工字梁组件和包括工字梁组件的机器的制造方法

工字梁组件和包括工字梁组件的机器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种工字梁组件和包括工字梁组件的机器，其中工字梁组件用于安装到挖掘机的上框架。工字梁组件包括细长主体，细长主体包括近端、远端、顶面和底面.所述细长主体包括第一板、第二板和第三板、第一板设置在近端处并限定枢转轴线。第二板连接到第一板。第三板设置在远端处并连接到第二板。细长主体包括第一高度和第二高度，第一高度被限定在细长主体远端处的顶面和底面之间，并且第二高度限定在底面和枢转轴线之间。第一高度与第二高度的比率在约0.5至1.0之间。
【专利说明】工字梁组件和包括工字梁组件的机器

【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种工字梁组件，尤其是用于安装到挖掘机的上框架并支撑悬臂 和配重的工字梁组件。本实用新型还涉及一种包括工字梁组件的机器。

【背景技术】
[0002] 在许多常规工作机的情况下，诸如在建筑和林业产业中的那些工作机，框架被设 置用于支撑不同的结构部分。这些部分可以包括驾驶室、发动机、变速器、冷却系统、排放系 统、流体箱、悬臂、铲斗、刀片或任何其他工具或工作器具。挖掘机，例如，可以包括被设计成 用于支撑悬臂、铲斗柄或臂的框架，和在其前端处的铲斗和在其后端处的配重。挖掘机框架 的设计使得来自配重的载荷通过框架被有效地传送到地面。机器框架因此被设计成符合机 器的耐久性要求，并且支撑操作机器所需要的这些结构部分。 实用新型内容
[0003] 根据本实用新型的第一实施例，提供一种工字梁组件，该工字梁组件被安装到挖 掘机的上框架和支撑悬臂和配重。工字梁组件包括细长主体，细长主体包括近端、远端、顶 面和底面并被配置成安装到所述上框架，所述细长主体包括多个板；多个板的第一板设置 在近端处，所述第一板限定枢转轴线，悬臂围绕所述枢转轴线枢转；多个板的第二板设置在 远端处并且连接到第一板；其中，细长主体包括第一高度和第二高度，第一高度限定在细长 主体远端处的顶面和底面之间，并且第二高度限定在底面和枢转轴线之间；进一步地其中， 第一高度与第二高度的比率在约〇. 5至I. 0之间。
[0004] 在一个示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度，第一厚度大于第二厚 度。在第二示例中，第一厚度是第二厚度的大约两倍。在第三示例中，第三板连接在第一 板和第二板之间，第三板包括第三厚度，第三厚度小于第一厚度但是大于第二厚度。在第四 示例中，第一板和第二板被连接到彼此以形成第一接缝，第一接缝相对于穿过它的垂直轴 线成角度地设置。在第五示例中，第一板的一部分重叠第二板的一部分，以形成第一接缝和 第二接缝，第一接缝被设置在第一板和第二板的外侧，第二接缝被布置在所述第一板和第 二板的内侧。在第六示例中，第一接缝包括在顶面处的第一弯曲端和在底面处的第二弯曲 端。
[0005] 在另一个实施例中，提供一种工字梁组件，该工字梁组件被安装到挖掘机的上框 架和支撑悬臂和配重。工字梁组件包括细长主体，细长主体包括近端、远端、顶面和底面并 被配置成安装到所述上框架，所述细长主体包括多个板；多个板的第一板设置在近端处，所 述第一板限定枢转轴线，悬臂围绕所述枢转轴线枢转；多个板的第二板设置在远端处并且 连接到第一板；多个板的第三板设置在远端处并且连接到第二板；其中，第一板和第二板 在第一接缝处被连接到彼此并且第二板和第三板在第二接缝处被
[0006] 连接到彼此；进一步地其中，第一接缝和第二接缝相对于穿过每个接缝的垂直轴 线成角度地设置。
[0007] 在本实施例的一个示例中，第一接缝被设置为相对于垂直轴线成10-50°之间的 角度，并且第二接缝被布置为相对于垂直轴线成5-30°之间的角度。在第二个示例中，第一 接缝和第二接缝包括第一端和第二端，第一端和第二端是弯曲的。在第三个示例中，细长主 体包括第一高度和第二高度，第一高度限定在远端处的顶面和底面之间，并且第二高度限 定在底面和枢转轴线之间。在第四个示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度， 并且第三板包括第三厚度；其中，第一厚度大于第二厚度和第三厚度，并且第二厚度大于第 三厚度。
