JP2010281067A - Truck frame of construction machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体を連結して設け、この上部旋回体に作業手段を装着した、油圧ショベルその他の建設機械において、下部走行体を構成するトラックフレームの構造に関するものである。 The present invention relates to a hydraulic excavator or other construction machine in which an upper swing body is connected to a lower traveling body via a swing device and working means is mounted on the upper swing body. Concerning structure.
建設機械として、例えば油圧ショベルは、クローラ式またはホイール式からなる左右の走行手段を有する下部走行体と、掘削作業手段や運転室、さらにはエンジン,油圧ポンプ等の機器類を設置した上部旋回体とから構成され、下部走行体と上部旋回体との間は旋回装置を介して連結されている。下部走行体はそれぞれ走行手段に連結した左右のサイドフレームと、両サイドフレームを連結するセンタフレームとからなるトラックフレームを有するものであって、旋回装置を装着した支持部材はセンタフレームに連結される。また、上部旋回体を構成する旋回フレームは旋回装置に連結される。 As a construction machine, for example, a hydraulic excavator includes a lower traveling body having left and right traveling means of a crawler type or a wheel type, and an upper turning body in which equipment such as excavation work means, a driver's cab, and an engine and a hydraulic pump are installed The lower traveling body and the upper swing body are connected via a swing device. Each of the lower traveling bodies has a track frame including left and right side frames connected to the traveling means and a center frame connecting both the side frames, and the support member on which the turning device is mounted is connected to the center frame. . Moreover, the turning frame which comprises an upper turning body is connected with a turning apparatus.
旋回装置は内輪と外輪とからなり、これら内輪と外輪との間に旋回軸受を設けた旋回輪を備え、内輪の内周面にはリングギアが形成されており、上部旋回体に設けた旋回モータに接続したピニオンがこのリングギアと噛合する構成としている。従って、外輪は旋回フレームに連結され、内輪が下部走行体側に連結される。ただし、内輪は、下部走行体のセンタフレームに直接装着されるのではなく、その間に支持部材を介して連結される。支持部材は、少なくとも金属製の円筒部材からなり、所定の高さ寸法を有する丸胴を備える構成となし、旋回輪を構成する内輪はこの丸胴の上端面に直接連結されるか、または丸胴の上端面に支持板を設けて、この支持板に内輪が取り付けられる。このように、丸胴を介在させることによって、センタフレームに対して旋回装置を所定の高さ位置に配置される。 The turning device includes an inner ring and an outer ring. The turning device includes a turning wheel provided with a turning bearing between the inner ring and the outer ring. A ring gear is formed on the inner peripheral surface of the inner ring. A pinion connected to the motor is configured to mesh with the ring gear. Therefore, the outer ring is connected to the turning frame, and the inner ring is connected to the lower traveling body side. However, the inner ring is not directly attached to the center frame of the lower traveling body, but is connected via a support member therebetween. The support member is composed of at least a cylindrical member made of metal and includes a round cylinder having a predetermined height, and the inner ring constituting the turning ring is directly connected to the upper end surface of the round cylinder, or the round A support plate is provided on the upper end surface of the trunk, and an inner ring is attached to the support plate. In this way, the swiveling device is arranged at a predetermined height position with respect to the center frame by interposing the round cylinder.
ところで、建設機械は、上部旋回体に設けた作業手段により所定の作業が行われるものであり、作業時には大きな作業負荷が作用する。油圧ショベルの場合は、ブーム,アーム及びバケットからなる掘削作業手段を備える構成とするが、この掘削作業手段による土砂の掘削時には、例えば掘削反力による大きな衝撃的荷重が作用する。特に、岩盤掘削等のように過酷な条件下での作業時には、極めて大きな衝撃的荷重が作用する。このような衝撃的荷重は掘削作業手段から旋回フレームに伝達されることになり、旋回装置を介して下部走行体に受承される。旋回装置では、外輪から旋回軸受を介して内輪に荷重が伝達され、さらにこの内輪を支持する丸胴に伝達されることになる。 By the way, the construction machine performs a predetermined work by the working means provided on the upper swing body, and a large work load acts during the work. In the case of a hydraulic excavator, it is configured to include excavation work means including a boom, an arm, and a bucket. When excavating earth and sand by the excavation work means, a large impact load due to, for example, excavation reaction force acts. In particular, when working under severe conditions such as rock excavation, a very large impact load acts. Such an impact load is transmitted from the excavating means to the turning frame and is received by the lower traveling body via the turning device. In the turning device, a load is transmitted from the outer ring to the inner ring through the turning bearing, and further, is transmitted to the round body that supports the inner ring.
