工字梁組件和包括工字梁組件的機器的製造方法
2023-06-09 09:20:01 1
工字梁組件和包括工字梁組件的機器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種工字梁組件和包括工字梁組件的機器，其中工字梁組件用於安裝到挖掘機的上框架。工字梁組件包括細長主體，細長主體包括近端、遠端、頂面和底面.所述細長主體包括第一板、第二板和第三板、第一板設置在近端處並限定樞轉軸線。第二板連接到第一板。第三板設置在遠端處並連接到第二板。細長主體包括第一高度和第二高度，第一高度被限定在細長主體遠端處的頂面和底面之間，並且第二高度限定在底面和樞轉軸線之間。第一高度與第二高度的比率在約0.5至1.0之間。
【專利說明】工字梁組件和包括工字梁組件的機器
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種工字梁組件，尤其是用於安裝到挖掘機的上框架並支撐懸臂 和配重的工字梁組件。本實用新型還涉及一種包括工字梁組件的機器。
【背景技術】
[0002] 在許多常規工作機的情況下，諸如在建築和林業產業中的那些工作機，框架被設 置用於支撐不同的結構部分。這些部分可以包括駕駛室、發動機、變速器、冷卻系統、排放系 統、流體箱、懸臂、鏟鬥、刀片或任何其他工具或工作器具。挖掘機，例如，可以包括被設計成 用於支撐懸臂、鏟鬥柄或臂的框架，和在其前端處的鏟鬥和在其後端處的配重。挖掘機框架 的設計使得來自配重的載荷通過框架被有效地傳送到地面。機器框架因此被設計成符合機 器的耐久性要求，並且支撐操作機器所需要的這些結構部分。 實用新型內容
[0003] 根據本實用新型的第一實施例，提供一種工字梁組件，該工字梁組件被安裝到挖 掘機的上框架和支撐懸臂和配重。工字梁組件包括細長主體，細長主體包括近端、遠端、頂 面和底面並被配置成安裝到所述上框架，所述細長主體包括多個板；多個板的第一板設置 在近端處，所述第一板限定樞轉軸線，懸臂圍繞所述樞轉軸線樞轉；多個板的第二板設置在 遠端處並且連接到第一板；其中，細長主體包括第一高度和第二高度，第一高度限定在細長 主體遠端處的頂面和底面之間，並且第二高度限定在底面和樞轉軸線之間；進一步地其中， 第一高度與第二高度的比率在約〇. 5至I. 0之間。
[0004] 在一個示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度，第一厚度大於第二厚 度。在第二示例中，第一厚度是第二厚度的大約兩倍。在第三示例中，第三板連接在第一 板和第二板之間，第三板包括第三厚度，第三厚度小於第一厚度但是大於第二厚度。在第四 示例中，第一板和第二板被連接到彼此以形成第一接縫，第一接縫相對於穿過它的垂直軸 線成角度地設置。在第五示例中，第一板的一部分重疊第二板的一部分，以形成第一接縫和 第二接縫，第一接縫被設置在第一板和第二板的外側，第二接縫被布置在所述第一板和第 二板的內側。在第六示例中，第一接縫包括在頂面處的第一彎曲端和在底面處的第二彎曲 端。
[0005] 在另一個實施例中，提供一種工字梁組件，該工字梁組件被安裝到挖掘機的上框 架和支撐懸臂和配重。工字梁組件包括細長主體，細長主體包括近端、遠端、頂面和底面並 被配置成安裝到所述上框架，所述細長主體包括多個板；多個板的第一板設置在近端處，所 述第一板限定樞轉軸線，懸臂圍繞所述樞轉軸線樞轉；多個板的第二板設置在遠端處並且 連接到第一板；多個板的第三板設置在遠端處並且連接到第二板；其中，第一板和第二板 在第一接縫處被連接到彼此並且第二板和第三板在第二接縫處被
[0006] 連接到彼此；進一步地其中，第一接縫和第二接縫相對於穿過每個接縫的垂直軸 線成角度地設置。
[0007] 在本實施例的一個示例中，第一接縫被設置為相對於垂直軸線成10-50°之間的 角度，並且第二接縫被布置為相對於垂直軸線成5-30°之間的角度。在第二個示例中，第一 接縫和第二接縫包括第一端和第二端，第一端和第二端是彎曲的。在第三個示例中，細長主 體包括第一高度和第二高度，第一高度限定在遠端處的頂面和底面之間，並且第二高度限 定在底面和樞轉軸線之間。在第四個示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度， 並且第三板包括第三厚度；其中，第一厚度大於第二厚度和第三厚度，並且第二厚度大於第 三厚度。
