KR100979429B1 - 건설기계의 상부프레임 - Google Patents

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KR100979429B1
KR100979429B1 KR1020080017908A KR20080017908A KR100979429B1 KR 100979429 B1 KR100979429 B1 KR 100979429B1 KR 1020080017908 A KR1020080017908 A KR 1020080017908A KR 20080017908 A KR20080017908 A KR 20080017908A KR 100979429 B1 KR100979429 B1 KR 100979429B1
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신재욱
홍경철
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Abstract

개시된 내용은, 하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되는 상부프레임에 있어, 베이스판 상에 대항되게 용접 고정되고 붐 및 붐실린더를 지지하는 고정핀이 상,하측에 각각 결합되는 좌,우측 측판의 내측면과 베이스판에 판 형상의 이음연결판을 용접 고정하여, 작업중 작업장치를 통해 고정핀에 전달되는 하중에 대해 강성체(rigidity) 및 유연체(flexibility) 특성을 발휘하여 좌,우측 측판을 지지할 수 있도록 한 것으로,
본 발명의 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임은,
하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되고 작업장치가 고정되는 건설기계의 상부프레임에 있어서,
상부프레임을 선회시키는 구동수단이 장착되는 베이스판과,
베이스판 상에 대항되게 수직으로 용접 고정되고, 붐 및 붐실린더가 각각의 고정핀에 의해 회동가능하게 고정되는 내측 및 외측 수직판으로 이루어지는 좌,우측 측판과,
내측 수직판의 내측면에 양측면이 용접 고정되고 베이스판 상에 하단부가 용접고정되며, 작업중 작업장치에 발생되는 하중으로 인해 고정핀에 반력이 발생되는 경우 강성 및 유연성을 발휘하여 좌,우측 측판을 지지할 수 있는 이음연결판을 포함한다.
건설기계, 상부프레임, 붐, 붐실린더, 용접, 이음연결판

Description

건설기계의 상부프레임{upper frame of construction equipment}
본 발명은 하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되는 상부프레임에 있어, 붐 및 붐실린더를 회동가능하게 지지하는 복수의 고정핀이 각각 결합되는 좌,우측 측판 및 베이스판을 소정두께를 갖는 이음연결판에 의해 용접 고정하여 지지할 수 있도록 한 건설기계의 상부프레임에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 베이스판 상에 대항되게 용접 고정되고 붐 및 붐실린더를 지지하는 고정핀이 상,하측에 각각 결합되는 좌,우측 측판의 내측면과 베이스판에 판 형상의 이음연결판을 용접 고정하여(이음연결판의 3면이 용접 고정됨), 작업중 작업장치를 통해 고정핀에 전달되는 하중에 대해 강성체(rigidity) 및 유연체(flexibility) 특성을 발휘하여 좌,우측 측판을 지지할 수 있도록 한 건설기계의 상부프레임에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 무한궤도형 굴삭기는,
하부주행체(1)와,
하부주행체(1) 상에 탑재되고, 구동수단(스윙모터 등을 말함)의 구동에 따라 좌측 또는 우측방향으로 선회되는 상부프레임(2)과,
상부프레임(2)의 전방 및 후방에 장착되는 운전실캡(3) 및 엔진실(4)과,
상부프레임(2)에 연결되는 붐(5), 아암(6) 및 버킷(7)과, 이들을 각각 구동시키는 유압실린더(8,9,10)를 포함하는 작업장치(11)와,
상부프레임(2)의 후방에 장착되며, 작업시 장비의 균형을 유지하는 카운터웨이트(12)를 포함한다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임은,
상부프레임(2)을 선회시키도록 선회링기어 및 스윙모터 등이 장착되는 베이스판(13)과,
베이스판(13) 상에 대항되게 수직으로 각각 용접 고정되는 좌,우측 측판(14,15)과,(이때 좌,우측 측판(14,15)은 각각 대항되는 내측 및 외측 수직판(14a,15a)(14b,15b)으로 이루어짐)
측판(14,15)의 상단부에 붐(5)을 회동가능하게 지지하는 한 쌍의 고정핀(16,17)과,
측판(14,15)의 하단부에 붐실린더(8)를 회동가능하게 지지하는 한 쌍의 고정핀(18,19)과,
내측 수직판(14a,15a)의 내측면에 양단부가 용접 고정되고, 측판(14,15)의 상단부를 이음연결하여 지지하는 튜브형상의 상단 연결부재(20)와,
내측 수직판(14a,15a)의 내측면과 베이스판(13)에 용접 고정되어(하단 연결부재의 3개소가 용접 고정됨) 이들을 지지하는 앵글형상의 하단 연결부재(21)를 포함한다.
