal position in consideration of the effective width of an up-and-down flange and the effective width of a horizontal rib, the strongest buckling strength is obtained. be able to.

本発明の実施の形態におけるクローラクレーンの旋回フレーム座屈防止構造を説明するための模式的平面図である。It is a typical top view for demonstrating the turning frame buckling prevention structure of the crawler crane in embodiment of this invention. 図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section which follows the AA line of FIG. 長方形板の座屈における有効幅に係り、図（ａ）は座屈後の面内力分布の変化を示す図、図（ｂ）は有効幅の説明図である。In relation to the effective width in buckling of the rectangular plate, FIG. 9A is a diagram showing a change in the in-plane force distribution after buckling, and FIG. 9B is an explanatory diagram of the effective width. 一般的なクローラクレーンの概要を示す模式的外観図である。It is a typical external view which shows the outline | summary of a general crawler crane. 図４のクローラクレーンの上部旋回フレームを上方より斜視した模式的斜視図である。It is the typical perspective view which looked at the upper revolving frame of the crawler crane of Drawing 4 from the upper part. 全体座屈に関係する荷重による旋回フレームの変形状態に係り、図（ａ）は通常作業時の場合を誇張して示す模式的側面図、図（ｂ）は地切り作業時の場合を誇張して示す模式的側面図である。In relation to the deformation state of the swivel frame due to the load related to overall buckling, FIG. (A) is a schematic side view exaggerating the case of normal work, and FIG. It is a typical side view shown. 従来技術に係る旋回フレームにおける座屈モードを示し、図（ａ），（ｂ）が全体座屈モードを示す模式的平面図、図（ｃ），（ｄ）が局部座屈モードを示す模式的平面図である。The buckling mode in the revolving frame which concerns on a prior art is shown, A figure (a), (b) is a typical top view which shows the whole buckling mode, A figure (c), (d) is a typical which shows a local buckling mode. It is a top view. 従来技術１に係る旋回フレームに係り、図５のＢ−Ｂ線に沿う垂直断面を示す斜視図である。It is a perspective view which concerns on the turning frame which concerns on the prior art 1, and shows the vertical cross section along the BB line of FIG. 従来技術２の一実施形態に係るブーム支持フレームの斜視図である。It is a perspective view of the boom support frame which concerns on one Embodiment of the prior art 2. FIG. 図９のブーム支持フレームを構成する側板の側面図である。It is a side view of the side plate which comprises the boom support frame of FIG. 図１０のＣ−Ｃ線に沿う断面を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cross section which follows the CC line of FIG.

次に、本発明の実施の形態に係るクローラクレーンの旋回フレーム座屈防止構造を、添付図１〜４を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態におけるクローラクレーンの旋回フレーム座屈防止構造を説明するための模式的平面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面を示す斜視図、図３は長方形板の座屈における有効幅に係り、図（ａ）は座屈後の面内力分布の変化を示す図、図（ｂ）は有効幅の説明図である。 Next, a turning frame buckling prevention structure for a crawler crane according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a turning frame buckling prevention structure of a crawler crane according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing a cross section taken along line AA of FIG. In relation to the effective width in buckling of the rectangular plate, FIG. 9A is a diagram showing a change in the in-plane force distribution after buckling, and FIG. 9B is an explanatory diagram of the effective width.

本発明の実施の形態に係るクローラクレーンの上部旋回体を構成する旋回フレームの要部は、図１，２に示す如く、旋回フレーム底板（以下単に、底板とも言う）１と、この底板１の長手方向に左右直立して延設された一対の側板２，２から構成され、この旋回フレームと左右の図示しないデッキフレームとによって、上部旋回体の基本構造が構成されている。そして、クローラを有する下部走行体の上部に、旋回ベアリングを介して前記上部旋回体が旋回可能に設置されている（図示省略）。 As shown in FIGS. 1 and 2, the main part of the revolving frame constituting the upper revolving structure of the crawler crane according to the embodiment of the present invention includes a revolving frame bottom plate (hereinafter also simply referred to as a bottom plate) 1 and the bottom plate 1. The revolving frame is composed of a pair of side plates 2 and 2 extending upright on the left and right, and the revolving frame and the left and right deck frames (not shown) form the basic structure of the upper revolving structure. And the said upper revolving body is installed in the upper part of the lower traveling body which has a crawler via a turning bearing so that turning is possible (illustration omitted).