[0008] 在第五例中,第二板定位在第一板和第三板的外側。在第六示例中,第一板的一部 分在第一接縫（joint)處重疊第二板的第一部分以形成第一焊縫（weld seam)和第二焊 縫，第一焊縫形成在第一板和第二板的外側並且第二焊縫形成在第一板和第二板的內側； 第三板的部分在第二接縫處重疊第二板的第二部分以形成第三焊縫和第四焊縫，第三焊縫 形成在第二和第三板的外側並且第四焊縫形成在第二和第三板的內側；進一步地其中，第 一焊縫、第二焊縫、第三焊縫和第四焊縫相對於穿過每個焊縫的垂直軸線成角度地設置，並 且每一個焊縫包括在細長主體的頂面和底面處的彎曲端。
[0009] 在不同的實施方式中，本實用新型還提供了一種機器，該機器包括：地面接合機 構，其用於推動機器；框架，其由地面接合機構支撐；懸臂，其可樞轉地連接到框架；第一工 字梁組件和第二工字梁組件，其連接到框架並且彼此分開，第一和第二工字梁中的每一個 都括細長主體，細長主體具有近端、遠端、頂面和底面，細長主體包括多個板；多個板的第一 板設置在近端處，所述第一板限定樞轉軸線，懸臂圍繞所述樞轉軸線樞轉；多個板的第二 板，連接到第一板；多個板的第三板，設置在遠端處並且連接到第二板；其中，第一工字梁 組件和第二工字梁的細長主體包括第一高度和第二高度，第一高度限定在遠端處的頂面和 底面之間，第二高度限定在底面和樞轉軸線之間；進一步地其中，第一高度與第二高度的比 率在約0.5至1.0之間。
[0010] 在本實施例中的一個示例，該機器還可以包括至少一個流體箱，流體箱連接到框 架並且定位在第一工字梁和第二工字梁之間。在第二示例中，機器可以進一步包括用於給 機器提供動力的第一發動機和第二發動機，第一發動機和第二發動機被連接到框架並連接 到第一或第二工字梁中的一個的外側。在第三示例中，第一板包括第一厚度，第二板包括第 二厚度，並且第三板包括第三厚度；其中，第一厚度大於第二厚度和第三厚度，並且第二厚 度大於第三厚度。
[0011] 在第四示例中，第一板和第二板在第一接縫處彼此連接；第二板和第三板在第二 接縫處彼此連接；其中，第一接縫和第二接縫相對於穿過每一個接縫的垂直軸線成角度地 設置。在第五示例中，第一接縫包括在頂面處的第一端和在底面處的第二端，第一接縫被 設置為相對於第一端和第二端之間的垂直軸線成第一角度；第二接縫包括在頂面處的第一 端和在底面處第二端，第二接縫被設置為相對於第一端和第二端之間的垂直軸線成第二角 度；進一步地其中，第一和第二接縫的第一端和第二端是彎曲的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 本公開的上述方面和獲得它們的方式將變得更加明顯，並且參照本公開的實施例 的下述描述和結合附圖，本實用新型本身將被更好地理解，其中：
[0013] 圖1是工作機的左視圖；
[0014] 圖2是圖1的工作機的頂視圖；
[0015] 圖3是圖1的工作機的局部右視圖；
[0016] 圖4是圖1的工作機的上框架的局部頂視圖；
[0017] 圖5是圖4的上框架的第一工字梁組件和第二工字梁組件的側面透視圖；
[0018] 圖6是圖5的第一工字梁組件的側視圖；和
[0019] 圖7是圖5的第一工字梁組件的局部頂視圖。
[0020] 相應的標號被用於在幾個視圖中表不相應的部分。
【具體實施方式】
[0021] 下面描述的本實用新型的實施例並非旨在窮舉或限制本實用新型至以下詳細說 明中公開的精確的形式。相反地，實施例被選擇和描述，使得本領域的其他技術人員可以明 白和理解本公開的原理和實踐。
[0022] 作業機的示例性實施例示於圖1中。機器被實施為挖掘機100。然而，本實用新型 並不局限於挖掘機並且可以延伸到其它工作機。因此，雖然在附圖和即將到來的描述可能 涉及到挖掘機，然而應當理解，本實用新型的範圍超出挖掘機，並且在應用中，術語"機器" 或"工作機"將相互替換地使用。對於本實用新型而言，術語"機器"或"工作機"意圖要更 廣泛，並且包括除了挖掘機以外的其他車輛。
[0023] 參照圖1，機器100包括底盤，底盤包含樞轉地安裝到底架104的上框架102。上 框架102藉助於擺動支座和樞軸108可樞轉地安裝在底架104上。上框架102可相對於底 架104在擺動支座和樞軸108上旋轉約360°。擺動驅動器（未顯示）可圍繞擺動支座和 樞軸108樞轉上框架102。
