专利名称：施工机械的长结构部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对由在基端部具有可使支轴插进的轴套的板材构成的悬臂、或起重臂等长结构部件上的连接主要部、实行加固结构的施工机械的长结构部件。
安装该连接架104、104a的部分，是将由箱式结构或圆角三角形截面结构形成的悬臂100、100A端面部封住的板105、105a、沿着构成悬臂的侧板端部进行焊接、再将形成连接架104、104a的板材与已焊接完的板105、105a的表面垂直相交进行焊接安装的。
在所述施工机械的悬臂100、100A上，由于这样的构成，对于将与轴套101、101a的安装部a、或悬臂缸杆连接的连接架104、104a和悬臂端部封住的板105、105a、在与其对接的形成104、104a的部件焊接端部b、c上、或在封住悬臂端面部的板105、105a的终端部d上会发生龟裂。由于这些部位都是发生在焊接接合部，所以难以避开形状上的应力集中，因此，为了防止龟裂而采取了将使用的板厚度加厚、将焊缝厚度加厚，或将焊接缝边用砂轮打磨等对策，但是其结果导致了部件重量被加重。
另外，如前所述，由于悬臂100、100A是焊接结构，所以轴套101、101a、加固板102、102a、连接架104、104a分别是单个部件，因而在将这些部件进行组装，定位焊、精焊的各种作业上需要较多的工时，这样无论如何也要提高加工成本。
除此之外，如图5(b)所示，将圆角三角形截面悬臂100A和以往多采用的方形截面悬臂进行组合时，与以往的方形截面悬臂相比较由于底边部尺寸变大，所以为实施连接的轴套101a外端面之间尺寸(轴套宽度)大于与方形截面悬臂的连接部连接架(上连接架)(省略图示)的组合尺寸，这样就不能组合。而且，为了能进行组合，当把圆角三角形截面悬臂101A的轴套宽度变窄后，三角形截面的底边宽度会变小，这样在同样板厚度上使截面刚性下降，从强度上就变得不能使用，当把板厚度提高时，就不可能实现以圆角三角形截面为主要目的的轻型化。
另外，在圆角三角形截面悬臂上，如果采用将底边成为上侧的反转的结构时，虽然能缩小所述轴套宽度，这样就能与方形截面悬臂进行组合，但是由于应力苛刻的轴套部被配置在以往的圆角三角形截面的下边上，所以从悬臂侧面突出的轴套部的长度变长，成为更苛刻的结构，因而是不实用的。另外，在把圆角三角形截面的底边部放在下侧以便能实现轻型化的条件下，在为把方形截面起重臂上的上连接架一侧合在一起而将其组合面之间的宽度加大时，落在起重臂顶部分上的扭矩就会变大，这样就需要加大顶部的截面，这样就不得不变更起重臂整体设计，因而是不现实的。
另外，为了在方形截面悬臂上谋求其轻型化，虽然作为代替以往结构的做法尝试了利用将板材弯曲加工后形成角部的部件来减少焊接点，但还是如前所述那样，在相对于起重臂连接部的连接架的连接结构部，在焊接多个部件中用在该部分上的作业工时并没有改变，而且也达不到减轻其结构重量的目的。
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种施工机械的长结构部件，把构成与其他支撑结构体连接的支撑连接部的部分做成铸造部件，并把由板材构成的长部件与该部件组合后形成一体化，这样能够避开应力集中。
根据本发明，由于用铸钢一体成形例如作为液压铲斗等施工机械使用的成为悬臂的基部的部分的、包括成为与其他部件(例如起重臂)连接的连接支撑部的轴套及连接架的基部结构部分，并且该基部结构部分与钢板制长结构部分通过焊接接合而形成一体化，因此以在其焊接接合处形成不产生故障的状态，这样就不会出现以往发生的局部应力集中点，而且将结构部件一体化可提高加工性以便省时、省力，并能一举解决以往的强度问题和制作时的问题，因而能有效地寻求合理化并降低成本。
在本发明中，所述长结构部分是圆角多边形截面，将在其基部上包括轴套和连接架的基部结构部分、以适合于所述长结构部分的截面形状的形状用铸钢形成，该基部结构部分和钢板制长结构部的端部在接合部上形成为嵌合结构，且两者通过焊接形成为一体是理想的。这样，通过用于连接其他部件的轴套及连接架被形成一体化的基部结构部分和与之相连的长结构部分嵌合，将在接合时缺乏稳定性的钢板制部件端部、利用铸钢制部件在保持形状的稳定状态下进行焊接，因此加工性良好，并可收到一体牢固接合的效果。