ここで、丸胴そのものは十分な強度を有するものであり、前述した衝撃的荷重等により損傷乃至変形するようなことはない。また、丸胴を連結したセンタフレームも十分な強度を持たせている。丸胴は旋回装置を支持するために鉛直状態に配置され、センタフレームは水平方向に延在されて、溶接手段により連結・固着される。このために、丸胴からセンタフレームへの移行部には概略直角の形状変化部が生じることになり、溶接個所が最も強度の低い部位であり、この溶接個所に応力が集中する。従って、衝撃的荷重等が繰り返し頻繁に作用すると、溶接部に亀裂が発生する等、この溶接部を損傷させるおそれがあり、耐久性に問題点がある。例えば、溶接個所の肉盛りを大きくすれば、その分だけ強度が向上する。しかしながら、大きな肉盛り溶接を行うには、溶接を複数工程で行わなければならない。 Here, the circular cylinder itself has sufficient strength, and is not damaged or deformed by the above-described impact load or the like. Also, the center frame connected with the round cylinder has sufficient strength. The round cylinder is arranged vertically to support the swivel device, and the center frame extends in the horizontal direction and is connected and fixed by welding means. For this reason, a shape change portion having a substantially right angle is generated at the transition portion from the circular cylinder to the center frame, and the welded portion is the lowest strength portion, and stress is concentrated at the welded portion. Therefore, when an impact load or the like repeatedly and frequently acts, there is a risk of damaging the welded part, such as cracking in the welded part, and there is a problem in durability. For example, if the build-up of the welded part is increased, the strength is improved accordingly. However, in order to perform large build-up welding, welding must be performed in multiple steps.
溶接コストの低減を図るためには、溶接部に極端な応力が集中しないように、つまり応力の分散を図るようにすれば良い。このように、丸胴の溶接部に応力が集中しないように応力の分散を図る構成としたものは、特許文献1や特許文献2に開示されている。これらの特許文献では、丸胴を円筒形状の本体部と、この本体部の下端部に連設したフランジ部とから構成し、フランジ部の外端部を下部走行体のセンタフレームと突き合わせて、溶接手段で固着するように構成している。そして、円筒形状の本体部とフランジ部との連設部を切削により凹円弧形状の移行部を形成する構成としている。 In order to reduce the welding cost, it is only necessary to prevent stress from being concentrated on the welded portion, that is, to distribute the stress. As described above, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a configuration in which stress is distributed so that stress is not concentrated on the welded portion of the round cylinder. In these patent documents, the round body is composed of a cylindrical main body part and a flange part connected to the lower end part of the main body part, and the outer end part of the flange part is butted against the center frame of the lower traveling body, It is configured to be fixed by welding means. And the connection part of a cylindrical main-body part and a flange part is set as the structure which forms a concave arc-shaped transition part by cutting.
以上のように、丸胴の鉛直壁部とセンタフレームの水平壁部との間の移行部を円弧形状とすることによって、急激な形状変化部が生じることがなくなる結果、上部旋回体から旋回装置を介して伝達される応力が部分的に集中するのを緩和することができ、円弧形状移行部による応力の分散が図られ、その分だけ丸胴とセンタフレームとの間の溶接部分に作用する応力が緩和される。従って、旋回装置を支持する丸胴からセンタフレームへの移行部における亀裂や損傷が防止されて、溶接の肉盛りを格別大きくしなくても、その耐久性が向上し、長寿命化が図られるという利点がある。 As described above, by making the transition portion between the vertical wall portion of the round body and the horizontal wall portion of the center frame into an arc shape, a sharp shape change portion is not generated, and as a result, the swing device is turned from the upper swing body. It is possible to alleviate the concentration of the stress transmitted through the arc, and the stress is distributed by the arc-shaped transition portion, which acts on the welded portion between the round cylinder and the center frame. Stress is relieved. Therefore, cracks and damage at the transition portion from the circular cylinder supporting the swivel device to the center frame are prevented, and the durability is improved and the life is extended even if the weld overlay is not particularly increased. There is an advantage.
