JPH09111796A - Boom for hydraulic shovel - Google Patents

Boom for hydraulic shovel

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JPH09111796A
JPH09111796A JP29349695A JP29349695A JPH09111796A JP H09111796 A JPH09111796 A JP H09111796A JP 29349695 A JP29349695 A JP 29349695A JP 29349695 A JP29349695 A JP 29349695A JP H09111796 A JPH09111796 A JP H09111796A
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JP
Japan
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boom
bracket
plate
pair
plate members
Prior art date
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Pending
Application number
JP29349695A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Kobayashi
真人 小林
Hironori Yamaguchi
拓則 山口
Eiji Shinkotani
映次 新子谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the fatigue life of a bracket by forming a spacing between the ends at a hydraulic cylinder side and at opposite side of a pair of plate members of the bracket narrower than the interval of portions with holes for coupling hydraulic cylinders. SOLUTION: A pair of plate members 31 and 32 constituting a bracket are bent symmetrically at almost vertical lines A about a center line between the plate members almost at the middle of the plate members longitudinally, and end portions 31a and 32a at the opposite side of a position, where a hydraulic cylinder is arranged, are welded with a gap (d), which is narrower than the gap d0 where the hole 8 is provided. Then, the gap d0 is set in a range of 0.4-0.8 of the gap (d). Next, a force acting to a bucket during excavation is applied to a boom, and a compressive force and a tensile stress occurred at the boom are canceled each other by shifting the ends 31a and 32b of a pair of plate members where the maximum compressive stress occurs to a central portion in a boom width direction where the tensile stress becomes the maximum, and the fatigue life of the bracket can be improved by reducing this compressive stress.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は油圧シリンダンダを
連結するためのブラケットを備えた油圧ショベル用ブ−
ム、特にブラケットの疲労寿命を向上させた油圧ショベ
ル用ブ−ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic excavator boot having a bracket for connecting hydraulic cylinders.
The present invention relates to a boom for a hydraulic excavator having an improved fatigue life of a bracket, particularly a bracket.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、油圧ショベルは土木、建設工事等
で広く使用されている。この油圧ショベルは図5に示す
ように、操縦部11、原動機部12、走行装置13及
び、旋回台14を有する本体に、1組のブ−ム2とア−
ム3を駆動屈伸可能に連結し、前記ア−ム3の先端にバ
ケット9を駆動揺動可能に取り付けられた構成になって
いる。なお、ブ−ム2とア−ム3を、本発明では両方と
も油圧ショベル用ブ−ムと総称する。
2. Description of the Related Art Conventionally, hydraulic excavators have been widely used in civil engineering, construction work and the like. As shown in FIG. 5, this hydraulic excavator has a main body having a steering section 11, a prime mover section 12, a traveling unit 13, and a swivel base 14, and a set of booms 2 and an arm.
The arm 3 is connected so that it can bend and extend, and the bucket 9 is attached to the tip of the arm 3 so as to be able to drive and swing. Both the boom 2 and the arm 3 are collectively referred to as a boom for a hydraulic excavator in the present invention.

【0003】前記ブ−ム2、3には油圧シリンダ−7
a、7bが配設されており、ブ−ム3は油圧シリンダ−
7aによってブ−ム2に対して屈伸自在であり、バッケ
ト9は油圧シリンダ−7bによってブ−ム3に対して屈
伸自在である。この油圧シリンダ−7a、7bはブ−ム
2、3に沿って配設され、油圧シリンダ−7a、7bを
連結するためにブラッケト1が各ブ−ム2、3に備えら
れている。
A hydraulic cylinder 7 is provided in each of the booms 2 and 3.
a and 7b are provided, and the boom 3 is a hydraulic cylinder.
The bucket 7 can be bent and stretched with respect to the boom 3 by a hydraulic cylinder 7b. The hydraulic cylinders 7a and 7b are arranged along the booms 2 and 3, and a bracket 1 is provided in each of the booms 2 and 3 to connect the hydraulic cylinders 7a and 7b.