[0024] 底架104可以包括一對地面接合機構，例如在底架104的相對的兩側上的用於沿 地面移動的履帶106。可選地，機器100可以包括用於與地面接合的車輪。上框架102包括 駕駛室110,機器操作者在駕駛室110中控制機器。駕駛室110可以包括控制系統（未示 出），控制系統包括但不限於：方向盤、控制杆、操縱杆、控制踏板或控制按鈕。操作者為了 操作機器100的目的可致動控制系統的一個或多個控制項。
[0025] 該機器100還包括懸臂114,懸臂114從鄰近駕駛室110的上框架102延伸。懸臂 114可通過一對懸臂缸116的致動而圍繞垂直弧轉動。鏟鬥柄或臂118可轉動地安裝在懸 臂114的一端處，並且其位置由液壓缸122控制。懸臂114的相對端被連接到上框架102。 在與懸臂114相對的端部處，鏟鬥柄或臂118安裝到鏟鬥124,鏟鬥124能夠藉助液壓缸120 而相對於臂118樞轉。
[0026] 機器100的上框架102包括外殼蓋，以保護一個或多個發動機組件112。在駕駛 室110相反的端部處，上框架102包括配重126。配重126增加機器100的後部的重量，以 平衡在機器100的前部處的鏟鬥124中收集的負載。平衡重量可以提高機器100的挖掘性 能。
[0027] 如圖2所示，更詳細地顯示工作機100的上框架102。機器100再次被表示為挖 掘機，然而本公開的原理和教導不排他地局限於挖掘機。其他工作機，諸如裝載機、收穫機、 反鏟挖土機、自動平地機等可利用本公開的原則和教導。圖2中的機器100可以包括多個 動力發生裝置，包括第一發動機200和第二發動機202。雖然只有兩個動力發生裝置示於 圖2中，應當理解的是，在其他實施例中有可能是額外的動力發生裝置。例如，工作機100 還可以包括用於保持柴油的燃料箱212,和用於容納油或類似物的液壓流體箱214。燃料箱 212可以流體地連接到多個動力發生裝置中的每一個並且液壓流體箱214可以流體地連接 到一個或多個液壓泵。
[0028] 第一發動機200可以包括第一空氣濾清器204和第一消音器或排氣系統206。類 似地，第二發動機202可以包括第二空氣濾清器208和第二消音器或排氣系統210。增加第 二動力發生裝置（即，第二發動機202)可以為機器提供成本效益、改進的性能和其中的封 裝優點。
[0029] 每個動力發生裝置可包括獨立的冷卻系統。例如，第一發動機200能夠可操作地 驅動第一冷卻系統220和第二發動機202能夠可操作地驅動第二冷卻系統222。如圖2中 進一步顯示，第一冷卻系統220可包括第一冷卻風扇216並且第二冷卻系統222可包括第 二冷卻風扇218。每個冷卻風扇可以通過其相應的發動機或動力發生裝置供電。每個動力 發生裝置和冷卻系統的控制可以是自動的、手動或兩者兼而有之。在手動控制系統中，例 如，多個操作者控制件224可以設置在機器100的駕駛室110中，用於操作者控制機器的操 作。
[0030] 參照圖3中機器100,安裝到圖2的上框架102的許多不同組件已經被移除，以顯 示連接到上框架102的工字梁組件300。工字梁組件300可以包括細長本體，細長本體連接 到上框架102並且被配置為通過擺動樞軸和支座108、底架104和地面接合機構106從配重 126傳送負載到地面。在圖3中，僅顯示一個工字梁組件300。然而，如圖4所示，可以有彼 此分開並且連接到上框架102和懸臂114的每一側的第一工字梁組件400和第二工字梁組 件402。懸臂114在第一樞軸位置302處繞第一樞轉軸線404 (參見圖4)可樞轉地連接到 每個工字梁組件。一個懸臂缸116在第二樞軸位置512處圍繞第二樞轉軸線406可樞轉地 連接到每個工字梁組件（參見圖5)。以這種方式，工字梁組件300可以在機器操作過程中 為懸臂114和懸臂缸116提供結構和樞轉支撐。
[0031] 如圖4中更詳細地圖示，第一工字梁組件400和第二工字梁組件402可以被安裝 在機器100的上框架102。上框架102可以包括多個框架結構部件408和框架支撐板410， 工字梁組件安裝到所述多個框架結構部件408和框架支撐板410。該多個框架結構部件408 和框架支撐板410還可以支撐第一發動機200、第二發動機202、第一排氣系統206、第二排 氣系統210、第一冷卻系統220和第二冷卻系統222。包括駕駛室110在內的其它結構元件 和系統可以通過所述多個框架結構部件408和框架支撐板410支撐並且連接到上框架102。
