挖掘机用斗杆及挖掘机的制作方法

本发明涉及一种斗杆，更具体地说，涉及一种挖掘机用斗杆及挖掘机。

背景技术

挖掘机斗杆是挖掘机工作装置的重要部件，斗杆主要是由上翼板、左右腹板、下翼板以及弯板焊接而成的箱型结构。斗杆的前端安装有与铲斗或附属装置连接的前支座，在顶部设置有与铲斗油缸连接的上支座，后端设置有与斗杆油缸连接的尾支座，在斗杆后端的下部设置有用于与动臂铰接的后支座。其中后支座不仅要承受动臂和属具的重量，而且在属具作业时要承受作业负荷，因此对于后支座结构设计要求较高，否则很容易造成斗杆在后支座的安装位置开裂。

现有的挖掘机斗杆后支座通常为铸造或焊接而成的一体结构，其包括用于容纳铰接销的套管部、位于套管部两端其与套管部焊接或铸造一体成型的法兰，法兰的形状为圆形或者类似扇形，即法兰的外轮廓是由一段圆弧焊接边和两条直线焊接边构成，如图1所示，圆弧焊接边的圆心与套管部的轴心重合，圆弧焊接边用于与斗杆两侧的腹板焊接，两条直线焊接边的一端交错连接，形成类似扇形的顶点位于套管部的轴心之下(位于套管部的外圆柱面的径向外侧)，两条直线焊接边的另一端各自与圆弧焊接边的端部连接。圆弧焊接边与斗杆的下翼板和后部弯板相焊接。现有的后支座对斗杆的强度加强作用小，与左右腹板的对接位置应力很高，容易引起焊缝开裂，造成机器早期故障。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机斗杆后支座与腹板焊接处焊缝容易开裂问题，而提供一种挖掘机斗杆，该斗杆通过改进后支座结构，能够有效加强斗杆的强度，减少后支座安装部位的焊缝开裂现象。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机用斗杆，主要由上翼板、左右两侧的腹板、下翼板和后部的弯板焊接而成的箱型结构，在下翼板和弯板邻接处焊接有后支座，其特征在于还包括肋板，所述后支座为关于中心平面左右对称结构，其具有套管部和与所述套管部一体成型并位于套管部左右端部的法兰，所述左右两侧的腹板上设置有用于与所述法兰对接相焊的后支座安装缺口，所述后支座的法兰镶嵌在所述腹板上的后支座安装缺口中并与所述腹板对接相焊；所述套管部的外圆柱面上设置有与套管部一体成型且左右两端分别与左右法兰内侧面连接的上筋条，所述上筋条呈板状并位于所述套管部的前侧，其下端与所述套管部的外圆柱面相切，上端向套管部的前上方斜向延伸，所述上筋条与下翼板所成夹角为48-55°；所述肋板的左右两侧边与斗杆的左右腹板对应焊接，肋板的底边与后支座上筋条的上边进行焊接，肋板的上边则与斗杆的上翼板进行焊接，肋板与上筋条处于同一平面。在本发明中，上筋条沿套管部轴向贯穿连接左右两端的法兰，其除了对法兰的强度加强外，其主要作用是将后支座套管部上的力通过上筋条向上进行分散，改善法兰上的局部受力问题，避免法兰与斗杆左右腹板焊接处的焊缝开裂。所述上筋条与斗杆下翼板所成夹角为48-55°，使得上筋条与斗杆的最大抗弯截面一致，最大的发挥了加强作用。通过以上技术手段，不仅加强了后支座本身的强度，更重要的是改善了整个斗杆的受力水平，提高了斗杆的寿命。在本发明中,上筋条与套管部相切,对于具有一定厚度的上筋条,上筋条与套管部相切能够使得上筋条与套管部的接触面积增大,便于套管部上的热量传递至上筋条上,便于套管部散热。