【0004】油圧ショベル用ブ−ム2、3の典型例をブ
−ム2を例にあげて図6により説明する。ブ−ム2は上
板4、下板5及び両側板6を組み合わせて断面が矩形に
なるように形成されており、全体としてくの字型になっ
ている。このブ−ム2の、上板の上に、本体に沿って配
設される油圧シリンダ7aを連結するためのブラケット
1が取付けらている。このブラケット1は図7に示すよ
うに、一対の板材21、22を等間隔で対向配置してな
り、この板材21、22には前記油圧シリンダ7aを連
結するための孔8が設けらている。なお、8aは必要に
応じて設けられるボスである。前記ブラケット1の板材
21、22は前記ブ−ムの上板4及び下板5のいずれか
に、板幅方向の中心に対して対称かつ平行に溶接される
ような構成になっている。前記ブラケット1は前記油圧
シリンダ7aをピンを介して孔8の部分で支持し、稼働
時に前記油圧シリンダ7aの推力を前記ブ−ム2に伝え
る機能を持つものである。
A typical example of the booms 2 and 3 for the hydraulic excavator will be described with reference to the boom 2 as an example with reference to FIG. The boom 2 is formed by combining the upper plate 4, the lower plate 5 and the both side plates 6 so as to have a rectangular cross section, and has a dogleg shape as a whole. A bracket 1 for connecting a hydraulic cylinder 7a arranged along the main body is mounted on the upper plate of the boom 2. As shown in FIG. 7, the bracket 1 has a pair of plate members 21 and 22 arranged facing each other at equal intervals, and the plate members 21 and 22 are provided with holes 8 for connecting the hydraulic cylinder 7a. . In addition, 8a is a boss provided as needed. The plate members 21 and 22 of the bracket 1 are configured to be welded to either the upper plate 4 or the lower plate 5 of the boom symmetrically and parallel to the center in the plate width direction. The bracket 1 has a function of supporting the hydraulic cylinder 7a at a portion of the hole 8 via a pin and transmitting the thrust of the hydraulic cylinder 7a to the boom 2 during operation.

【0005】油圧シリンダ7aの推力を受けると、ブラ
ケット1は油圧シリンダ7aを連結するための孔8を介
して、前記一対の板材21、22の溶接されているブ−
ム2の上板4に応力を伝達し、前記ブ−ム2に推力を伝
える機構になっている。掘削作業時に、前記油圧シリン
ダ7aの推力を受けると、前記一対の板材21、22が
溶接されている前記ブ−ム2の上板4は内側に曲げられ
変形が起こる。さらに、前記一対の板材21、22の端
が接する前記ブ−ム2の上板4に応力集中が生じる。特
に、前記油圧シリンダ7aが配置される側と反対側の端
21a、22aに高い圧縮応力が発生することが確認さ
れている。
When the bracket 1 receives the thrust force of the hydraulic cylinder 7a, the bracket 1 is welded to the pair of plate members 21 and 22 through a hole 8 for connecting the hydraulic cylinder 7a.
The mechanism is such that stress is transmitted to the upper plate 4 of the boom 2 and thrust is transmitted to the boom 2. When the thrust of the hydraulic cylinder 7a is received during excavation work, the upper plate 4 of the boom 2 to which the pair of plate members 21 and 22 are welded is bent inward and deformed. Further, stress concentration occurs on the upper plate 4 of the boom 2 where the ends of the pair of plate members 21 and 22 are in contact with each other. In particular, it has been confirmed that high compressive stress is generated at the ends 21a and 22a on the side opposite to the side where the hydraulic cylinder 7a is arranged.

【0006】油圧シリンダは繰り返し作動されるため、
ブ−ムの上板は繰り返し、変形し、応力集中のより高い
圧縮応力の発生するブラケット1の端21a、22aに
おける疲労強度の低下が問題となった。この疲労強度の
低下を防止するために、従来、以下のような対策が提案
されている。すなわち、(イ)ブラケット1の板材2
1、22の端21a、22a部を曲げて接合して環状に
した後溶接し、上板にかかる荷重を分散(実開昭63−
95754号)するものと(ロ)ブラケット1の板材2
1、22の取付位置をブ−ムの側板6、6の上に置き、
荷重を側板6、6で負担(実開昭58−63254号)
するものである。
Since the hydraulic cylinder is repeatedly operated,
The upper plate of the boom is repeatedly deformed, and the fatigue strength at the ends 21a and 22a of the bracket 1 where compressive stress with higher stress concentration occurs is reduced, which is a problem. In order to prevent this decrease in fatigue strength, the following measures have been conventionally proposed. That is, (a) the plate member 2 of the bracket 1
The ends 21a and 22a of Nos. 1 and 22 are bent and joined to form an annular shape and then welded to disperse the load applied to the upper plate.
No. 95754) and (b) Plate material 2 of bracket 1
Place the mounting positions of 1, 22 on the side plates 6, 6 of the boom,
The load is borne by the side plates 6 and 6 (Actual No. Sho 58-63254)
Is what you do.

【0007】(イ)の方法は、曲げて接合し環状にした
ブラケットの端により、油圧シリンダからの応力を分散
させるものである。(ロ)の方法はブラケットから上板
4又は下板5に作用する応力をブ−ムの側板6、6で負
担することができ、これにより、ブ−ムの上板4又は下
板5の応力集中を防止することが可能と考えられる。
In the method (a), the stress from the hydraulic cylinder is dispersed by the end of the bracket which is bent and joined to form an annular shape. In the method (b), the stress acting on the upper plate 4 or the lower plate 5 from the bracket can be borne by the side plates 6, 6 of the boom, whereby the upper plate 4 or the lower plate 5 of the boom can be loaded. It is considered possible to prevent stress concentration.