[0032] 如圖4-7中顯示，第一工字梁組件400和第二工字梁組件402可以由多個板形成。 在圖4中，第一工字梁組件400可以包括第一上板412並且第二工字梁組件402可包括第 二上板414。在一個實施例中，第一上板412和第二上板414可包括沿其長度基本均勻的 厚度。在第二示例中，第一上板412和第二上板414可以包括近端416和遠端418,其中近 端416被限定為最接近第一樞軸位置302並且遠端418被限定為最靠近配重126。第一上 板412和第二上板414可包括在近端和遠端之間的橫向彎曲。參照圖6,例如，第一工字梁 組件400可以包括遠側部分614、近端部分616和在其間形成的橫向彎曲618。近端部分 616在橫向彎曲618處相對於遠端部分614有角度。在這個示例中，第一上板412的遠端部 分614可基本上是平坦的。第一上板412可以包括在其近端部分616和其遠端部分614之 間的均勻的厚度。然而，這不是必需的並且僅是一個示例。在其他實施例中，第一上板412 的厚度可以在其近端部分616和遠端部分614之間變化。第二上板414可以類似於第一上 板412構造。
[0033] 在圖5中，顯示第一工字梁組件400和第二工字梁組件402,它們各自的上板被移 除。這裡，第一工字梁組件400被顯示為具有形成其高度的第一多個板。該第一多個板包 括布置在第一工字梁組件400的近端416處的第一板506、第二板508、和設置在遠端418 處的第三板510。第二板508被定位在第一板506和第三板510之間。如圖所不，第一板 506、第二板508和第三板510可包括限定在其中的用於接收軟管、電纜、電線、樞軸銷等的 一個或多個開口。在圖6中，例如，第一板506可包括限定了第一樞轉位置302的第一開口， 和限定了第二樞轉位置512的第二開口。第一板506也可以包括限定在其中的多個其他開 口 608。分別地，第二板508可包括多個開口 610,並且第三板510可包括限定在其中的至 少一個開口 612。
[0034] 所述第一多個板可彼此連接以形成第一工字梁組件400。例如，第一板506可以 在第一焊接位置522和第二焊接位置524處被焊接到第二板508。同樣地，第二板508和 第三板510可在第三焊接位置526和第四焊接位置528處被焊接到彼此。雖然在本實施例 中，這些板被描述為通過焊接連接到彼此，但本領域技術人員可以意識到，這些板也可以通 過其他方式彼此連接以形成第一工字梁組件400。因此，在本公開中，所描述的焊接僅是用 於將第一板506、第二板508和第三板510彼此連接的一種方式而已。
[0035] 類似於第一工字梁組件400,第二多個板可以彼此連接以形成第二工字梁組件 402。第二多個板包括設置在第二工字梁組件402的近端416處的第一板500、第二板502、 和設置在遠端418處的第三板504。第二板502可被定位在第一板500和第三板504之間。 類似於第一多個板，第一板500、第二板502和第三板504可包括限定在其中的用於容納軟 管、電纜、電線、樞軸銷等的一個或多個開口。例如，在第一板500中，第一樞轉位置302和 第二樞轉位置512限定在其中。
[0036] 在這個示例中，第一板500可以在第一焊接位置514和第二焊接位置516處焊接 到第二板502。同樣地，第二板502和第三板504可在第三焊接位置518和第四焊接位置 520處焊接到彼此。雖然在本實施例中，這些板被描述為通過焊接連接到彼此，但本領域技 術人員可以意識到，這些板也可以通過其他方式彼此連接以形成第二工字梁組件402。因 此，在本公開中描述的焊接僅是用於將第一板500、第二板502和第三板504彼此連接的一 種方式而已。
[0037] 為了本公開的目的並如圖7所示，第一工字梁組件400包括其外側700和內側 702。懸臂114被連接到第一工字梁組件400和第二工字梁組件402的內側702。如圖5和 7所示，第一工字梁組件400的第二板508和第二工字梁組件402的第二板502被設置到 相應的第一和第三板的外側。這在圖7中最佳顯不，其中第二板508定位到第一板506和 第三板510的外側700。因此，第一焊接位置522和第三焊接位置526被布置在第一工字 梁組件400的內側702,而第二焊接位置524和第四焊接位置528被布置在其外側700上。 在圖5中，第一焊接位置514和第三焊縫位置518設置在第二工字梁組件402的外側，而第 二焊接位置516和第四焊接位置520設置在其內側上。
