转台及工程机械.pdf

本发明公开了一种转台及工程机械，用以降低转台的顶板所受的应力，减少转台局部应力集中现象的发生，进而提高工程机械的使用寿命。其中转台包括：相对设置的两个主纵梁，每个主纵梁包括：平行设置的顶板和底板，连接顶板和底板的腹板，每个腹板上设有用于安装卷扬的至少一个安装座，且每个安装座用于安装卷扬的安装面位于其所在的主纵梁的顶板的上方、与顶板平行。上述转台，通过将安装卷扬的安装座设置于腹板上，以将卷扬工作时的交变载荷传递至受弯曲应力较小的腹板上，减少转台的顶板所受的应力，此外安装面与顶板之间没有焊缝，因此顶板上没有截面突变的点，进而能够消除顶板安装卷扬组件部位的局部应力集中现象。

1.  一种转台，包括：相对设置的两个主纵梁，每个主纵梁包括：平行设置的顶板和底板，连接顶板和底板的腹板，其特征在于，每个所述腹板上设有用于安装卷扬的至少一个安装座，且每个安装座用于安装卷扬的安装面位于其所在的主纵梁的顶板的上方、与顶板平行。

2.  如权利要求1所述的转台，其特征在于，所述每个安装座包括：沿垂直于所述腹板的厚度方向、固定设置于所述腹板的两侧的支承座以及连接两侧支承座的安装板，所述安装板背离对应的所述顶板的一面为所述安装面。

3.  如权利要求2所述的转台，其特征在于，所述支承座相对所述腹板对称设置。

4.  如权利要求3所述的转台，其特征在于，所述腹板的每侧均设有至少两个支承座，所述至少两个支承座沿所述腹板的长度方向间隔设置。

5.  如权利要求4所述的转台，其特征在于，所述安装板和所述顶板以所述腹板为对称面分别向两侧延伸，所述安装板和所述顶板向同一侧延伸的长度中：所述安装板延伸的长度比所述顶板延伸的长度长20～80毫米。

6.  如权利要求2所述的转台，其特征在于，每个所述支承座包括：两个与所述腹板垂直的立板、和一个位于两个所述立板之间且与所述腹板平行的横板，所述横板与两个所述立板固定连接，两个所述立板与所述腹板之间固定连接，且所述横板和所述立板均与所述安装板固定连接。