【0008】[0008]

【発明を解決しようとする課題】しかしながら、前記
(イ)のブラケット1の両端部を曲げて接合し、環状に
溶接するものも、ブラケット1の先端は環状に溶接され
ているため、また上板4がたわむことも考慮すると、上
板4の中央に対する応力集中が生じ、逆に疲労強度を低
下させる場合があるという問題点がある。さらに、ブラ
ケット1の形状が複雑になり加工及び溶接施工コストの
上昇は避けられない。また前記(ロ)のブラケット1の
板材21、22の位置をブ−ムの側板6、6の上に取り
付けるものはブ−ム幅と油圧シリンダ寸法との関係よ
り、ブラケット1の幅方向が異常に大きくなり実施でき
ない場合が予想される。
However, in the above-mentioned item (a) in which both ends of the bracket 1 are bent and joined and welded in an annular shape, the tip of the bracket 1 is also welded in an annular shape. In consideration of the bending of 4 as well, there is a problem that stress concentration occurs in the center of the upper plate 4 and conversely the fatigue strength may be reduced. Furthermore, the shape of the bracket 1 becomes complicated, and an increase in processing and welding construction costs cannot be avoided. Further, in the case of (B) where the plate members 21 and 22 of the bracket 1 are mounted on the side plates 6 and 6 of the boom, the width direction of the bracket 1 is abnormal due to the relationship between the boom width and the hydraulic cylinder size. It is expected that it will become too large to implement.

【0009】そこで、本発明は、ブラケットの形状を複
雑にせず、ブ−ム幅内に収まるブラケットであって、ブ
ラケットの端への応力集中の緩和を可能にする油圧ショ
ベル用ブ−ムを提供することを目的としたものである。
Therefore, the present invention provides a boom for a hydraulic excavator which does not complicate the shape of the bracket and fits within the width of the boom so that stress concentration at the end of the bracket can be relaxed. The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項1記載の発明は(A)上
板、下板及び両側板を組み合わせて断面が矩形になるよ
うに形成されたブ−ム2、3本体と、前記上板及び下板
のいずれかに溶接にて取り付けられ、前記ブ−ム2、3
本体に沿って配設される油圧シリンダ7a、7bを連結
するためのブラケット1とを備えてなり、このブラケッ
ト1は一対の板材31、32を対向配置してなり、この
板材31、32には前記油圧シリンダ7a、7bを連結
するための孔8が設けられてなる油圧ショベル用ブ−ム
2、3において、(B)前記一対の板材31、32は、
上板4、下板5のいずれかの幅方向の中心に対して対称
であって、前記側板6、6の上に乗らない程度に離して
取り付けられ、(C)前記一対の板材31、32の端の
うち、前記油圧シリンダ7a、7bが配置される側と反
対側の端31a、32aの間隔が、前記孔8が設けられ
た部分における間隔より狭くなるような形状に前記一対
の板材を形成した構造である。
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 of the present invention is characterized in that (A) an upper plate, a lower plate and both side plates are combined to form a rectangular cross section. The booms 2 and 3 formed on the upper and lower bodies are welded to one of the upper plate and the lower plate.
The bracket 1 for connecting the hydraulic cylinders 7a, 7b arranged along the main body is provided, and the bracket 1 has a pair of plate members 31, 32 arranged to face each other. In the hydraulic excavator booms 2 and 3 provided with the holes 8 for connecting the hydraulic cylinders 7a and 7b, (B) the pair of plate members 31 and 32 are
The upper plate 4 and the lower plate 5 are symmetrical with respect to the center in the width direction, and are attached so as to be spaced apart from each other so as not to ride on the side plates 6, 6, and (C) the pair of plate members 31, 32. The pair of plate members are formed in such a shape that the distance between the ends 31a, 32a on the side opposite to the side where the hydraulic cylinders 7a, 7b are arranged is smaller than the distance at the portion where the holes 8 are provided. It is the formed structure.

【0011】油圧ショベルの掘削作業時には、ブ−ム
2、3はその長手方向に曲げられ、上板4又は下板5が
外側に膨れる形で変形が起こる。この変形によって上板
4又は下板5の表面に引張応力が発生し、ブ−ム幅方向
の中央で最も大きくなる。この引張応力とブラケット1
の一対の板材31、32の端が上板4又は下板5に及ぼ
す圧縮応力と相殺される。この相殺を有効とするために
は前記板材の端をくっつけると圧縮応力の集中の方が勝
ってしまう。そのため、くっつけない程度に狭くするこ
とが有効である。
During excavation work of the hydraulic excavator, the booms 2 and 3 are bent in the longitudinal direction thereof, and the upper plate 4 or the lower plate 5 is deformed so as to bulge outward. Due to this deformation, a tensile stress is generated on the surface of the upper plate 4 or the lower plate 5, and becomes the largest at the center in the width direction of the boom. This tensile stress and bracket 1
The ends of the pair of plate members 31 and 32 are offset by the compressive stress exerted on the upper plate 4 or the lower plate 5. In order to make this offset effective, if the edges of the plate materials are attached, the concentration of compressive stress will be greater. Therefore, it is effective to make it narrow enough not to stick together.

