加強板及其製造方法和具有該加強板的rops的製作方法

2023-05-30 00:51:51 1

專利名稱：加強板及其製造方法和具有該加強板的rops的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種加強板以及該加強板的製造方法和使用該加強板的R0PS。
背景技術：
對於相交連接的兩個部件，為了加強它們的連接強度，通常在它們的連接處設置加強板，如工程機械上常用到的滾翻保護結構(ROPS)，該結構是由立柱和橫梁焊接成籠狀， 由於翻車時該結構需要承受很大的載荷，因此需要在橫梁與立柱甚至橫梁與橫梁之間需要加強板進行加強，若加強的效果不好則容易引起ROPS在翻車時解體，不能起到保護操作員的目的。常見的加強板是單板式加強板，這種加強板剛度過渡比較平滑，焊縫應力低，但在大載荷下，若板的厚度不足，則在加強板的中部容易發生屈曲，導致加強效果不好。圖I是一種U形槽式加強板，該加強板是由整塊鋼板折彎形成，包括腹板3以及在腹板3兩側對稱設置與腹板垂直的筋板1，這種加強板的折彎線的端頭處焊縫應力較高，若焊接質量差，會導致加強板從焊縫處撕裂，且焊縫熱影響區線與機構拉力方向垂直，容易造成結構在熱影響區拉裂。圖2是一種帶折彎板的U形槽式加強板，這種加強板同樣也包括腹板以及在腹板3兩側對稱設置與腹板垂直的筋板1，同時在腹板3的兩端設置有兩塊折彎板2，與被加強結構焊接時，折彎板2也與被加強結構焊接。此類加強板會將結構件的中性焊縫方向偏移，降低焊縫的應力，但筋板I、腹板3和折彎板2的交點處焊縫應力非常高且該部位在折彎成型時需折彎兩次，容易開裂，另外U形槽式加強板與被加強結構焊接後，在表面處理時容易在加強板的角部內積液，且積液不易清除。

發明內容
本發明的目的在於針對現有加強板與被加強結構焊接後容易在焊縫處開裂的缺點，而提供一種結構剛度過渡平滑，焊縫應力低，同時強度高的加強板，同時提供這種加強板的製造方法，本發明的另一個目的是提供一種具有高強度加強板且在加強板焊縫處不易開裂的ROPS。本發明的技術方案是這樣實現的構造一種加強板，由整體鋼板折彎形成，包括一腹板、在腹板兩側對稱設置且與腹板垂直連接的兩筋板，每一筋板具有兩條焊接邊，每一筋板的兩個角部各有沿著對應焊接邊的方向延伸的筋條，筋板位於兩筋條之間的邊是與腹板側邊連接的連接邊，筋條的一邊與對應的焊接邊齊平，筋條與連接邊所成夾角為鈍角。在本發明中，加強板與被加強結構焊接時，筋板及筋條與被加強結構焊接，筋板兩角部延伸的筋條能夠使得結構剛度過渡平滑，焊縫處的應力降低，有效防止被加強結構在大載荷下在焊縫處撕裂，而腹板連接兩筋板，可防止筋板在大載荷下扭曲變形，提高強度，同時加強板的兩角部與被加強結構焊接後在兩筋條及腹板端頭之間有孔洞空隙，在對被加強結構做表面處理時在該處不會積液，且通風容易乾燥。在本發明中，腹板的兩端各設置有與腹板同在一平面的梯形舌板，梯形舌板的上邊與兩側筋板對應的焊接邊共處於同一平面。加強板與被加強結構焊接時，梯形舌板的上邊也與被加強結構焊接，以提高強度。在本發明中，腹板兩端還可以是凹向腹板的弧形端面，加強板與被加強結構焊接時，腹板端頭不與被加強結構焊接。在本發明中，筋條為梯形或近似為梯形，筋條自與筋板連接處至筋條遠離筋板的端頭其寬度逐漸減小，梯狀筋板逐漸變寬的寬度有利於剛度過渡平緩。