耳板结构及装载机的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种耳板结构及装载机。

背景技术：

焊接件的结构工艺性是焊接结构设计和生产中一个比较重要的问题，是经济原则在焊接结构生产中的具体体现。在焊接结构的生产制造中，除了考虑使用性能之外，还应考虑制造时焊接工艺的特点及要求，才能保证在较高的生产率和较低的成本下，获得符合设计要求的产品质量。焊接件的结构工艺性应考虑到各条焊缝的可焊到性、焊缝质量的保证、焊接工作量、焊接变形的控制、材料的合理应用等等。在布置焊缝时，焊缝位置应便于施焊，有利于保证焊缝质量，除焊缝空间位置外，还应考虑各种焊接方法所需要的施焊操作空间。

目前，装载机动臂一般为板材焊接结构，由于装载机的工作过程比较复杂，要求其动臂框架结构要有足够的强度。如图1所示，动臂框架结构是装载机工作装置的重要组成部分，也是主要的承重部件，它由动臂a3、横梁a1、耳板a2等组成，动臂a3上设有A、B、C三个铰点，耳板a2上设有铰点D，耳板a2包括前端a4和后端a5。其中，动臂a3、横梁a1、耳板a2焊接成一体，认为是一个大结构件。装载机的装载工作主要依靠工作装置来完成，与左右动臂相联的举臂油缸用来完成升降臂作业，与摇臂相连的翻斗油缸用来完成翻斗作业。工作装置的强度和刚度都能显著地影响着整机的工作尺寸、性能参数、发动机功率等。实际工作过程中装载机经常会发生横梁与耳板之间(尤其是在前端a4和后端a5的焊接处)发生焊缝开裂、甚至焊缝疲劳断裂等现象。

现有的动臂结构，如图2所示，焊接时由于耳板前后跨度较大，且存在两个弧形焊道，前端较短，焊接过程控制困难，焊接工艺性差，容易造成焊接缺陷，焊缝疲劳强度低。目前，为了改善耳板焊缝开裂情况，增加耳板的强度，有时会采用补焊的方法，如图3所示，在耳板前端补焊一块钢板a6，补焊后虽然在一定程度上改进了现有缺陷，但是增加了焊接工序，成本增加。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种耳板结构及装载机，以尽可能地解决现有技术中的动臂耳板容易出现焊缝开裂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种耳板结构，该耳板结构焊接在用于支撑动臂的横梁上，包括耳板本体，所述耳板本体具有第一端和第二端，所述耳板本体架设在所述横梁上，并使得所述第一端焊接在所述横梁的第一侧边上，所述第二端焊接在所述横梁的与所述第一侧边相邻的第二侧边上，所述第一端和所述第二端分别沿其所在的侧边延伸并截止在其所在的侧边上。

进一步地，所述第一端和/或所述第二端在靠近其所在侧边边缘的位置截止。

进一步地，所述横梁的截面为具有圆角的矩形形状，所述第二端的端部截止在所述第二侧边的圆角起始处。

进一步地，所述横梁的截面为具有圆角的矩形形状，所述第一端的端部截止在所述第一侧边的圆角起始处。

进一步地，所述第一端的端部和/或所述第二端的端部进行倒角处理。

进一步地，还包括用于加固所述耳板本体的肋板。

进一步地，所述肋板呈直角三角形，并使两直角边分别焊接在所述耳板本体的侧面和所述横梁上。

进一步地，所述第一端和/或所述第二端与所述横梁的焊接处进行打磨处理，打磨方向与所述第一端和/或所述第二端的延伸方向一致。

为实现上述目的，本发明还提供了一种装载机，包括上述的耳板结构。

进一步地，还包括动臂和横梁，所述横梁为一体式结构，所述动臂焊接在所述横梁的端部，所述耳板结构焊接在所述横梁的中段。

基于上述技术方案，本发明通过改进耳板本体的结构，使得耳板本体的第一端焊接在横梁的第一侧边上，第二端焊接在横梁的第二侧边上，并且第一端和第二端分别沿其所在的侧边延伸并截止在其所在的侧边上，即第一端和第二端分别仅焊接在横梁的一个侧边上，从而使得耳板结构仅跨过一个弧道，这样，在保证耳板结构具有足够的连接稳定性和足够的结构强度的前提下，可以缩短焊接行程，优化焊接路线；相比于现有技术中耳板后端又跨越一个弧道的方案来说，本发明中将耳板本体的第二端向上移动至横梁上方，无需跨越弧道，可以增大焊接空间，增强焊接的可达性，使得焊接操作更加方便，降低由于操作不规范而使得焊接出现缺陷的几率，提高焊接质量，尽可能地避免出现焊缝开裂、甚至焊缝疲劳断裂等问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中装载机动臂框架结构的示意图。

