KR20070012998A - 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지상부프레임 및 그 제작방법 - Google Patents

용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지상부프레임 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 건설장비가 전복되거나 외부에서 과도한 충격하중이 캡에 작용하게 되면 캡이 장착되어 있는 사이드프레임 역시 큰 힘을 받게 되어 센터프레임과 사이드프레임의 용접부분에 하중이 집중되면서 크랙(crack)이 발생되는 등 접합부위가 쉽게 파단 되는 강도 취약성의 한계을 인식하고, 선회링기어 및 작업장치의 장착을 위한 기계가공이 이루어진 센터프레임에 사이드프레임을 견고하게 접합함에 있어서 용접강도를 높이기 위해 용접 목두께를 크게 하거나 또는 센터프레임의 하판에 사이드프레임을 용접가공하게 되면 기계가공 부위에 열변형이 발생되기 때문에, 이를 방지할 목적으로 기계가공 전에 센터프레임의 하판 및 측판에 각각 박스형의 용접변형 방지구조물을 용접 등의 방법에 의하여 견고하게 부착한 다음 비로서 기계가공을 수행하며, 용접변형 방지구조물에 사이드프레임의 선 혹은 면접촉부위 전체를 용접에 의하여 결합하더라도 일차적으로는 상기 구조물 자체의 보강효과에 의하여 이차적으로는 사이드프레임의 평행한 방향으로 용접 열이 발산되기 때문에 용접변형이 방지될 수 있는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임 및 그 제조방법에 관한 것이다.　
건설기계, 전복, 캡, 상부프레임, 센터프레임, 용접변형, 기계가공

Description

용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임 및 그 제작방법{Cab support vehicle frame structure preventing welding strain for construction machinery}
도 1은 종래 기술에 의한 상부프레임 상에 장착된 운전실 캡의 구성을 나타내는 단면도.
도 2는 종래 기술에 의한 상부프레임의 구성을 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 운전실 캡 장착을 위한 관통홀이 형성된 박스형의 용접변형 방지구조물이 설치된 상부프레임의 구성을 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 의한 용접변형 방지구조물에 사이드프레임이 용접되기 전의 구성을 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 용접변형 방지구조물에 사이드프레임이 용접된 구성을 나타내는 사시도.
**도면의 주요구성에 대한 부호의 설명**
100: 상부프레임 110: 하판
120: 측판 130: 용접변형 방지구조물
132: 관통홀 140: 센터프레임
150: 사이드채널 160: 사이드프레임
170: 좌,우측 프레임
본 발명은 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡지지 상부프레임 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계가공이 이루어진 센터프레임에 사이드프레임을 접합하는 과정에서 용접가공을 하게 되면 상기 기계가공 부위에 열변형이 발생되기 때문에, 이를 방지할 목적으로 기계가공 전에 센터프레임의 하판 및 측판에 미리 운전실 캡 장착을 위한 관통홀이 형성된 박스형의 용접변형 방지구조물을 부착한 다음 기계가공을 수행하며 상기 용접변형 방지구조물에 사이드프레임을 용접에 의하여 결합함으로써 용접변형이 방지되는 건설기계의 상부프레임에 관한 것이다.
도 1에는 종래 기술에 의한 상부프레임 상에 장착된 운전실 캡의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의한 상부프레임의 구성이 사시도로 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 굴삭기와 같은 건설기계는 하부주행체(도시되지 않음)에 선회가능하게 장착되는 상부프레임(2)과, 상기 상부프레임(2)에 탑제되는 운전실 캡(4)과, 상기 상부프레임(2)과 상기 운전실 캡(4)의 베이스플레이트(6) 사이에 설치되어 상기 상부프레임(2)에 대하여 운전실 캡(4)을 탄성적으로 지지하고 상기 베이스플레이트(6)를 상기 상부프레임(2)에 대하여 띄운 상태로 연결하는 진동흡수장치(8, 10)로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 상부프레임(2)은 상기 작업장치가 설치되는 센터프레임(20)과, 상기 센터프레임(20)의 좌우측에 설치되는 좌,우측프레임(30, 40)으로 구성된다. 상기 센터프레임(20)은 선회링기어가 장착되는 하판(22)과, 상기 하판(22)에 수직으로 설치되고 상기 작업장치가 결합되는 측판(24)으로 구성된다. 상기 좌,우측프레임(30, 40)은 세로방향으로 연장되는 사이드채널(32)과, 가로방향으로 연장되어 상기 센터프레임(20)과 상기 사이드채널(32)을 연결하는 다수개의 사이드프레임(34)으로 구성된다.
