一种平地机前机架及平地机的制作方法

本发明公开了一种平地机前机架，涉及工程机械领域。

背景技术：

1、山建设、道路修筑、水利建设和农田改良等施工中的重要设备。平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它的铲刀能在空间完成6自由度运动。其中前机架作为主承载结构件，是完成这些动作的关键结构件，前机架的疲劳寿命直接关系到整车的寿命。特别是在挖沟和刮坡作业时，摆架摆动到极限位置，使铲刀可以达到侧立90度，此时前机架受到很大的弯矩和扭矩。近年来平地机作业性能不断提高，吨位不断增大，使铲刀宽度及受载载荷相应增加，前机架结构的抗弯及抗扭性能存在安全隐患，影响整车的稳定性。

2、目前，平地所使用的前机架多为焊接而成的箱型结构，焊缝承受主要载荷。平地机在挖沟及刮坡作业时，前机架主体承受很大弯矩，要求其就有很大的刚度及强度，特别是抗弯的刚度。为提高其刚度及强度加大前机架主梁截面，造成其偏重，影响前机架的轻量化设计；形状为箱型的前机架结构由于为焊接结构，板厚及焊缝需加大尺寸以提升其稳定性。

3、发明人发现，现有技术中至少存在下述问题：现有的平地机由于前机架结构设计不合理，刚度、强度较弱，造成平地机挖沟及刮坡作业时前机架主板容易撕裂，影响整车稳定性。加强结构尺寸后刚度及强度有多提高，但重量偏大，不利于前机架轻量化设计。

技术实现思路

1、本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种平地机前机架及平地机，在不增大现有主梁截面及板厚尺寸的情况下，通过对整体形态、结构分布、连接配合以及传力路径的拓扑优化，解决了关键位置应力集中而带来的破坏问题，从而使整体结构做到重量轻，寿命长。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种平地机前机架，包括：鞍架、前悬体、摆架和后悬体，所述鞍架、前悬体、后悬体依次拼接；所述摆架的凹槽向上卡入后悬体中，摆架的中轴线与后悬体的下平面垂直；所述鞍架的前端面与前悬体的前端面对齐,所述前悬架的上平面与鞍架的前端面形成锐角夹角，夹角角度为75-80°，提升受力性能，所述前悬架的设置向下的u形槽卡入到鞍架中，所述后悬体的上平面与前悬架的上平面对齐，所述鞍架、前悬体、摆架、后悬体的中轴线重合。

3、进一步的，所述鞍架包括第一侧板、若干前桥支撑板一、前桥支撑板二、铰盖和第一加强板；所述第一侧板沿中轴线对称分布，若干所述前桥支撑板一与前桥支撑板二沿着第一侧板前后方向平行分布，且若干前桥支撑板一下端的第一安装孔与前桥支撑板二下端的第二安装孔同轴；若干所述前支撑板一在第一侧板的内侧，所述前桥支撑二突出于第一侧板的左、右和上端，所述的前桥支撑二近前悬架端设置铰盖，若干所述的前桥支撑板一的上端连接第一加强板，第一加强板后端与前桥支撑板二固定，且第一加强板设置于第一侧板的内侧；所述第一侧板在竖直方向上前高度尺寸大于后侧高度尺寸。

4、进一步的，所述前悬架包括：第二侧板、上翼板和下翼板；所述第二侧板沿中轴线对称分布，所述上翼板与下翼板平行分布于第二侧板的上下两侧，且两边突出于两侧的第二侧板，所述第二侧板上有一个开口向下的u形槽，且u形槽的前侧尺寸大于后侧尺寸，u形槽用于卡入到鞍架中。

5、进一步的，所述后悬体包括：上板、前侧板、下板、后侧板、立板和第二加强板；所述上板、前侧板、下板、后侧板围成箱型结构，且从前到后箱形截面不断加大；所述前侧板、后侧板、第二加强板分别沿中轴线依次连接，且对称分布，后侧板和第二加强板之间设置立板；所述上板及下板的前端及后端分别平行布置，所述后侧板的前端面与前侧板的后端面连接，所述后侧板的后端面与立板连接，所述立板的左、右两端突出后侧板和第二加强板，并在上下方向与上板及下板连接，所述第二加强板的后端面朝向中轴线倾斜布置，所述上板的后端设置有第三安装孔，所述下板的后端设置有第四安装孔。

6、进一步的，所述上板的后端设置有中心带有第三安装孔的凸圆，凸圆的两端与上板二侧圆滑过渡，所述上板长度方向设置二处折弯，上板宽度方向设置四处沿中轴线的突出；

7、所述下板的后端设置有以第四安装孔为中心的凸圆，凸圆的两端与下板二侧圆滑过渡，所述下板长度方向设置二处折弯，下板宽度方向设置四处沿中轴线的突出。

8、进一步的，所述前侧板上、下具有大圆弧，在垂直方向上前端尺寸小于后端尺寸；所述后侧板为有二处折弯、在垂直方向上前端尺寸小于后端尺寸。

9、进一步的，所述加强板的后端设置燕尾造型的大圆弧结构。

10、进一步的，所述的第一安装孔的轴线与第二安装孔的轴线相互垂直。

11、进一步的，所述摆架的上部尺寸大于下部尺寸，所述摆架中部设置的凹槽沿中心对称，且凹槽底部向两侧延伸；所述摆架的上部对称设置两个第五安装孔，下部设置一个第五安装孔。