【0012】また請求項2記載の発明は、請求項1記載
の発明の構成のうち、前記ブラケット1の一対の板材3
1、32の狭くなった端の間隔を前記孔8が設けられた
部分の前記板材31、32の間隔に対して、0.4〜
0.8の範囲内にあることを特徴としている。前記板材
31、32の狭くなった端31a、32aの間隔が前記
条件を満足することによって、板材の端の応力と上板又
は下板の引張応力との相殺により約1割の応力低下が期
待できる。
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect of the invention, the pair of plate members 3 of the bracket 1 are provided.
The distance between the narrowed ends of 1, 32 is 0.4 to the distance between the plate materials 31, 32 in the portion where the hole 8 is provided.
It is characterized by being in the range of 0.8. When the space between the narrowed ends 31a and 32a of the plate materials 31 and 32 satisfies the above condition, the stress at the edge of the plate material and the tensile stress of the upper plate or the lower plate are offset, and a stress reduction of about 10% is expected. it can.

【0013】また請求項3記載の発明は、請求項1又は
2記載の発明の構成のうち、前記ブラケット1の一対の
板材31、32の前記孔1から前記油圧シリンダ7aが
配設される側と反対側の端31a、32aまでの適所で
前記上板4又は下板5を中に向かって折り曲げられて、
狭くなった前記端が形成されることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the configuration according to the first or second aspect of the invention, the side where the hydraulic cylinder 7a is disposed from the hole 1 of the pair of plate members 31 and 32 of the bracket 1. Bend the upper plate 4 or the lower plate 5 inward at appropriate positions up to the ends 31a, 32a on the opposite side,
It is characterized in that the narrowed end is formed.

【0014】前記ブラケット1の一対の板材31、32
を中に向かって折り曲げて、狭くなったブラケットの端
31a、32aを成形することにより、前記ブラケット
1の形状を複雑にせず、発生する応力を低減することが
可能となる。
A pair of plate members 31, 32 of the bracket 1
It is possible to reduce the generated stress by not bending the shape of the bracket 1 and making the ends 31a and 32a of the bracket that are narrowed by bending inward.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示例と
ともに説明する。図1は油圧ショベル用ブ−ムに配設さ
れたブラケットの概略図、図2は油圧ショベル用ブ−ム
に配設された別のブラケットの概略図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to illustrated examples. FIG. 1 is a schematic view of a bracket arranged in a boom for a hydraulic excavator, and FIG. 2 is a schematic view of another bracket arranged in a boom for a hydraulic excavator.

【0016】なお、図5及び図6で説明した油圧ショベ
ル及びブ−ムは本発明と同様であるため、その説明を省
略する。図1において、図7と異なる点はブラケットを
構成する一対の板材31、32の長手方向中程の縦線A
でお互いに内側に対称になるように折り曲げ、孔8が設
けられる部分の間隔;d0 より狭い間隔;dで油圧シリ
ンダ7aが配置され側と反対側の端31a、32aを溶
接されるような構成にしている。図2において図7と異
なる点はブラケットを構成する板材31、32において
油圧シリンダを連結する孔8が設けられた部分31c、
32cの間隔はd0 のままで、一対の板材の残りの部分
はブ−ム2の幅方向中央寄りに取り付けられる。ブラン
ケット1の一対の板材31、32のシリンダ側の端31
b、32bとシリンダと反対側の端31a、32aの間
隔;dは孔8が設けられた部分31c、32cの間隔;
0 より狭く溶接されるような構成にしている。
Since the hydraulic excavator and the boom described with reference to FIGS. 5 and 6 are the same as those of the present invention, the description thereof will be omitted. 1 is different from FIG. 7 in that the vertical line A in the middle of the longitudinal direction of the pair of plate members 31 and 32 forming the bracket.
Are bent symmetrically inward with respect to each other, and the distance between the portions where the holes 8 are provided; the distance narrower than d 0 ; the ends 31a and 32a opposite to the side where the hydraulic cylinder 7a is arranged at d are welded. It is configured. 2 is different from FIG. 7 in that the plate members 31 and 32 forming the bracket are provided with the holes 8 for connecting the hydraulic cylinders 31c,
The spacing of 32c remains d 0 , and the remaining portions of the pair of plate members are attached near the center of the boom 2 in the width direction. Cylinder side end 31 of the pair of plate members 31, 32 of the blanket 1
b, 32b and the distance between the ends 31a, 32a on the opposite side of the cylinder; d is the distance between the portions 31c, 32c provided with the holes 8;
It is configured to be welded narrower than d 0 .