[0038] 再次參照圖7,第一板506的一部分與第二板508的一部分重疊一段距離D2。此 夕卜，第二板508的另一部分與第三板510的一部分重疊另一段距離D 1。每個距離可由焊接 位置之間的間距來限定。例如，距離D1限定在第三焊接位置526和第四焊接位置528之間。 此外，距離D 2限定在第一焊接位置522和第二焊接位置524之間。儘管在任何圖中未顯示， 第二工字梁組件402的第一板的500和第二板502可以彼此重疊，使得重疊距離被限定在 第一焊接位置514和第二焊接位置516之間。類似地，第二板502和第三板504可以彼此 重疊，使得重疊距離被限定在第三焊接位置518和第四焊接位置520之間。
[0039] 在每種情況下，每個板的焊接位置、重疊距離、形狀和尺寸都是用於為每個工字梁 組件增加結構剛性和完整性的設計考慮因素。此外，每個板可以包括不同厚度。例如，在圖 7中，第一工字梁組件400的第一板506包括第一限定厚度A。第二板508包括第二限定 厚度t 2，以及第三板510包括第三限定厚度t3。在一個實施例中，第一厚度h大於第二厚 度心，並且第二厚度〖 2大於第三厚度t3。在一個方面，第一厚度可以是第二厚度的大約兩 倍。在另一個方面，第二厚度可以是第三厚度的大約兩倍。在不同的方面中，三個板之間的 厚度的比率可以是約3 : 2 : 1。
[0040] 第一板506、第二板508和第三板510中的每一個的厚度可貫穿每個板基本上保持 均勻。然而，在不同的示例中，一個或多個板的厚度可以從其一端到其另一端變化。例如， 板的厚度可以是從較厚的端逐漸變細到較薄的端。可替換地，每個板的厚度可以在每個端 部和其中央部之間變化。這裡，例如，每塊板的中心附近的厚度可以是其最大值或最小值。 厚度可以被優化以減少在每個焊接位置處的應力並增加工字梁組件和上框架的強度。
[0041] 在圖7中，第一板506具有最大厚度並且定位在第一工字梁組件400的近端416 處。此外，第三板510具有最小厚度並且定位在最靠近機器100的配重126的遠端418處。 形成第二工字梁組件402的第二多個板的厚度可大體上類似於第一多個板的厚度（即，第 一工字梁組件400的第一板506和第二工字梁組件402的第一板500可以基本相同，等等）。 在任何情況下，具有最小厚度的板可定位成最靠近配重126。這可以有利於平衡或減少由配 重126在上框架102上引起力矩的量。
[0042] 在圖4-7,第一工字梁組件400和第二工字梁組件402中的每一個都被顯示為通 過三個板中的每一個而形成。然而，在其它實施例中，第一工字梁組件400和第二工字梁組 件402可以由兩個或更多個板構成。此外，在其他示例中，所述兩個或更多個板可以通過焊 接、粘接、機械緊固件或任何其它已知的連接方法連接。
[0043] 圖6中更詳細地顯示第一工字梁組件400。第二工字梁組件402可以包括基本上 與第一工字梁組件400相同的結構和布局，並且因而第一工字梁組件400的說明基本上適 用於第二工字梁組件402，除非在本說明中註明。如上所述，在第一工字梁組件400可以由 包括第一板506、第二板508和第三板510的第一多個板形成。儘管在這裡僅不出和描述三 個板，但應當理解的是，第一工字梁組件400可以由兩個或更多個板構成。每個板可以沿著 焊縫或接縫被焊接到另一個板。焊縫或接縫被限定在每一個相應的焊接位置處。參照圖6 和7中，第一焊縫620被限定在形成於第一工字梁組件400的外側700上的第二焊接位置 524處。如圖所示，第一焊接接縫620相對於垂直軸線成角度O 2。此外，第一焊縫620在每 個端處以第一半徑600和第二半徑602倒圓角。第二焊縫622在第二板508和第三板510 之間在第一工字梁組件400的外側700上限定在第四焊接位置528處。第二焊縫622可相 對於垂直軸線成角度G1。此外，第二焊縫622可在每一端處以第三半徑604和第四半徑 606倒圓角。
[0044] 在圖6中的第一焊縫620和第二焊縫622的形狀可被設計為將各自的焊接位置定 位在沿工字梁組件的最低應力位置處。最低應力位置例如可以基於配重的重量，尤其是由 於每個工字梁組件被設計為從配重126傳送負載到擺動支座和樞軸108。例如，在工字梁組 件中誘導產生的應力的有限元分析，可能會在具有9500公斤配重的機器和具有10000公斤 配重的機器之間產生不同的角度9 1和θ2和半徑。在任何情況下，如圖6所示，焊接接縫 相對於每一個相應的垂直軸線成角度，並且每一端被倒圓角。