また、前記側板２，２の上端面には夫々上部フランジ３，３、下端面には夫々下部フランジ４，４が接合されている。前記上部フランジ３，３は、長尺の鋼板を前記側板２，２の上端面に夫々溶接接合して形成される一方、前記下部フランジ４，４も、長尺の鋼板を前記側板２，２の下端面に夫々溶接接合して形成されるが、前記側板２，２の立設位置に該当する底板１を幅方向に拡幅して、この底板１の一部を活用して形成しても良い。 Further, upper flanges 3, 3 are joined to the upper end surfaces of the side plates 2, 2, respectively, and lower flanges 4, 4 are joined to the lower end surfaces, respectively. The upper flanges 3, 3 are formed by welding a long steel plate to the upper end surfaces of the side plates 2, 2, respectively, while the lower flanges 4, 4 are also formed from a long steel plate by the side plates 2, 2. The bottom plate 1 corresponding to the standing position of the side plates 2 and 2 may be widened in the width direction and formed by utilizing a part of the bottom plate 1. good.

そして、本発明の実施の形態に係る旋回フレームの座屈防止構造は、図２に示す如く、前記側板２の高さ方向中央部近傍に、この側板２の内面側の略前端部から略後端部に延設された水平リブ５が溶接接合されている。また、この水平リブ５の両端部の側板２の内面側には、前記上部フランジ３と下部フランジ４とを連結すると共に、前記水平リブ５と直交する第１垂直リブ６ａ，６ａが夫々溶接接合されている。 And the buckling prevention structure of the revolving frame which concerns on embodiment of this invention is substantially back from the substantially front end part of the inner surface side of this side plate 2 in the height direction center part vicinity of the said side plate 2, as shown in FIG. A horizontal rib 5 extending at the end is welded. Further, the upper flange 3 and the lower flange 4 are connected to the inner surface side of the side plate 2 at both ends of the horizontal rib 5, and first vertical ribs 6a and 6a orthogonal to the horizontal rib 5 are welded and joined. Has been.

更に、前記水平リブ５の長手方向中間部２箇所の側板２の内面側にも、前記上部フランジ３と下部フランジ４とを連結すると共に、前記水平リブ５と直交する第２垂直リブ６ｂ，６ｂが夫々溶接接合されている。そして、側板２の前端部には、ブーム基端部７が設けられている。 Further, the upper flange 3 and the lower flange 4 are also connected to the inner surface side of the side plate 2 at two longitudinal intermediate portions of the horizontal rib 5, and the second vertical ribs 6 b and 6 b orthogonal to the horizontal rib 5 are connected. Are welded together. A boom base end portion 7 is provided at the front end portion of the side plate 2.

前記上部フランジ３、下部フランジ４、水平リブ５、第１垂直リブ６ａ、６ａ、第２垂直リブ６ｂ，６ｂ及びブーム基端部７に係る上記構成は、図１に示す旋回フレームにおいて紙面上方に示す側板２のみならず、紙面下方に示す側板２においても上記同様に構成されている。 The above-described configuration relating to the upper flange 3, the lower flange 4, the horizontal rib 5, the first vertical ribs 6a and 6a, the second vertical ribs 6b and 6b, and the boom base end portion 7 is arranged above the paper surface in the swivel frame shown in FIG. Not only the side plate 2 shown, but also the side plate 2 shown below the paper surface is configured in the same manner as described above.

その結果、図示しないブームからの荷重は、前記ブーム基端部７，７を介して、この旋回フレームに負荷されることとなるが、側板２，２の高さ方向中央部近傍に、この側板２，２内面の略前端部から略後端部に延設された水平リブ５，５が接合された簡素な補強構造によって、旋回フレーム全体の反りを抑止し全体座屈を防止することができる。また、従来例に係る旋回フレームと比べて重量が軽減されると共に、補強リブの交差する箇所の少ない構造となるため、溶接施工が容易になる。 As a result, a load from a boom (not shown) is applied to the revolving frame via the boom base end portions 7 and 7. By the simple reinforcing structure in which the horizontal ribs 5 and 5 extending from the substantially front end portion to the substantially rear end portion of the inner surfaces of the two and two inner surfaces are joined, it is possible to suppress the warp of the entire revolving frame and to prevent the entire buckling. . In addition, the weight is reduced as compared with the swivel frame according to the conventional example, and the structure with few portions where the reinforcing ribs intersect is obtained, so that welding is facilitated.

