料斗板板缝对接结构及应用该对接结构的料斗的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种优化改进的料斗板板缝对接结构，在两块料斗板的对接处焊接固定设置有沿接缝设置的分角板，每块所述料斗板的外侧板面上均设置有加强件；所述分角板位于料斗外侧，且每个所述加强件均延伸至所述分角板，并焊接固定。本发明全面优化了对接结构的力学性能，能够使料斗板面的加强件形成类似封闭的或半封闭的料斗抱箍，大大增强了料斗的整体强度和刚度，具有很强的抗扭、承载能力。特别是，在同等承载能力的条件下，料斗板之间采用以上所述优化的板缝对接结构，可减薄料斗板厚或减小加强件的料材型号，从而减轻料斗重量，节省用料，降低成本。在此基础上，本发明还提供一种应用该料斗板板缝对接结构的料斗。
【专利说明】料斗板板缝对接结构及应用该对接结构的料斗
【技术领域】
[0001]本发明涉及承载结构设计领域，特别涉及一种料斗板板缝对接结构及应用该对接结构的料斗。
【背景技术】
[0002]在冶金企业中，物料的运输、仓储和生产过程中的转运，需要用到料斗或溜槽等容器。现有的料斗等容器主要用钢板焊接制成，通常需选择用足够厚度的钢板，以满足料斗强度和刚度要求。然而，对于重载料斗或大料斗而言，其实际工作时将承受支撑不平衡产生的扭矩，在这种情况下，只依靠加大钢板厚度是不够的；特别是，加大板厚的同时将不适当的增加自重，除增加材料成本外，其抗扭强度无法可靠提升。
[0003]现有技术中，为了增加料斗的承载能力和抗扭强度，一般都会在料斗外表面的恰当位置焊接加强件(钢板或型钢)，以期相邻加强件在料斗板相邻对接处的端面能够对接焊成一体，多个加强件依次相互连接成圈，形成对料斗本体的抱箍，从而发挥出加强件的最大效力。
[0004]众所周知，料斗板面的几何形状是根据料斗所需结构确定的，一般情况下，组成料斗的各个板面的几何形状是多种多样的，例如，矩形、梯形、三角形或其他任意多边形；同时，各板面的空间位置也是各不相同的，例如，竖置、横置或斜置的等等。为了使加强件发挥出最大效力，优选成圈地设置加强件，即在料斗上统筹设定加强件的位置基线，使各料斗板上的基线与相邻料斗板上的对应基线在料斗板对接焊缝上相交，基线可以在一个平面内，也可以不在同平面内，可以是整圈封闭的，也可以是不封闭的，这要根据料斗的型体结构来确定。请参见图1，该图示出了现有设置加强件的料斗整体结构示意图。
[0005]各料斗加强件的焊接位置基线确定之后，就可将加强件抗弯截面系数较大(即不容易变形)的纵向中心面沿着位置基线且垂直于料斗板表面进行设置。此时，相邻两加强件之间在料斗板对焊处将有两种情形出现:一是，当料斗板对接焊缝两边的两条加强件位置基线与料斗板对接焊缝方向的夹角不相等时(图中A处所示)，两加强件的纵向中心面相交于焊缝上的一点，但没有交线，即两加强件交叉错位不能切出相贴合的对接截面，因而不具备完全对接焊接的条件。二是，当料斗板对接焊缝两边的两加强件位置基线与料斗板对接焊缝方向的夹角相等时(图中B处所示)，两加强件的纵向中心面在垂直于焊缝的平面内有一相交直线，且相交直线垂直于两块料斗板的对接焊缝。这就意味着，沿相交线在两个加强件上可以分别切制出两个能相互贴合的端面，理论上具备完全对接焊接的条件。但是，由于料斗尺寸规格大，下料制作的误差，以及焊接施工中的材料变形等因素的影响，实际施工时，两加强件的端面均达不到相互贴合完全对接焊接的要求。请一并参见图2和图3，其中，图2示出了料斗板对接处相邻加强件的两种情况对接状态示意图，图3和图4示出了第二种理论上可完全对接的相邻加强件的实际对接情况(图4为图3的C-C剖视图)。
[0006]综合上述两种情况可知，料斗的加强板最终是对每块料斗板本身起到了增加强度和刚度的作用，没有对料斗整体形成抱箍，对料斗无法产生箍紧作用。因此，料斗板之间的对接焊缝强度在全长度范围内都没有得到加强，反而加大了料斗在受扭变形时的应力集中程度，使得焊缝更容易开裂。
[0007]有鉴于此，亟待另辟蹊径针对现有料斗板板缝对接技术进行优化设计，以期最大限度地发挥加强件的效力，为获得良好的料斗承载能力及抗扭强度提供可靠保障。
【发明内容】
[0008]针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种优化改进的料斗板板缝对接结构，以外获得良好的料斗承载能力及抗扭强度。在此基础上，本发明还提供一种应用该料斗板板缝对接结构的料斗。
[0009]本发明提供的料斗板板缝对接结构，在两块料斗板的对接处焊接固定设置有沿接缝设置的分角板，每块所述料斗板的外侧板面上均设置有加强件；所述分角板位于料斗外侧，且每个所述加强件均延伸至所述分角板，并焊接固定。
[0010]优选地，所述分角板与两块所述料斗板三者对接拼焊固定。
[0011]优选地，所述分角板的边沿置于对接处的两块所述料斗板之间，并分别与两块所述料斗板焊接固定。
