KR200187218Y1

KR200187218Y1 - 용접 구조물

Info

Publication number: KR200187218Y1
Application number: KR2019990029781U
Authority: KR
Inventors: 이경래
Original assignee: 대우중공업주식회사
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2000-07-01

Abstract

본 고안은 용접 구조물에 관한 것으로, 상판(1)과 하판(2), 한 쌍의 측판(3)으로 이루어진 사각형상의 중공부재(4)와, 상기 중공부재(4)의 양 측판(3)을 관통하여 용접결합된 핀홀(5)이 구비된 굴삭기용 붐과 아암의 보스(6)로 용접 구조물이 이루어지되, 상기 보스(6)는 소정의 두께(T)를 가지는 환형의 플랜지부(6a)와, 상기 플랜지부(6a)에 반경방향으로 연장되며 상기 측판(3)의 일측면과 면접촉하는 원형 결합부(6b)와, 상기 플랜지부(6a)의 외주면에 형성되어 상기 측판(3)의 선단부와 맞닿는 선단 용접부(6c)로 이루어지고, 상기 측판(3)은 소정의 두께(t)를 가지며 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 맞닿는 선단부에는 결합 용접부(3a)를 형성한 것과, 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 상기 측판(3)의 결합 용접부(3a)는 서로 용접 접합하되 상기 플랜지부(6a)의 두께(T) 중심선(c')이 상기 측판(3)의 두께(t) 중심선(c) 보다 적어도 바깥쪽에 위치한 구조로 되어, 하중에 의한 보스 선단 용접부의 피로 강도를 개선함으로써 그 수명을 향상시킬 수 있고, 또한 굴삭기의 붐과 아암의 내구성이 증대되어 파손이 최소화됨으로써 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

용접 구조물{A part of a welding structure}

본 고안은 굴삭기 등의 붐과 아암의 내부구조를 이루는 용접 구조물에 관한 것으로, 특히 보스의 루트부에 집중되는 응력을 분산시킴으로써 붐과 아암의 내부강도를 증대시킬 수 있도록 한 굴삭기용 붐과 아암의 보스에 적용되는 용접 구조물에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기는 일명 포오크 레인이라고 불리어지는 중장비의 하나로서, 유압을 이용하여 배수로 묻기, 파이프 묻기, 건물기초 바닥파기, 토사적재 등 다양한 작업을 효과적으로 할 수 있도록 된 것이다.

상기의 굴삭기는 하부 주행체와 상부 선회체로 이루어져, 상기 상부 선회체의 전방부에 일정각도로 절곡된 붐이 설치되며, 상기 붐의 선단에는 실린더에 의해 회동가능하게 작동되는 아암이 설치되고, 상기 아암의 선단에는 토사나 암석을 직접 채굴하게 되는 버킷이 회동가능하게 설치된 구조이다.

여기서, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 상기 붐(101)과 아암은, 작업 특성에 맞게 일정각도로 절곡된 상태를 유지하면서 단일품으로 형성되고, 하중을 받게되는 중앙부의 내측은 수직방향으로 다수의 보스가 용접결합된 상태로 지지하도록 된 것이다.

즉, 상기 보스는 도 3에 도시된 바와 같이, 일정두께를 가지면서 설치되는 판형의 숫 보스(102)와 이 숫 보스(102)를 상단의 결합부(103a)를 통해 수용하면서 용접에 의해 부착되는 암 보스(103)로 이루어진 구조이다.