상기 좌,우측 프레임(30, 40) 중에서 상기 운전실 캡(4)을 장착하고 외부의 충격을 흡수하는 진동흡수장치(8, 10)가 좌측프레임(30)에만 설치되기 때문에 상기 진동흡수장치(8, 10)를 장착하기 위한 관통홀(36)은 좌측프레임(30)에만 다수 형성된다. 여기서는 좌측프레임(30)에 설치된 사이드프레임(34)에 대해서만 예로들어 설명한다.
상기 좌측프레임(30)을 센터프레임(20)에 연결하기 위하여, 상기 좌측프레임(30)을 센터프레임(20)의 하판(22)과 측판(24)에 동시에 용접한다. 즉, 용접강도를 위하여 상기 선회링기어가 장착되는 센터프레임(20)의 하판(22)과 작업장치가 장착되는 센터프레임(20)의 측판(24)에 다수개의 사이드프레임(34) 단부를 각각 용접설치한다.
선회링기어가 장착되는 하판(22)에 직접 용접이 있게 되면 상기 선회링기어 와 하판(22)이 체결되는 부분에 용접에 의한 열변형이 있게 되어 상기 선회링기어가 밀착 체결되는 하판(22)의 평면도가 악화되어 선회링기어의 내구수명이 단축될 뿐만 아니라 상부선회체의 상하 흔들림으로 작업의 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.
이와같이 센터프레임(20)의 하판(22)과 좌측프레임(30)의 사이드프레임(34)의 접촉부분(A)은 그 용접시 발생되는 열 변형으로 인하여 용접을 할 수 없고, 센터프레임(20)의 측판(22)과 좌측프레임(30)의 사이드프레임(34)의 접촉부분(B)만을 용접하여 사용할 수 밖에 없다.
따라서, 건설장비가 전복되거나 외부에서 과도한 충격을 받게 되면 센터프레임(20)의 하판(22)과 사이드프레임(34)의 수평부분에는 용접이 되어 있지 않는 이유로 센터프레임(20)의 측판(22)과 사이드프레임(34)의 수직부분이 맞나는 용접부분에 하중이 집중되면서 크랙(crack)이 발생되는 등 접합부위가 쉽게 파단되는 강도 취약성의 한계가 있게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기계가공이 이루어진 후에 센터프레임에 사이드프레임을 용접가공하여 부착하더라도 기계가공 부위에 열적변형이 발생되지 않는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 운전실 캡, 작업장치, 엔진 및 연료탱크 기타 장비등을 부설하여 지지하는 건설기계의 상부프레임에 있어서, 선회링기어의 장착을 위해 기계가공이 이루어진 하판과 작업장치의 장착을 위해 기계가공이 이루어진 측판으로 구성되고, 상기 하판 및 측판 일측에 캡의 일부가 장착되는 용접변형 방지구조물이 상기 기계가공 전에 부착되는 센터프레임 및 사이드채널이 상기 센터프레임의 길이방향으로 설치되고 상기 사이드채널과 센터프레임을 연결하는 사이드프레임이 상기 용접변형 방지구조물과 용접에 의하여 체결되는 좌, 우측프레임을 포함하여 구성된다.
상기 용접변형 방지구조물은 상기 하판과 측판에 용접에 의하여 선 혹은 면접합됨을 특징으로 한다.
상기 용접변형 방지구조물 상에는 진동흡수장치가 장착되어 운전실 캡을 지지하는 관통홀이 형성된다.
상기 용접변형 방지구조물은 개방형의 박스형상이다.
상기 용접변형 방지구조물은 폐쇄형의 박스형상이다.