【0017】つぎに図1、図2のブ−ムの作動を説明す
る。ブ−ム2は掘削時にバケット9に作用する力がブ−
ム2に加わり、前記ブ−ム2はたわみ、前記ブ−ム2の
矩形断面が、側板6では中央がへこみ、上板4、下板5
では中央が出っぱる変形が発生する。この結果、前記ブ
−ム2の上板4の表側には引張応力が生じ、その最大応
力の発生場所は前記ブ−ム2の幅方向の中央部である。
一方、稼働時に油圧シリンダ7aから前記ブ−ム2へ働
く推力は圧縮応力であり、油圧シリンダ7aが配置され
側と反対側のブラケット1の一対の板材の端31a、3
2aに応力が集中することを述べた。
Next, the operation of the boom shown in FIGS. 1 and 2 will be described. The boom 2 exerts a force on the bucket 9 during excavation.
In addition to the boom 2, the boom 2 is bent, the rectangular cross section of the boom 2 is dented in the center of the side plate 6, and the upper plate 4 and the lower plate 5 are formed.
Then, the deformation that the center protrudes occurs. As a result, a tensile stress is generated on the front side of the upper plate 4 of the boom 2, and the place where the maximum stress is generated is the central portion in the width direction of the boom 2.
On the other hand, the thrust acting from the hydraulic cylinder 7a to the boom 2 during operation is compressive stress, and the ends 31a, 3a of the pair of plate members of the bracket 1 on the side opposite to the side on which the hydraulic cylinder 7a is arranged.
It was stated that stress concentrates on 2a.

【0018】最大の圧縮応力の生ずる油圧シリンダ7a
が配置される側と反対側のブラケット1の一対の板材の
端31a、32aを、引張応力が最大となるブ−ム幅方
向の中央部に移動させることにより、圧縮応力とブ−ム
に生ずる引張応力とを相殺させることが可能となる。図
1や図2のように、ブラケット1の一対の板材31、3
2の端のうち、油圧シリンダ7aが配置される側と反対
側の端31a、32aの間隔;dが、油圧シリンダ7a
を連結するためのブラケットに設けられた孔8の配置さ
れた部分における間隔;d0 より狭くなるように配設す
る。油圧ショベルの掘削作業時にブ−ム2の上板4又は
下板5の表側に引張応力が発生し、ブラケット1の一対
の板材の端31a、32aが上板又は下板に及ぼす圧縮
応力を相殺して、この圧縮応力を低減する。さらに、ブ
ラケット1の一対の板材の端31a、32aをブ−ム2
の板幅方向の中央部に近づけて行くと、上板4又は下板
5に及ぼす圧縮応力はさらに低減するが、一方、応力集
中が大きくなり、圧縮応力の低減効果が少なくなる。最
後に、くっつけると応力集中が最大となり、逆に、ブラ
ケット1の一対の板材の端31a、32aが上板4又は
下板5に及ぼす圧縮応力を増加させる。
Hydraulic cylinder 7a which produces the maximum compressive stress
The compressive stress and the boom are generated by moving the ends 31a, 32a of the pair of plate materials of the bracket 1 on the side opposite to the side where the is arranged to the central portion in the boom width direction where the tensile stress is maximum. It is possible to cancel the tensile stress. As shown in FIGS. 1 and 2, the pair of plate members 31, 3 of the bracket 1
Of the two ends, the distance between the ends 31a and 32a on the side opposite to the side on which the hydraulic cylinder 7a is arranged; d is the hydraulic cylinder 7a.
Are arranged so as to be narrower than the distance; d 0 at the portion where the holes 8 provided in the bracket for connecting the are connected. Tensile stress is generated on the front side of the upper plate 4 or the lower plate 5 of the boom 2 during excavation work of the hydraulic excavator, and the compressive stress exerted by the ends 31a, 32a of the pair of plate members of the bracket 1 on the upper plate or the lower plate is offset. Then, this compressive stress is reduced. Further, the ends 31a and 32a of the pair of plate members of the bracket 1 are attached to the boom 2
When approaching the central portion in the plate width direction, the compressive stress exerted on the upper plate 4 or the lower plate 5 is further reduced, but on the other hand, the stress concentration increases and the effect of reducing the compressive stress decreases. Finally, the sticking maximizes the stress concentration, and conversely increases the compressive stress exerted on the upper plate 4 or the lower plate 5 by the ends 31a and 32a of the pair of plate members of the bracket 1.