7.  如权利要求6所述的转台，其特征在于，每个所述支承座中的两个立板之间的距离为100～300毫米。

8.  如权利要求1～7任一项所述的转台，其特征在于，所述安装面与所述顶板之间具有设定距离。

9.  如权利要求8所述的转台，其特征在于，所述设定距离为10～20毫米。

10.  一种工程机械，包括：卷扬，其特征在于，还包括：如权利要求1～9任一项所述的转台，所述卷扬安装于所述转台的两个主纵梁之间。

转台及工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种转台及工程机械。
背景技术
随着建筑业、高铁等领域的迅速发展，具有转台以及卷扬机构的工程机械被广泛使用，例如：旋挖钻机，旋挖钻机是一种以回转斗、短螺旋钻头或其他作业装置进行干、湿钻进，逐次取土，反复循环作业成孔为基本功能的机械设备。旋挖钻机凭借其成孔效率高、成桩质量好、环境污染小等优点，已广泛应用于市政建设、公路桥梁、高层建筑等基础施工领域。
对于中、大型旋挖钻机，如图1所示，图1为现有技术中卷扬与转台安装在一起的结构示意图，现有技术中，通常将卷扬01安装在转台02上相对设置的两个主纵梁021上。如图2和图3所示，其中：图2为转台的主纵梁具有工字型结构的示意图；图3为转台的主纵梁具有箱型结构的示意图，主纵梁021一般由顶板0211、腹板0212以及底板0213组成。如图1所示，安装卷扬时，在每个主纵梁021的顶板0211上先焊接安装板03，再通过螺栓04将卷扬01固定于安装板03。
当旋挖钻机工作时，焊接产生的局部应力集中部位承受着附件晃动时的惯性力、卷扬提钻力、变幅机构作用力等交变载荷作用，局部应力会有明显应力幅波动，容易造成转台的主纵梁因疲劳而破损。
发明内容
本发明实施例提供一种转台及工程机械，用以减少转台局部应力集中现象的发生，延长转台的使用寿命，进而提高工程机械的使用寿命。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种转台，包括：相对设置的两个主纵梁，每个主纵梁包括：平行设置的顶板和底板，连接顶板和底板的腹板，每个所述腹板上设有用于安装卷扬的至少一个安装座，且每个安装座用于安装卷扬的安装面位于其所在的主纵梁的顶板的上方、与顶板平行。
由弯曲应力计算公式可知：主纵梁中离主纵梁横截面的中性轴距离越大处，其所承受的弯曲应力越大。主纵梁中腹板距离主纵梁横截面的中性轴的距离最小，故腹板所受的弯矩应力最小。本发明提供的转台，通过将安装卷扬的安装座设置于腹板上，以将卷扬工作时的交变载荷传递至受弯曲应力较小的腹板上，减少转台的顶板所受的应力，此外安装卷扬的安装面与顶板之间没有焊缝，因此顶板上没有截面突变的点，进而能够消除顶板安装卷扬组件部位的局部应力集中现象。
所以，本发明提供的转台，减少了转台局部应力集中现象的发生，延长了转台的使用寿命。
在一些可选的实施方式中，所述每个安装座包括：沿垂直于所述腹板的厚度方向、固定设置于所述腹板的两侧的支承座以及连接两侧支承座的安装板，所述安装板背离对应的所述顶板的一面为所述安装面。
在一些可选的实施方式中，所述支承座相对所述腹板对称设置。对称设置的两个支承座，便于将卷扬对安装板的载荷均匀的传递给腹板。
在一些可选的实施方式中，所述腹板的每侧均设有至少两个支承座，所述至少两个支承座沿所述腹板的长度方向间隔设置，每个转台一般固定有两个卷扬，每个腹板上一侧的两个支承座用于支承一卷扬，这样的设置可以进一步减小应力集中现象的发生，同时可以节省材料。
在一些可选的实施方式中，所述安装板和所述顶板以所述腹板为对称面分别向两侧延伸，所述安装板和所述顶板向同一侧延伸的长度中：所述安装板延伸的长度比所述顶板延伸的长度长20～80毫米。这样的宽度，可以避免安装座 与转台两侧的驾驶室、管路、防护罩等附件发生干涉现象。
在一些可选的实施方式中，每个所述支承座包括：两个与所述腹板垂直的立板、和一个位于两个所述立板之间且与所述腹板平行的横板，所述横板与两个所述立板固定连接，两个所述立板与所述腹板之间固定连接，所述横板与两个所述立板之间焊接，且所述横板和所述立板均与所述安装板固定连接。
在一些可选的实施方式中，每个所述支承座中的两个立板之间的距离为100～300毫米。
在一些可选的实施方式中，所述安装面与所述顶板之间具有设定距离。通过将安装座的安装面设置的与顶板之间有一定距离，可以减小安装座的安装面与顶板之间的相互作用力，进一步减小顶板所受应力，减小顶板局部应力集中现象的发生。
较佳的，所述设定距离为10～20毫米。
本发明实施例还提供了一种工程机械，包括：卷扬，还包括：上述任一项所述的转台，所述卷扬安装于所述转台的两个主纵梁之间。由于上述转台，减少了转台局部应力集中现象的发生，延长了转台的使用寿命。所以，本发明提供的工程机械具有较好的使用性能和较长的使用寿命。
附图说明
图1为现有技术中卷扬与转台安装在一起的结构示意图；
图2为转台的主纵梁具有工字型结构的示意图；
图3为转台的主纵梁具有箱型结构的示意图；
图4为转台上的主纵梁受力分析示意图；
图5为本发明实施例提供的卷扬与转台安装在一起的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的安装座安装于转台上的部分结构示意图；
图7为图6所示本发明实施例提供的安装座安装于转台上的部分结构示意图的A-A向截面图。
附图标记：
01-卷扬                           02-转台
021-主纵梁                        0211-顶板
0212-腹板                         0213-底板
03-安装板                         04-螺栓
1-主纵梁                          11-顶板
12-腹板                           13-底板
2-安装座                          21-支承座
211-立板                          212-横板