前記第１垂直リブ６ａ，６ａは、水平リブ５の両端部に配置される場合に限定されることなく、前記水平リブ５の両端部より若干内側に配置され、前記水平リブ５が第１錘直リブ６ａ，６ａから多少突出する構成でも良い。また、前記第２垂直リブ６ｂ,６ｂは２本に限定されることなく３〜５本でも良いが、何れもリブ本数の増加に伴い重量増加を招くので、要求される座屈強度を満足する必要最小限の本数に留める必要がある。 The first vertical ribs 6a, 6a are not limited to being disposed at both ends of the horizontal rib 5, but are disposed slightly inside the both ends of the horizontal rib 5, and the horizontal rib 5 is a first weight. The structure which protrudes somewhat from the straight ribs 6a and 6a may be sufficient. Further, the number of the second vertical ribs 6b, 6b is not limited to two, but may be 3-5. However, both increase the weight as the number of ribs increases, so that the required buckling strength is satisfied. It is necessary to keep the number to the minimum necessary.

ここで今、長さａ、幅ｂ（＜ａ×１／２）の長方形板の幅方向両端が自由端支持され、単純圧縮を受けて座屈した後、更に圧縮荷重Ｐを増せば面内力σ_ｘの分布はもはや一様ではなくなり、図３（ａ）に示す曲線（２）〜（４）の様に両端が荷重と共に増加する一方、中央部は座屈時の値よりそれほど増加しない。この分布を、図３（ｂ）に示す如く等価な段階状分布に置き換え、両端近傍に最大応力σ_Ｌに等しい一様応力が分布し、中央部は無応力であると見做すとき、前記最大応力σ_Ｌの分布する幅ｗを有効幅という。 Here, both ends in the width direction of a rectangular plate having a length a and width b (<a × 1/2) are supported at the free ends, buckled by simple compression, and further increased in compression load P to increase in-plane force. The distribution of σ _x is no longer uniform, and both ends increase with the load as shown in curves (2) to (4) shown in FIG. 3A, while the central portion does not increase so much as the buckling value. When this distribution is replaced with an equivalent stepwise distribution as shown in FIG. 3B, uniform stress equal to the maximum stress σ _L is distributed in the vicinity of both ends, and the central portion is considered to be no stress. The width w in which the maximum stress σ _L is distributed is referred to as an effective width.

この様な矩形状平板の有効幅ｗは、次式（２）で求められる。
ｗ＝０．８５ｔ√（Ｅ／σ_ｃ）（２）
ここで、
ｔ：矩形状平板の板厚
Ｅ：矩形状平板のヤング率
σ_ｃ：矩形状平板の座屈応力
であり、√（Ｅ／σ_ｃ）は（Ｅ／σ_ｃ）の平方根を表す。 The effective width w of such a rectangular flat plate is obtained by the following equation (2).
w = 0.85t√ (E / σ _c ) (2)
here,
t: Thickness of rectangular flat plate
E: Young's modulus of rectangular flat plate
σ _c : Buckling stress of a rectangular flat plate, and √ (E / σ _c ) represents the square root of (E / σ _c ).

そして、旋回フレームを構成する側板２を上記長方形板と見做せば、側板２の材質が鋼板の場合、Ｅ＝７．１０×１０⁴［ＭＰａ］，σ_ｃ＝２．４５×１０^２［ＭＰａ］であるので、上式（２）から求められる有効幅ｗは次式（３）で表せる。
ｗ＝１４．４７ｔ（３） If the side plate 2 constituting the revolving frame is regarded as the rectangular plate, when the material of the side plate 2 is a steel plate, E = 7.10 × 10 ⁴ [MPa], σ _c = 2.45 × 10 ² [ MPa], the effective width w obtained from the above equation (2) can be expressed by the following equation (3).
w = 14.47t (3)