ただし、特許文献1及び特許文献2に開示されているトラックフレームの構造においても、なお問題点がない訳ではない。即ち、丸胴を形成した後に、鉛直壁から水平壁への移行部を切削加工するのであるから、この切削加工のために丸胴の製作コストが上昇することになる。ここで、応力の分散という観点からは、円弧状移行部における高さ寸法、つまり円弧における上下の形状変化点位置の上下方向の幅を大きくし、かつその曲率をある程度大きくする方が良い。しかしながら、丸胴の高さ方向の寸法はセンタフレームと旋回フレームとの高さ位置の差に基づいて設定されるものである。従って、丸胴の高さ寸法等の関係から、円弧状移行部の高さ方向における幅寸法及び円弧の曲率半径に制約があり、円弧状移行部に必要な応力分散を図る程度の曲率を持たせることができない場合がある。 However, the structure of the track frame disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 is not necessarily free of problems. That is, after the round cylinder is formed, the transition portion from the vertical wall to the horizontal wall is cut, so that the manufacturing cost of the round cylinder increases due to the cutting. Here, from the viewpoint of dispersion of stress, it is better to increase the height dimension in the arc-shaped transition portion, that is, the vertical width of the upper and lower shape change point positions in the arc and to increase the curvature to some extent. However, the height direction dimension of the round cylinder is set based on the difference in height position between the center frame and the turning frame. Therefore, there are restrictions on the width dimension in the height direction of the arc-shaped transition part and the radius of curvature of the arc due to the height dimension of the circular cylinder, etc., and the curvature has a degree to distribute the stress necessary for the arc-shaped transition part. It may not be possible to
特許文献1においては、一定の曲率半径を持った円弧としているのに対して、特許文献2では、丸胴のフランジ部から本体部にかけて、切削する曲率を複数段階で変化させ、フランジ部側ではより小さい曲率半径となった円弧面とし、本体部側の円弧形状の曲率半径を大きくする構成としている。このように構成すると、限られた高さ寸法の丸胴における応力の分散度合をより改善することができ、しかも丸胴の部分的な薄肉化の度合が緩和されることになる。ただし、切削加工が複数段階になるために、加工が複雑になり、その工数が多くなることから、製造コストの低減を図ることができなくなる。 In Patent Document 1, an arc having a constant radius of curvature is used, whereas in Patent Document 2, the curvature to be cut is changed in a plurality of stages from the flange portion to the main body portion of the round cylinder. The arc surface has a smaller radius of curvature, and the radius of curvature of the arc shape on the main body side is increased. If comprised in this way, the dispersion | distribution degree of the stress in the round cylinder of a limited height dimension can be improved more, and also the degree of partial thinning of a round cylinder is eased. However, since the cutting process is performed in a plurality of stages, the process becomes complicated and the number of man-hours increases, so that it becomes impossible to reduce the manufacturing cost.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、丸胴に簡単な加工を加えるだけで、建設機械の作動時における負荷によって、丸胴の溶接部に応力が集中するのを低減させることにある。 The present invention has been made in view of the above points. The object of the present invention is to apply stress to the welded portion of the round cylinder by a load during operation of the construction machine, by simply applying a simple process to the round cylinder. It is to reduce the concentration of the.