上述挖掘机用斗杆中，所述上筋条的顶部边的中部设置有向下凹陷的缺口。后支座通过销轴与动臂铰接后，斗杆的频繁转动使得后支座套管部因与销轴的摩擦而温度升高，上筋条的下端与套管部在轴向方向连接，能够将套管部上的热量很好地进行传导扩散，提高套管部的散热效率，避免套管部温度过高而导致斗杆与动臂铰接后套管内部温度过高而导致的粘着烧损，进而避免导致斗杆与动臂的铰接处异响，产生噪声的大大降低挖掘机的操作舒适性。同时，在更换斗杆、动臂或铰接销轴时避免销轴粘着不易拆卸，维修难度增加的问题。在上筋条上的凹陷缺口，可以减小了支座的重量，套管部与铰接销轴摩擦发热主要集中在靠近套管部两端的部位，套管部的中部因发热较少而温度相对较低，其散热需求较小，因此在上筋条的中部设置凹陷缺口可以实现不明显降低散热效果的前提下进行后支座减重。凹陷缺口的形状可以矩形，但以倒置的梯形更佳。

上述挖掘机用斗杆中，所述法兰的上部是圆心在套管部轴心上的圆弧焊接边，下部是两条交错连接的直线焊接边，两条直线焊接边的连接点位于套管部的下方，前部直线焊接边的前端与圆弧焊接边的前端连接，后部直线焊接边的后端与圆弧焊接边的后端连接；所述套管部的外圆柱面上设置有与套管部一体成型且左右两端分别与左右法兰内侧面连接的下筋条，所述下筋条的下底面是由两个相交的平面构成，所述下筋条下底面的前部平面与左右两侧法兰的前部焊接边所在的平面重合，所述下筋条下底面的后部平面与左右两侧法兰的后部焊接边所在的平面重合，所述法兰的圆弧焊接边与所腹板对接相焊，所述下筋条下底面的前部平面和法兰的前部直线焊接边与所述下翼板的后部上侧面贴合并焊接，所述下筋条下底面的后部平面和法兰的后部直线焊接边与所述后部弯板的前部上侧面贴合并焊接。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种挖掘机，该挖掘机包括上述的挖掘机用斗杆。该斗杆通过后支座及销轴与挖掘机的动臂铰接。

本发明与现有技术相比，本发明本发明在考虑铸造难易程度、机加工成本和斗杆整体重量的条件下新设计了斗杆后支座结构，通过巧妙的设计上筋条和下筋条的结构和方向，不仅提高了支座强度，可实现斗杆整体的强度提高，同时通过上筋条增加后支座本身的散热功能，上筋条上的凹陷缺口在不影响后支座散热性能提高的前提下减小了后支座的重量，既改善了斗杆后支座与腹板焊缝开裂、后支座底部的下翼板开裂的问题，又改善了后支座散热难的问题，同时最大限度降低重量，节省材料。肋板与后支座上的上筋条处于同一平面，后支座上的受力经上筋条、肋板向四周传递扩散，改善了斗杆在此处的受力水平，提高了斗杆的寿命

附图说明

图1是本发明斗杆的结构示意图。

图2是本发明斗杆中后支座的立体视图。

图3是本发明斗杆中后支座侧后视图。

图4是本发明斗杆后支座位置处的结构示意图。

图中零部件名称及序号：

套管部1、法兰2、圆弧焊接边21、前部直线焊接边22、后部直线焊接边23、下筋条3、上筋条4、凹陷缺口41、腹板5、下翼板6、后部弯板7、上翼板8、肋板9、后支座11、前支座12、上支座13、尾支座14。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

如图1所示，本实施例中的斗杆用于挖掘机，该斗杆主要由上翼板8、左右两侧的腹板5、下翼板3和后部弯板7焊接而成的箱型结构，在斗杆箱型结构的前端设置有前支座12，用于铲斗或属具连接，在斗杆的顶部设置有上支座13，用于与铲斗油缸的一端连接，斗杆的尾部设置有尾支座14，用于斗杆油缸连接，在斗杆的后部设置有后支座11，用于与挖掘机的动臂连接。弯板7的一端位于后支座安装处，另一端与延伸至斗杆箱体上部与上翼板的端部对接相焊，其弯曲包覆斗杆的后端。