그런데, 상기 보스(102,103)는 도 4에 도시된 바와 같이, 숫 보스(102)의 중심선(c) 내측에 일정간격을 두고 암 보스(103)의 중심선(c')이 나타나도록 접합되기 때문에 하중이 작용할 경우 좌굴에 의해 용접부의 루트부(104)가 벌어짐으로써 이 루트부(104)에 응력이 집중되고, 이에 따라 상기 보스(102,103)가 외측으로 볼록하게 휘어짐으로써 붐(101)과 아암이 쉽게 파손되는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 붐과 아암의 내측에서 결합되는 보스의 결합형태를 변형함으로써 보스의 루트부에 가해지는 응력집중을 감소시켜 용접부의 강성을 증대시킬 수 있도록 한 용접 구조물를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 상판과 하판, 한 쌍의 측판으로 이루어진 사각형상의 중공부재와, 상기 중공부재의 양 측판을 관통하여 용접결합된 핀홀이 구비된 굴삭기용 붐과 아암의 보스로 이루어진 용접 구조물에 있어서, 상기 보스는 소정의 두께를 가지는 환형의 플랜지부와, 상기 플랜지부에 반경방향으로 연장되며 상기 측판의 일측면과 면접촉하는 원형 결합부와, 상기 플랜지부의 외주면에 형성되어 상기 측판의 선단부와 맞닿는 선단 용접부로 이루어지고, 상기 측판은 소정의 두께를 가지며 상기 플랜지부의 선단 용접부와 맞닿는 선단부에는 결합 용접부를 형성한 것과, 상기 플랜지부의 선단 용접부와 상기 측판의 결합 용접부는 서로 용접 접합하되 상기 플랜지부의 두께 중심선이 상기 측판의 두께 중심선 보다 적어도 바깥쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 구조이다.

따라서, 보스의 결합부인 플랜지부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있게 되어, 하중에 의한 보스 선단 용접부의 피로 강도를 개선함으로써 그 수명을 향상시킬 수 있고, 또한 굴삭기의 붐과 아암의 내구성이 증대되어 파손이 최소화됨으로써 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

도 1은 일반적인 굴삭기의 붐 형상을 나타낸 개략도,

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절개하여 나타낸 단면도,

도 3은 도 2의 B부를 확대하여 나타낸 단면도,

도 4는 종래의 기술에 따른 굴삭기용 붐과 아암의 보스가 좌굴되는 상태를 나타낸 상태도,

도 5는 본 고안에 따른 용접 구조물를 나타낸 단면도,

도 6은 도 5의 A부를 확대하여 나타낸 단면도,

도 7은 본 고안에 따른 굴삭기용 붐과 아암의 보스가 좌굴되는 상태를 나타낸 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 상판 2 : 하판

3 : 측판 3a : 결합 용접부

4 : 중공부재 5 : 핀홀

6 : 보스 6a : 플랜지부

6b : 원형 결합부 6c : 선단 용접부

T, t : 두께 c, c' : 중심선

p, p' : 하중 작용중심점 L : 간극

이하 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 고안에 따른 용접 구조물를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 A부를 확대하여 도시한 단면도이며, 도 7은 본 고안에 따른 굴삭기용 붐과 아암의 보스가 좌굴되는 상태를 도시한 상태도이다.

상기한 도면들에 의해 본 고안의 구조를 설명하면, 상판(1)과 하판(2), 한 쌍의 측판(3)으로 이루어진 사각형상의 중공부재(4)와, 상기 중공부재(4)의 양 측판(3)을 관통하여 용접결합된 핀홀(5)이 구비된 굴삭기용 붐과 아암의 보스(6)로 용접 구조물이 이루어지되, 상기 보스(6)는 소정의 두께(T)를 가지는 환형의 플랜지부(6a)와, 상기 플랜지부(6a)에 반경방향으로 연장되며 상기 측판(3)의 일측면과 면접촉하는 원형 결합부(6b)와, 상기 플랜지부(6a)의 외주면에 형성되어 상기 측판(3)의 선단부와 맞닿는 선단 용접부(6c)로 이루어지고, 상기 측판(3)은 소정의 두께(t)를 가지며 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 맞닿는 선단부에는 결합 용접부(3a)를 형성한 것과, 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 상기 측판(3)의 결합 용접부(3a)는 서로 용접 접합하되 상기 플랜지부(6a)의 두께(T) 중심선(c')이 상기 측판(3)의 두께(t) 중심선(c) 보다 적어도 바깥쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 구조이다.