本發明為實現其目的所提供的又一技術方案是提供一種上述加強板的製造方法，其包括如下步驟，在一菱形鋼板的其中一對頂角的對角線兩側對稱設置兩條平行於該對角線的折彎直線，兩折彎直線之間的區域為腹板，兩折彎線的外側為筋板；自折彎線的端點向與該端點鄰近的菱形鋼板頂角方向的切割以便在切割縫隙的外側形成筋條，在兩折彎線相鄰的兩端點之間切割形成腹板的端頭；將切割後的菱形鋼板沿折彎直線向同一側進行 90度折彎；腹板的端頭不凸出菱形鋼板折彎後兩相鄰邊所形成的平面。通過本發明加強板製造方法所形成的加強板為U形槽式加強板其中腹板的兩側垂直連接兩筋板，在筋板的兩角部有筋條，與被加強結構焊接時，筋板及筋條與被加強結構焊接，由於有腹板的存在， 該加強板在承載大載荷時筋板不會屈曲變形，具有高強度，而筋條能夠起到結構剛度平緩過渡的作用，減小焊縫的應力，使其不易在焊縫處開裂，加強板的兩角部與被加強結構焊接後在兩筋條及腹板端頭之間有孔洞空隙，在對被加強結構做表面處理時在該處不會積液， 且通風容易乾燥。在上述的加強板的製造方法中，在兩折彎直線相鄰的兩端點之間切割所形成腹板的端頭為梯形舌板，梯形舌板的上邊與菱形鋼板折彎後兩相鄰邊所形成的平面齊平。與被加強結構焊接時，該舌板的上邊也與被加強結構焊接，進一步提高被加強結構的強度。在該方法中兩折彎直線相鄰的兩端點之間切割所形成腹板的端頭還可以是凹向腹板的弧形端面，加強板與被加強結構焊接時，腹板端頭不與被加強結構焊接。在上述的加強板的製造方法中，菱形鋼板為正方形鋼板，所形成的加強板可用於兩個垂直相交的連接件間的加強連接。菱形鋼板頂角的角度也可以是其他值，所形成的加強板用於兩個呈對應角度相交的連接件間的加強連接。另外，為避免加強板與被加強構件焊接時產生幹涉，上述加強板的製造方法還包括截除菱形鋼板位於兩折彎直線外側的一對頂角的步驟，使得菱形鋼板折彎成型後，加強板兩側筋板上與折彎直線相對的頂角被截除， 不會與被加強構件產生幹涉。在上述加強板的製造方法中，筋條為梯狀或與梯狀相類似或等同的形狀，筋條與筋板連接處的寬度大於筋條遠離筋板端的寬度。這種漸變的寬度，可平緩過渡結構剛度。本發明為實現其目的所提供的又一技術方案是提供一種R0PS，其包括立柱及橫梁，在立柱與橫梁的連接處焊接有如前所述的加強板，當然在該ROPS中相鄰的兩橫梁之間在鄰接處也可以焊接如前所述的加強板。具有該加強板的R0PS，具有強度高，承載大載荷時，焊接後加強板處的焊縫不易開裂，ROPS安全性好，做表面處理時不會在加強板的角部造成積液。本發明與現有技術相比具有的有益效果本發明中的加強板由於有腹板連接兩筋板，具有強度高可承載大載荷的優點，其中筋板的角部有筋條，可形成結構剛度的平緩過渡，焊縫處應力低，不易造成焊縫處開裂；加強板的筋條與腹板之間有孔洞空隙，與被加強結構焊接後，在做被加強結構的表面處理時不易在此處積液，易通風乾燥。利用本發明中的加強板製造方法，可製造出具有前述優點的加強板，同時用於製造加強板的鋼板利用率高，方法簡單，製造成本低。本發明中具有該加強板的R0PS，承載大載荷時，加強板處的焊縫不易開裂，ROPS安全性好，在做表面處理時不易加強板處積液。


圖I是現有U形槽式加強板的結構示意圖2是現有帶彎板的U形槽式加強板的結構示意圖3是本發明中一種短腹板型加強板結構示意圖4是短腹板型加強板製造過程中折彎前的結構示意圖5是本發明中一種長腹板型加強板結構示意圖6是長腹板型加強板製造過程中折彎前的結構示意圖7是具有長腹板型加強板的ROPS的結構示意圖。圖中零部件名稱及序號