[0045] 在一個非限制性的示例中，角度Q1可以是大約在5-30°之間，並且角度θ 2可以 是大約在10-50°之間。在另一個示例中，角度Q1可以是大約在10-20°之間，角度0 2可 以是大約20-30°之間。在進一步的示例中，角度Q1可以是在大約10-15°之間，角度θ 2 可以是在大約22-28°之間。如上所述，每個角度可以根據配重126的大小而不同。
[0046] 來自配重126的負載可以使第一焊縫620在第一半徑600處受拉和第一焊縫620 在第二半徑602處受壓。同樣地，相同的負載可以引起第二焊縫622在第三半徑604處受 拉和引起第二焊縫622在第四半徑606處受壓。其結果是，第一半徑600可以與第二半徑 602沿第一焊縫620不同，並且第三半徑604可以與第四半徑606沿第二焊縫622不同。
[0047] 在一個非限制性實施例中，第一半徑600可以是大約在200-300毫米之間，並且第 二半徑602可以在大約20-100毫米之間。在另一個示例中，第一半徑600可以是大約在 225-275毫米之間並且第二半徑602可以在大約20-60毫米之間。在進一步的示例中，第一 半徑600可以是至少225毫米並且第二半徑602可以是至少30毫米。
[0048] 在一個不同的、非限制性的示例中，第三半徑604可以是大約在200-300毫米之間 並且第四半徑606可以是大約在20-100毫米之間。在另一個示例中，第三半徑604可以 是大約在225-275毫米之間並且第四半徑606可以是大約60-80毫米之間。在進一步的示 例中，第三半徑604可以是至少225毫米並且第四半徑606可以是至少60毫米。在這些實 施例中，第一半徑600和第三半徑604在一些實施例中可以是大致相同的，但也可以在其它 實例中不同。同樣地，第二半徑602和第四半徑606在一些實施例中可以是基本相似的，而 在在其它實例中可以是不同的。如上所述，配重126的尺寸可以影響焊縫的角位置和每個 倒圓端部的半徑。
[0049] 工字梁組件的另一個方面是它的高度。為本公開的目的，在圖6中顯示工字梁組 件的兩個高度。如圖所示，第一工字梁組件400包括第一高度H 1和第二高度H2。在本公開 中，工字梁高度被稱為第一高度H1和懸臂腳銷（foot pin)的高度被稱為第二高度H2。第 一高度或工字梁高度被限定在遠端418附近以及工字梁組件400的頂面和底面之間。第二 高度或懸臂腳銷的高度被限定在近端416附近並且在工字梁組件400的底部和懸臂樞轉軸 線404 (即，在第一樞轉位置302處）之間。第一工字梁組件400的底部也可以關聯到上框 架102的底面，以用於確定第一高度和第二高度。
[0050] 在許多常規挖掘機中，第二高度或懸臂腳銷高度在不同製造商的相同的挖掘機尺 寸或種類中大致相同或一致。例如，48公噸挖掘機的懸臂腳銷高度在多個挖掘機製造商中 大致相同。同樣地，36公噸挖掘機的懸臂腳銷的高度在大多數挖掘機製造商中大致相同。這 種相似性的一個原因是因為懸臂腳銷高度把機器的前端的運動學因素考慮在內。特別地， 懸臂腳銷高度與機器能夠達到的高度相關，例如，鏟鬥124能夠達到多高或多遠。在許多挖 掘機的情況，機器的挖掘和伸出規格是在設計機器時考慮的多個設計考慮中的兩個。挖掘 規格對於大多數常規挖掘機可以是大致相同的，因此在在懸臂腳銷高度在大多數常規挖掘 機中大致相同的情況下，這種相似性不難預料。
[0051] 第一或工字梁高度H1可以在機器的尺寸增加時增加，然而懸臂腳銷高度H2在機器 的尺寸增加時也可以增加。因此，即使在機器尺寸變化時，工字梁高度H 1與向懸臂腳銷高 度H2的比率大致相同。例如，對於14公噸和36公噸之間的挖掘機而言，工字梁高度H 1與 懸臂腳銷高度H2的比值之間的差值可以小於0. 10。
[0052] 在另一個實施例中，對於目前市場上的不同等級的挖掘機而言，工字梁高度H1與 懸臂腳銷高度H 2的比率範圍在0. 24至0. 30之間。換句話說，在不同挖掘機等級（即，在 14公噸和36公噸之間）中，所述比率基本保持恆定，即使工字梁高度H1和懸臂腳銷高度H 2 在機器尺寸增大時都增加。
[0053] 大多數常規的挖掘機的上框架的布局限制工字梁高度。例如，在大多數常規挖掘 機中，只有單個發動機，並且發動機被設置在兩個常規的工字梁的頂部上。特別地，發動機 被安裝到工字梁上並朝向工字梁的遠端（即，最靠近配重）。在這種結構中，發動機的副軸 通常被設置成垂直於工字梁。在某些替換性結構中，發動機的副軸被設置成平行於工字梁。