另外，对于所述长结构部分是圆角三角形截面并且以使其三角形底边部位于上侧的方式而形成的钢板制长结构部分，将包括轴套及连接架的基部结构部分，以适合于所述长结构部分截面形状的形状用铸钢形成，并把该基部结构部分和钢板制的长结构部分的端部在接合部上形成为嵌合结构，且将两者通过焊接形成一体。这样，由于基部结构部分能用铸钢形成一体，所以，例如当作为液压铲斗式的施工机械上的悬臂被采用时，由于能够使设在该基部上的连接部的轴套宽度尺寸与起重臂的上连接架面之间的尺寸一致，所以能与以往的方形截面悬臂组合使用。
另外，在本发明中，所述长结构部分是圆角方形截面，对于将其截面形状上的宽方向角部外形被形成弯曲面的扁平U字形部件、呈相对向上下配置并将所述两U字形部件的两凸缘部之间、用平板材料对接后焊接成长结构部分，将包括轴套及连接架的基部结构部分、以适合于所述长结构部分的截面形状的形状、用铸钢形成，并把该基部结构部分和所述长结构部分的端部在接合部上形成为嵌合结构，且将两者通过焊接而形成一体是理想的。这样，由于基部结构部分能够用铸钢形成一体，所以，例如作为液压铲斗式施工机械上的悬臂被采用时，在对应设在其基部上的连接部轴套的悬臂的上连接架上、能够原封不动地进行连接。而且，由于其基部结构部分用铸钢成形，所以不会产生以往那样的强度低的现象，通过容许用最低限度的壁厚而成形的部件来谋求轻型化，同时，操作性好并能降低生产成本。
另外，在所述长结构部分的前端上，把包括作为用铸钢一体形成的另外的连接体的支撑部的轴套等支撑结构在内的前端部结构部分、与其长结构部分端部经焊接而形成一体。这样，能够消除以往实施的把轴套等作为另一个部件来制作，将它焊接在长结构部分的前端部而产生在电弧焊接部上的强度降低及龟裂等不良现象，同时能降低加工工时，而且因不需要加固所以能得到促进轻型化的效果。
图2是
图1主要部分的放大截面图。
图3是表示将圆角三角形截面的底边部设为上侧的悬臂一实施例的图，(a)是主视图，(b)是d-d截面图，以及(c)是右侧视图。
图4(a)是圆角方形截面施工机械悬臂的整体立体图，和(b)是C-C截面图。
图5是以往施工机械悬臂的整体立体图，(a)是方形截面结构的悬臂，和(b)圆角三角形截面结构的悬臂。
具体实施例方式
以下，对本发明的施工机械的长结构部件的具体实施例，参照附图进行说明。
在图1中，(a)表示了本实施例的施工机械的悬臂主视图，(b)是其A-A的侧视图，以及(c)是沿着B-B线的端面图，图2表示了主要部分的放大截面图。
该实施例的长结构部件，是适用于使用在液压铲斗式施工机械上的悬臂。该长结构部件(以下称作“悬臂”)1，如图1(b)所示，是由钢板形成圆角三角形截面(将三角形的各角部形成圆弧状)的部件，形成悬臂的长结构部分2与基部结构部分6是用铸钢形成了一体形状，该长结构部分2和基部结构部分6通过焊接被接合成一体。
该悬臂1上的长结构部分2，在其前端上具有用来安装铲斗等附件的轴套3，后部为了与基部结构部分6相结合从下半部到后端形成敞开形状的开放边5，并由圆角三角形截面形成所需长度尺寸。而且，在后部上侧设置了钢板制辅助操作缸的安装连接架4。
另一方面，基部结构部分6被形成为遮盖住所述长结构部分2上的后部敞开部那样的形状，在其前部位置上起重臂连接用的轴套7与悬臂1的轴线形成垂直相交，另外在后端部外面上呈双股状且相互平行地分别设置了连接悬臂操作缸杆的连接架8，而且，在与所述长结构部分2的后部开放边5接合的接合边部9上，如图2所示形成有与其接合部的形状吻合且用于嵌合的阶梯部9a。
这样形成的长结构部分2和基部构成部分6，是在按预先所需形状尺寸制作的钢板制长结构部分2的后部开放边5上，把铸造后的基部结构部分6的接合边部9，通过沿着该接合部9形成的阶梯部9a嵌合在所述后部开放边5上进行结合，然后在保持接合边部9和后部开放边5接合状态下进行焊接、合成一体。因而，对长结构部分2和基部结构部分6的接合部10在全周上实施了焊接。