[0008] 在第五例中,第二板定位在第一板和第三板的外侧。在第六示例中,第一板的一部 分在第一接缝（joint)处重叠第二板的第一部分以形成第一焊缝（weld seam)和第二焊 缝，第一焊缝形成在第一板和第二板的外侧并且第二焊缝形成在第一板和第二板的内侧； 第三板的部分在第二接缝处重叠第二板的第二部分以形成第三焊缝和第四焊缝，第三焊缝 形成在第二和第三板的外侧并且第四焊缝形成在第二和第三板的内侧；进一步地其中，第 一焊缝、第二焊缝、第三焊缝和第四焊缝相对于穿过每个焊缝的垂直轴线成角度地设置，并 且每一个焊缝包括在细长主体的顶面和底面处的弯曲端。
[0009] 在不同的实施方式中，本实用新型还提供了一种机器，该机器包括：地面接合机 构，其用于推动机器；框架，其由地面接合机构支撑；悬臂，其可枢转地连接到框架；第一工 字梁组件和第二工字梁组件，其连接到框架并且彼此分开，第一和第二工字梁中的每一个 都括细长主体，细长主体具有近端、远端、顶面和底面，细长主体包括多个板；多个板的第一 板设置在近端处，所述第一板限定枢转轴线，悬臂围绕所述枢转轴线枢转；多个板的第二 板，连接到第一板；多个板的第三板，设置在远端处并且连接到第二板；其中，第一工字梁 组件和第二工字梁的细长主体包括第一高度和第二高度，第一高度限定在远端处的顶面和 底面之间，第二高度限定在底面和枢转轴线之间；进一步地其中，第一高度与第二高度的比 率在约0.5至1.0之间。
[0010] 在本实施例中的一个示例，该机器还可以包括至少一个流体箱，流体箱连接到框 架并且定位在第一工字梁和第二工字梁之间。在第二示例中，机器可以进一步包括用于给 机器提供动力的第一发动机和第二发动机，第一发动机和第二发动机被连接到框架并连接 到第一或第二工字梁中的一个的外侧。在第三示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第 二厚度，并且第三板包括第三厚度；其中，第一厚度大于第二厚度和第三厚度，并且第二厚 度大于第三厚度。
[0011] 在第四示例中，第一板和第二板在第一接缝处彼此连接；第二板和第三板在第二 接缝处彼此连接；其中，第一接缝和第二接缝相对于穿过每一个接缝的垂直轴线成角度地 设置。在第五示例中，第一接缝包括在顶面处的第一端和在底面处的第二端，第一接缝被 设置为相对于第一端和第二端之间的垂直轴线成第一角度；第二接缝包括在顶面处的第一 端和在底面处第二端，第二接缝被设置为相对于第一端和第二端之间的垂直轴线成第二角 度；进一步地其中，第一和第二接缝的第一端和第二端是弯曲的。

【专利附图】

【附图说明】
[0012] 本公开的上述方面和获得它们的方式将变得更加明显，并且参照本公开的实施例 的下述描述和结合附图，本实用新型本身将被更好地理解，其中：
[0013] 图1是工作机的左视图；
[0014] 图2是图1的工作机的顶视图；
[0015] 图3是图1的工作机的局部右视图；
[0016] 图4是图1的工作机的上框架的局部顶视图；
[0017] 图5是图4的上框架的第一工字梁组件和第二工字梁组件的侧面透视图；
[0018] 图6是图5的第一工字梁组件的侧视图；和
[0019] 图7是图5的第一工字梁组件的局部顶视图。
[0020] 相应的标号被用于在几个视图中表不相应的部分。

【具体实施方式】
[0021] 下面描述的本实用新型的实施例并非旨在穷举或限制本实用新型至以下详细说 明中公开的精确的形式。相反地，实施例被选择和描述，使得本领域的其他技术人员可以明 白和理解本公开的原理和实践。
[0022] 作业机的示例性实施例示于图1中。机器被实施为挖掘机100。然而，本实用新型 并不局限于挖掘机并且可以延伸到其它工作机。因此，虽然在附图和即将到来的描述可能 涉及到挖掘机，然而应当理解，本实用新型的范围超出挖掘机，并且在应用中，术语"机器" 或"工作机"将相互替换地使用。对于本实用新型而言，术语"机器"或"工作机"意图要更 广泛，并且包括除了挖掘机以外的其他车辆。
[0023] 参照图1，机器100包括底盘，底盘包含枢转地安装到底架104的上框架102。上 框架102借助于摆动支座和枢轴108可枢转地安装在底架104上。上框架102可相对于底 架104在摆动支座和枢轴108上旋转约360°。摆动驱动器（未显示）可围绕摆动支座和 枢轴108枢转上框架102。