【0019】図1のように、ブラケット1の一対の板材
31、32を中に向かって折り曲げて、狭くなった前記
ブラケット1の端31a、32aを成形することによ
り、前記ブラケット1の形状を複雑にせず、発生する応
力を低減することが出来、疲労寿命を向上さることが可
能となる。又、図2のように、ブラケット1の一対の板
材31、32の両端をブ−ム2の幅方向中央よりに配設
することにより、両端に発生する応力を低減することが
出来、疲労寿命をさらに向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 1, a pair of plate members 31 and 32 of the bracket 1 are bent inward to form the narrowed ends 31a and 32a of the bracket 1 so that the shape of the bracket 1 is complicated. It is possible to reduce the generated stress without increasing the stress and improve the fatigue life. Further, as shown in FIG. 2, by disposing both ends of the pair of plate members 31 and 32 of the bracket 1 from the center in the width direction of the boom 2, it is possible to reduce the stress generated at both ends and to reduce the fatigue life. Can be further improved.

【0020】なお、以上の実施形態ではブ−ムとして油
圧ショベルに本体側のブ−ム2の場合を説明したがブ−
ム3にも適用可能である。油圧シリンダが上板でなく下
板に取り付けられる場合もあり、この場合も本発明は適
用できる。
In the above embodiment, the boom 2 on the main body side of the hydraulic excavator is used as the boom.
It can also be applied to program 3. The hydraulic cylinder may be attached to the lower plate instead of the upper plate, and the present invention can be applied to this case as well.

【0021】[0021]

【実施例】20トンクラスでの油圧ショベルでの図1の
ブ−ムを用いた場合の具体的な実施例を以下に説明す
る。ブラケットの板材の長さは1140mm、厚さは2
5mm、シリンダが配設される孔が設けられている部分
の間隔;d0 は180mmで、板材の孔からシリンダが
配設される側と反対側の端までの長さは750mmであ
る。なお、ブ−ムの上板の幅は370mmである。板材
の孔からシリンダが配設される側と反対側の端方向に3
00mmの部分をブ−ムの上板の中に向かって折り曲
げ、前記ブラケットの端の間隔;dを120mmになる
ように溶接した。なお、このブラケットの端に発生する
応力は、図7に示す同形状のブラケットの端に発生する
応力に比べて、30%低減することを実測した。
EXAMPLE A specific example of using the boom of FIG. 1 in a hydraulic excavator of a 20-ton class will be described below. Bracket plate length is 1140mm, thickness is 2
5 mm, the distance between the portions in which the holes in which the cylinders are provided are provided; d 0 is 180 mm, and the length from the holes in the plate material to the end on the opposite side to the side in which the cylinders are arranged is 750 mm. The width of the upper plate of the boom is 370 mm. 3 from the hole of the plate to the end opposite to the side where the cylinder is installed.
The 00 mm portion was bent toward the upper plate of the boom and welded so that the distance d between the ends of the bracket was 120 mm. In addition, it was actually measured that the stress generated at the end of the bracket was reduced by 30% as compared with the stress generated at the end of the bracket having the same shape shown in FIG. 7.

【0022】また図2に示すように、予め2枚のブラケ
ットをブ−ムの幅方向の中央よりにブ−ムの下板に配置
したものも、前記ブラケットの端に発生する応力を低減
することが出来た。また、いずれの本実施例で使用した
油圧シリンダもブラケットの位置をブ−ムの側板の上に
取り付けるのは困難であった。
Also, as shown in FIG. 2, in the case where two brackets are arranged in advance on the lower plate of the boom from the center in the width direction of the boom, the stress generated at the end of the bracket is reduced. I was able to do it. Further, in any of the hydraulic cylinders used in any of the embodiments, it was difficult to mount the bracket on the side plate of the boom.

【0023】さらに、ブラケットの一対の板材の端のう
ち、前記シリンダが配置される側と反対側の端の間隔;
dが、前記孔が設けられた部分における間隔;d0 より
狭くなるような形状にすることにより、発生する応力を
低減することを有限要素法により検討した。ブラケット
の端に発生する応力におよぼすブラケット間隔の影響を
図3に示す。なお、計算は図8に示す油圧ショベル用ブ
−ムのモデルを用いて、有限要素法による実働掘削条件
の解析を行った。
Further, among the ends of the pair of plate members of the bracket, the distance between the ends on the side opposite to the side on which the cylinder is arranged;
It was examined by the finite element method that the generated stress is reduced by making the shape such that d is narrower than the distance d 0 in the portion where the holes are provided. Figure 3 shows the effect of bracket spacing on the stress generated at the bracket ends. For the calculation, the model of the hydraulic excavator boom shown in FIG. 8 was used to analyze the actual excavation conditions by the finite element method.