在将这样不同的两种部件(长结构部分2和基部结构部分6)组合、形成悬臂1时，一方的长结构部分2是由将钢板进行弯曲加工后形成的，另一方的基部结构部分6是使用铸造成形的，因此，如果以该基部结构部分6的接合边部9的阶梯部9a为基准，将长结构部分2的后部开放边5与其嵌合并实施部分定位焊接，即使是不合规则形状的后部开放边5，也能在可靠地保持形状的条件下进行正确的接合。
这样被组合成的悬臂1，由于其基部如前所述是用铸钢制的部件构成的，所以在使用时即使受到外力也不会产生局部应力集中。因而，不会出现龟裂的问题，并能经得住长期使用。而且，将烦琐的部分进行一体成形就能把部件数量控制在最低限度，能得到减少加工工时以降低成本的效果。
以下，图3是表示把圆角三角形截面的底边部设为上侧的悬臂的一实施例的图，分别地(a)是主视图，(b)是d-d截面图，以及(c)是右侧视图。
在该实施例中，基本上和上述实施例的悬臂一样，只是在长结构部分的截面形状与上述悬臂相反形成这点上不同。因而，有关同样或相同的部分是用同样符号来表示。
在这样形成的悬臂1A中也同样，长结构部分2a是用钢板做成圆角三角截面并形成所需长度，基部结构部分6a是用铸钢形成所需形状，以在基部结构部分6a的接合边部9上形成的阶梯部9a为基准，将长结构部分2a的后部开放边5和上述实施例的做法相同而进行嵌合，然后将其后部开放边5与上述基部结构部分6a的接合边部9通过焊接合成一体。
在该实施例中，虽然截面成为所谓倒三角形，但是，由于是把连接用的轴套7作为基部结构部分一体成形，所以当然能使所述轴套7的宽度尺寸形成和以往式的一样。因而能够与既存的起重臂(未图示)组合后进行使用。
另外在本实施例中，虽然在使用时，应力苛刻的所述轴套7是位于悬臂1A的圆角三角形状顶部的底边位置，但由于是铸造为一体的结构，所以可以任意选择将轴套形成部的根部分形成为曲面等对应于负荷的加固形状，这样就能成为对应于负荷稳定的结构，并成为具有持久性的部件。
在以上说明中记载了有关圆角三角形截面的长结构部件，但是在方形截面或在多角截面的长结构部件上也能采用。
在图4(a)中表示了作为圆角方形截面的施工机械的悬臂整体立体图和(b)为C-C截面图。
该实施例的悬臂1B是把钢板制的长结构部分20和与上述实施例同样的铸钢制基部结构部分30以及前端部结构部分36通过焊接而结合成一体而形成圆角方形截面结构。
所述长结构部分20，如图4(b)所示，按照所需尺寸将角部形成为圆弧面的扁平U字形的上面部件21和下面部件22、按所需间隔形成上下对向，并在与该上面部件21和下面部件22的平坦部垂直相交且弯曲的截面宽度方向两侧相对向的凸缘部21a、22a之间，设置了由裁断成所需尺寸的钢板材料形成的侧板23，并将各自的端面相互间相对合后进行焊接，在圆角方形截面上按所需外形形成所需长度尺寸。
所述基部结构部分30，被形成为可遮盖住所述长结构部分20上的后部敞开部那样的形状，分别地在其前部侧面位置上设有与起重臂连接用的轴套部31，它与悬臂1B的轴线形成正交，另外在后端部上设有呈双股状且平行的与悬臂操作缸杆连接的连接架32。而且，在上面前部上一体凸出设有辅助操作缸的安装连接架33。而且，与所述长结构部分20的后部开放边24接合的接合边部34，和上述实施例的结构同样地将其接合部的形状吻合，形成嵌合的阶梯部，把所述长结构部分20的后部开放边24嵌合在该阶梯部上并进行焊接(参照图2)。
另外，所述前端部构成部分36，是用铸钢制按照所需外形尺寸，在前端上以与其轴线垂直相交的方式一体地设置安装铲斗等附件的轴套部37及连杆安装轴套部37’，并将后端的接合边部38与上述基部结构部分30的接合边部34同样地形成为阶梯部，在与所述长结构部分20的前端边25嵌合后实施焊接结合。