운전실 캡, 작업장치, 엔진 및 연료탱크 기타 장비등을 부설하여 지지하는 건설기계의 상부프레임을 제작하는 방법에 있어서, 하판과 측판이 조립된 센터프레임의 일측에 용접변형 방지구조물을 용접에 의하여 부착하는 단계; 용접변형 방지구조물의 용접이 완성된 후에 상기 센터프레임의 하판에 선회링기어의 장착을 위하 여 볼트홀 등의 기계가공 및 측판에 작업장치의 장착을 위한 볼트홀 등의 기계가공을 수행하는 단계; 상기 기계가공이 완성된 후에 상기 센터프레임의 좌우측에 각각 사이드채널과 사이드프레임으로 구성된 좌, 우측프레임을 정렬하고 용접변형 방지구조물과 사이드프레임을 대응시켜 구조물과 사이드프레임의 접촉부위를 빠짐없이 용접하는 단계;를 포함하여 구성된다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 상부프레임에 의하면 기계가공면에 열적 변형이 발생되지 않는 잇점이 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 열적변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 상부프레임의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3에는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 용접변형 방지구조물이 설치된 상부프레임의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 4 및 도 5에는 본 발명에 의한 용접변형 방지구조물에 사이드프레임이 용접되지 전후의 구성이 각각 사시도로 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 상부프레임(100)은 선회링기어(도시되지 않음)가 장착되는 하판(110)에는 선회링기어의 장착을 위한 기계가공이 이루어지고 작업장치(도시되지 않음)가 장착되는 측판(120)에는 작업장치의 장착을 위한 기계가공이 이루어지며 상기 하판(110) 및 측판(120) 일측에 운전실 캡(도시되지 않음)의 일부가 장착되는 용접변형 방지구조물(130)이 미리 용접 등의 접합방 법에 의하여 견고하게 부착된 센터프레임(140)과, 사이드채널(150)이 상기 센터프레임(140)의 길이방향으로 설치되고 상기 사이드채널(150)과 센터프레임(140)을 연결하는 사이드프레임(160)이 상기 구조물(130)과 용접에 의하여 세로방향으로 체결되는 좌, 우측프레임(170, 180)으로 구성된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에서 센터프레임(140)은 선회링기어의 장착을 위한 기계가공 및 작업장치의 장착을 위한 기계가공이 이루어지기 전에 용접 등의 방법에 의하여 하판(110) 및 측판(120) 일측에 견고하게 결합된 용접변형 방지구조물(130)을 포함하는 개념으로 사용된다.
상기 용접변형 방지구조물(130)은 박스형의 구조로서 하판(110)과 측판(120)과의 선접촉 부분을 확대하기 위한 것으로 반드시 직육면체의 형상에 제한되는 것은 아니며, 상기 하판(110)과 측판(120)에 지지되어 결합되는 방식이라면 용접 기타 방법에 의하여도 무방하다. 본 발명의 실시예에서 상기 구조물(130)은 박스형상으로 하판(110)과 측판(120)이 접촉하는 부분에 용접에 의하여 결합되어 있다.
따라서 선회링기어의 장착을 위한 기계가공 및 작업장치의 장착을 위한 기계가공 전에 상기 구조물(130)이 센터프레임(140)의 하판(110) 및 측판(120)에 결합되기 때문에 용접에 의하여 열변형이 발생하더라도 차후에 기계가공을 통하여 하판(110)과 측판(120)의 평면도가 유지됨으로 문제될 것이 없다.
그리고 센터프레임(140)이 완성된 후에는 사이드프레임(160)의 일측을 구조물(130)과 대응시키고 사이드프레임(160)과 구조물(130)이 접촉하는 수평부분과 수직부분의 전둘레(C)를 모두 용접하더라도 일차적으로는 상기 용접변형 방지구조물 (130) 그자체의 보강효과에 의하여 용접변형이 방지되고 이차적으로 용접 열이 상기 사이드프레임(160)과 평행한 방향으로 빠져나가기 때문에 용접변형이 방지된다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 상부프레임의 조립과정을 도 4 및 도 5를 참조하여 자세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하판(110) 상에 측판(120)이 수직하게 조립된 센터프레임(140)의 일측에 운전실 캡 장착을 위한 관통홀(132)이 형성된 박스형의 용접변형 방지구조물(130)을 용접 기타 방법에 의하여 부착한다. 예컨대, 폐쇄형 혹은 개방형 박스타입의 구조물을 센터프레임(140)의 하판(110)과 측판(120)에 밀착시키고 그 선 혹은 면접촉되는 부분을 빠짐없이 용접 기타 방법에 의하여 부착한다.
