一种车架结构及具有该结构的工程机械

文献发布时间：2023-06-19 10:21:15

技术领域

本发明属于工程机械领域，尤其是涉及一种车架结构及具有该结构的工程机械。

背景技术

小米数混凝土泵车(30米以下)或车载泵、喷浆车等工程机械相同的结构形式，即下车车架结构一般由三部分组成：回转底座、支腿和副车架。在工作时，支腿展开提供足够的支承面，保证车辆在工作中的安全性和稳定性；回转底座下与副车架底盘连接，上与布料杆相连，起到承上启下的作用。

目前，小米数混凝土泵车/车载泵、喷浆车车架结构形式，主要分为：XH型结构及H型结构。随着市场的不断发展以及客户对混凝土泵车/喷浆车需求的多样化，泵车/喷浆车型谱不断丰富完善。然而，为充分发挥底盘的承载能力，往往选择桥数较小的底盘，以达到降本增效的目的，由于受底盘承载能力的限制，泵车/喷浆车设计应尽量采取轻量化设计手段，且较大限度利用底架结构的刚性。传统底架结构属于H型箱型结构，此种结构稳定性较差，因此在喷浆车及小米数泵车这类型产品的研发过程中应打破传统结构形式，寻求更为合理、有效的方法。

在现有技术中，由于H型副车架截面较小，刚度较小，抗弯抗扭特性较差；车辆在工作过程中没有充分利用底盘与副车架的刚度，使得整车受扭转变形较大，支腿抬腿量较高；车架结构为了提高刚性，往往通过增大主梁截面或增大板厚的方式，这种方式很大程度上增加了结构重量，不利于整车轻量化。车底架结构的设计方向应为结构形式简单化，整体质量轻量化，且结构整体变性较小。

发明内容

本方案主要针对上述现有车架技术的缺点和小米数泵车的设计理念，设计的一款新的车架结构形式。在保证强度的前提下有效的降低重量，并且充分发挥了全框式结构的大刚性，提高了整车的稳定性。

本发明提供的技术方案如下：

一种车架结构，包括回转底座、副车架、支腿；所述回转底座设置于副车架上方，所述回转底座包括回转圆筒和底座箱体，所述副车架包括两根副车架大梁、两根翼梁和两根支腿梁；所述副车架大梁与底盘大梁平行设置且上下对应，所述支腿梁分设于所述副车架大梁的两端；所述副车架下方设置有4个支腿，所述的支腿为垂直方向的伸缩油缸。

进一步的，所述回转底座焊接于副车架上。

进一步的，所述回转底座采用钢板拼焊一体加工制作而成。

进一步的，回转圆筒与底座箱体焊接在一起。

进一步的，所述副车架大梁为C型槽钢与侧面单板拼焊而成；或四个单板拼焊成矩形截面结构。

进一步的，所述副车架还包括连接梁，所述连接梁设于副车架大梁与翼梁之间。

进一步的，所述连接梁的数量为4～20个。

进一步的，所述翼梁为方钢管或矩形截面钢管，所述支腿梁采用拼箱焊接的形式组合成矩形截面箱体。

进一步的，固定位于副车架大梁上的连接支架和固定于底盘大梁的连接支架通过螺栓进行连接。

本发明还提供一种工程机械，所述工程机械具有上述的车架结构。

有益效果

随着小米数泵车研发的加速，市场的不断发展，客户对小米数泵车、车载泵及喷浆车的泵送高度需求趋于多样化，在混凝土机械产品研发过程中，尤其是在小米数泵车的设计中，随底盘桥数的降低，承载能力变小，对泵车本身重量及刚性要求更为严格，因此传统底架结构不适于应用在小米数泵车上。本发明根据产品研发的需求及在研发过程中遇到的问题设计出的新型全框式底架结构，突破了传统的H型底架结构，在保证强度的前提下有效的降低重量，并且充分发挥了全框式结构的大刚性，提高了整车的稳定性；为以后的喷浆车及小米数泵车的设计奠定了基础。

本发明所述的车架结构还具备以下优点：(1)稳定性：在绿色设计的指导下，提高设计的稳定，因此设计为全框式，更符合绿色设计的理念；(2)轻量化：用现代设计方法验证，满足刚度和强度的前提下，使得产品达到最优，降低成本，提高公司竞争力；(3)可靠性：通过仿真计算验证，充分利用现有结构，提高车架的刚度，降低结构变形，从而提高设备的抗疲劳能力，进一步提升设备的可靠性。

