一種插入式履帶底盤結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及工程機械技術領域，尤其涉及一種插入式履帶底盤結構。
【背景技術】
[0002]履帶起重機是指起重作業部分安裝在履帶底盤上，行走依靠履帶行走裝置的起重機。
[0003]履帶底盤包括車架和左右履帶架，其中履帶架又稱履帶行走裝置，一般由履帶架結構、行走機構、驅動輪、支重輪、托鏈輪、導向輪和履帶板組成。
[0004]對于小噸位的履帶起重機，為了滿足起重機作業時對整機穩定性的需求，以及整體運輸時履帶架可收回和整機寬度符合運輸法規的需求，車架與履帶架之間通常采用插入式連接方式，如圖1所示，整體運輸時，伸縮油缸收回，將履帶架a2縮回至窄軌運輸狀態，如圖1中的位置A ;起重作業時，伸縮油缸伸出，將履帶架a2伸出至寬軌狀態，如圖1中的位置B。
[0005]為了使車架al既滿足通過回轉支承a3傳遞上車載荷，又滿足履帶架a2寬軌與窄軌的變換，車架al通常會采用大H型的典型結構，如圖2所示，中間部位為整體大箱型結構，用于履帶架a2伸縮的外伸梁a4部分，直至外伸梁根部a5，都采用等截面小箱型結構，以使履帶架a2能在其上順利的伸縮滑動。相應地，履帶架a2用于伸縮的方洞a6也是采用典型的矩形結構，如圖3所示。
[0006]履帶底盤處于工作時的寬軌狀態時，上車載荷通過回轉支承傳遞至車架的中間部位，然后經車架上的外伸梁，再通過履帶架傳遞到地面。車架中部結構與外伸梁根部連接處的截面大幅突變，剛性變化梯度非常大，這就造成了車架的外伸梁根部存在局部的應力集中及高應力區域。
[0007]為降低車架的外伸梁根部處的應力集中及高應力區域，目前較常采用的方法主要有兩種:
[0008]方法一:加大上下蓋板及立板的厚度，或提高上下蓋板及立板的強度級別。
[0009]方法二:在上下蓋板及立板處局部增加加強板。
[0010]然而上述兩種方法并不是太完美，仍然存在以下冋題:首先，方法一是加大上下蓋板及立板厚度，但這樣必然會帶來結構重量與成本的增加，同時還會使結構的坡口、焊縫加大，焊接變形更難控制，因此大幅提升車架的制造難度；其次，方法二是在上下蓋板及立板處局部增加加強板，這種方法會使結構變得更加復雜，箱型拼點及焊接次數增加，制造難度增加。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是提出一種插入式履帶底盤結構，盡力地解決現有技術中履帶底盤結構的車架外伸梁根部容易出現應力集中和剛性變化過大的問題。
[0012]為實現上述目的，本發明提供了一種插入式履帶底盤結構，包括車架和履帶架，其中所述車架包括外伸梁和與所述外伸梁連接的中間結構，所述履帶架包括方洞和內側立板，所述外伸梁能夠插入所述方洞內，所述外伸梁和所述中間結構連接的根部的截面面積按照從所述中間結構到遠離所述中間結構的方向由大變小。
[0013]進一步地，所述外伸梁包括第一立板、外側板、上蓋板和下蓋板，其中所述第一立板在所述外伸梁與所述中間結構連接的根部位置為折彎結構，所述上蓋板和所述下蓋板與所述第一立板相互適應地平緩過渡。
[0014]進一步地，所述方洞由頂板、第二立板、第三立板和底板所圍成，所述方洞靠近所述中間結構一側的截面與所述外伸梁和所述中間結構連接的根部的截面相適應。
[0015]進一步地，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板均不超出所述履帶架的所述內側立板。
[0016]進一步地，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板均超出所述內側立板，其中所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板未超出所述內側立板的部分的截面為等截面，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板超出所述內側立板的部分的截面為與所述外伸梁和所述中間結構連接的根部的截面相適應的變截面。
[0017]進一步地，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板未超出所述內側立板的部分與超出所述內側立板的部分為一體成型。
[0018]進一步地，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板未超出所述內側立板的部分與超出所述內側立板的部分相互獨立并固定連接。
[0019]進一步地，所述頂板、所述第二立板、所述第三立板和所述底板超出所述內側立板的部分的上方及兩側設置有門板，用于加固所述方洞的箱型。