本实施例中的后支座结构如图2图3所示，该后支座关于中心平面左右对称结构，其具有套管部1和与套管部1一体成型并位于套管部左右端部的法兰2，套管部1的中心孔用于插装动臂销轴，实现斗杆与动臂铰接。

套管部1的外圆柱面上设置有与套管部1一体成型且左右两端分别与左右法兰2内侧面连接的上筋条4，上筋条4呈板状并位于套管部1的前侧，其下端与套管部1的外圆柱面相切，上端向套管部的前上方斜向延伸，当后支座安装在斗杆上后上筋条与斗杆下翼板所成夹角为48-55°。上筋条的顶部边的中部设置有向下凹陷的缺口41。

法兰2的形状近似为扇形，法兰2的的上部是圆心在套管部轴心上的圆弧焊接边21，下部是两条交错连接的直线焊接边，两条直线焊接边的连接点位于套管部的下方，前部直线焊接边22的前端与圆弧焊接边21的前端连接，后部直线焊接边23的后端与圆弧焊接边21的后端连接；套管部1的外圆柱面上还设置有与套管部一体成型且左右两端分别与左右法兰内侧面连接的下筋条3，下筋条3的下底面是由两个相交的平面构成，下筋条下底面的前部平面与左右两侧法兰的前部焊接边所在的平面重合，下筋条下底面的后部平面与左右两侧法兰的后部焊接边所在的平面重合。

本实施例中的后支座安装在斗杆上的结构示意图如图3所示，在斗杆的左右腹板5上各开始有一个圆弧形的缺口，用于容纳后支座左右两端的法兰2，与法兰的圆弧焊接边21进行对接相焊。斗杆的下翼板6的后部上侧面的两侧则贴合在法兰下部的前部直线焊接边22上并与其进行焊接，下翼板6的后部上侧面的中间部位则与下筋条下底面的前部平面贴合并相焊接，斗杆后部弯板7的前部的上侧面的两侧则贴合在法兰下部的后部直线焊接边23上并与其进行焊接，后部弯板7的后部上侧面的中间部位则与下筋条下底面的后部平面贴合并相焊接，在斗杆箱体内部还焊接有肋板9，肋板9的左右两侧边则与斗杆的左右腹板5对应焊接，肋板9的底边则与后支座上筋条4的上边进行焊接，肋板9的上边则与斗杆的上翼板8进行焊接，肋板9与上筋条4处于同一平面，也即肋板9与下翼板6所成夹角θ在48-55°。

后支座套管部上设置有两条沿着后支座套管部轴线方向延伸并两端连接两端法兰内侧上筋条和下筋条。它们的作用除了加强支座的强度外，主要作用是它将后支座套管部上的力通过这两块筋条能够进行分散。下筋条座于下翼板上，与下翼板焊接，实现向下传力，上筋条的上端与肋板焊接，实现向上翼板传力，上筋条和下筋条左右两端与法兰连接，通过法兰与腹板的对接焊缝实现向腹板传力。上筋条的方向与斗杆下翼板的夹角为48-55°，夹角在这个范围内，与斗杆的最大抗弯截面一致，最大的发挥了加强作用。若角度大于55°，下翼板区域的应力变大，若角度小于48°，腹板上的应力增加，因此本发明中上筋条和下筋条可有效降低后支座与腹板对接焊缝区域开裂的难题。上筋条13上设有凹陷缺口，凹陷缺口的作用一个是去掉受力较小区域的材料分布，达到减重和材料的有效节约，同时确保后支座的散热性能，避免后支座套管部内孔与动臂销轴铰接的位置发生粘着烧损。