[0024] 底架104可以包括一对地面接合机构，例如在底架104的相对的两侧上的用于沿 地面移动的履带106。可选地，机器100可以包括用于与地面接合的车轮。上框架102包括 驾驶室110,机器操作者在驾驶室110中控制机器。驾驶室110可以包括控制系统（未示 出），控制系统包括但不限于：方向盘、控制杆、操纵杆、控制踏板或控制按钮。操作者为了 操作机器100的目的可致动控制系统的一个或多个控件。
[0025] 该机器100还包括悬臂114,悬臂114从邻近驾驶室110的上框架102延伸。悬臂 114可通过一对悬臂缸116的致动而围绕垂直弧转动。铲斗柄或臂118可转动地安装在悬 臂114的一端处，并且其位置由液压缸122控制。悬臂114的相对端被连接到上框架102。 在与悬臂114相对的端部处，铲斗柄或臂118安装到铲斗124,铲斗124能够借助液压缸120 而相对于臂118枢转。
[0026] 机器100的上框架102包括外壳盖，以保护一个或多个发动机组件112。在驾驶 室110相反的端部处，上框架102包括配重126。配重126增加机器100的后部的重量，以 平衡在机器100的前部处的铲斗124中收集的负载。平衡重量可以提高机器100的挖掘性 能。
[0027] 如图2所示，更详细地显示工作机100的上框架102。机器100再次被表示为挖 掘机，然而本公开的原理和教导不排他地局限于挖掘机。其他工作机，诸如装载机、收获机、 反铲挖土机、自动平地机等可利用本公开的原则和教导。图2中的机器100可以包括多个 动力发生装置，包括第一发动机200和第二发动机202。虽然只有两个动力发生装置示于 图2中，应当理解的是，在其他实施例中有可能是额外的动力发生装置。例如，工作机100 还可以包括用于保持柴油的燃料箱212,和用于容纳油或类似物的液压流体箱214。燃料箱 212可以流体地连接到多个动力发生装置中的每一个并且液压流体箱214可以流体地连接 到一个或多个液压泵。
[0028] 第一发动机200可以包括第一空气滤清器204和第一消音器或排气系统206。类 似地，第二发动机202可以包括第二空气滤清器208和第二消音器或排气系统210。增加第 二动力发生装置（即，第二发动机202)可以为机器提供成本效益、改进的性能和其中的封 装优点。
[0029] 每个动力发生装置可包括独立的冷却系统。例如，第一发动机200能够可操作地 驱动第一冷却系统220和第二发动机202能够可操作地驱动第二冷却系统222。如图2中 进一步显示，第一冷却系统220可包括第一冷却风扇216并且第二冷却系统222可包括第 二冷却风扇218。每个冷却风扇可以通过其相应的发动机或动力发生装置供电。每个动力 发生装置和冷却系统的控制可以是自动的、手动或两者兼而有之。在手动控制系统中，例 如，多个操作者控制件224可以设置在机器100的驾驶室110中，用于操作者控制机器的操 作。
[0030] 参照图3中机器100,安装到图2的上框架102的许多不同组件已经被移除，以显 示连接到上框架102的工字梁组件300。工字梁组件300可以包括细长本体，细长本体连接 到上框架102并且被配置为通过摆动枢轴和支座108、底架104和地面接合机构106从配重 126传送负载到地面。在图3中，仅显示一个工字梁组件300。然而，如图4所示，可以有彼 此分开并且连接到上框架102和悬臂114的每一侧的第一工字梁组件400和第二工字梁组 件402。悬臂114在第一枢轴位置302处绕第一枢转轴线404 (参见图4)可枢转地连接到 每个工字梁组件。一个悬臂缸116在第二枢轴位置512处围绕第二枢转轴线406可枢转地 连接到每个工字梁组件（参见图5)。以这种方式，工字梁组件300可以在机器操作过程中 为悬臂114和悬臂缸116提供结构和枢转支撑。
[0031] 如图4中更详细地图示，第一工字梁组件400和第二工字梁组件402可以被安装 在机器100的上框架102。上框架102可以包括多个框架结构部件408和框架支撑板410， 工字梁组件安装到所述多个框架结构部件408和框架支撑板410。该多个框架结构部件408 和框架支撑板410还可以支撑第一发动机200、第二发动机202、第一排气系统206、第二排 气系统210、第一冷却系统220和第二冷却系统222。包括驾驶室110在内的其它结构元件 和系统可以通过所述多个框架结构部件408和框架支撑板410支撑并且连接到上框架102。