여기서, 상기의 구조로 이루어진 용접 구조물은 그 접합부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있도록 된 것에 그 특징이 있는 바, 우선 상기 붐(1)이나 아암의 내측을 지지하도록 된 측판(3)과 보스(6)가 용접에 의해 접합되되, 상기 보스(6)의 플랜지부(6a)에 형성된 선단 용접부(6c)와 상기 측판(3)의 결합 용접부(3a)는 플랜지부(6a)의 두께(T) 중심선(c')이 상기 측판(3)의 두께(t) 중심선(c) 보다 적어도 바깥쪽에 위치할 수 있도록 보스(6)의 형상의 변형시키도록 된 것이다.

즉, 상기 플랜지부(6a)의 두께(T) 중심선(c')이 측판(3)의 두께(t) 중심선(c)과 거의 일치할 수 있도록 상기 보스(6)가 절곡형성되어, 상기 측판(3)의 하중 작용중심점(p)과 보스(6)의 하중 작용중심점(p')이 각각의 중심선(c,c')을 통해 일치되게 이어지거나 혹은 보스(6)의 하중 작용중심점(p')이 측판(3)의 하중 작용중심점(p) 바깥쪽에 나타날 수 있도록 된 것이다.

다시말하자면, 상기 측판(3)에 접합되는 보스(6)의 하부형상 및 용접부의 형상을 중심선(c')이 측판(3)의 중심선(c)과 일치되거나 그 바깥쪽에 형성될 수 있도록하여, 작업시 하중에 의한 응력집중을 분산시킬 수 있도록 된 것이다.

한편, 상기 보스(6)의 두께(T) 중심선(c')이 측판(3)의 내측에 위치함으로써 생겨나는 간극(L)에 의해 작업시 붐이나 아암에 하중이 발생되면서 모멘트가 발생하게 되고, 이 때 상기 측판(3) 내측으로 완만하게 좌굴되기 때문에 용접에 의해 접합된 용접부의 응력이 분산되어 용접부가 피로강도에 의해 파손되는 것이 방지되는 것이다.

그리고, 바람직하게는 상기 측판(3)의 두께(t) 중심선(c)과 보스(6)의 두께(T) 중심선(c')이 일치되는 것이 응력을 분산시키는데 최적이지만, 그렇지 않은 경우에는 상기 간극(L)이 0-20㎜ 범위에 있어야 되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 붐과 아암에 가해지는 하중을 지지할 수 있도록 된 측판(3)과 보스(6)에 강성을 줌으로써 용접 접합부에 생성되는 응력의 집중을 막아줄 수 있도록 된 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 용접 구조물에 의하면, 보스의 결합부인 플랜지부에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있게 되어, 하중에 의한 보스 선단 용접부의 피로 강도를 개선함으로써 그 수명을 향상시킬 수 있고, 또한 굴삭기의 붐과 아암의 내구성이 증대되어 파손이 최소화됨으로써 작업성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

상판(1)과 하판(2), 한 쌍의 측판(3)으로 이루어진 사각형상의 중공부재(4)와, 상기 중공부재(4)의 양 측판(3)을 관통하여 용접결합된 핀홀(5)이 구비된 굴삭기용 붐과 아암의 보스(6)로 이루어진 용접 구조물에 있어서,

상기 보스(6)는 소정의 두께(T)를 가지는 환형의 플랜지부(6a)와, 상기 플랜지부(6a)에 반경방향으로 연장되며 상기 측판(3)의 일측면과 면접촉하는 원형 결합부(6b)와, 상기 플랜지부(6a)의 외주면에 형성되어 상기 측판(3)의 선단부와 맞닿는 선단 용접부(6c)로 이루어지고, 상기 측판(3)은 소정의 두께(t)를 가지며 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 맞닿는 선단부에는 결합 용접부(3a)를 형성한 것과, 상기 플랜지부(6a)의 선단 용접부(6c)와 상기 측판(3)의 결합 용접부(3a)는 서로 용접 접합하되 상기 플랜지부(6a)의 두께(T) 중심선(c')이 상기 측판(3)의 두께(t) 중심선(c) 보다 적어도 바깥쪽에 위치한 것을 특징으로 하는 용접 구조물.