附图说明

图1为全框式车架结构方案一示意图；

图2为全框式车架结构方案一分解示意图；

图3为全框式车架方案二分解示意图；

图4为全框式车架方案二分解示意图。

具体实施方式

实施例1

一种车架结构，包括回转底座2、副车架3、支腿1；

所述回转底座2设置于副车架3上方，所述回转底座2采用钢板拼焊一体加工制作而成，完成后再焊接到所述副车架3上。所述回转底座2包括回转圆筒4和底座箱体5，所述回转圆筒通过回转支承与布料装置连接；所述底座箱体用于将布料装置受力传递到副车架和支腿结构，回转圆筒结构与底座箱体焊接在一起，并与副车架结构形成焊接体，成为下车结构的核心受力体。回转圆筒上方通过回转支承与布料装置安装在一起，回转减速机也布置在回转圆筒结构体上，并于回转支承啮合，由减速机带动回转支承进行转动，完成回转布料等作业；

所述副车架采用前后主梁组成H型架构，所述副车架3包括两根副车架大梁6、两根翼梁7和两根支腿梁8；副车架大梁为矩形截面箱体结构，可以采用C型槽钢与侧面单板拼焊而成，也可采用四个单板拼焊成矩形截面结构；翼梁结构可以采用方钢管或矩形截面钢管，根据不同车型对结构体的受力需要而有所区别；支腿梁一般采用拼箱焊接的形式组合成矩形截面箱体，可以根据不同产品的实际需求设计成两种形式：一是前支腿跨距值要求不大的产品，在支腿梁两端下方直接设计成与垂直油缸连接的结构，二是前支腿跨距值要求较大的产品，可以将支腿梁设计成两端分别两级伸缩的形式。所述副车架大梁6与所述底盘大梁平行设置且上下对应，通过螺栓将固定位于副车架大梁上的连接支架和底盘大梁的连接支架进行连接，这样车身在发生扭转时，底盘大梁也会参与受力，用以增强整车车身的抗扭特性。所述支腿梁8分设于所述副车架大梁6的两端；所述副车架与回转底座焊接在一起；所述副车架还包括连接梁9，所述连接梁9设于副车架大梁6与翼梁7之间，所述连接梁的数量为4～20个，所述连接梁的材质为Q550D，可根据车型的不同设置不同数量不同规格的连接梁，材质也可以根据车辆的实际需要进行设计。所述副车架大梁采用钢板折弯后内外扣合而成并对其焊接，使其整体呈中空方管状，也可以采用四板拼焊组成矩形截面箱体的形式。

所述副车架下方设置有4个支腿，所述的支腿为垂直方向的伸缩油缸(根据结构需要可以设计为含油缸的支腿结构或垂直油缸本身)。

本发明公开了一种关于全框式车架结构及具有该结构的工程机械。基本方案是：为降低混凝土泵车等工程机械整车质量，提高混凝土泵车等工程机械的可靠性和可维修性，将车架结构设计为全框式结构，充分利用底盘大梁及两侧副梁组成的框架结构的大刚度，从而降低混凝土喷浆车工作时的整车变形量。这样就避免了采用传统方式直接增大副车架主梁截面或者增加副车架主梁板厚等带来的副车架质量增加较大的。全框式车架结构，充分利用底盘大梁及两侧副梁组成的框架结构的大截面箱体，从而提高车身刚度，提高整车的抗弯抗扭特性，从而降低混凝土泵车工作时的整车变形量，达到提高下车刚度及提高整车稳定性的目的。

副车架采用前后主梁组成H型架构，通过两侧翼梁及外侧两根副梁组成一种全框式的底架结构，最大限度的发挥底架结构的刚度。副车架结构与回转底座焊接在一起，并与四个支腿油缸装配成一个完整的下车结构，在泵车前后工况作业时，底盘大梁作为结构受力的一部分，与副车架叠加受力，提高了泵车车架结构的刚度及可靠性；如图2所示。

实施例2

图3为本发明其中另一种形式，该车架结构主要由序1前后支腿(垂直伸缩油缸)、序2回转底座、序3底副车架等组成。图4为分解示意图。

如图4所示，车架主体采用全框架式结构，相比于实例1，此种结构回转底座与副车架融为一体，相当于全框式车架的前主梁采用截面更大的结构体，车架结构前端的刚性更强，适合于车架前端需要大刚性的产品应用。在底部与四个支腿油缸装配成一体，充分发挥全框式结构较强的抗弯抗扭特性，从一定程度上减小了结构变形位移，提高了整车稳定性。与传统的小米数泵车车架结构相比，该设计不仅能够大幅度降低重量，符合轻量化设计理念，而且最大限度利用了全框式结构的大刚性，很大程度上减小了车辆作业过程中产生的整车变形，减小了抬腿量，提高了整车结构的稳定性，更符合绿色设计的理念。

在本发明的另一种实施方式中，前支腿可以根据整车跨距需要设计成伸缩式结构；

在本发明的另一种实施方式中，后支腿箱结构还可以设计成伸缩式结构，或者是两个分开并排的支腿箱组成。