[0032] 如图4-7中显示，第一工字梁组件400和第二工字梁组件402可以由多个板形成。 在图4中，第一工字梁组件400可以包括第一上板412并且第二工字梁组件402可包括第 二上板414。在一个实施例中，第一上板412和第二上板414可包括沿其长度基本均匀的 厚度。在第二示例中，第一上板412和第二上板414可以包括近端416和远端418,其中近 端416被限定为最接近第一枢轴位置302并且远端418被限定为最靠近配重126。第一上 板412和第二上板414可包括在近端和远端之间的横向弯曲。参照图6,例如，第一工字梁 组件400可以包括远侧部分614、近端部分616和在其间形成的横向弯曲618。近端部分 616在横向弯曲618处相对于远端部分614有角度。在这个示例中，第一上板412的远端部 分614可基本上是平坦的。第一上板412可以包括在其近端部分616和其远端部分614之 间的均匀的厚度。然而，这不是必需的并且仅是一个示例。在其他实施例中，第一上板412 的厚度可以在其近端部分616和远端部分614之间变化。第二上板414可以类似于第一上 板412构造。
[0033] 在图5中，显示第一工字梁组件400和第二工字梁组件402,它们各自的上板被移 除。这里，第一工字梁组件400被显示为具有形成其高度的第一多个板。该第一多个板包 括布置在第一工字梁组件400的近端416处的第一板506、第二板508、和设置在远端418 处的第三板510。第二板508被定位在第一板506和第三板510之间。如图所不，第一板 506、第二板508和第三板510可包括限定在其中的用于接收软管、电缆、电线、枢轴销等的 一个或多个开口。在图6中，例如，第一板506可包括限定了第一枢转位置302的第一开口， 和限定了第二枢转位置512的第二开口。第一板506也可以包括限定在其中的多个其他开 口 608。分别地，第二板508可包括多个开口 610,并且第三板510可包括限定在其中的至 少一个开口 612。
[0034] 所述第一多个板可彼此连接以形成第一工字梁组件400。例如，第一板506可以 在第一焊接位置522和第二焊接位置524处被焊接到第二板508。同样地，第二板508和 第三板510可在第三焊接位置526和第四焊接位置528处被焊接到彼此。虽然在本实施例 中，这些板被描述为通过焊接连接到彼此，但本领域技术人员可以意识到，这些板也可以通 过其他方式彼此连接以形成第一工字梁组件400。因此，在本公开中，所描述的焊接仅是用 于将第一板506、第二板508和第三板510彼此连接的一种方式而已。
[0035] 类似于第一工字梁组件400,第二多个板可以彼此连接以形成第二工字梁组件 402。第二多个板包括设置在第二工字梁组件402的近端416处的第一板500、第二板502、 和设置在远端418处的第三板504。第二板502可被定位在第一板500和第三板504之间。 类似于第一多个板，第一板500、第二板502和第三板504可包括限定在其中的用于容纳软 管、电缆、电线、枢轴销等的一个或多个开口。例如，在第一板500中，第一枢转位置302和 第二枢转位置512限定在其中。
[0036] 在这个示例中，第一板500可以在第一焊接位置514和第二焊接位置516处焊接 到第二板502。同样地，第二板502和第三板504可在第三焊接位置518和第四焊接位置 520处焊接到彼此。虽然在本实施例中，这些板被描述为通过焊接连接到彼此，但本领域技 术人员可以意识到，这些板也可以通过其他方式彼此连接以形成第二工字梁组件402。因 此，在本公开中描述的焊接仅是用于将第一板500、第二板502和第三板504彼此连接的一 种方式而已。
[0037] 为了本公开的目的并如图7所示，第一工字梁组件400包括其外侧700和内侧 702。悬臂114被连接到第一工字梁组件400和第二工字梁组件402的内侧702。如图5和 7所示，第一工字梁组件400的第二板508和第二工字梁组件402的第二板502被设置到 相应的第一和第三板的外侧。这在图7中最佳显不，其中第二板508定位到第一板506和 第三板510的外侧700。因此，第一焊接位置522和第三焊接位置526被布置在第一工字 梁组件400的内侧702,而第二焊接位置524和第四焊接位置528被布置在其外侧700上。 在图5中，第一焊接位置514和第三焊缝位置518设置在第二工字梁组件402的外侧，而第 二焊接位置516和第四焊接位置520设置在其内侧上。