前述した目的を達成するために、本発明は、下部走行体に旋回装置を介して上部旋回体が旋回可能に連結され、前記下部走行体は、左右の走行手段をそれぞれ設けたサイドフレームと、これら両サイドフレーム間を連結するセンタフレームと、このセンタフレームと前記旋回装置との間に介装した丸胴とから構成され、前記丸胴を前記センタフレームに溶接手段で固着して設けた建設機械のトラックフレームであって、前記丸胴と前記センタフレームとの間には、この丸胴の内外周の少なくとも一方側に対して、そのコーナ部に円環状の溶接ビードを有するようにして溶接するようになし、前記溶接部の溶接ビードの前記丸胴側への溶接止端位置またはこの溶接止端位置より上部側の位置に断面が曲面形状となった円環状凹陥部を形成する構成としたことをその特徴とするものである。 In order to achieve the above-described object, the present invention is configured such that an upper swing body is pivotably connected to a lower traveling body via a turning device, and the lower traveling body includes side frames provided with left and right traveling means, A construction comprising a center frame for connecting the two side frames and a round cylinder interposed between the center frame and the turning device, the round cylinder being fixed to the center frame by welding means. A track frame of a machine, wherein welding is performed between the circular cylinder and the center frame so as to have an annular weld bead at a corner of at least one of the inner and outer circumferences of the circular cylinder. In this structure, an annular recess having a curved cross section is formed at the weld toe position of the weld bead of the weld to the round cylinder side or at a position above the weld toe position. It is an its characterized in that the the.
丸胴にはフランジ部を設けず、その下端部をセンタフレームに直接当接させるようになし、この下端部とセンタフレームとの間のコーナ部に対して隅肉溶接が行われる。一方、丸胴の上端部は内輪側に連結されるが、この上端部側を溶接手段で固着する場合においては、内周面にリングギアを形成した内輪に直接溶接するのを避けるために、丸胴の上端部と内輪との間に支持板を介在させる。従って、丸胴の上端部は支持板に溶接されることになる。 The round cylinder is not provided with a flange portion, and its lower end is brought into direct contact with the center frame, and fillet welding is performed on a corner portion between the lower end and the center frame. On the other hand, the upper end portion of the round cylinder is connected to the inner ring side, but when this upper end side is fixed by welding means, in order to avoid direct welding to the inner ring having a ring gear formed on the inner peripheral surface, A support plate is interposed between the upper end of the round cylinder and the inner ring. Therefore, the upper end portion of the round cylinder is welded to the support plate.
溶接は丸胴の内外周のいずれか一方または双方に対して行うことができる。他の部材と干渉することなく容易に溶接するためには、外周面側に溶接することになるが、旋回装置の構成等によっては、内周側に溶接するように構成する方が望ましい場合もある。丸胴には、断面が凹曲面形状となった円環状凹陥部が形成されるが、この円環状凹陥部は丸胴の鉛直方向の壁面に形成されている。この円環状凹陥部を形成した面は溶接部による溶接ビードが形成されている面と同一面となし、円環状凹陥部は溶接ビードの止端位置とほぼ同一位置とするか、またはこの止端位置より僅かに上部位置とする。 Welding can be performed on either or both of the inner and outer circumferences of the round cylinder. In order to easily weld without interfering with other members, welding is performed on the outer peripheral surface side. However, depending on the configuration of the swivel device, it may be desirable to perform the welding on the inner peripheral side. is there. The circular cylinder is formed with an annular recess having a concave curved cross section, and the annular recess is formed on a vertical wall surface of the circular cylinder. The surface on which the annular recess is formed is the same surface as the surface on which the weld bead is formed by the welded portion, and the annular recess is substantially the same position as the toe end position of the weld bead or the toe end. The position is slightly above the position.
建設機械の作動中には、丸胴に衝撃的荷重等が繰り返し頻繁に作用することになる。溶接部の最も脆弱な部位は溶接ビードの止端位置であって、繰り返しの衝撃荷重が作用すると、実質的に外面が斜めとなった溶接ビードの表面から鉛直面となった丸胴との間の移行部に応力が集中して、亀裂の発生等といった損傷個所を生じることになる。丸胴の鉛直面に円環状凹陥部を形成することによって、斜面形状となっている溶接ビードから丸胴への移行部への形状変化が緩和され、また溶接止端位置に近接した位置で形状変化位置が2箇所となるために応力の分散が図られる。 During the operation of the construction machine, impact loads or the like are repeatedly and frequently applied to the round cylinder. The most fragile part of the weld is the toe position of the weld bead. When repeated impact loads are applied, the weld bead surface is inclined from the surface of the weld bead that is substantially inclined to the vertical cylinder. The stress concentrates on the transition part of the film, and a damaged part such as a crack is generated. By forming an annular concavity on the vertical surface of the round cylinder, the shape change from the bead to the transition to the round cylinder is reduced, and the shape is close to the weld toe position. Since there are two change positions, the stress can be dispersed.