12、一种平地机，连接上述的平地机前机架。

13、有益效果：本发明的平地机前机架采用箱型结构，其鞍架、前悬体、摆架、后悬体的中轴线重合，结构完全不同于现有的前机架结构，且通过拓扑优化设计，形成平地机前机架新型布局；本发明通过拓扑优化设计，使各连接部件以最优的姿态及结构形式相关连，其结构不仅重量轻，且具有很高的抗弯刚度及强度，可有效解决结构重量与结构刚度、强度的设计矛盾，有利于平地机前机架轻量化设计，有利于平地机前机架的可靠性，提升整车的作业安全性与稳定性。

技术特征：

1.一种平地机前机架，其特征在于，包括：鞍架（1）、前悬体（2）、摆架（3）和后悬体（4），所述鞍架（1）、前悬体（2）、后悬体（4）依次拼接；所述摆架（3）的凹槽向上卡入后悬体（4）中，摆架（3）的中轴线与后悬体（4）的下平面垂直；所述鞍架（1）的前端面与前悬体（2）的前端面对齐,所述前悬架（2）的上平面与鞍架（1）的前端面形成锐角夹角，所述前悬架（2）的设置向下的u形槽卡入到鞍架（1）中，所述后悬体（4）的上平面与前悬架（2）的上平面对齐。

2.根据权利要求1所述的平地机前机架，其特征在于，所述鞍架（1）包括第一侧板（11）、若干前桥支撑板一（12）、前桥支撑板二（13）、铰盖（14）和第一加强板（15）；所述第一侧板（11）沿鞍架（1）的中轴线对称分布，若干所述前桥支撑板一（12）与前桥支撑板二（13）沿着第一侧板（11）前后方向平行分布，且若干前桥支撑板一（12）下端的第一安装孔（121）与前桥支撑板二（13）下端的第二安装孔（131）同轴；若干所述前支撑板一（12）在第一侧板（11）的内侧，所述前桥支撑二（13）突出于第一侧板（11）的左、右和上端，所述的前桥支撑二（13）近前悬架（2）端设置铰盖（14），若干所述的前桥支撑板一（12）的上端连接第一加强板（15），第一加强板（15）后端与前桥支撑板二（13）固定连接，且第一加强板（15）设置于第一侧板（11）的内侧；所述第一侧板（11）在竖直方向上前端高度尺寸大于后端高度尺寸。

3.根据权利要求1所述的平地机前机架，其特征在于，所述前悬架（2）包括：第二侧板（21）、上翼板（23）和下翼板（22）；所述第二侧板（21）沿前悬架（2）的中轴线对称分布，所述上翼板（23）与下翼板（22）平行分布于第二侧板（21）的上下两侧，且两边突出于两侧的第二侧板（21），所述第二侧板（21）上有一个开口向下的u形槽，且u形槽的前侧尺寸大于后侧尺寸。

4.根据权利要求1所述的平地机前机架，其特征在于，所述后悬体（4）包括：上板（41）、前侧板（42）、下板（43）、后侧板（44）、立板（45）和第二加强板（46）；所述上板（41）、前侧板（42）、下板（43）、后侧板（44）围成箱型结构，且从前到后箱形截面不断加大；所述前侧板（42）、后侧板（44）、第二加强板（46）分别沿中轴线依次连接，且对称分布，后侧板（44）和第二加强板（46）之间设置立板（45）；所述上板（41）及下板（43）的前端及后端分别平行布置，所述后侧板（44）的前端面与前侧板（42）的后端面连接，所述后侧板（44）的后端面与立板（45）连接，所述立板（45）的左、右两端突出后侧板（44）和第二加强板（46），并在上下方向与上板（41）及下板（43）连接，所述第二加强板（46）的后端面朝向中轴线倾斜布置，所述上板（41）的后端设置有第三安装孔（411），所述下板（43）的后端设置有第四安装孔（431）。

5.根据权利要求4所述的平地机前机架，其特征在于，所述上板（41）的后端设置有以第三安装孔（411）为中心的凸圆，凸圆的两端与上板（41）二侧圆滑过渡，所述上板（41）长度方向设置二处折弯，上板（41）宽度方向设置四处沿中轴线的突出；

6.根据权利要求4所述的平地机前机架，其特征在于，所述前侧板（42）上、下具有大圆弧，在垂直方向上前端尺寸小于后端尺寸；

7.根据权利要求4所述的平地机前机架，其特征在于，所述加强板（46）的后端设置燕尾造型的大圆弧结构。

8.根据权利要求5所述的平地机前机架，其特征在于，所述鞍架第一安装孔的轴线（121）与后悬体第三安装孔（411）的轴线相互垂直。

9.根据权利要求1所述的平地机前机架，其特征在于，所述摆架（3）的上部尺寸大于下部尺寸，所述摆架（3）中部设置的凹槽沿中心对称，且凹槽底部向两侧延伸；所述摆架（3）的上部对称设置两个第五安装孔（31），下部设置一个第五安装孔（31）。

10.一种平地机，其特征在于，包括权利要求1~9任一项所述的平地机前机架。

技术总结
本发明公开了一种平地机前机架以及平地机，为箱型结构，包括鞍架、前悬体、摆架、后悬体；鞍架的前端面与前悬体的前端面对齐；前悬架的上平面与鞍架的前端面形成夹角在75‑80度之间；前悬架的向下的U形槽要卡入到鞍架中；后悬体的上平面与前悬架的上平面对齐；摆架的凹槽向上卡入到后悬体中；摆架的中轴线与后悬体的下平面垂直；鞍架、前悬体、摆架、后悬体的中轴线重合并固定在一起。上述结构的平地机前机架，不仅重量轻，且具有很高的抗弯刚度及强度。

技术研发人员：卜莉莉,马雅林,赵静
受保护的技术使用者：徐州徐工筑路机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24