용접변형 방지구조물(130)의 용접이 완성되면 상기 센터프레임(140)의 하판(110)에는 선회링기어의 장착을 위하여 볼트홀 등을 형성하는 기계가공을 수행하고 측판(120)에는 작업장치의 장착을 위하여 볼트홀 등을 형성하는 기계가공을 수행한다.
상기 기계가공이 완성된 후에는 센터프레임(140)의 좌우측에 각각 사이드채널(150)과 사이드프레임(160)으로 구성된 좌, 우측프레임(170, 180)을 각각 정렬하고 용접변형 방지구조물(130)에 대응되는 사이드프레임(160)의 접촉부위를 용접한다. 상기 구조물(130)이 박스형상을 하고 있고 사이드프레임(160) 또한 개방형 혹은 폐쇄형 각기둥 형상을 하고 있기 때문에 접촉부위의 전둘레(C)를 빠짐없이 용접한다.
본 발명은 선회링기어의 장착을 위한 기계가공 및 작업장치의 장착을 위한 기계가공 전에 센터프레임의 하판 및 측판에 각각 미리 용접변형 방지구조물을 용접 등의 방법에 의하여 견고하게 부착한 다음 비로서 기계가공을 수행하며 상기 용접변형 방지구조물에 사이드프레임을 용접에 의하여 결합하더라도 일차적으로는 상기 구조물 자체의 보강효과에 의하여 이차적으로는 사이드프레임의 평행한 방향으로 용접 열이 발상되기 때문에 용접변형이 방지되는 것을 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있다. 이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 구성에 의하면 기계가공 전에 용접변형 방지구조물을 센터프레임에 용접 기타 여러가지 방법으로 부착하기 때문에 기계가공면에 열적 변형이 발생되지 않으며, 또한 상기 기계가공 후에 용접변형 방지구조물에 사이드프레임의 선 혹은 면접촉부위 전부를 용접하더라도 상기 용접 열은 용접변형 방지구조물의 보강효과에 의하여 차단되고 동시에 사이드프레임의 외측으로 열전달되어 기계가공면에 용접변형이 발생되지 않는 효과가 기대된다.

Claims (6)

  1. 운전실 캡, 작업장치, 엔진 및 연료탱크 기타 장비등을 부설하여 지지하는 건설기계의 상부프레임에 있어서,
    선회링기어의 장착을 위해 기계가공이 이루어진 하판과 작업장치의 장착을 위해 기계가공이 이루어진 측판으로 구성되고, 상기 하판 및 측판 일측에 상기 운전실 캡의 일부가 장착되는 용접변형 방지구조물이 상기 기계가공 전에 부착되는 센터프레임 및
    사이드채널이 상기 센터프레임의 길이방향으로 설치되고 상기 사이드채널과 센터프레임을 연결하는 사이드프레임이 상기 용접변형 방지구조물과 용접에 의하여 체결되는 좌, 우측프레임;
    을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접변형 방지구조물은 상기 하판과 측판에 용접에 의하여 선 혹은 면접합됨을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접변형 방지구조물 상에는 진동흡수장치가 장착되어 운전실 캡을 지지하는 관통홀이 형성됨을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접변형 방지구조물은 개방형의 박스형상임을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용접변형 방지구조물은 폐쇄형의 박스형상임을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 보강형 캡 지지 상부프레임.
  6. 운전실 캡, 작업장치, 엔진 및 연료탱크 기타 장비등을 부설하여 지지하는 건설기계의 상부프레임을 제작하는 방법에 있어서,
    하판과 측판이 조립된 센터프레임의 일측에 용접변형 방지구조물을 용접에 의하여 부착하는 단계;
    용접변형 방지구조물의 용접이 완성된 후에 상기 센터프레임의 하판에 선회링기어의 장착을 위하여 볼트홀 등의 기계가공 및 측판에 작업장치의 장착을 위한 볼트홀 등의 기계가공을 수행하는 단계;
    상기 기계가공이 완성된 후에 상기 센터프레임의 좌우측에 각각 사이드채널 과 사이드프레임으로 구성된 좌, 우측프레임을 정렬하고 용접변형 방지구조물과 사이드프레임을 대응시켜 구조물과 사이드프레임의 접촉부위를 빠짐없이 용접하는 단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 용접변형 방지구조물이 설치된 건설기계의 상부프레임 제작방법.
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