従って、円環状凹陥部は曲面形状であれば、楕円面形状等とすることもできるが、加工の容易性から凹円弧面形状とすることができる。このような単純な形状とすることによって、加工が容易になる。また、円環状凹陥部の底面における最深部の深さは、丸胴の厚み寸法の1/10以下とすることによって、丸胴の厚みを最小限のものとして、しかもこの丸胴に凹状の部位を形成しているにも拘わらず、十分な強度を持たせることができる。溶接ビードの止端位置と円環状凹陥部の始端部位とが一致させることができる。ただし、溶接ビードの止端位置は円環状凹陥部とオーバーラップしないようにする必要がある。従って、加工の容易性を勘案すれば、両者を多少離れた位置とすることになる。この場合において、円環状凹陥部の円弧の中心の高さ位置は、溶接止端位置から丸胴の厚み寸法の1/10以下の位置とする。円環状凹陥部がこの位置より高い位置に設けられていると、応力の分散機能が低下する。 Therefore, if the annular recess is a curved surface, it can be an elliptical surface or the like, but it can be a concave arcuate surface for ease of processing. By using such a simple shape, processing becomes easy. In addition, the depth of the deepest portion at the bottom of the annular recess is 1/10 or less of the thickness of the round cylinder, thereby minimizing the thickness of the round cylinder, and the concave part of the round cylinder. In spite of forming, it can have sufficient strength. The toe end position of the weld bead can coincide with the start end portion of the annular recess. However, it is necessary that the toe position of the weld bead does not overlap with the annular recess. Therefore, if the ease of processing is taken into consideration, the two are positioned slightly apart. In this case, the height position of the center of the circular arc of the annular recess is set to a position of 1/10 or less of the thickness of the round cylinder from the weld toe position. If the annular recess is provided at a position higher than this position, the stress dispersion function is lowered.
丸胴に円環状凹陥部を形成するという簡単な加工を加えるだけで、建設機械の作動時における負荷によって、丸胴の溶接部に応力が集中するのを低減させることができ、溶接部の耐久性が向上する。 By adding a simple process of forming an annular recess in the round cylinder, it is possible to reduce the concentration of stress on the welded part of the round cylinder due to the load during operation of the construction machine. Improves.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。まず、図1に建設機械の一例としての油圧ショベルを示す。図中において、1は下部走行体、2は上部旋回体である。下部走行体1は、トラックフレーム10(図2)の左右に走行手段11を装着したものであり、走行手段11は履帯式のものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, FIG. 1 shows a hydraulic excavator as an example of a construction machine. In the figure, 1 is a lower traveling body and 2 is an upper turning body. The lower traveling body 1 has traveling means 11 mounted on the left and right sides of the track frame 10 (FIG. 2), and the traveling means 11 is of a crawler type.