这样构成的实施例的施工机械的悬臂1B，是圆角方形截面结构，由于把位于作为中间部的长结构部分20的前端侧和基端侧的形状复杂的部分、用铸钢制的成形品构成，所以，如果在容许铸钢制的成形品范围内成形薄臂，那么，因去掉了复杂的焊接部分，因此能得到加工性好且能提高强度并促进轻型化的效果。另外，由于能通过成形来形成复杂的结构部，所以外观上也能达到美观。并且，在该圆角方形截面的悬臂1B(长结构部件)上，在构成该长结构部分20的上面部件21和下面部件22时除了对钢板进行弯曲加工以外，如果使用将圆角部分的厚度形成为较厚的轧制形钢，就增加了截面强度所以能进一步提高强度。
另外，在上述圆角三角形截面的悬臂1、1A上，作为其前端部的结构部分也和上述圆角方形截面的悬臂1B一样省略了图示，不过把铸钢制部分焊接在长结构部分2、2a的前端部上能形成一体结构。这样就能得到与上述实施例同样的效果。
根据本发明，作为像施工机械的悬臂那样和其他部件(例如起重臂)组合后可活动安装的长结构部件，是将承受大负荷的组合连接部作为铸钢制一体结构，与提高强度的部件和尺寸上形成长形的钢板制部件接合而形成一体化，这样就能一举解决以往强度上的难点和制造上的难点。另外，对于圆角三角形截面构造的悬臂的情况，例如和液压铲斗上以往广泛采用的方形截面起重臂组合，能实现施工机械的轻型化，伴随这点可减轻配重的重量，或能够实施改善制作成本。当然，在具有圆角方形截面构造的结构上也同样能提高强度及寻求轻型化。
以上说明中记载了施工机械的悬臂，但不局限于上述液压铲斗式的施工机械，在被其他机械采用的具有连接部的长结构部件上也同样，这些都应属于本发明的范畴。
权利要求
1.一种施工机械的长结构部件，其特征在于在基部上具有连接支撑部的施工机械的长结构部件上，把包括作为所述连接支撑部的轴套及连接架的基部结构部分用铸钢形成一体，并将该铸钢制的基部结构部分与钢板制长结构部分焊接而形成一体化。
2.根据权利要求1所述的施工机械的长结构部件，其特征在于所述长结构部分是圆角多边形截面，将在其基部上包括轴套和连接架的基部结构部分、以适合于所述长结构部分的截面形状的形状用铸钢形成，该基部结构部分和钢板制长结构部的端部在接合部上形成为嵌合结构，且两者通过焊接形成为一体。
3.根据权利要求2所述的施工机械的长结构部件，其特征在于对于所述长结构部分是圆角三角形截面并且以使其三角形底边部位于上侧的方式而形成的钢板制长结构部分，将包括轴套及连接架的基部结构部分，以适合于所述长结构部分截面形状的形状用铸钢形成，并把该基部结构部分和钢板制的长结构部分的端部在接合部上形成为嵌合结构，且将两者通过焊接形成一体。
4.根据权利要求3所述的施工机械的长结构部件，其特征在于在所述长结构部分的前端上，把包括作为用铸钢一体形成的另外的连接体的支撑部的轴套等支撑结构在内的前端部结构部分、与其长结构部分端部经焊接而形成一体。
5.根据权利要求2所述的施工机械的长结构部件，其特征在于所述长结构部分是圆角方形截面，对于将其截面形状上的宽方向角部外形被形成弯曲面的扁平U字形部件、呈相对向上下配置并将所述两U字形部件的两凸缘部之间、用平板材料对接后焊接成长结构部分，将包括轴套及连接架的基部结构部分、以适合于所述长结构部分的截面形状的形状、用铸钢形成，并把该基部结构部分和所述长结构部分的端部在接合部上形成为嵌合结构，且将两者通过焊接而形成一体。
6.根据权利要求5所述的施工机械的长结构部件，其特征在于在所述长结构部分的前端上，把包括作为用铸钢一体形成的另外的连接体的支撑部的轴套等支撑结构在内的前端部结构部分、与其长结构部分端部经焊接而形成一体。
全文摘要
一种施工机械的长结构部件，把构成和其他支撑结构体连接的支撑连接部的部分用铸造部件，并将由板材构成的长部件与该铸造部件组合而形成一体化以避开应力集中，在基部上具有连接支撑部的施工机械的长结构部件上，把包括设置在该基部上的作为连接支撑部的轴套及连接架的基部结构部分用铸钢形成一体，并将该铸钢制的基部结构部分(6)与钢板制的长结构部分(2)在接合部进行组合、实行焊接而形成一体。
文档编号B66C23/687GK1429953SQ03101419
公开日2003年7月16日 申请日期2003年1月6日 优先权日2002年1月4日
发明者增本展祥, 田中俊夫, 伊藤达志, 安达馨 申请人:株式会社小松制作所