종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임은, 굴삭기를 이용한 작업중 붐(5)에 작용되는 하중이 크게 되어 이를 효과적으로 분포시켜 지지하고, 작업장치 붐(5)의 중량을 줄일 수 있도록 독립적인 복수의 고정핀(16,17)을 이용하여 측판(14,15)에 붐(5)을 회동가능하게 고정한다.
작업중 작업장치로부터 전달되는 하중에 대해 안전한 강성을 갖도록 측판(14,15)의 상단부는 상단 연결부재(20)에 의해 상호 연결되어 지지되고, 측판(14,15)의 하단부는 하단 연결부재(21) 및 베이스판(13)에 각각 용접 고정된다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임은, 측판(14,15)사이에 상단 연결부재(20)를 용접 고정할 경우, 상단 연결부재(20)의 단면 형상이 튜브 형상으로 형성됨에 따라 원형의 형상을 따라 용접하는 작업자의 자세가 불안정하게 된다. 이로 인해 측판(14,15)에 대한 상단 연결부재(20)의 용접부위의 품질을 확보하기 어려운 문제점을 갖는다.
또한, 장비의 새로운 모델을 개발할 경우, 사용자의 요구에 따라 장비의 작업능률을 향상시키기 위해 작업장치에 작용되는 파워를 증대시키는 경우가 발생된 다. 이와 같이 증대되는 작업장치의 파워에 대응되게 측판(14,15)의 두께 및 상단 연결부재(20)의 규격(예를들어 사이즈 및 두께를 말함)을 증대시켜야 된다.
따라서 해당 부품을 특별히 주문 생산하게 되므로 원가비용이 증가되는 문제점을 갖는다.
도 4(a,b)에 도시된 바와 같이, 작업중 붐(5)을 통해 고정핀(16,17)에 전달되는 하중(화살표로 표기됨)으로 인해 단면적이 일정한 상단 연결부재(20)의 양 끝단부에 모멘트가 작용하는 경우, 상단 연결부재(20)의 끝단 용접부는 길이방향의 중앙의 모재부와 동일한 크기의 모멘트가 작용된다.
이때 상단 연결부재(20)의 양 끝단은 측판(14,15)에 대해 수직으로 용접 고정되므로 응력이 집중되어 강도상 취약하다. 또한 상단 연결부재(20)의 양 끝단은 용접부이므로 길이방향의 중앙 부위보다 피로강도(fatigue strength) 측면에서 취약하다(일예로서 용접부의 피로강도는 모재부에 비해 30% 정도이다.).
따라서 상단 연결부재(20)의 길이방향의 중앙부는 강도상 불필요한 여유가 발생된다.
도면에는 미 도시되었으나, 작업중 붐(5)을 통해 고정핀(16,17)에 전달되는 하중(화살표로 표기됨)으로 인해 하단 연결부재(21)의 양 끝단부에 모멘트가 작용하는 경우 발생되는 문제점에 대한 설명은, 상단 연결부재(20)에서 설명된 동일한 원리에 의해 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예는, 붐 및 붐실린더를 지지하는 복수의 고정핀이 고정되는 좌,우측 측판사이에 용접 고정되는 판 형상의 이음연결판에 의해 측판을 이음연결하여 용접부위에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 건설기계의 상부프레임과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 장비의 새로운 모델을 개발시 사용자의 요구에 따라 작업장치의 파워를 증대시킬 경우, 이음연결판의 두께를 변경하여 작업장치에 요구되는 안전한 강성 및 유연성을 확보할 수 있도록 한 건설기계의 상부프레임과 관련된다.