トラックフレーム10は、図2に示したように、左右一対からなるサイドフレーム12とセンタフレーム13とから構成されており、左右の走行手段11はそれぞれサイドフレーム12に装着されている。走行手段11を装着した両側のサイドフレーム12間にはセンタフレーム13が連結されており、これにより下部走行体1が構成される。
As shown in FIG. 2, the
上部旋回体2は、旋回フレーム20を有し、この旋回フレーム20上には、運転室21が設置されており、また掘削作業手段22が装着されている。さらに、旋回フレーム20の後部側には機械室を構成する建屋23が設置されており、最後部位置にはカウンタウエイト24が設けられている。掘削作業手段22は、ブーム22a,アーム22b及びバケット22cから構成されるものであり、これらブーム22a,アーム22b及びバケット22cはそれぞれ油圧シリンダにより駆動される。このために、図示は省略するが、建屋23の内部にはエンジン及び油圧ポンプ等の機器類が設置されている。
The upper swing body 2 has a
下部走行体1におけるセンタフレーム13と、上部旋回体2における旋回フレーム20との間には、旋回装置3が設けられている。旋回装置3は、図3に示したように、外輪30と内輪31及びこれら外輪30と内輪31との間に介装した旋回軸受32とから構成される旋回輪ユニット33を有するものであり、内輪31の内周面にはリングギア31aが形成されている。リングギア31aには旋回モータ34の出力軸に設けたピニオン34aが噛合している。外輪30は上部旋回体2側に固定され、また内輪31は下部走行体1側に固定されている。さらに、旋回モータ34は上部旋回体2側に装着されている。これによって、旋回モータ34を駆動すると、ピニオン34aが回転駆動され、このピニオン34aが噛合しているリングギア31aを設けた内輪31が旋回することになる。なお、図3において、符号35はグリースバスを構成するグリースバス底壁、36は、旋回装置3の旋回中心に設けたスイベルジョイントである。
A
図4に示したように、旋回装置3における外輪30は、ボルト37により上部旋回体2の旋回フレーム20に固定されている。一方、内輪31は、図5に示したように、ボルト38により下部走行体1のトラックフレーム10におけるセンタフレーム13側に固定されている。ただし、内輪31はセンタフレーム13に直接固定されるのではなく、内輪31とセンタフレーム13との間に支持部材40が介在されている。支持部材40は円環状の支持板41と丸胴42とから構成される。そして、丸胴42は、その上端部が支持板41に、下端部がセンタフレーム13にそれぞれ溶接により固着されており、支持板41には、またグリースバス底壁35の外周端部が取り付けられている。
As shown in FIG. 4, the
ここで、丸胴42を設けたのは、下部走行体1には走行手段11が設けられており、この走行手段11の高さ位置と、上部旋回体2の旋回フレーム20との高さ位置との間の調整を行う等のためである。支持板41と内輪31との間を連結するボルト38の着脱は、センタフレーム13の上部位置で行われるようになっているが、外輪32と旋回フレーム20との間を連結するためのボルト37は下方から着脱されることになる。従って、丸胴42を設け、支持板41の下面がセンタフレーム13の上面から離間しているので、このボルト37の着脱作業を容易に行うことができる。
Here, the
丸胴42は概略円筒形状の部材であって、その上下の両端部が、それぞれ支持板41の下面とセンタフレーム13の上面との間に固着され、溶接は、図示したものにあっては、丸胴42の外周面側における隅肉溶接としている。従って、溶接部43,44における溶接ビードは概略傾斜面形状となって、丸胴42における鉛直状態となった外周面と水平面となったセンタフレーム13との間のコーナ部に形成されている。なお、溶接は丸胴42の内周面に対して行っても良く、また内外周の両側に行うようにしても良い。
The
概略以上のように構成される油圧ショベルにより行われる作業の代表的なものとして、土砂を掘削してダンプトラックに積み込む作業がある。この作業は、まず、掘削作業手段22を作動させて、バケット22cにより作業現場の土砂を掘削し、旋回装置3により上部旋回体2を所定の角度まで旋回させて、掘削作業手段22をダンプトラックの上部位置に変位させ、バケット22cに収容されている土砂をダンプトラックの荷台に投入する。この作業時には、上部旋回体2に大きな振動が生じることになる。特に、バケット22cが土砂に切り込む際に、大きな反力が掘削作業手段22に作用することになる。また、バケット22cに土砂を収容させた後に、このバケット22cを持ち上げるために、ブーム22a及びアーム22bを動作させたときにも、またバケット22cに収容した土砂をダンプトラックの荷台に投入する際にも、大きな衝撃なり、荷重なりが上部旋回体2に伝達されることになる。さらに、上部旋回体2の旋回停止時に、大きな慣性力が作用することから、このときにも大きな振動が発生する。
As a typical work performed by the hydraulic excavator configured as described above, there is a work of excavating earth and sand and loading it onto a dump truck. In this work, first, the excavation work means 22 is operated, the earth and sand at the work site is excavated by the
このようにして上部旋回体2に作用する荷重は下部走行体1に伝達され、この下部走行体1の走行手段11の接地部で大地により受承されることになる。上部旋回体2から下部走行体1への荷重の伝達は旋回装置3を介して行われる。即ち、上部旋回体2の旋回フレーム20から丸胴42を経て下部走行体1のトラックフレーム10に至る荷重の伝達経路が介在している。この荷重の伝達経路には応力が作用することになる。