【0024】この結果より、従来提案されている前記
(ハ)のブラケット両端部を曲げて接合し、環状に溶接
する方法での、環状に溶接されたブラケットの先端の応
力は低減しないことが判明した。すなわち、ブラケット
の先端を合わせることはブラケットの先端への応力集中
が生じることになる。場合によれば、応力が増加するこ
とも考えられる。
From these results, it has been found that the stress at the tip of the annularly welded bracket is not reduced by the method of bending and joining both ends of the bracket of the above-mentioned (c), which is welded in an annular shape. did. That is, when the ends of the brackets are aligned, stress concentration occurs on the ends of the brackets. In some cases, stress may increase.

【0025】図3に示すように、ブラケットの端の間
隔;dをシリンダを連結するための孔が設けられた部分
の間隔;d0 に対して、0.4〜0.8の範囲内では、
シリンダが配置される側と反対側のブラケットの端の応
力は10%以上低減されることが判明した。図4に示
す、疲労設計指針・同解説(日本鋼構造協会編、199
3年発行、p33)のS−N線図により、この応力の1
0%の低下により、疲労寿命は約2倍に増加することが
推定され、疲労寿命改善が著しい事が判明した。ブラケ
ットの端の間隔を狭くすることにより、前記ブラケット
の端に発生する応力を低減することが出来、疲労寿命が
向上が図れることを確認できた。
As shown in FIG. 3, the distance between the ends of the bracket; the distance between the portions where holes for connecting the cylinders d are provided; d 0 within the range of 0.4 to 0.8 ,
It has been found that the stress at the end of the bracket opposite the side where the cylinder is located is reduced by more than 10%. Fatigue design guideline / commentary shown in Fig. 4 (edited by Japan Steel Structure Association, 199)
3 years, p33) SN diagram
It was estimated that the fatigue life was increased by about 2 times by the decrease of 0%, and it was found that the fatigue life was significantly improved. It was confirmed that the stress generated at the end of the bracket can be reduced and the fatigue life can be improved by narrowing the interval between the ends of the bracket.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明のうち請求項1、2のものは、油
圧ショベル用ブ−ムにおいて、前記ブ−ムに配置される
ブラケットの一対の板材は、上板、下板のいずれかの幅
方向の中心に対して対称であって、側板の上に乗らない
程度に離して取り付けられ、前記ブラケットの端の間隔
が前記ブラケットの一対の板材の端のうち、シリンダが
配置される側と反対側の端の間隔が、前記シリンダを連
結するための孔が設けられた前記板材の部分における間
隔より狭くなるような形状にする。具体的には、前記板
材の狭くなった端の間隔が前記孔が設けられた部分の前
記板材の間隔に対して、0.4〜0.8になるように、
前記一対の板材を形成されている構成である。これによ
り、油圧ショベルの稼働中に、シリンダが配置される側
と反対側のブラケットの端に発生する圧縮応力と上板又
は下板の引張応力とを相殺させることになり、前記ブラ
ケットの疲労寿命が向上する。
According to the first and second aspects of the present invention, in the boom for a hydraulic excavator, the pair of plate members of the bracket arranged in the boom is either an upper plate or a lower plate. The brackets are symmetric with respect to the center in the width direction and are attached so as not to ride on the side plate, and the distance between the ends of the bracket is the side of the pair of plate members of the bracket on which the cylinder is arranged. The distance between the ends on the opposite side is set to be narrower than the distance in the portion of the plate member provided with the hole for connecting the cylinders. Specifically, the distance between the narrowed ends of the plate material is 0.4 to 0.8 with respect to the distance between the plate materials in the portion where the holes are provided,
It is a configuration in which the pair of plate members are formed. As a result, during the operation of the hydraulic excavator, the compressive stress generated at the end of the bracket on the side opposite to the side where the cylinder is arranged and the tensile stress of the upper plate or the lower plate are canceled out, and the fatigue life of the bracket. Is improved.

【0027】請求項2記載の発明では、ブランケットを
構成する一対の板材を単に折り曲げるだけであるので、
製造コストの上昇はわずかで済むという効果がある。
According to the second aspect of the invention, since the pair of plate members constituting the blanket are simply bent,
The effect is that the increase in manufacturing cost will be small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の油圧ショベル用ブ−ムに配設されたブ
ラケットの概略図である。
FIG. 1 is a schematic view of a bracket arranged in a boom for a hydraulic excavator according to the present invention.

【図2】本発明の油圧ショベル用ブ−ムに配設された別
のブラケットの概略図である。
FIG. 2 is a schematic view of another bracket arranged in the boom for a hydraulic excavator of the present invention.

【図3】ブラケットの端に発生する応力におよぼすブラ
ケット間隔の影響を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an influence of a bracket interval on a stress generated at an end of the bracket.

【図4】鋼構造物のS−N線図である。FIG. 4 is an SN diagram of a steel structure.

【図5】油圧ショベルの全体図である。FIG. 5 is an overall view of a hydraulic excavator.

【図6】油圧ショベル用ブ−ムの側面及び上面図であ
る。
FIG. 6 is a side view and a top view of a boom for a hydraulic excavator.