筋板I、折彎板2、腹板3、筋條4、舌板5、立柱7、上橫梁8、下橫梁9、長腹板型加強板10。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例描述本發明加強板。實施例I :
本實施例中的加強板為短腹板型加強板，如圖3所示，該加強板由整體鋼板折彎形成， 包括兩筋板I和兩筋板I之間的腹板3，其中兩筋板I鏡像對稱且與腹板垂直，每一筋板I 具有兩條焊接邊用於與被加強結構相焊接，每一筋板的兩個角部各有沿著對應焊接邊的方向延伸的筋條4,筋板I位於兩筋條4之間的邊是與腹板側邊連接的連接邊,筋條4與連接邊所成夾角為鈍角且一邊與對應焊接邊齊平，自筋條4與筋板I連接處至筋條4遠離筋板的端頭，其寬度逐漸減小，使得筋條4為梯形或近似為梯形。在本發明中，加強板與被加強結構焊接時，筋板I及筋條4與被加強結構焊接，筋板I兩角部延伸的筋條4能夠使得結構剛度過渡平緩，焊縫處的應力降低，有效防止被加強結構在大載荷作用下在焊縫處撕裂，而腹板連接兩筋板，可防止筋板在大載荷下扭曲變形，提高強度，同時加強板的兩角部與被加強結構焊接後在兩筋條4及腹板端頭之間有孔洞空隙，在被加強結構做表面處理時在該處不會積液，且容易乾燥。上述短腹板型加強板的製造方法如下取一菱形鋼板，截除其中的一對頂角即截除頂角A與頂角C，如圖4中的虛線所示，在另一對頂角即頂角B與頂角D的對角連線BD 兩側對稱設置兩條平行於該對角線BD的折彎直線EF和折彎直線GH，位於兩折彎線之間的部分為腹板3，位於這兩折彎直線外側的部分為筋板1，自兩折彎直線的端點E、G處向與該兩端點鄰近的頂角B的方向和自折彎直線的端點F、H處向與這兩端點鄰近的頂角D的方向分別切割鋼板，在切割縫的外側形成筋條4，筋條與筋板連接處至筋條遠離筋板的端頭，其寬度逐漸減小，使得筋條為梯形或近似為梯形，在折彎直線端點E和G之間、端點F和H之間各自按照凹向腹板的弧形曲線切割鋼板以便在腹板的端頭形成內凹弧形端面。切割完成後，沿著折彎直線EF和GH將兩筋板向腹板的同一側進行90度的折彎便形成本實施例中具有高強度、焊接後結構剛度平緩過渡、焊縫處應力低、不易造成焊縫開裂的加強板，該製造方法工藝簡單，且對製造該加強板的板材利用率高。在本實施例中，菱形鋼板被截除頂角的角度可依據被加強結構中兩構件所成夾角，若兩構件為垂直相交連接，則菱形鋼板為正方形。實施例2:
如圖5所示，本實施例中加強板為長腹板型加強板，與實施例I相比，其不同點在於腹板的兩端有梯形舌板5，梯形舌板5的上邊與兩側筋板4的對應焊接邊共處一平面，當加強板與被加強結構焊接時，舌板的上邊也與被加強結構焊接，以加強被加強結構的強度。這種加強板的製造方法與實施例I中加強板的製造方法的不同之處在於，在折彎直線端頭EG間以及FH間的切割是沿著凸向腹板外的折線進行的，以形成梯形舌板，如圖6所示，其中梯形舌板的上邊與折彎後兩側筋板對應焊接邊同處一平面。實施例3
如圖7所示，本實施例示出了一種ROPS，該ROPS包括立柱7、上橫梁8、下橫梁9，立柱 7與上橫梁8、下橫梁9焊接成籠狀結構，在立柱7與上橫梁8的連接處以及立柱7與下橫梁9的連接處焊接有實施例2中的長腹板型加強板10，其中加強板每一筋板的兩焊接邊及筋條分別於立柱7和上橫梁8或下橫梁9焊接，腹板兩端的舌板也分別與立柱和橫梁焊接， 由於這種加強板的兩筋板有腹板連接，因此具有很高的強度，同時兩筋板角部有筋條，可以對結構剛度起到平緩過渡的作用，減小降低焊縫處的應力，防止ROPS在承受大載荷時在加強板的焊縫處開裂，提高安全性。在本實施例中，腹板兩端存在孔洞，在對ROPS進行表面處理時，不會再加強板的角部積液，且加強板的內外通風，對加強板內也容易比較乾燥。在本實施例中，立柱與上下橫梁的連接處還可以使用焊接實施例I中的短腹板型加強板，另外還可以在上橫梁與上橫梁的鄰近處或下橫梁與下橫梁的鄰近處焊接實施例I 中的短腹板型加強板或實施例2中的長腹板型加強板，以加強ROPS的強度。