よって、前記側板２の高さ方向の中央部近傍に水平リブ５を接合するならば、上部フランジ３及び下部フランジ４の有効幅ｗと前記水平リブ５の有効幅ｗとを考え、側板にかかる圧縮荷重はこれら有効幅を合わせた４ｗの幅で受けると考えられる。しかし、フランジとリブの有効幅が重なってしまうと、荷重を受ける範囲は４ｗ以下となってしまう。荷重を受ける幅が長いほどその断面に生じる応力は小さくなるので、フランジとリブの有効幅が重ならない様にするために、前記水平リブ５が、前記側板２に対して、次式（１）に定められた高さｈの範囲に接合されるのが好ましい。
２８．９４ｔ＜ｈ＜ｂ−２８．９４ｔ（１） Therefore, if the horizontal rib 5 is joined in the vicinity of the central portion of the side plate 2 in the height direction, the effective width w of the upper flange 3 and the lower flange 4 and the effective width w of the horizontal rib 5 are considered and the side plate is applied. It is considered that the compressive load is received with a width of 4 w that combines these effective widths. However, if the effective widths of the flange and the rib overlap, the range for receiving the load is 4 w or less. Since the stress generated in the cross section becomes smaller as the width subjected to the load is longer, the horizontal rib 5 has the following formula (1) with respect to the side plate 2 in order to prevent the effective width of the flange and the rib from overlapping. It is preferable to be joined within the range of the height h determined in (1).
28.94t <h <b−28.94t (1)

前記水平リブ５は、前記側板２の内面側の略前端部から略後端部まで、不連続部を有することなく延設して前記側板２に溶接接合されることが肝要である。また、前記第１垂直リブ６ａ，６ａ及び第２垂直リブ６ｂ，６ｂは、前記上部フランジ３と下部フランジ４とを不連続部を有することなく連結すると共に、前記水平リブ５と直交して前記側板２に溶接接合されることが肝要である。この様な溶接構成によって、側板２を底板として、前記上下部フランジ３，４及び第１垂直リブ６ａ，６ａによって箱体８が形成されると共に、この箱体８の内部もしくはほぼ内部に、前記箱体８、水平リブ５及び第２垂直リブ６ｂ，６ｂによって井桁状構造９が形成されるためである。 It is important that the horizontal rib 5 is extended from a substantially front end portion to a substantially rear end portion on the inner surface side of the side plate 2 without having a discontinuous portion and welded to the side plate 2. The first vertical ribs 6a and 6a and the second vertical ribs 6b and 6b connect the upper flange 3 and the lower flange 4 without discontinuities, and are orthogonal to the horizontal rib 5 and It is important to be welded to the side plate 2. With such a welding configuration, a box 8 is formed by the upper and lower flanges 3, 4 and the first vertical ribs 6 a, 6 a with the side plate 2 as a bottom plate. This is because the cross-beam-like structure 9 is formed by the box 8, the horizontal rib 5, and the second vertical ribs 6b and 6b.

そして、前記水平リブ５が、前記側板２に対して、上式（１）に定められた高さｈの範囲に接合されることによって、前述の箱体８及び井桁状構造９と相まって荷重負荷時における旋回フレーム全体の反りが抑えられ、旋回フレーム全体の座屈強度が向上する。その結果、前図７（ｃ），（ｄ）に示した旋回フレーム側板の局部座屈が防止できるのみならず、前図７（ａ），（ｂ）に示す様な旋回フレーム側板の全体座屈が防止可能となる。 The horizontal rib 5 is joined to the side plate 2 in the range of the height h defined by the above equation (1), so that the load is applied in combination with the box 8 and the cross-girder structure 9 described above. The warp of the entire turning frame at the time is suppressed, and the buckling strength of the entire turning frame is improved. As a result, not only can the local buckling of the swivel frame side plate shown in FIGS. 7C and 7D be prevented, but also the overall seat of the swivel frame side plate as shown in FIGS. 7A and 7B. Bending can be prevented.

＜実施例＞
図２に示した本発明の実施の形態に係る旋回フレームにおいて、水平リブ５の高さｈを上式（１）の範囲内に溶接接合して形成された実施例と、図８に示した従来例に係る補強を施した比較例の旋回フレームとを各種諸元につき解析し、その解析結果を表１に示す。表１の解析結果は、比較例の各諸元の解析結果で正規化した値を示している。 <Example>
In the swivel frame according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 2, the embodiment is formed by welding and joining the height h of the horizontal rib 5 within the range of the above formula (1), and shown in FIG. A comparative example of a revolving frame with reinforcement according to a conventional example was analyzed for various specifications, and the analysis results are shown in Table 1. The analysis result of Table 1 has shown the value normalized with the analysis result of each item of a comparative example.