[0012]优选地，所述分角板的形心面与两块料斗板的二面角角分线重合。
[0013]优选地，所述分角板的长度与所述接缝的长度一致，所述分角板的宽度可覆盖与所述加强件的与其对接端面。
[0014]优选地，所述分角板两侧相对设置的一组加强件的形心面，位于两块料斗板的一个二面角平面内。
[0015]优选地，还包括设置于两块所述料斗板内侧的联接板，所述联接板分别与两块所述料斗板焊接固定。
[0016]优选地，所述联接板的板面与所述接缝垂直。
[0017]优选地，所述联接板的形心面与两侧相对设置的一组加强件的形心面，位于两块料斗板的同一个二面角平面内。
[0018]优选地，所述联接板具体为多块，且沿所述接缝的长度方向间隔设置。
[0019]本发明提供的料斗，由多块料斗板依次焊接形成，相邻两块料斗板采用如前所述的料斗板板缝对接结构。
[0020]本发明提供的料斗板板缝对接结构，在两块料斗板的对接处焊接固定设置有沿接缝设置的分角板，该分角板位于料斗外侧，且每个料斗板上的加强件均延伸至分角板，并焊接固定。如此设置，全面优化了对接结构的力学性能，可增加料斗板之间的联接强度，分角板能够使料斗板面的加强件形成类似封闭的或半封闭的料斗抱箍，大大增强了料斗的整体强度和刚度，具有很强的抗扭、承载能力。特别是，在同等承载能力的条件下，料斗板之间采用以上所述优化的板缝对接结构，可减薄料斗板厚或减小加强件的料材型号，从而减轻料斗重量，节省用料，降低成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1示出了现有设置加强件的料斗整体结构示意图；
[0022]图2示出了料斗板对接处相邻加强件的两种情况对接状态示意图；[0023]图3和图4示出了第二种理论上可完全对接的相邻加强件的实际对接情况，其中，图4为图3的C-C剖视图；
[0024]图5为【具体实施方式】所述料斗的整体构造示意图；
[0025]图6为【具体实施方式】所述料斗板板缝对接结构的示意图；
[0026]图7为图6的D-D剖面图；
[0027]图8为【具体实施方式】中所述料斗板对接处相邻加强件的两种情况对接状态示意图；
[0028]图9为【具体实施方式】所述另一种所述料斗板板缝对接结构的示意图；
[0029]图10为所述应用该料斗板板缝对接结构的料斗半成品示意图。
[0030]图5-图 10 中:
[0031]料斗板1、分角板2、加强件3、联接板4。
【具体实施方式】
[0032]本发明的核心是提供一种料斗板板缝对接结构，以全面优化对接结构的力学性能，在增强料斗的整体强度和刚度的基础上，为减轻料斗重量并降低成本提供可靠保障。不失一般性，下面结合说明书附图具体说明本实施方式。
[0033]请参见图5所示的料斗整体构造示意图，组成料斗的各个板面的几何形状不同，相邻料斗板分别对接形成具有内部容腔的斗体，不同料斗产品其具体形式不同，由于料斗的主体设计并非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。其每个料斗板对接处均可以应用本实施方式提供的料斗板板缝对接结构，为了进行结构原理的详细说明，具体请参见图6和图7，其中，图6示出了本实施方式所述料斗板板缝对接结构，图7为图6的D-D剖面图。
[0034]如图6所示，在两块料斗板I的对接处焊接固定设置有沿接缝设置的分角板2，每块料斗板I的外侧板面上均设置有加强件3 ;分角板2位于料斗外侧，且分角板2两侧的每个加强件3均延伸至分角板2，并焊接固定。由此，可增加料斗板I之间的联接强度，分角板2能够使料斗板面的加强件3形成类似封闭的或半封闭的料斗抱箍，进而大大增强料斗的整体强度和刚度，具有很强的抗扭、承载能力。特别是，在同等承载能力的条件下，料斗板I之间采用以上优化板缝对接结构，可减薄料斗板厚或减小加强件的料材型号，可减轻料斗重量，节省用料，降低成本。
[0035]具体地，进一步如图6所示，分角板2的形心面与两块料斗板I的二面角α的角平分线a-a重合，即该二面角的角分线位于分角板2的形心面内。这样，该分角板2两侧加强件3的对接端面切割成形角度相同，均为图中所示的β角，可进一步降低加工成本；特别是对于批量生产而言，该优点更为突出。
[0036]需要说明的是，本方案中加强件3选用标准型材工字钢根据实际的长度及端部对接角度切割形成。显然，加强件3结构形式不局限于此，实际上，可以根据产品及制造工艺选用角钢或者槽钢等标准型材，也可以采用钢板进行拼焊形成，应当理解，只要应用本申请的核心设计构思均在其请求保护的范围内。
[0037]另外，为了最大限度的发挥分角板2的作用，该分角板2的长度可以与相应接缝的长度一致，从而沿对接处的长度方向形成一刚性结构体；且分角板2的宽度可以覆盖与加强件3的与其对接端面，也就是说，两侧加强件3的对接端面能够与分角板2的板面完全贴合焊接固定。