In this way, the load acting on the upper swing body 2 is transmitted to the lower traveling body 1 and is received by the ground at the ground contact portion of the traveling means 11 of the lower traveling body 1. Transmission of the load from the upper swing body 2 to the lower traveling body 1 is performed via the
ここで、従来から一般的に用いられている丸胴とセンタフレームとの間の溶接部を図5に示す。同図において、142は丸胴、113はセンタフレーム、144は溶接部である。そして、作業中に荷重が作用すると、丸胴142を介して上部旋回体2から下部走行体1に伝達されることになるが、丸胴142からセンタフレーム113への荷重の伝達経路における応力の分布は図6に示したようになる。この図6において、ドットで示した部位は実質的に応力が作用する部位であり、ドットの密度が高い方が密度の低い部位より応力が大きいことを示す。これらの図から明らかなように、丸胴142の外周面における溶接部144の止端部位p1が最も高応力が作用する部位であり、p2の部位、p3の部位、p4の部位と順次応力が低下する。最高応力が集中する部位p1は極めて狭い部位ではあるが、強度的には最も脆弱な部位である。このように、狭い部位に応力が集中すると、溶接個所に亀裂が発生することになる等の不都合を生じることになる。
Here, FIG. 5 shows a welded portion between the round cylinder and the center frame that has been generally used. In the figure, 142 is a round cylinder, 113 is a center frame, and 144 is a welded portion. When a load is applied during the operation, the load is transmitted from the upper swing body 2 to the lower traveling body 1 via the
以上のことから、前述した応力集中の緩和を図るために、本発明においては、図7に示したように、丸胴42に断面が曲面形状となった円環状凹陥部45を設ける構成としている。この円環状凹陥部45は浅いものであるが、同図に一点鎖線で示した鉛直線に対して寸法D分だけ凹陥している。ここで、円環状凹陥部45は、丸胴42における溶接部44が形成されている側の面に形成されており、本実施の形態では、丸胴42の外周面に形成されている。円環状凹陥部45は断面が円弧形状となっており、丸胴42の全周に及んでいる。
From the above, in order to alleviate the above-described stress concentration, in the present invention, as shown in FIG. 7, the
従って、図5に示した構成にあっては、丸胴142からセンタフレーム113への荷重の伝達経路における応力分布が図6に示したものであったのに対して、図7に示したように、丸胴42に円環状凹陥部45を設けることによって、丸胴42の鉛直方向の壁面に形状変化部が生じることになり、また溶接部44のビード表面から見たときに、凹湾曲形状となっている分だけ、この溶接部44から丸胴42の表面への形状変化の度合が緩和される。これによって、鉛直状態の丸胴142では、狭い範囲ではあるが、著しく高い応力が作用する部位p1が存在していたのに対して、円環状凹陥部45を形成したことにより、図8に示したように、最も高い応力が作用する部位P1では、p1より応力が低くなる。その結果、溶接部44の溶接止端部位に亀裂が発生する等といった事態が発生することがなく、溶接部の耐久性が向上する。なお、図8に示したように、丸胴142の場合と同様、P2の部位、P3の部位、P4の部位というように順次応力が低下する。
Therefore, in the configuration shown in FIG. 5, the stress distribution in the load transmission path from the
今、図7に示したように、丸胴42から溶接部44を経てセンタフレーム13に至る荷重の伝達経路において、丸胴42に中心Oを有する半径Rの円弧状の円環状凹陥部45が形成されているとして、この円環状凹陥部45の最大深さ寸法をDとし、丸胴42の厚み寸法をTとしたときに、D≦1/10Tとする。Dが1/10Tを超えると、丸胴42の強度が低下するので、望ましくはない。
As shown in FIG. 7, in the load transmission path from the
しかも、溶接部44の外面の傾斜角をθとしたときに、円環状凹陥部45の円弧における下方側の始端部位での接線tは、傾斜角θの延長線と平行乃至平行に近い角度とするのが望ましい。そして、この円環状凹陥部45の始端部位と溶接部44の止端位置44aとを一致させるようにすると、溶接部44における応力集中をほぼ排除することができることになり、溶接部44の耐久性がさらに良好になる。ただし、溶接部44は丸胴42の全周に設けられることから、円環状凹陥部45の始端部位を溶接部44の止端部位の位置と全周にわたって一致させるように溶接するのは困難である。ここで、円環状凹陥部45の始端部位と溶接部44の溶接止端位置とがオーバーラップしていると、かえって応力の集中度合が大きくなり、溶接部44の損傷のおそれがより高くなる。そこで、溶接作業を容易に行うために、溶接ラインと円環状凹陥部45の始端位置との間に多少の間隔Bを空けるようにすることができる。この間隔Bは溶接部44の止端位置Pから1/10T以下の範囲になるように設定する。1/10Tを超えると、応力の分散効果が小さくなるので望ましくはない。