图2为现有技术中耳板与横梁的焊接结构示意图。

图3为现有技术中对耳板进行补焊的结构示意图。

图4为本发明耳板结构一个实施例的结构示意图。

图5为图4实施例中耳板结构焊接在横梁上的结构示意图。

图6为图5中耳板与横梁的截面图。

图7为本发明耳板结构一个实施例与现有技术中耳板的结构对比示意图。

图中：a1、横梁；a2、耳板；a3、动臂；a4、前端；a5、后端；a6、钢板；

1、耳板本体；11、第一端；12、第二端；2、横梁；21、第一侧边；22、第二侧边；3、动臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如前所述，现有技术中的耳板在焊接后经常会出现焊缝开裂的问题，发明人经过仔细研究发现，引起耳板焊接工艺性差、焊缝质量差的主要原因是耳板结构的设计不合理，造成焊接操作不易，从而导致焊缝质量下降。为此，本发明提出一种结构改进的耳板结构，如图4所示，为本发明所提出的耳板结构一个实施例的结构示意图。

在该实施例中，如图5所示，该耳板结构焊接在用于支撑动臂3的横梁2上，该耳板结构包括耳板本体1，耳板本体1具有第一端11和第二端12，优选地，耳板结构为整体式结构，相比于分体式结构，整体式的结构强度更高。

耳板本体1架设在横梁2上，并使得第一端11焊接在横梁2的第一侧边21上，第二端12焊接在横梁2的与第一侧边21相邻的第二侧边22上，第一端11和第二端12分别沿其所在的侧边延伸并截止在其所在的侧边上。即，第一端11沿第一侧边延伸并截止在第一侧边上，第二端12沿第二侧边延伸并截止在第二侧边上。

在上述实施例中，通过改进耳板本体1的结构，使得耳板本体1的第一端11焊接在横梁2的第一侧边21上，第二端12焊接在横梁2的第二侧边22上，并且第一端11和第二端12分别沿其所在的侧边延伸并截止在其所在的侧边上，即第一端和第二端分别仅焊接在横梁的一个侧边上，从而使得耳板结构仅跨过一个弧道，这样，在保证耳板结构具有足够的连接稳定性和足够的结构强度的前提下，可以缩短焊接行程，优化焊接路线。

相比于现有技术中耳板后端又跨越一个弧道的方案来说，本发明中将耳板本体的第二端向上移动至横梁上方，无需跨越弧道，可以增大焊接空间，增强焊接的可达性，使得焊接操作更加方便，焊接过程更加流畅，降低由于操作不规范而使得焊接出现缺陷的几率，提高焊接质量，尽可能地避免出现焊缝开裂、甚至焊缝疲劳断裂等问题。

进一步地，第一端11和/或第二端12在靠近其所在侧边边缘的位置截止，即第一端11在靠近第一侧边的边缘的位置截止，第二端12在靠近第二侧边的边缘的位置截止。这样可以使耳板结构的第一端11和/或第二端12能够在其所在侧边上尽可能地延长，以尽可能地增加焊接长度，增大耳板结构与横梁之间的接触面积，提高焊接稳定性，提高耳板结构的结构强度。

相比于现有技术中仅仅考虑到安装和焊接的方便性而特意将耳板的前端a4缩短，本发明耳板结构的实施例中将第一端11也尽可能地延长，可以增加焊接长度，增大耳板结构的第一端11与横梁2之间的接触面积，保证耳板结构的整体强度。

更进一步地，如图6所示，横梁2的截面为具有圆角的矩形形状，第二端12的端部截止在第二侧边22的圆角起始处。这样，可以尽可能地延长第二端12的长度，同时避免因遇到圆角而提高焊接难度，影响焊接质量。