【図7】従来例を示すものであり、油圧ショベル用ブ−
ムに配設されたブラケットの概略図である。
[Fig. 7] Fig. 7 shows a conventional example, and is a hydraulic excavator boom.
FIG. 3 is a schematic view of a bracket arranged on the frame.

【図8】有限要素法により解析した油圧ショベル用ブ−
ムのモデル図である。
FIG. 8: A hydraulic excavator boom analyzed by the finite element method.
FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ブラケット 2 ブ−ム 3 ブ−ム(ア−ム) 4 ブ−ムの上板 5 ブ−ムの下板 6 ブ−ムの側板 7a 油圧シリンダ 7b 油圧シリンダ 8 油圧シリンダを連結するためのブラケットに設けら
れた穴 8a ブラケットに設けられた穴のボス 9 バケット 11 操縦部 12 原動機部 13 走向装置 14 旋回台 21 ブラケットの一対の板材 22 ブラケットの一対の板材 31 本発明のブラケットの一対の板材 32 本発明のブラケットの一対の板材 d0 シリンダを連結するための孔が設けられた部分の
間隔 d シリンダが配置される側と反対側のブラケットの間
1 bracket 2 boom 3 boom (arm) 4 upper plate of boom 5 lower plate of boom 6 side plate of boom 7a hydraulic cylinder 7b hydraulic cylinder 8 bracket for connecting hydraulic cylinders Hole 8a provided in the bracket 8 boss of a hole provided in the bracket 9 bucket 11 control section 12 motor section 13 strike device 14 swivel base 21 pair of plate members of bracket 22 pair of plate members of bracket 31 pair of plate members of the bracket of the present invention 32 A pair of plate materials of the bracket of the present invention d 0 Interval of portions provided with holes for connecting cylinders d Interval of brackets on the side opposite to the side where the cylinders are arranged

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上板、下板及び両側板を組み合わせて断
面が矩形になるように形成されたブ−ム本体と、 前記上板及び下板のいずれかに溶接にて取り付けられ、
前記ブ−ム本体に沿って配設される油圧シリンダを連結
するためのブラケットとを備えてなり、 このブラケットは一対の板材を対向配置してなり、この
板材には前記油圧シリンダを連結するための孔が設けら
れてなる油圧ショベル用ブ−ムにおいて、 前記一対の板材は、上板、下板のいずれかの幅方向の中
心に対して対称であって、前記側板の上に乗らない程度
に離して取り付けられ、 前記一対の板材の端のうち、前記油圧シリンダが配置さ
れる側と反対側の端の間隔が、前記孔が設けられた部分
における間隔より狭くなるような形状に前記一対の板材
を形成したことを特徴とする油圧ショベル用ブ−ム。
1. A boom main body formed by combining an upper plate, a lower plate and both side plates so as to have a rectangular cross section, and attached to either of the upper plate and the lower plate by welding.
A bracket for connecting the hydraulic cylinders arranged along the boom body, the brackets having a pair of plate members arranged opposite to each other, for connecting the hydraulic cylinders to the plate members. In the boom for a hydraulic excavator provided with the holes, the pair of plate members are symmetrical with respect to the center of either the upper plate or the lower plate in the width direction and do not ride on the side plate. Of the pair of plate members, the pair of plate members having a shape in which the distance between the ends on the side opposite to the side where the hydraulic cylinder is arranged is narrower than the distance in the portion where the holes are provided. A boom for a hydraulic excavator, which is characterized in that a plate material of is formed.
【請求項2】 前記板材の狭くなった端の間隔が前記孔
が設けられた部分の前記一対の板材の間隔に対して、
0.4〜0.8の範囲内にあることを特徴とする請求項
1記載の油圧ショベル用ブ−ム。
2. The distance between the narrowed ends of the plate members is the distance between the pair of plate members in the portion where the holes are provided,
The boom for a hydraulic excavator according to claim 1, wherein the boom is in the range of 0.4 to 0.8.
【請求項3】 前記一対の板材の前記孔から前記油圧シ
リンダが配設される側と反対側の端までの適所で前記上
板、下板の中に向かって折り曲げられて、狭くなった前
記端が形成されることを特徴とする請求項1又は請求項
2記載の油圧ショベル用ブ−ム。
3. The sheet is narrowed by being bent toward the inside of the upper plate and the lower plate at a proper position from the hole of the pair of plate members to the end opposite to the side where the hydraulic cylinder is arranged. The boom for a hydraulic excavator according to claim 1 or 2, wherein an end is formed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103953084A (en) * 2014-04-14 2014-07-30 上海三一重机有限公司 Lug plate structure with equal and colinear stress, and engineering machine
CN109141849A (en) * 2018-08-06 2019-01-04 上海理工大学 A method of improving boom structure fatigue life

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