矿用自卸车车架的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种矿用自卸车车架，包括两个纵梁，两个纵梁互不平行且关于纵向对称轴对称；两个纵梁的头端通过前端梁固定连接，两个纵梁的尾端之间设置有尾部扭力筒，在前端梁和尾部扭力筒之间还跨设有一龙门梁；龙门梁包括底梁，底梁上扣设有一顶梁，顶梁包括两个支撑腿和连接段，两个支撑腿分别支撑于底梁顶面上，顶梁和底梁围成一通孔；在底梁的顶面上、且在两个支撑腿内侧分别形成有两个凸起部，两个凸起部分别与对应的支撑腿之间形成安装槽，两个纵梁分别穿过两个安装槽，且纵梁表面分别与凸起部和支撑腿焊接固定。本矿用自卸车车架可避免应力集中及焊缝开裂，从而显著提高了车架抗弯、抗扭强度和刚度等力学性能；且组装方便。
【专利说明】矿用自卸车车架
【技术领域】
[0001]本发明涉及重型机械制造技术，尤其涉及一种矿用自卸车车架。
【背景技术】
[0002]矿用自卸车是一种主要运行在露天矿山、水电工程、土建工程等地的、大型非公路运输车辆。由于其总重大、工作环境恶劣、连续工作时间长，对整车集中受力部位的强度和可靠性有着苛刻的要求；而矿用自卸车车架作为矿用自卸车的承载基体，既要连接自卸车的各部件，又要承载来自货箱的有效载荷，一旦此部件在整车运行过程中出现破坏，将造成严重事故。
[0003]图1为现有技术中矿用自卸车部分结构示意图；如图1所示，矿用自卸车的车架有一对纵梁10和垂直固定连接在两纵梁之间的若干横梁组成，两纵梁10之间形成小于5°的夹角，以形成前端宽、后端窄的车架形状，从而满足后续前端安装发动机、后端插入两个车轮之间的安装需求。位于车架中部的一个横梁为龙门梁11，顶部用于支撑司机室。现有技术中为了方便加工及组装工艺，一般采用一体式的龙门梁11和分段式的纵梁10，即直接加工出闭环状的龙门梁11，然后再在龙门梁11的前侧和后侧的特定位置分别焊接固定分纵梁101，以保证焊接到龙门梁11上的两个分纵梁101形成一个纵梁10，且保证两个纵梁10延伸方向能达到所需的夹角要求。
[0004]但是，现有技术中这种分体式的纵梁导致在龙门梁的前后两侧都存在断面焊缝102，很容易在纵梁断面焊缝102处产生应力集中，甚至会造成焊缝开裂，从而导致车架整体力学性能明显下降。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种矿用自卸车车架，以提高整体力学性能，且方便龙门梁与纵梁之间的装配。
[0006]本发明提供一种矿用自卸车车架，包括两个纵梁，两个所述纵梁互不平行且关于纵向对称轴对称；两个所述纵梁的头端通过前端梁固定连接，两个所述纵梁的尾端之间设置有尾部扭力筒，在两个所述纵梁之间、且在所述前端梁和尾部扭力筒之间还跨设有一龙门梁；所述龙门梁包括底梁，所述底梁上扣设有一顶梁，所述顶梁包括两个支撑腿和连接在两个所述支腿顶端之间的连接段，两个所述支撑腿分别支撑于所述底梁顶面上，所述顶梁和底梁围成一通孔；在所述底梁的顶面上、且在两个所述支撑腿内侧分别形成有两个凸起部，两个所述凸起部分别与对应的支撑腿之间形成安装槽，两个所述纵梁分别穿过两个所述安装槽，且所述纵梁表面分别与所述凸起部和所述支撑腿焊接固定。
[0007]本发明提供的矿用自卸车车架，通过将龙门梁设置成由顶梁和底梁构成的分体式结构，可实将纵梁与龙门梁的底梁装配到一起后，再将顶梁、底梁及纵梁固定到一起；不但能够满足纵梁按预设要求形成特定的夹角，且无需再像现有技术一样分别在龙门梁前后两侧焊接半个纵梁以形成一个所需长度的纵梁，避免纵梁断面方向上出现焊缝，从而有效避免了应力集中及焊缝开裂，从而显著提高了车架抗弯、抗扭强度和刚度等力学性能；另外，龙门梁的装配工序也得到进一步简化，有助于提高装配效率，节约车架制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为现有技术中的龙门梁的结构示意图；