In addition, when the inclination angle of the outer surface of the welded
丸胴42に円環状凹陥部44を形成するのは、切削やレーザブレージング等の加工方法があるが、次のような加工方法により形成することができる。即ち、丸胴42は、図9に示したように、鋼板50を曲げ加工することにより形成されるが、このための加工装置としては、内側に2個の加圧ローラ51,51を所定の間隔だけ離した位置に配置し、外側には、両加圧ローラ51,51間の位置に1個の加圧ローラ52を配置する構成とする。これらの加圧ローラを回転駆動しながら、鋼板50の送りを行うことによって、鋼板50を円筒状に曲げるように加工される。そして、外側の加工ローラ52には、その中間位置に円環状の突条53を形成しておく。これによって、鋼板50を円筒状に曲成する加工を行う際に、同時に円環状凹陥部44が形成される。従って、鋼板50を曲げ加工して丸胴42を形成する工程で、同時に円環状凹陥部44が形成され、格別追加の工程を必要としない。
The
1 下部走行体 2 上部旋回体
3 旋回装置 10 トラックフレーム
12 サイドフレーム 13 センタフレーム
20 旋回フレーム 30 外輪
31 内輪 33 旋回輪ユニット
40 支持部材 41 支持板
42 丸胴 43,44 溶接部
45 円環状凹陥部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower traveling body 2
Claims (4)
前記丸胴と前記センタフレームとの間には、この丸胴の内外周の少なくとも一方側に対して、そのコーナ部に円環状の溶接ビードを有するようにして溶接するようになし、
前記溶接部の溶接ビードの前記丸胴側への溶接止端位置またはこの溶接止端位置より上部側の位置に断面が曲面形状となった円環状凹陥部を形成する
構成としたことを特徴とする建設機械のトラックフレーム。 An upper swing body is connected to the lower travel body via a swing device so as to be capable of swinging. The lower travel body includes a side frame provided with left and right travel means, a center frame connecting the two side frames, In a track frame of a construction machine, which is composed of a round cylinder interposed between a center frame and the turning device, and the circular cylinder is fixed to the center frame by welding means.
Between the round cylinder and the center frame, at least one side of the inner and outer circumferences of the round cylinder is welded so as to have an annular weld bead at the corner,
It is characterized in that an annular recess having a curved cross section is formed at a weld toe position of the weld bead of the weld part to the round body side or a position on the upper side from the weld toe position. Truck frame for construction machinery.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009133882A JP2010281067A (en) | 2009-06-03 | 2009-06-03 | Truck frame of construction machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009133882A JP2010281067A (en) | 2009-06-03 | 2009-06-03 | Truck frame of construction machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2010281067A true JP2010281067A (en) | 2010-12-16 |
Family
ID=43538032
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP2010281067A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20130134036A (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | Construction machine having grease vessel of assembly type |
-
2009
- 2009-06-03 JP JP2009133882A patent/JP2010281067A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20130134036A (en) * | 2012-05-30 | 2013-12-10 | 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 | Construction machine having grease vessel of assembly type |
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