[0020]進一步地，所述第三立板與所述內側立板的連接處設置有第一連接耳板，所述外伸梁的所述外側板上還設置有第二連接耳板，所述第一連接耳板與所述第二連接耳板通過連接板連接。
[0021]基于上述技術方案，本發明通過將車架的外伸梁根部的截面設計為變截面，S卩，截面面積按照從中間結構到遠離中間結構的方向由大變小，這樣使得中間結構可以平緩地過渡到外伸梁，增加了外伸梁根部的截面寬度，增大受力面積，有效降低根部的應力集中，應力分布更合理，不需要增加上蓋板和下蓋板的厚度，也不需要在上蓋板和下蓋板上進行局部加強，而材質的強度級別也無需提高，降低了車架的制造成本和制造難度。
【附圖說明】
[0022]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1為現有技術中車架和履帶架插入式連接結構的示意圖。
[0024]圖2為現有技術中車架的結構示意圖。
[0025]圖3為現有技術中履帶架的局部結構示意圖。
[0026]圖4為本發明車架一個實施例的結構示意圖。
[0027]圖5為本發明履帶架一個實施例的結構示意圖。
[0028]圖6為圖5中履帶架的內部結構示意圖。
[0029]圖7為圖4中車架與圖5中履帶架的裝配示意圖。
[0030]圖中:al_車架，a2_履帶架，a3_回轉支承，a4_外伸梁，a5_外伸梁根部，a6_方洞，A-履帶架縮回時的位置，B-履帶架伸出時的位置，1-車架，2-履帶架，3-外伸梁，4-中間結構，5-第一立板，6-上蓋板，7-下蓋板，8-方洞，9-頂板，10-第二立板，11-底板，12-內側立板，13-門板，14-外側板，15-第一連接耳板，16-第二連接耳板，17-第三立板。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發明實施例中的附圖，對實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0032]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0033]為了解決現有技術中履帶底盤結構的車架外伸梁根部容易出現應力集中和剛性變化過大的問題，本發明提供了一種插入式履帶底盤結構，包括車架I和履帶架2，如圖4和圖6所示，所述車架I包括外伸梁3和與所述外伸梁3連接的中間結構4，所述履帶架2包括方洞8和內側立板12，所述外伸梁3能夠插入所述方洞8內，所述外伸梁3和所述中間結構4連接的根部的截面面積按照從所述中間結構4到遠離所述中間結構4的方向由大變小。
[0034]外伸梁的截面，具體地說，其含義是外伸梁被橫切后，即沿上蓋板至下蓋板方向橫切之后所得的截面，其面積不是定值，是變化的。現有技術中的外伸梁一般采用等截面小箱型結構，這樣雖然能夠使得履帶架在其上順利的伸縮滑動，但是同時也會造成車架的中間結構與外伸梁根部的連接處截面大幅突變，使得此處剛性變化梯度非常大，造成應力集中。本發明將外伸梁根部的截面設計為變截面之后，即，截面面積按照從中間結構到遠離中間結構的方向由大變小，這樣使得中間結構可以平緩地過渡到外伸梁，增加外伸梁根部的截面寬度，增大受力面積，有效降低根部的應力集中，應力分布更合理，不需要增加上蓋板和下蓋板的厚度，也不需要在上蓋板和下蓋板上進行局部加強，而材質的強度級別也無需提高，降低了車架的制造成本和制造難度。
[0035]至于截面面積如何變化，可以有多種選擇，只要能夠改善外伸梁根部的受力情況即可。優選地，所述外伸梁3的截面面積按照從所述中間結構4到遠離所述中間結構4的方向逐漸變小。即，從外伸梁的根部開始，向遠離中間結構的方向移動，外伸梁的橫切截面面積越來越小，這樣使得從中間結構向外伸梁過渡的部分不至于會有太大的突變，從中間架構逐漸地過渡到外伸梁，可以有效地改善受力情況，避免應力集中。
[0036]更優選地，所述外伸梁3的截面面積按照從所述中間結構4到遠離所述中間結構4的方向先由大逐漸變小后保持不變。即，從外伸梁的根部開始，向遠離中間結構的方向移動，外伸梁的橫切截面面積先是越來越小，然后保持不變，至于截面面積從什么位置開始保持不變，可以根據實際需要，既能保證履帶架能夠在車架上順利的伸縮滑動，又能減少應力集中為最好。
[0037]在一個實施例中，所述外伸梁3包括第一立板5、外側板14、上蓋板6和下蓋板7，其中所述第一立板5在所述外伸梁3與所述中間結構4連接的根部位置為折彎結構，所述上蓋板6和所述下蓋板7與所述第一立板5相互適應地平緩過渡。
[0038]現有技術中的外伸梁一般采用等截面小箱型結構，本發明采用變截面箱型結構，最簡單的實施方式是將構成箱型結構的第一立板折彎，折彎的含義是在外伸