[0009]图2为本发明矿用自卸车车架实施例的立体图；
[0010]图3为图2中龙门梁的结构示意图；
[0011]图4为图3中底梁的结构示意图；
[0012]图5为图3中顶梁的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]矿用自卸车车架整体呈长形，其长度方向即为“纵向”，在水平面内垂直于该纵向的方向即为“横向”，在垂直平面内垂直与该纵向的方向即为“垂向”。
[0014]图2为本发明矿用自卸车车架实施例的立体图；图3为图2中龙门梁的结构示意图；图4为图3中底梁的结构示意图；图5为图3中顶梁的结构示意图；请参照图2-5，本实施例提供一种矿用自卸车车架，包括两个纵梁21，两个纵梁21互不平行且关于纵向对称轴对称；两个纵梁21的头端通过前端梁22固定连接，两个纵梁21的尾端之间设置有尾部扭力筒23，在两个纵梁21之间、且在前端梁22和尾部扭力筒23之间还跨设有一龙门梁3 ；龙门梁3包括底梁31，底梁31上扣设有一顶梁32，顶梁32包括两个支撑腿321和连接在两个支腿321之间的连接段322，两个支撑腿321分别支撑于底梁31顶面310上，顶梁32和底梁31围成一通孔30 ;在底梁31的顶面上、且在两个支撑腿321内侧分别形成有两个凸起部33，两个凸起部33分别与对应的支撑腿321之间形成安装槽，两个纵梁21分别穿过两个安装槽，且纵梁21表面分别与凸起部33和支撑腿321焊接固定。
[0015]具体地，所述“纵向中心轴”即为一沿纵向延伸的假定直线，两个纵梁21关于该纵向对称轴对称设置，且两纵梁21的延伸方向不平行，而是形成一个锐角，使得纵梁21的头端(即前端梁22所在一端)沿横向的宽度大于尾端(尾部扭力筒23所在一端)，以在头端为发动机预留必须的安装空间，同时也不影响头端单排车轮的安装，而较窄的车架尾端则可以伸入到两排车轮之间；即满足车架前端单排车轮、后端两排车轮、发动机前置的矿用自卸车装配要求。优选地，两个纵梁21形成的夹角可以为2?3°。另外，本实施例中的纵梁21采用一段式结构，即纵梁21在延伸方向上为整体一段式，不存在可以截断纵梁21延伸的接缝，例如，纵梁21可以为四个侧板围成的中空筒状结构，每个侧板的长度均为纵梁21的长度，而各侧板之间可以焊接固定，焊缝则与纵梁21同向延伸，并不会将纵梁21分隔为长度小于纵梁整体长度的、多个分段。
[0016]当然，纵梁21也可以采用一体式无任何接缝的结构，例如采用铸造等工艺一次性加工成型。
[0017]其中，龙门梁3可以横跨两个纵梁21，并由分体设置的顶梁32和底梁31组成，底梁31可以呈长形，并可具有水平的顶面，顶梁32可包括两个均垂向延伸的支撑腿321和形成于两个支撑腿321顶部之间的连接段322，以围成一个“门”字形或拱形；其两个伸出的支持腿32可以分别支撑在底梁31的顶面两端，使得顶梁32和底梁32共同围成一个封闭环状，则该封闭环状的中空部分即为通孔30。
[0018]底梁31的顶面上对应两端的支撑腿321分别上凸形成凸起部33，在底梁31上、且在两个凸起部33之间形成有弧形凹槽315 ;当然，凸起部33可以为独立部件、并通过焊接等方式固定在底梁31顶面上，两凸起部33分别与对应一端的支撑腿321形成安装槽；凸起部33的高度(即凸起部33高于底梁31顶面的距离)和凸起部33与对应的支撑腿321之间形成安装槽均可以根据纵梁的尺寸确定，例如，凸起部33距离其外侧的支撑腿321的距离可以等于纵梁沿横向的宽度，凸起部33的高度可以小于或等于纵梁2的沿垂向的高度；并且，两凸起部33之间的距离可以根据龙门梁3所在位置处、两纵梁21之间的距离确定，以保证两个纵梁可以分别穿过凸起部33与对应的支撑腿321形成的安装槽。