[0038] 再次参照图7,第一板506的一部分与第二板508的一部分重叠一段距离D2。此 夕卜，第二板508的另一部分与第三板510的一部分重叠另一段距离D 1。每个距离可由焊接 位置之间的间距来限定。例如，距离D1限定在第三焊接位置526和第四焊接位置528之间。 此外，距离D 2限定在第一焊接位置522和第二焊接位置524之间。尽管在任何图中未显示， 第二工字梁组件402的第一板的500和第二板502可以彼此重叠，使得重叠距离被限定在 第一焊接位置514和第二焊接位置516之间。类似地，第二板502和第三板504可以彼此 重叠，使得重叠距离被限定在第三焊接位置518和第四焊接位置520之间。
[0039] 在每种情况下，每个板的焊接位置、重叠距离、形状和尺寸都是用于为每个工字梁 组件增加结构刚性和完整性的设计考虑因素。此外，每个板可以包括不同厚度。例如，在图 7中，第一工字梁组件400的第一板506包括第一限定厚度A。第二板508包括第二限定 厚度t 2，以及第三板510包括第三限定厚度t3。在一个实施例中，第一厚度h大于第二厚 度心，并且第二厚度〖 2大于第三厚度t3。在一个方面，第一厚度可以是第二厚度的大约两 倍。在另一个方面，第二厚度可以是第三厚度的大约两倍。在不同的方面中，三个板之间的 厚度的比率可以是约3 : 2 : 1。
[0040] 第一板506、第二板508和第三板510中的每一个的厚度可贯穿每个板基本上保持 均匀。然而，在不同的示例中，一个或多个板的厚度可以从其一端到其另一端变化。例如， 板的厚度可以是从较厚的端逐渐变细到较薄的端。可替换地，每个板的厚度可以在每个端 部和其中央部之间变化。这里，例如，每块板的中心附近的厚度可以是其最大值或最小值。 厚度可以被优化以减少在每个焊接位置处的应力并增加工字梁组件和上框架的强度。
[0041] 在图7中，第一板506具有最大厚度并且定位在第一工字梁组件400的近端416 处。此外，第三板510具有最小厚度并且定位在最靠近机器100的配重126的远端418处。 形成第二工字梁组件402的第二多个板的厚度可大体上类似于第一多个板的厚度（即，第 一工字梁组件400的第一板506和第二工字梁组件402的第一板500可以基本相同，等等）。 在任何情况下，具有最小厚度的板可定位成最靠近配重126。这可以有利于平衡或减少由配 重126在上框架102上引起力矩的量。
[0042] 在图4-7,第一工字梁组件400和第二工字梁组件402中的每一个都被显示为通 过三个板中的每一个而形成。然而，在其它实施例中，第一工字梁组件400和第二工字梁组 件402可以由两个或更多个板构成。此外，在其他示例中，所述两个或更多个板可以通过焊 接、粘接、机械紧固件或任何其它已知的连接方法连接。
[0043] 图6中更详细地显示第一工字梁组件400。第二工字梁组件402可以包括基本上 与第一工字梁组件400相同的结构和布局，并且因而第一工字梁组件400的说明基本上适 用于第二工字梁组件402，除非在本说明中注明。如上所述，在第一工字梁组件400可以由 包括第一板506、第二板508和第三板510的第一多个板形成。尽管在这里仅不出和描述三 个板，但应当理解的是，第一工字梁组件400可以由两个或更多个板构成。每个板可以沿着 焊缝或接缝被焊接到另一个板。焊缝或接缝被限定在每一个相应的焊接位置处。参照图6 和7中，第一焊缝620被限定在形成于第一工字梁组件400的外侧700上的第二焊接位置 524处。如图所示，第一焊接接缝620相对于垂直轴线成角度O 2。此外，第一焊缝620在每 个端处以第一半径600和第二半径602倒圆角。第二焊缝622在第二板508和第三板510 之间在第一工字梁组件400的外侧700上限定在第四焊接位置528处。第二焊缝622可相 对于垂直轴线成角度G1。此外，第二焊缝622可在每一端处以第三半径604和第四半径 606倒圆角。
[0044] 在图6中的第一焊缝620和第二焊缝622的形状可被设计为将各自的焊接位置定 位在沿工字梁组件的最低应力位置处。最低应力位置例如可以基于配重的重量，尤其是由 于每个工字梁组件被设计为从配重126传送负载到摆动支座和枢轴108。例如，在工字梁组 件中诱导产生的应力的有限元分析，可能会在具有9500公斤配重的机器和具有10000公斤 配重的机器之间产生不同的角度9 1和θ2和半径。在任何情况下，如图6所示，焊接接缝 相对于每一个相应的垂直轴线成角度，并且每一端被倒圆角。