相对应地，第一端11的端部也可以截止在第一侧边21的圆角起始处。

作为优选，第一端11的端部和/或第二端12的端部进行倒角处理。即，第一端11的端部和/或第二端12的端部被切去尖角，这样不但可以增大第一端11的端部和/或第二端12的端部在焊接时的操作空间，也可以避免端部太薄而影响焊接质量。

耳板结构还可以包括用于加固耳板本体1的肋板。该肋板可以提高耳板本体1与横梁2之间的稳固性。

优选地，肋板呈直角三角形，并使两直角边分别焊接在耳板本体1的侧面和横梁2上，即肋板的两条直角边分别抵靠在耳板本体1的侧面和横梁2的上方，通过肋板的直角部分来对耳板本体1形成依靠，有利于保证耳板本体1的稳定性。

另外，第一端11和/或第二端12与横梁2的焊接处可以进行打磨处理，打磨方向与第一端11和/或第二端12的延伸方向一致，以磨去余高，消除焊趾处的缺口效应，消除形状突变引起的应力集中，有效减少焊缝初缺陷，显著改善耳板本体1与横梁2之间焊缝连接的疲劳性能，提高疲劳寿命。

上述各个实施例中的耳板结构，可以应用于各种执行与特定行业(例如采矿、建筑、农业、林业等)相关的操作并在特定作业环境(如建筑场地、矿场、林场等)中工作的任何类型的机器中，该机器可以包括动臂3和横梁2，上述耳板结构所具有的积极效果同样适用于所述机器，这里不再赘述。

以上述机器为装载机为例，装载机可以包括动臂3和横梁2，横梁2为一体式结构，动臂3焊接在横梁2的端部，耳板结构焊接在横梁2的中段。相对于分段式或者分体式来说，横梁2设置为一体式结构更有利于保证横梁2的整体结构强度。

具体来说，动臂3包括两个，两个动臂3分别焊接在横梁2的两端，耳板结构包括至少两个，并焊接在两个动臂3之间的横梁上，优选地，耳板结构包括两个，焊接在横梁2的中间位置，有利于保持整体结构的受力均匀性。

下面结合附图4～7对本发明耳板结构及装载机的一个实施例的工作过程进行说明：

如图4～6所示，为了有足够的焊接空间，且使焊接过程流畅，在保证结构强度的前提下，将耳板本体1的第二端12向上移动至横梁2的上方；为了保证强度，将耳板本体1的第一端11向下平滑延伸；并且第一端11和第二端12的端部均去除一部分进行倒角处理，相当于坡口，以增加焊接强度；另外，为了减小耳板本体1与横梁2之间过渡焊缝的应力集中，提高疲劳寿命，对耳板本体1与横梁2之间的焊缝，特别是第一端11和第二端12的端部与横梁2的焊缝，沿各自延伸方向进行打磨，提高焊缝的疲劳强度与疲劳寿命。

如图7所示的对比图，可看出改进后的耳板结构，焊接路径跨度减小，焊接的行程较短，在焊接时其焊接空间大大增加，焊接操作简单，工艺性得到改善，改进后室外第二端12处很容易实现焊接的可达性以及连贯性，焊接可以一次性完成，焊接工艺得到明显改善，工作过程中耳板结构的焊缝开裂情况大大减少，甚至消除。

通过对本发明耳板结构及装载机的多个实施例的说明，可以看到本发明耳板结构及装载机实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、耳板结构的第一端和第二端分别仅焊接在一个侧边上，耳板结构整体只跨过一个弧道，该结构形式在保证承载强度的前提下，能够增加耳板结构两端的焊接空间，减短焊接行程，简化焊接操作，容易实现焊接的可达性以及连贯性，焊接可以一次性完成，焊接工艺和焊接质量得到明显改善，焊缝疲劳强度下降的可能大大降低；

2、耳板结构的两端延伸至所在侧边的边缘，以尽可能地延长端部的长度，增大接触面积，使得焊接更加流畅，也有利于保证焊接的稳固性；

3、当横梁具有圆角时，耳板结构的两端延伸至圆角起始处，可以避免因遇到圆角而使焊接质量下降；

4、通过对两端进行倒角处理，可以增大端部的焊接空间，保证焊接质量；

5、通过打磨处理，进一步提高焊缝的疲劳强度与疲劳寿命。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。