表１において、「全体座屈を起こす時の固有値」とは、変形モードが全体座屈（弾性座屈）となる時の荷重が、入力荷重の何倍になるかという値で、固有値が大きいほど、そのモードの変形は起こり難いということを示す。そして固有値を用いて弾塑性座屈が起きる応力を計算し、この値が『座屈許容応力値（座屈許容値）』となる。また、座屈変形を起こしている部材の最も変位の大きい位置での発生応力を『座屈変形の原因となる応力』と考え、この原因となる応力で座屈許容値を割った値を『座屈許容値に対する余裕率』と呼んでいる。表１より、実施例に係る旋回フレームは、比較例に係る旋回フレームに比べて約４％の重量低減が可能となる上、座屈強度も向上していることが分かる。 In Table 1, “Eigenvalue when causing overall buckling” is a value indicating how many times the input load is the load when the deformation mode is overall buckling (elastic buckling), and the eigenvalue is large. It shows that the deformation of the mode hardly occurs. Then, the stress at which elastic-plastic buckling occurs is calculated using the eigenvalue, and this value becomes the “buckling allowable stress value (buckling allowable value)”. Also, the stress generated at the position where the largest displacement of the member causing buckling deformation is considered as `` stress causing buckling deformation '', and the value obtained by dividing the allowable buckling value by the stress causing this is `` It is called “the margin for the buckling tolerance”. From Table 1, it can be seen that the swivel frame according to the example can reduce the weight by about 4% as compared with the swivel frame according to the comparative example, and also has improved buckling strength.

以上説明した通り、本発明に係るクローラクレーンの旋回フレームにおける座屈防止構造によれば、旋回フレームを構成する底板の長手方向に、一対の側板が左右直立して延設される一方、前記側板の上下端面に、夫々上部フランジ及び下部フランジが形成されると共に、前記側板の高さ方向中央部近傍に、この側板内面の略前端部から略後端部に延設された水平リブが接合される一方、前記側板内面に、前記上部及び下部フランジを連結すると共に、前記水平リブに直交する垂直リブが複数接合されてなるので、簡素な補強構造によって旋回フレーム全体の反りを抑止し全体座屈を防止することができる。また、従来例に係る旋回フレームと比べて重量が軽減されると共に、補強リブの交差する箇所の少ない構造となるため、溶接施工が容易になる。 As described above, according to the buckling prevention structure in the turning frame of the crawler crane according to the present invention, a pair of side plates extends up and down in the longitudinal direction of the bottom plate constituting the turning frame, while the side plate An upper flange and a lower flange are formed on the upper and lower end surfaces, respectively, and a horizontal rib extending from a substantially front end portion to an approximately rear end portion of the inner surface of the side plate is joined in the vicinity of the central portion in the height direction of the side plate. On the other hand, the upper and lower flanges are connected to the inner surface of the side plate, and a plurality of vertical ribs orthogonal to the horizontal ribs are joined together. Can be prevented. In addition, the weight is reduced as compared with the swivel frame according to the conventional example, and the structure with few portions where the reinforcing ribs intersect is obtained, so that welding is facilitated.

１：（旋回フレーム）底板，
２：側板，
３：上部フランジ，４：下部フランジ，
５：水平リブ，
６ａ：第１垂直リブ，６ｂ：第２垂直リブ，
７：ブーム基端部，
８：箱体，
９：井桁状構造 1: (swivel frame) bottom plate,
2: side plate,
3: Upper flange, 4: Lower flange,
5: Horizontal rib,
6a: first vertical rib, 6b: second vertical rib,
7: Boom proximal end,
8: Box,
9: Cross-girder structure

Claims

A lower traveling body having a crawler, an upper revolving body installed on the upper portion of the lower traveling body so as to be able to swivel, a boom that can be raised and lowered provided on the front end side of the upper revolving body, and a counter provided on the rear end side A swivel frame in a crawler crane with a weight,
In the longitudinal direction of the bottom plate constituting the swivel frame, a pair of side plates having a boom foot portion formed at the upper end of the tip end are extended upright and left,
An upper flange and a lower flange are formed on the upper and lower end surfaces of the side plates, respectively.
A crawler crane turning frame characterized in that a horizontal rib extending from a substantially front end portion to a substantially rear end portion of the inner surface of the side plate is joined in the vicinity of a central portion in the height direction of the side plate.

2. The crawler crane turning frame according to claim 1, wherein the upper flange and the lower flange are connected to the inner surface of the side plate, and a plurality of vertical ribs orthogonal to the horizontal ribs are joined.

3. The crawler crane turning frame according to claim 1, wherein the horizontal rib is joined to a range of a height h of the side plate defined by the following expression (1).
28.94t <h <b−28.94t (1)
here,
t: thickness of side plate
b: Vertical width of side plate