[0038]此外，分角板2两侧相对设置的一组加强件3的形心面，位于两块料斗板1的一个二面角平面内，即以形心面与对接缝相交点形成的二面角平面覆盖这一组加强件3的形心面，料斗板1对接焊缝两边的两加强件3位置基线与料斗板1对接焊缝方向的夹角相等，请参见图8中所示的E处简图所示，以获得较强的抗弯能力。实际上，也可以为料斗板1对接焊缝两边的两条加强件3位置基线与料斗板1对接焊缝方向的夹角不相等的情况，请参见图8中所示F处简图所示；当然，加强件3形心面所在平面与二面角α所在平面不平行而成相交时(设交角为Υ)，加强件3的对接端面的切角，除了考虑β角之外，还要考虑交角Υ对端切角的影响，保证对接端面与分角板良好贴合。
[0039]为了进一步加强料斗板1对接处的联接强度，还可以在两块料斗板1内侧设置联接板4，该联接板4分别与两块料斗板1焊接固定，以有效增加联接强度。优先选择且其板面与对接处的接缝垂直，联接板4的形心面与两侧相对设置的一组加强件3的形心面，位于两块料斗板1的同一个二面角平面内，受力效果最佳；应当理解，联接板4的板面也可以不与接缝垂直设置，或者说不位于两块料斗板1的一个二面角平面内，显然，这种布置形式直接影响到联接板4的零件设计难度。当然，联接板4具体可以为多块，且沿接缝的长度方向间隔设置。
[0040]前述料斗板板缝对接结构中，分角板2与两块料斗板1三者对接拼焊固定，形成稳定的连接关系。实际上，也可以采用这样的连接形式，请参见图9所示的另一种料斗板板缝对接结构的示意图。
[0041]如图9所示，该结构中的分角板2的边沿置于对接处的两块料斗板1之间，该分角板2分别与两块料斗板1焊接固定，同样可以在对接处形成三者稳定的连接关系。
[0042]特别说明的是，具体产品常常会需要一些大型的或较复杂的料斗或溜槽，需要在现场分件安装。为了安装的简洁方便，减少在施工现场的不方便焊接，也为了提高料斗形体的尺寸精度。可将加强件3与料斗板1的焊接设定在制造厂实施。同时也将分角板2带在选定的料斗板1上，如图10示，该料斗板1及加强件3 —起在制造厂实施相关焊接，具有较好的可操作性。
[0043]以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1.料斗板板缝对接结构，其特征在于，在两块料斗板的对接处焊接固定设置有沿接缝设置的分角板，每块所述料斗板的外侧板面上均设置有加强件；所述分角板位于料斗外侧，且每个所述加强件均延伸至所述分角板，并焊接固定。
2.根据权利要求1所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述分角板与两块所述料斗板三者对接拼焊固定。
3.根据权利要求1所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述分角板的边沿置于对接处的两块所述料斗板之间，并分别与两块所述料斗板焊接固定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述分角板的形心面与两块料斗板的二面角角分线重合。
5.根据权利要求4所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述分角板的长度与所述接缝的长度一致，所述分角板的宽度可覆盖与所述加强件的与其对接端面。
6.根据权利要求5所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述分角板两侧相对设置的一组加强件的形心面，位于两块料斗板的一个二面角平面内。
7.根据权利要求1所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，还包括设置于两块所述料斗板内侧的联接板，所述联接板分别与两块所述料斗板焊接固定。
8.根据权利要求7所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述联接板的板面与所述接缝垂直。
9.根据权利要求7或8所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述联接板的形心面与两侧相对设置的一组加强件的形心面，位于两块料斗板的同一个二面角平面内。
10.根据权利要求9所述的料斗板板缝对接结构，其特征在于，所述联接板具体为多块，且沿所述接缝的长度方向间隔设置。
11.料斗，由多块料斗板依次焊接形成，其特征在于，相邻两块料斗板采用如权利要求1至10中任一项所述的料斗板板缝对接结构。
【文档编号】B65D88/26GK103693317SQ201310712215
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月20日 优先权日:2013年12月20日
【发明者】高德亮, 戴传德, 翟鑫, 肖平安 申请人:中冶长天国际工程有限责任公司