[0054] 常規挖掘機的設計成使得其通常期望儘可能低地將發動機安裝到上框架。實際 上，這限制了常規工字梁組件的高度。當發動機的副軸被設置垂直於工字梁時，工字梁高度 受發動機的底部的位置限制。當發動機的副軸平行於工字梁布置時，工字梁高度受限於保 持發動機的側面的可訪問性的需求，以用於維修和保養。然而，常規工字梁組件還需要用於 支撐配重的最小高度。此外，由於常規工字梁組件的工字梁高度被降低，因而常規工字梁或 板的厚度增加以進一步支撐配重。因此，常規的挖掘機通常被設計成包括具有最小高度和 更厚的板的常規工字梁。
[0055] 然而，在本公開中，上框架102被重新設計以包括兩個發動機。更具體地，如圖4 所示，上框架102的布局重新設計，使得燃料箱212和液壓箱214被定位在第一工字梁組件 400和第二工字梁組件402之間。雖然工字梁沒有在圖2中示出，第一發動機200和第二發 動機202被定位到第一工字梁組件400的外側700,並且因此發動機既不定位在任一個工字 梁組件的頂部，也不安裝到任一個工字梁組件。燃料箱212和液壓箱214可以被安裝到多 個框架支撐板410中的一個，並且因而不存在限制第一和第二工字梁組件的高度的相應的 結構。
[0056] 考慮圖2的上框架布局，第一工字梁組件400和第二工字梁組件402可以包括增 加的第一或工字梁高度氏。雖然許多上述常規工字梁由於發動機被安裝在其上而包括小於 250毫米的工字梁高度，而本實用新型的第一工字梁組件400和第二工字梁組件402可以 包括約700毫米的工字梁高度。為了本公開的目的，第一工字梁組件400和第二工字梁組 件402可以被稱為"高工字梁"。"高工字梁組件"或"高工字梁"可以被定義成這樣一種工 字梁組件，該工字梁組件具有介於0. 5至I. 0之間的工字梁高度H1與懸臂腳銷高度H2的比 率。因此，第一工字梁和第二工字梁的工字梁高度H 1與懸臂腳銷高度H2的比率可以是上述 常規工字梁的第一工字梁高度H1與懸臂腳銷高度H 2的比率的大約兩倍或更多。
[0057] 在一個非限制性的示例中，下面的表1示出用於目前市場上的一系列挖掘機的工 字梁的高度H1與懸臂腳銷的高度H2的比率。
[0058] 表1 :工字梁高度與懸臂腳銷高度的比率
[0059]
【權利要求】
1. 一種工字梁組件，用於安裝到挖掘機的上框架並支撐懸臂和配重，其特徵在於，所述 工字梁組件包括： 細長主體，該細長主體包括近端、遠端、頂面和底面並且被構造成安裝到所述上框架， 所述細長主體包括多個板； 所述多個板中的第一板設置在所述近端處，所述第一板限定了樞轉軸線，懸臂圍繞該 樞轉軸線樞轉； 所述多個板中的第二板設置在所述遠端處並且連接到第一板； 其中，細長主體包括第一高度和第二高度，第一高度被限定在細長主體的遠端的頂面 和底面之間，並且第二高度被限定在底面和樞轉軸線之間；並且 其中，第一高度與第二高度的比率在〇. 5至1. 0之間。
2. 根據權利要求1所述的工字梁組件，其特徵在於，第一板包括第一厚度並且第二板 包括第二厚度，第一厚度大於第二厚度。
3. 根據權利要求2所述的工字梁組件，其特徵在於，第一厚度是第二厚度的兩倍。
4. 根據權利要求2所述的工字梁組件，其特徵在於，所述工字梁組件還包括連接在第 一板和第二板之間的第三板，第三板包括第三厚度，該第三厚度小於第一厚度但大於第二 厚度。
5. 根據權利要求1所述的工字梁組件，其特徵在於，第一板和第二板彼此連接以形成 第一接縫，該第一接縫相對於穿過該第一接縫中的垂直軸線成角度地設置。
6. 根據權利要求5所述的工字梁組件，其特徵在於，第一板的一部分與第二板的一部 分重疊，以形成所述第一接縫和第二接縫，第一接縫被設置在第一板和第二板的外側，第 二接縫被布置在所述第一板和第二板的內側。
7. 根據權利要求5所述的工字梁組件，其特徵在於，第一接縫包括在頂面處的第一彎 曲端和在底面處的第二彎曲端。
8. -種工字梁組件，其被安裝到挖掘機的上框架並支撐懸臂和配重，其特徵在於，所述 工字梁組件包括： 細長主體，該細長主體包括近端、遠端、頂面和底面並且被構造成安裝到所述上框架， 所述細長主體包括多個板； 所述多個板中的第一板設置在所述近端處，所述第一板限定了樞轉軸線，懸臂圍繞該 樞轉軸線樞轉； 所述多個板中的第二板被連接到第一板； 所述多個板中的第三板設置在遠端處並且連接到第二板； 其中，第一板和第二板在第一接縫處彼此連接，並且第二板和第三板在第二接縫處彼 此連接；並且， 其中，第一接縫和第二接縫相對於穿過每個接縫的垂直軸線成角度地設置。
9. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於，第一接縫被設置為相對於垂直軸 線成10-50°之間的角度，並且第二接縫被布置為相對於垂直軸線成5-30°之間的角度。
10. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於，第一接縫和第二接縫包括第一端 和第二端，第一端和第二端是彎曲的。
11. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於，細長主體包括第一高度和第二高 度，第一高度被限定在細長主體遠端處的頂面和底面之間，並且第二高度被限定在底面和 樞轉軸線之間。
12. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於，第一板包括第一厚度，第二板包 括第二厚度，並且第三板包括第三厚度； 進一步地，第一厚度大於第二厚度和第三厚度，並且第二厚度大於第三厚度。
13. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於，第二板被定位在第一板和第三板 的外側。
14. 根據權利要求8所述的工字梁組件，其特徵在於： 第一板的一部分在第一接縫處與第二板的第一部分重疊以形成第一焊縫和第二焊縫， 第一焊縫被形成在第一板和第二板的外側，並且第二焊縫被形成在第一板和第二板的內 側； 第三板的一部分在第二接縫處與第二板的第二部分重疊以形成第三焊縫和第四焊縫， 第三焊縫被形成在第二板和第三板的外側，並且第四焊縫被形成在第二板和第三板的內 偵h並且， 其中，第一焊縫、第二焊縫、第三焊縫和第四焊縫相對於穿過每個焊縫的垂直軸線成角 度地設置，並且每一個焊縫都包括在細長主體的頂面和底面處的彎曲端。
15. -種機器，其特徵在於，該機器包括： 用於推進機器的地面接合機構； 由地面接合機構支撐的框架； 可樞轉地連接到框架的懸臂； 連接到框架並且彼此間隔開的第一工字梁組件和第二工字梁組件，所述第一工字梁 組件和第二工字梁組件中的每一個都包括細長主體，該細長主體具有近端、遠端、頂面和底 面，該細長主體包括多個板； 所述多個板中的第一板設置在近端處，所述第一板限定了樞轉軸線，懸臂圍繞所述樞 轉軸線樞轉； 所述多個板中的第二板連接到第一板； 所述多個板中的第三板設置在遠端處並且連接到第二板； 其中，第一工字梁組件和第二工字梁組件的細長主體包括第一高度和第二高度，第一 高度被限定在細長主體的遠端處的頂面和底面之間，第二高度被限定在底面和樞轉軸線之 間；並且， 其中，第一高度與第二高度的比率在〇. 5至1. 0之間。
16. 根據權利要求15所述的機器，其特徵在於，所述機器還包括至少一個流體箱，該流 體箱連接到框架並且設置在第一工字梁組件和第二工字梁組件之間。
17. 根據權利要求15所述的機器，其特徵在於，所述機器還包括用於給機器提供動力 的第一發動機和第二發動機，第一發動機和第二發動機被連接到框架並被連接到第一工字 梁組件或第二工字梁組件之一的外側。
18. 根據權利要求15所述的機器，其特徵在於： 第一板包括第一厚度，第二板包括第二厚度，並且第三板包括第三厚度；並且， 其中，第一厚度大於第二厚度和第三厚度，並且第二厚度大於第三厚度。
19. 根據權利要求15所述的機器，其特徵在於： 第一板和第二板在第一接縫處彼此連接；並且 第二板和第三板在第二接縫處彼此連接；並且， 其中，第一接縫和第二接縫相對於穿過每個接縫的垂直軸線成角度地設置。
20. 根據權利要求19所述的機器，其特徵在於： 第一接縫包括在頂面處的第一端和在底面處的第二端，第一接縫被設置為相對於第一 端和第二端之間的垂直軸線成第一角度； 第二接縫包括在頂面處的第一端和在底面處第二端，第二接縫被設置為相對於第一端 和第二端之間的垂直軸線成第二角度；並且， 其中，第一接縫和第二接縫的第一端和第二端是彎曲的。
【文檔編號】E02F9/08GK204151842SQ201420290976
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年6月3日 優先權日:2013年10月18日
【發明者】詹森·G·克尼佩爾 申請人:迪爾公司