[0045] 在一个非限制性的示例中，角度Q1可以是大约在5-30°之间，并且角度θ 2可以 是大约在10-50°之间。在另一个示例中，角度Q1可以是大约在10-20°之间，角度0 2可 以是大约20-30°之间。在进一步的示例中，角度Q1可以是在大约10-15°之间，角度θ 2 可以是在大约22-28°之间。如上所述，每个角度可以根据配重126的大小而不同。
[0046] 来自配重126的负载可以使第一焊缝620在第一半径600处受拉和第一焊缝620 在第二半径602处受压。同样地，相同的负载可以引起第二焊缝622在第三半径604处受 拉和引起第二焊缝622在第四半径606处受压。其结果是，第一半径600可以与第二半径 602沿第一焊缝620不同，并且第三半径604可以与第四半径606沿第二焊缝622不同。
[0047] 在一个非限制性实施例中，第一半径600可以是大约在200-300毫米之间，并且第 二半径602可以在大约20-100毫米之间。在另一个示例中，第一半径600可以是大约在 225-275毫米之间并且第二半径602可以在大约20-60毫米之间。在进一步的示例中，第一 半径600可以是至少225毫米并且第二半径602可以是至少30毫米。
[0048] 在一个不同的、非限制性的示例中，第三半径604可以是大约在200-300毫米之间 并且第四半径606可以是大约在20-100毫米之间。在另一个示例中，第三半径604可以 是大约在225-275毫米之间并且第四半径606可以是大约60-80毫米之间。在进一步的示 例中，第三半径604可以是至少225毫米并且第四半径606可以是至少60毫米。在这些实 施例中，第一半径600和第三半径604在一些实施例中可以是大致相同的，但也可以在其它 实例中不同。同样地，第二半径602和第四半径606在一些实施例中可以是基本相似的，而 在在其它实例中可以是不同的。如上所述，配重126的尺寸可以影响焊缝的角位置和每个 倒圆端部的半径。
[0049] 工字梁组件的另一个方面是它的高度。为本公开的目的，在图6中显示工字梁组 件的两个高度。如图所示，第一工字梁组件400包括第一高度H 1和第二高度H2。在本公开 中，工字梁高度被称为第一高度H1和悬臂脚销（foot pin)的高度被称为第二高度H2。第 一高度或工字梁高度被限定在远端418附近以及工字梁组件400的顶面和底面之间。第二 高度或悬臂脚销的高度被限定在近端416附近并且在工字梁组件400的底部和悬臂枢转轴 线404 (即，在第一枢转位置302处）之间。第一工字梁组件400的底部也可以关联到上框 架102的底面，以用于确定第一高度和第二高度。
[0050] 在许多常规挖掘机中，第二高度或悬臂脚销高度在不同制造商的相同的挖掘机尺 寸或种类中大致相同或一致。例如，48公吨挖掘机的悬臂脚销高度在多个挖掘机制造商中 大致相同。同样地，36公吨挖掘机的悬臂脚销的高度在大多数挖掘机制造商中大致相同。这 种相似性的一个原因是因为悬臂脚销高度把机器的前端的运动学因素考虑在内。特别地， 悬臂脚销高度与机器能够达到的高度相关，例如，铲斗124能够达到多高或多远。在许多挖 掘机的情况，机器的挖掘和伸出规格是在设计机器时考虑的多个设计考虑中的两个。挖掘 规格对于大多数常规挖掘机可以是大致相同的，因此在在悬臂脚销高度在大多数常规挖掘 机中大致相同的情况下，这种相似性不难预料。
[0051] 第一或工字梁高度H1可以在机器的尺寸增加时增加，然而悬臂脚销高度H2在机器 的尺寸增加时也可以增加。因此，即使在机器尺寸变化时，工字梁高度H 1与向悬臂脚销高 度H2的比率大致相同。例如，对于14公吨和36公吨之间的挖掘机而言，工字梁高度H 1与 悬臂脚销高度H2的比值之间的差值可以小于0. 10。
[0052] 在另一个实施例中，对于目前市场上的不同等级的挖掘机而言，工字梁高度H1与 悬臂脚销高度H 2的比率范围在0. 24至0. 30之间。换句话说，在不同挖掘机等级（即，在 14公吨和36公吨之间）中，所述比率基本保持恒定，即使工字梁高度H1和悬臂脚销高度H 2 在机器尺寸增大时都增加。
[0053] 大多数常规的挖掘机的上框架的布局限制工字梁高度。例如，在大多数常规挖掘 机中，只有单个发动机，并且发动机被设置在两个常规的工字梁的顶部上。特别地，发动机 被安装到工字梁上并朝向工字梁的远端（即，最靠近配重）。在这种结构中，发动机的副轴 通常被设置成垂直于工字梁。在某些替换性结构中，发动机的副轴被设置成平行于工字梁。
