一种车架结构及起重机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种车架结构及起重机，其中，车架结构包括箱体结构(1)和设在箱体结构(1)的至少一个拐角(11)处的剪力流导向结构(2)，用于将箱体结构(1)承受扭矩时拐角(11)处的剪力流引导至剪力流导向结构(2)中。本实用新型专利技术的车架结构，通过在箱体结构的至少一个拐角处设置剪力流导向结构，能够在车架结构承受扭矩时将一部分剪力流从拐角处引导至剪力流导向结构中，从而比较有效地降低车架结构的弯曲、扭转和翘曲变形，改善箱体结构拐角处的局部受力状况，提高车架结构的抗扭和抗弯刚度，进而提高车架在长期承力时的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及工程机械
，尤其涉及一种车架结构及起重机。
技术介绍
轮式移动起重机是一种设置在汽车上的起重装置，一般由加装支腿的专用汽车底盘、回转机构和可伸缩式吊重臂构成，这种起重机具有移动便捷、吊重方便高效、拆卸简单等特点。目前轮式移动起重机产品朝着轻量化的趋势发展，即在追求更高性能的同时，对自重提出了更低的目标。这给轮式移动起重机的结构部分提出了更高的设计要求和难度。为了满足设计目标，包括底盘车架在内的结构部件都需要进行结构重量优化，如减小低应力区的钢板使用厚度、优化结构布置等，从而尽可能地提高截面的承载能力和抗变形能力。车架作为底盘的承载部件，用来放置并固定车辆其它重要部件，如驾驶室、发动机和车轴等，而且需要具有一定的额外承载能力，以承受来自于起重机座圈以上传递的载荷，一般简化为轴向力和力矩。其中轴向力作用于车架上产生弯矩分布，车架需要具有一定的抗弯刚度以抵御弯曲变形；而力矩作用于车架上产生扭矩分布，车架还需要具有一定的抗扭刚度以抵御扭转变形。现有技术中，如图1所示的结构示意图，车架一般为矩形截面的箱体结构，箱体中间由隔板分隔成若干段长度较小的箱体结构，由此可以认为每段箱体结构都承受一定的弯矩和扭矩。此种车架结构抗弯扭性能稳定，但在扭转力矩作用下，截面的变形量较大。当扭矩作用于箱体上，会在箱体的各个侧板内产生循环的剪力流，剪力流的方向
与扭矩的施加方向有关。这会导致箱体截面发生扭转变形和翘曲变形。扭转和翘曲会导致车架整体的扭曲变形。较低的扭曲变形有利于车架受力平面的平稳，但较大的扭曲变形将导致车架受力平面倾斜和受力状况的改变。因而，控制和降低弯曲、扭转和翘曲变形是车架结构设计的一项要求。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种车架结构及起重机，能够有效降低车架受力时的扭曲变形，从而提高车架的抗扭性能。为实现上述目的，本技术第一方面提供了一种车架结构，包括箱体结构1和设在所述箱体结构1的至少一个拐角11处的剪力流导向结构2，用于将所述箱体结构1承受扭矩时拐角11处的剪力流引导至所述剪力流导向结构2中。进一步地，所述剪力流导向结构2为沿着所述箱体结构1的长度方向延伸的平板结构。进一步地，所述剪力流导向结构2搭接设置在对应的所述拐角11相邻的两个侧板12上。进一步地，每个所述剪力流导向结构2在两个侧板12上的搭接点与所述拐角11的距离相等。进一步地，所述箱体结构1的横截面为矩形或梯形。进一步地，所述剪力流导向结构2沿着所述箱体结构1的部分或整个长度设置。进一步地，所述剪力流导向结构2与所述箱体结构1通过焊接实现固定。为实现上述目的，本技术第二方面提供了一种起重机，包括车架，所述车架采用了上述实施例所述的车架结构。基于上述技术方案，本技术的车架结构，通过在箱体结构的至少一个拐角处设置剪力流导向结构，能够在车架结构承受扭矩时将一部分剪力流从拐角处引导至剪力流导向结构中，从而比较有效地降
低车架结构的弯曲、扭转和翘曲变形，以改善箱体结构拐角处的局部受力状况，提高车架结构的抗扭和抗弯刚度，进而提高车架在长期承力时的可靠性。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为现有技术车架结构的示意图；图2为本技术车架结构的一个实施例的结构示意图；图3为本技术车架结构在扭矩作用下循环于截面薄壁中的剪力流状态示意图；图4为本技术车架结构在弯矩作用下的拉压应力分布示意图。附图标记说明1－箱体结构；2－剪力流导向结构；11－拐角；12－侧板。具体实施方式以下详细说明本技术。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。为了提高起重机车架的承力性能，本技术提供了一种车架结构，在一个示意性的实施例中，如图2所示，包括箱体结构1和设在