[0019]本实施例中，由于龙门梁采用了分体设置的顶梁32和底梁31，则在车架装配过程中，可以方便地先将底梁31吊装到纵梁2处，并使纵梁2垂直底梁31穿入到两个凸起部33与两端支撑腿321形成的两个安装槽中，由于凸起部33与支撑腿321仅对纵梁2的两侧部进行限位，纵梁2可以由上方进入到该安装槽中，大大方便了操作；待底梁31与纵梁2的相对位置找正后，可再将顶梁32吊装到底梁31上方，并使顶梁32仅支撑在底梁31顶面上，然后，再将纵梁2的表面分别与底梁31的顶面、底梁31的凸起部33及顶梁32的支撑腿焊接固定，从而完成顶梁32、底梁31及纵梁2之间的相对固定连接。
[0020]本实施例提供的矿用自卸车车架，通过将龙门梁设置成由顶梁和底梁构成的分体式结构，可实将纵梁与龙门梁的底梁装配到一起后，再将顶梁、底梁及纵梁固定到一起；不但能够满足纵梁按预设要求形成特定的夹角，且无需再像现有技术一样分别在龙门梁前后两侧焊接半个纵梁以形成一个所需长度的纵梁，避免纵梁断面方向上出现焊缝，从而有效避免了应力集中及焊缝开裂，从而显著提高了车架抗弯、抗扭强度和刚度等力学性能；另夕卜，龙门梁的装配工序也得到进一步简化，有助于提高装配效率，节约车架制造成本。
[0021]进一步地，在龙门梁3和尾部扭力筒23之间、且在两个纵梁21之间还固定设置有中部扭力筒24 ;中部扭力筒24沿横向延伸，其两端还设置有举升缸支座240，举升缸则设置在中部扭力筒24芳、两端分别芽设于举升缸支座240上。并且，中部扭力筒24对应位直的纵梁21的横截面尺寸大于纵梁21其它位置，例如，纵梁21的横截面尺寸可以由头端(前端梁22所在一端)向中部扭力筒24所在位置逐渐增大，然后再向尾端(尾部扭力筒所在一端)逐渐减小；通过改变截面尺寸，使得纵梁21各个截面的应力趋于一致，从而更适用于矿用自卸车车架头端、尾端载荷小于中部扭力筒24的承载特点，优化整个车架的受力状况，提高力学性能；也可以有效减少材料，节约成本，节省空间。
[0022]更进一步地，连接段322上固定设置有朝底梁31凸出的顶部定位件313，且顶部定位件313到底梁31顶面之间的距离与纵梁2的高度相匹配；也就是说，顶部定位件313到支撑腿321末端的距离可以等于纵梁2的高度，从而使得在顶梁32支撑到底梁31顶面两端时，顶部定位件313与底梁31的顶面310之间的距离等于纵梁2的高度，以通过该顶部定位件313在垂向上压紧纵梁21，并增加顶梁32与纵梁21的接触面接；进而，在后续焊接时，纵梁2的底面可以与底梁31位于凸起部33与支撑腿321之间的顶面310焊接在一起，纵梁2的两侧可以分别与凸起部33和支撑腿321的表面焊接在一起，纵梁2的顶部则可以与顶部定位件313焊接固定在一起，实现纵梁2与龙门梁之间更可靠、稳固的固定连接。
[0023]优选地，纵梁21可以采用低合金高强度钢加工，中部扭力筒24和尾部扭力筒23可以采用铸钢。顶梁32可以为钢结构组焊件，连接段322可以沿直线延伸，且连接段322延伸方向垂直于支撑腿321 ;连接段322顶部还可固定覆盖有上盖板34 ;类似地，底梁31也可以为钢结构组焊件，底梁31具有平面状的顶面和底面，底梁32的底面固定覆盖有下盖板，以提高承载强度。而平板状的上盖板34和下盖板加工更为方便，且成本更低。
[0024]另外，顶梁32的外侧还可固定设置有用于连接油气悬挂缸的第一支座41 ;底梁31的两端还分别固定设置有用于连接横摆臂的第二支座42。具体地，第一支座41上可以开设有连接通孔，油气悬挂缸可以通过连接销穿过该连接通孔实现与第一支座41的销接；类似地，第二支座42也可设连接通孔，以供摆臂通过连接销与第二支座42销接。并且，第一支座、第二支座、尾部扭力筒23支座及举升缸支座240等可以为铸造工艺制成的铸件，以减轻这些受力苛刻的位置所承受的抗弯、抗扭强度，进一步提高车架的可靠性和使用寿命。