[0054] 常规挖掘机的设计成使得其通常期望尽可能低地将发动机安装到上框架。实际 上，这限制了常规工字梁组件的高度。当发动机的副轴被设置垂直于工字梁时，工字梁高度 受发动机的底部的位置限制。当发动机的副轴平行于工字梁布置时，工字梁高度受限于保 持发动机的侧面的可访问性的需求，以用于维修和保养。然而，常规工字梁组件还需要用于 支撑配重的最小高度。此外，由于常规工字梁组件的工字梁高度被降低，因而常规工字梁或 板的厚度增加以进一步支撑配重。因此，常规的挖掘机通常被设计成包括具有最小高度和 更厚的板的常规工字梁。
[0055] 然而，在本公开中，上框架102被重新设计以包括两个发动机。更具体地，如图4 所示，上框架102的布局重新设计，使得燃料箱212和液压箱214被定位在第一工字梁组件 400和第二工字梁组件402之间。虽然工字梁没有在图2中示出，第一发动机200和第二发 动机202被定位到第一工字梁组件400的外侧700,并且因此发动机既不定位在任一个工字 梁组件的顶部，也不安装到任一个工字梁组件。燃料箱212和液压箱214可以被安装到多 个框架支撑板410中的一个，并且因而不存在限制第一和第二工字梁组件的高度的相应的 结构。
[0056] 考虑图2的上框架布局，第一工字梁组件400和第二工字梁组件402可以包括增 加的第一或工字梁高度氏。虽然许多上述常规工字梁由于发动机被安装在其上而包括小于 250毫米的工字梁高度，而本实用新型的第一工字梁组件400和第二工字梁组件402可以 包括约700毫米的工字梁高度。为了本公开的目的，第一工字梁组件400和第二工字梁组 件402可以被称为"高工字梁"。"高工字梁组件"或"高工字梁"可以被定义成这样一种工 字梁组件，该工字梁组件具有介于0. 5至I. 0之间的工字梁高度H1与悬臂脚销高度H2的比 率。因此，第一工字梁和第二工字梁的工字梁高度H 1与悬臂脚销高度H2的比率可以是上述 常规工字梁的第一工字梁高度H1与悬臂脚销高度H 2的比率的大约两倍或更多。
[0057] 在一个非限制性的示例中，下面的表1示出用于目前市场上的一系列挖掘机的工 字梁的高度H1与悬臂脚销的高度H2的比率。
[0058] 表1 :工字梁高度与悬臂脚销高度的比率
[0059]

【权利要求】
1. 一种工字梁组件，用于安装到挖掘机的上框架并支撑悬臂和配重，其特征在于，所述 工字梁组件包括： 细长主体，该细长主体包括近端、远端、顶面和底面并且被构造成安装到所述上框架， 所述细长主体包括多个板； 所述多个板中的第一板设置在所述近端处，所述第一板限定了枢转轴线，悬臂围绕该 枢转轴线枢转； 所述多个板中的第二板设置在所述远端处并且连接到第一板； 其中，细长主体包括第一高度和第二高度，第一高度被限定在细长主体的远端的顶面 和底面之间，并且第二高度被限定在底面和枢转轴线之间；并且 其中，第一高度与第二高度的比率在〇. 5至1. 0之间。
2. 根据权利要求1所述的工字梁组件，其特征在于，第一板包括第一厚度并且第二板 包括第二厚度，第一厚度大于第二厚度。
3. 根据权利要求2所述的工字梁组件，其特征在于，第一厚度是第二厚度的两倍。
4. 根据权利要求2所述的工字梁组件，其特征在于，所述工字梁组件还包括连接在第 一板和第二板之间的第三板，第三板包括第三厚度，该第三厚度小于第一厚度但大于第二 厚度。
5. 根据权利要求1所述的工字梁组件，其特征在于，第一板和第二板彼此连接以形成 第一接缝，该第一接缝相对于穿过该第一接缝中的垂直轴线成角度地设置。
6. 根据权利要求5所述的工字梁组件，其特征在于，第一板的一部分与第二板的一部 分重叠，以形成所述第一接缝和第二接缝，第一接缝被设置在第一板和第二板的外侧，第 二接缝被布置在所述第一板和第二板的内侧。
7. 根据权利要求5所述的工字梁组件，其特征在于，第一接缝包括在顶面处的第一弯 曲端和在底面处的第二弯曲端。
8. -种工字梁组件，其被安装到挖掘机的上框架并支撑悬臂和配重，其特征在于，所述 工字梁组件包括： 细长主体，该细长主体包括近端、远端、顶面和底面并且被构造成安装到所述上框架， 所述细长主体包括多个板； 所述多个板中的第一板设置在所述近端处，所述第一板限定了枢转轴线，悬臂围绕该 枢转轴线枢转； 所述多个板中的第二板被连接到第一板； 所述多个板中的第三板设置在远端处并且连接到第二板； 其中，第一板和第二板在第一接缝处彼此连接，并且第二板和第三板在第二接缝处彼 此连接；并且， 其中，第一接缝和第二接缝相对于穿过每个接缝的垂直轴线成角度地设置。
9. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于，第一接缝被设置为相对于垂直轴 线成10-50°之间的角度，并且第二接缝被布置为相对于垂直轴线成5-30°之间的角度。
10. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于，第一接缝和第二接缝包括第一端 和第二端，第一端和第二端是弯曲的。
11. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于，细长主体包括第一高度和第二高 度，第一高度被限定在细长主体远端处的顶面和底面之间，并且第二高度被限定在底面和 枢转轴线之间。
12. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于，第一板包括第一厚度，第二板包 括第二厚度，并且第三板包括第三厚度； 进一步地，第一厚度大于第二厚度和第三厚度，并且第二厚度大于第三厚度。
13. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于，第二板被定位在第一板和第三板 的外侧。
14. 根据权利要求8所述的工字梁组件，其特征在于： 第一板的一部分在第一接缝处与第二板的第一部分重叠以形成第一焊缝和第二焊缝， 第一焊缝被形成在第一板和第二板的外侧，并且第二焊缝被形成在第一板和第二板的内 侧； 第三板的一部分在第二接缝处与第二板的第二部分重叠以形成第三焊缝和第四焊缝， 第三焊缝被形成在第二板和第三板的外侧，并且第四焊缝被形成在第二板和第三板的内 侦h并且， 其中，第一焊缝、第二焊缝、第三焊缝和第四焊缝相对于穿过每个焊缝的垂直轴线成角 度地设置，并且每一个焊缝都包括在细长主体的顶面和底面处的弯曲端。
15. -种机器，其特征在于，该机器包括： 用于推进机器的地面接合机构； 由地面接合机构支撑的框架； 可枢转地连接到框架的悬臂； 连接到框架并且彼此间隔开的第一工字梁组件和第二工字梁组件，所述第一工字梁 组件和第二工字梁组件中的每一个都包括细长主体，该细长主体具有近端、远端、顶面和底 面，该细长主体包括多个板； 所述多个板中的第一板设置在近端处，所述第一板限定了枢转轴线，悬臂围绕所述枢 转轴线枢转； 所述多个板中的第二板连接到第一板； 所述多个板中的第三板设置在远端处并且连接到第二板； 其中，第一工字梁组件和第二工字梁组件的细长主体包括第一高度和第二高度，第一 高度被限定在细长主体的远端处的顶面和底面之间，第二高度被限定在底面和枢转轴线之 间；并且， 其中，第一高度与第二高度的比率在〇. 5至1. 0之间。
16. 根据权利要求15所述的机器，其特征在于，所述机器还包括至少一个流体箱，该流 体箱连接到框架并且设置在第一工字梁组件和第二工字梁组件之间。
17. 根据权利要求15所述的机器，其特征在于，所述机器还包括用于给机器提供动力 的第一发动机和第二发动机，第一发动机和第二发动机被连接到框架并被连接到第一工字 梁组件或第二工字梁组件之一的外侧。
18. 根据权利要求15所述的机器，其特征在于： 第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度，并且第三板包括第三厚度；并且， 其中，第一厚度大于第二厚度和第三厚度，并且第二厚度大于第三厚度。
19. 根据权利要求15所述的机器，其特征在于： 第一板和第二板在第一接缝处彼此连接；并且 第二板和第三板在第二接缝处彼此连接；并且， 其中，第一接缝和第二接缝相对于穿过每个接缝的垂直轴线成角度地设置。
20. 根据权利要求19所述的机器，其特征在于： 第一接缝包括在顶面处的第一端和在底面处的第二端，第一接缝被设置为相对于第一 端和第二端之间的垂直轴线成第一角度； 第二接缝包括在顶面处的第一端和在底面处第二端，第二接缝被设置为相对于第一端 和第二端之间的垂直轴线成第二角度；并且， 其中，第一接缝和第二接缝的第一端和第二端是弯曲的。
【文档编号】E02F9/08GK204151842SQ201420290976
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年6月3日 优先权日:2013年10月18日
【发明者】詹森·G·克尼佩尔 申请人:迪尔公司