箱体结构1的至少一个拐角11处的剪力流导向结构2。当车架截面受到扭转力矩作用产生扭转变形时，扭转力矩转化为循环于截面薄壁中的剪力流，作用车架截面，剪力流导向结构2用于将箱体结构1承受扭矩时拐角11处的剪力流引导至剪力流导向结构2中。其中，剪力流是指薄壁闭口杆件在受扭情况下，其截面内剪应力分布与边界平行形成顺流的应力分布形式。这种车架结构既可以用于车架整体截面，即在箱体结构1的各个拐角11处均设置剪力流导向结构2，也可用于车架部分截面，即在箱体结构1的部分拐角11处均设置剪力流导向结构2。除此之外，剪力流导向结构2可以沿着箱体结构1的部分或整个长度设置，沿箱体结构1的部分长度设置较佳地选取车架结构中的薄弱段，这样能够有效地增加薄弱段的抗弯曲和扭曲性能，沿箱体结构1的整个长度设置的实施例能够较大限度地增加车架结构的整体抗弯曲和扭曲性能。而且，本技术的车架结构除了用在起重机的车架时能够较好地改善受力情况，同样也可应用于其它各种类型车辆的车架设计中。下面通过将本技术与现有技术车架结构的受力情况进行对比，来说明本技术实施例的优点。现有技术的车架结构中，如图1所示，剪力流在矩形截面内循环时，在四个拐角处以直角的形式转变方向，这会造成拐角处相邻的边会产生非截面中性线方向的挤压，造成局部受力不均匀而产生翘曲变形，翘曲变形是指非圆截面杆件在扭转变形后，横截面变成曲面且不再保持为平面的现象称为翘曲。同时还会导致截面在产生扭转变形的同时四个侧板产生凹凸变形，凹凸变形是指侧面的边缘变为曲线。另外，由于约束扭转而产生的翘曲变形，会在截面上产生二次剪应力和二次扭矩，再次加剧了截面的扭转变形。二次剪应力和二次扭矩是指薄壁杆件在约束扭转时，各横截面的翘曲程度的不同引起相邻两截面间纵向纤维的长度改变，因此横截面上产生翘曲导致的分布不均的正应力，导致薄壁杆件发生弯曲并伴随产生弯曲剪应力。截面内分布的弯曲剪应力形成相对于截面的附加扭矩。把伴随产生的弯曲剪
应力和附加扭矩称为扭转的二次剪应力和二次扭矩。上述这些因素都增加了车架结构截面的变形量，降低了车架的抗扭性能。与现有技术相比，本技术的该实施例至少具有以下优点之一：(1)与普通矩形截面结构相比，带有剪力流导向结构的车架结构使剪力流在一个转角相对平缓的循环截面内分布，能够改善拐角处的局部受力状况。而且，这种结构能够减少拐角处的相邻边产生的非截面中性面方向上的相互作用力，从而降低普通矩形截面四个侧板平面的凹凸变形和矩形截面结构的翘曲形变。进一步地，由于翘曲变形引起的作用于截面上的二次剪应力和二次扭矩也降低，减少了截面的扭转变形。而且截面本身由于增加了剪力流导向结构也加强了抗扭刚度，从而减少截面的扭转变形。因而，该实施例可以降低普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车架结构，其特征在于，包括箱体结构(1)和设在所述箱体结构(1)内的至少一个拐角(11)处的剪力流导向结构(2)，用于将所述车架结构承受扭矩时拐角(11)处的剪力流引导至所述剪力流导向结构(2)中。

【技术特征摘要】
1.一种车架结构，其特征在于，包括箱体结构(1)和设在所述箱体结构(1)内的至少一个拐角(11)处的剪力流导向结构(2)，用于将所述车架结构承受扭矩时拐角(11)处的剪力流引导至所述剪力流导向结构(2)中。2.根据权利要求1所述的车架结构，其特征在于，所述剪力流导向结构(2)为沿着所述箱体结构(1)的长度方向延伸的平板结构。3.根据权利要求1所述的车架结构，其特征在于，所述剪力流导向结构(2)搭接设置在对应的所述拐角(11)相邻的两个侧板(12)上。4.根据权利要求3所述的车架结构，其特征在于，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶煜，李忠杰，计海兵，李黎明，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32