22-安装板                         3-卷扬
F1-承受变幅机构作用力             F2-主卷扬作用力
F3-副卷扬作用力                   F4-发动机作用力
F5-配重作用力
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明专利保护的范围。
如图5、图6和图7所示，其中：图5为本发明实施例提供的卷扬与转台安装在一起的结构示意图；图6为本发明实施例提供的安装座安装于转台上的部分结构示意图；图7为图6所示本发明实施例提供的安装座安装于转台上的部分结构示意图的A-A向截面图。
本发明实施例提供给了一种转台，包括：相对设置的两个主纵梁1，每个主纵梁1包括：平行设置的顶板11和底板13，连接顶板11和底板13的腹板12，且腹板12垂直于顶板11和底板13，每个腹板12上设有用于安装卷扬3 的至少一个安装座2，且每个安装座2用于安装卷扬的安装面位于其所在的主纵梁1的顶板11的上方、与顶板11平行。
如图4所示，图4为转台上的主纵梁受力分析示意图，由弯曲应力计算公式(其中式中：M为弯矩，由转台所承受的各项作用力引起；y为距离转台主纵梁横截面中性轴的距离；I_Z为转台主纵梁横截面的惯性矩)可知：主纵梁中离主纵梁横截面的中性轴距离越大处，其所承受的弯曲应力越大，主纵梁中腹板距离主纵梁横截面的中性轴的距离最小，故腹板所受的弯矩应力最小，顶板所受的弯矩应力最大；若在顶板0211上焊接安装板03，转台在承受变幅机构作用力F1、主卷扬作用力F2、副卷扬作用力F3、发动机作用力F4、配重作用力F5时，在安装板03与顶板0211的焊接区域A、焊接区域B、焊接区域C内将会存在明显截面突变，会产生较大的局部应力集中。且当旋挖钻机工作时，局部应力集中部位承受着附件晃动时的惯性力、卷扬提钻力、变幅机构作用力等交变载荷作用，局部应力会有明显应力幅波动，容易造成转台的主纵梁因疲劳而破损。
本发明提供的转台，如图5所示，通过将安装卷扬的安装座2设置于受弯矩应力最小腹板12上，以将卷扬3工作时的交变载荷传递至受弯曲应力较小的腹板12上，减少转台的顶板11所受的应力，此外安装卷扬的安装面与顶板之间没有焊缝，因此顶板上没有截面突变的点，进而能够消除顶板安装卷扬组件部位的局部应力集中现象。
所以，本发明提供的转台，降低了转台的顶板所受的应力，减少了转台局部应力集中现象的发生，延长了转台的使用寿命。
上述的安装面为用于将卷扬的固定在转台上的面，所述安装面与顶板平行指的是：安装面与顶板朝向所述安装面的一面所在的平面平行。由于生产误差的存在，安装面与顶板之间也可以呈一定角度设置。一定角度可以为1度，2度等，这里就不再一一赘述。
上述每个安装座可以通过螺钉固定于腹板也可以通过焊接固定于腹板，这里就不再一一赘述。
为了进一步减小安装座2的安装面与顶板11之间的相互作用力，进一步减小顶板11所受应力，减小顶板11局部应力集中现象的发生。如图7所示，安装面与顶板之间具有设定距离h。
上述设定距离h本领域技术人员可以根据实际计算分析获得，优选的，上述设定距离为10～20毫米。例如：10毫米、12毫米、14毫米、15毫米、16毫米、18毫米、19.5毫米、20毫米等，这里就不再一一赘述。
上述每个安装座的具体结构可以有多种，一种可选的实施方式中，如图5所示，每个安装座2包括：沿垂直于腹板12的厚度方向、固定设置于腹板的两侧的支承座21以及连接两侧支承座21的安装板22，安装板22背离对应的顶板11的一面为安装面。将安装座固定在腹板上时，通过支承座21与腹板进行固定连接，上述支承座和安装板可以为一体式结构，也可以为分体式结构，即安装板也可以通过焊接与支承座实现固定连接。
进一步的，位于腹板12的厚度方向两侧的支承座21相对腹板12对称设置。对称设置的两个支承座21，便于将卷扬3对安装板的载荷均匀的传递给腹板。
上述安装座的具体个数可以根据实际需要设定，一种具体实施方式中，如图5所示，腹板12的每侧均设有至少两个支承座21。每个转台一般固定有两个卷扬3(主卷扬和副卷扬)，每个腹板12一侧上的两个安装座2用于固定一卷扬3，这样的设置可以进一步减小应力集中现象的发生，同时可以节省材料。
优选的实施方式中，如图7所示，安装板22和顶板11以腹板12为对称面分别向两侧延伸，安装板22和顶板11向同一侧延伸的长度中：安装板22延伸的长度比顶板11延伸的长度长20～80毫米。如图7中所示的w的值为20～80毫米，例如：20毫米、25毫米、30毫米、38毫米、40毫米、42毫米、45毫米、47毫米、49毫米、50毫米、53毫米、55.5毫米、57毫米、60毫米 等，这里就不再一一赘述，这样的宽度，可以避免安装座2与转台两侧的驾驶室、管路、防护罩等附件发生干涉现象。
更进一步的，如图6所示，两个与腹板12垂直的立板211、和一个位于两个立板211之间且与腹板12平行的横板212，横板212与两个立板211固定连接，两个立板211与腹板12之间固定连接，横板212与两个立板211之间焊接，且横板212和立板211均与安装板22固定连接。当然每个支承座的具体结构并不仅限于此。
为了提高每个安装座与腹板的固定牢固性，优选的，每个支承座21中两个立板211之间的距离a为100～300毫米。例如：可以为100毫米、120毫米、160毫米、190毫米、210毫米、240毫米、260毫米、300毫米等，这里就不再一一赘述。
本发明实施例还提供了一种工程机械，包括：卷扬，还包括：上述任一项所述的转台，卷扬安装于转台的两个主纵梁之间。转台上一般安装有两个卷扬，一个为主卷扬、一个为副卷扬，主、副卷扬沿着腹板的长度方向间隔排列，两个卷扬的转轴相互平行。由于上述转台，降低了转台的顶板所受的应力，减少了转台局部应力集中现象的发生，延长了转台的使用寿命。所以，本发明提供的工程机械具有较好的使用性能和较长的使用寿命。
上述工程机械可以为旋挖钻机、起重机、连续墙液压抓斗等具有转台以及卷扬结构的设备，这里就不再一一赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。