權利要求
1.一種加強板，由整體鋼板折彎形成，包括一腹板、在腹板兩側對稱設置與腹板垂直連接的兩筋板，每一筋板具有兩條焊接邊，其特徵在於所述每一筋板的兩個角部各有沿著對應焊接邊的方向延伸的筋條，所述筋板位於兩筋條之間的邊是與腹板側邊連接的連接邊， 所述筋條的一邊與對應的焊接邊齊平，所述筋條與所述連接邊所成夾角為鈍角。
2.根據權利要求I所述加強板，其特徵在於所述腹板的兩端各設置有與腹板同在一平面的梯形舌板，所述梯形舌板的上邊與兩側筋板對應焊接邊共處一平面。
3.根據權利要求I所述加強板，其特徵在於所述腹板的兩端為凹向腹板的弧形端面。
4.根據權利要求I至3中任一項所述加強板，其特徵在於所述筋條自與筋板連接處至筋條遠離筋板的端頭其寬度逐漸減小。
5.一種加強板的製造方法，其特徵在於包括如下步驟，在一菱形鋼板的其中一對頂角的對角線兩側對稱設置兩條平行於該對角線的折彎直線，兩折彎直線之間的區域為腹板， 兩折彎直線的外側為筋板；自折彎直線的端點向與該端點鄰近的菱形鋼板頂角方向的切割，在切割縫隙的外側形成筋條，在兩折彎直線相鄰的兩端點之間切割形成腹板的端頭；將菱形鋼板沿折彎直線向同一側進行90度折彎；所述腹板的端頭不凸出菱形鋼板折彎後兩相平行焊接邊所形成的平面。
6.根據權利要求5所述加強板的製造方法，其特徵在於在兩折彎線相鄰的兩端點之間切割所形成腹板的端頭為梯形舌板，所述梯形舌板的上邊與菱形鋼板折彎後兩相平行的焊接邊共處一平面。
7.根據權利要求5所述加強板的製造方法，其特徵在於在兩折彎線相鄰的兩端點之間切割形成腹板的端頭為凹向腹板的弧形端面。
8.根據權利要求5至6中任一項所述加強板的製造方法，其特徵在於還包括截除菱形鋼板位於兩折彎直線外側的一對頂角的步驟。
9.根據權利要求5至8中任一項所述加強板的製造方法，其特徵在於所述筋條自與筋板連接處至筋條的末端的寬度逐漸減小。
10.一種R0PS，包括立柱及橫梁，其特徵在於在立柱與橫梁的連接處焊接有權利要求I 至權利要求4中任一項所述的加強板。
全文摘要
本發明涉及一種加強板及該加強板的製造方法和應用該加強板的ROPS，為解決現有加強板焊接後焊縫處應力高易撕裂的缺點而公開一種加強板，其由整體鋼板折彎形成，包括一腹板、在腹板兩側對稱設置與腹板垂直連接的兩筋板，每一筋板具有兩條焊接邊，每一筋板的兩個角部各有沿著對應焊接邊的方向延伸的筋條，筋板位於兩筋條之間的邊是與腹板側邊連接的連接邊，筋條的一邊與對應的焊接邊齊平，筋條與所述連接邊所成夾角為鈍角，另外還公開這種加強板的製造方法和一種具有該加強板的ROPS。本發明加強板應用後強度高，焊縫應力低不易開裂，且加強板角部不易積液。
文檔編號B62D25/00GK102602355SQ20121004400
公開日2012年7月25日 申請日期2012年2月24日 優先權日2012年2月24日
發明者馮豪, 初長祥, 周斌, 梁昌明, 譚世穎, 陳紅亮 申請人:廣西柳工機械股份有限公司