[0025]本发明另一实施例提供一种矿用自卸车车架，请参照图2，包括:如上任一实施例所述的矿用自卸车龙门梁，和至少两个沿纵向延伸的纵梁2，以及若干横梁，其中，纵梁2可以水平设置，龙门梁可以垂直于纵梁2、并沿横向设置；两个纵梁2分别穿过该矿用自卸车龙门梁的凸起部33与支撑腿321之间的安装槽，且纵梁2表面分别与凸起部33和支撑腿321焊接固定；其中，矿用自卸车龙门梁的具体结构和功能与前述实施例类似，此处不再赘述。
[0026]本实施例中的矿用自卸车车架，其龙门梁采用顶梁和底梁的分体式结构，可实现先吊装底梁、方便地将纵梁与底梁装配到一起后，再吊装顶梁、方便地将顶梁、底梁及纵梁组装到一起，大大方便了装配工序，同时可有效保证焊接固定后顶梁与龙门梁之间的连接强度；并且，顶梁、底梁的加工工艺性更好，并可放宽对龙门梁加工精度的要求，有利于节约龙门梁的加工成本。
[0027]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种矿用自卸车车架，其特征在于，包括两个纵梁，两个所述纵梁互不平行且关于纵向对称轴对称；两个所述纵梁的头端通过前端梁固定连接，两个所述纵梁的尾端之间设置有尾部扭力筒，在两个所述纵梁之间、且在所述前端梁和尾部扭力筒之间还跨设有一龙门梁；所述龙门梁包括底梁，所述底梁上扣设有一顶梁，所述顶梁包括两个支撑腿和连接在两个所述支腿顶端之间的连接段，两个所述支撑腿分别支撑于所述底梁顶面上，所述顶梁和底梁围成一通孔；在所述底梁的顶面上、且在两个所述支撑腿内侧分别形成有两个凸起部，两个所述凸起部分别与对应的支撑腿之间形成安装槽，两个所述纵梁分别穿过两个所述安装槽，且所述纵梁表面分别与所述凸起部和所述支撑腿焊接固定。
2.根据权利要求1所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，在所述龙门梁和所述尾部扭力筒之间、且在两个所述纵梁之间还固定设置有中部扭力筒。
3.根据权利要求2所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，所述中部扭力筒对应位置的纵梁的横截面尺寸大于纵梁其它位置。
4.根据权利要求1或2或3所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，所述支撑腿垂直于所述连接段，所述连接段上固定设置有朝所述底梁凸出的顶部定位件，且所述顶部定位件抵顶在所述底梁顶面上。
5.根据权利要求4所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，两个所述纵梁之间的夹角为2?3。。
6.根据权利要求4所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，所述底梁具有平面状的顶面和底面，在所述底梁上、且在两个所述凸起部之间形成有弧形凹槽。
7.根据权利要求4所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，所述顶梁的外侧还固定设置有用于连接油气悬挂缸的第一支座。
8.根据权利要求7所述的矿用自卸车龙门梁，其特征在于，所述底梁的两端还分别固定设置有用于连接横摆臂的第二支座。
【文档编号】B62D21/02GK104309689SQ201410123791
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】赵波, 陈娜娜, 金俊权, 唐倩, 崔志英, 王家兵, 袁阳 申请人:北京二七轨道交通装备有限责任公司