본 발명의 실시예는, 수급이 용이한 판 형상의 이음연결판에 의해 끝단 용접부의 형상을 최적화하고, 단면적을 증대시켜 피로강도를 보완하며, 강도상 불필요한 중앙부위를 절취하여 원가를 절감하고, 장비의 중량을 감소시킬 수 있도록 한 건설기계의 상부프레임과 관련된다.
본 발명의 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임은,
하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되고 작업장치가 고정되는 건설기계의 상부프레임에 있어서,
상부프레임을 선회시키는 구동수단이 장착되는 베이스판과,
베이스판 상에 대항되게 수직으로 용접 고정되고, 붐 및 붐실린더가 각각의 고정핀에 의해 회동가능하게 고정되는 내측 및 외측 수직판으로 이루어지는 좌,우측 측판과,
내측 수직판의 내측면에 양측면이 용접 고정되고 베이스판 상에 하단부가 용접 고정되며, 작업중 작업장치에 발생되는 하중으로 인해 고정핀에 반력이 발생되는 경우 강성 및 유연성을 발휘하여 좌,우측 측판을 지지할 수 있는 이음연결판을 포함한다.
바람직한 실시예에 의하면, 전술한 이음연결판은 단일체로 형성되어 베이스판 및 내측 수직판에 용접 고정된다.
전술한 이음연결판에 적어도 일개소 이상 형성되는 절곡부를 포함한다.
전술한 이음연결판은 베이스판 및 내측 수직판에 용접 고정되는 하부 이음연결판과, 내측 수직판에 용접 고정되는 상부 이음연결판으로 분할 형성된다.
전술한 이음연결판의 하부 이음연결판 및 상부 이음연결판중 적어도 어느 하나에 적어도 일개소 이상 형성되는 절곡부를 포함한다.
전술한 이음연결판의 상단부 중앙에 절취형성되는 절개부를 포함한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임은 아래와 같은 이점을 갖는다.
붐 및 붐실린더를 회동가능하게 지지하도록 복수의 고정핀이 고정되는 좌,우측 측판사이에 판 형상의 이음연결판을 용접 고정하여 용접부위의 품질에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 장비의 새로운 모델을 개발시 사용자의 요구에 따라 작업장치의 파워를 증대시킬 경우, 이음연결판의 두께를 변경하여 작업장치에 요구되는 안전한 강성 및 유연성을 확보하므로 해당 부품의 특별 주문생산이 불필요하여 장비의 제작비용을 절감할 수 있다.
또한, 수급이 용이한 판 형상의 이음연결판에 의해 끝단 용접부의 형상을 최적화하고, 단면적을 증대시켜 피로강도를 용이하게 보완하며, 강도상 불필요한 중앙부위를 절취하여 원가를 절감하고 장비의 중량을 감소시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 5, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임은,
하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되고 작업장치가 회동가능하게 고정되는 건설기계의 상부프레임에 있어서,
상부프레임(2)을 선회시키는 구동수단(일예로서 선회링기어, 스윙모터 등을 말함)이 장착되는 베이스판(13)과,
베이스판(13) 상에 대항되게 수직으로 용접 고정되고, 붐(5) 및 붐실린더(8)가 각각의 고정핀(16,17)(18,19)에 의해 회동가능하게 상,하측에 고정되는 내측 및 외측 수직판(14a,15a)(14b,15b)으로 이루어지는 좌,우측 측판(14,15)과,
내측 수직판(14a,15a)의 내측면에 양측면이 용접 고정되고 베이스판(13) 상에 하단부가 용접 고정되며, 작업중 작업장치(일예로서 붐(5)을 말함)에 발생되는 하중으로 인해 고정핀(16,17)에 반력(reaction loads from boom)이 발생되는 경우 강성 및 유연성을 발휘하여 좌,우측 측판(14,15)을 지지할 수 있는 판 형상의 이음연결판(22)을 포함한다.
전술한 이음연결판(22)은 단일체로 형성되어 베이스판(13) 및 내측 수직판(14a,15a)에 용접 고정된다.
전술한 이음연결판(22)에 적어도 일개소 이상 형성되는 절곡부(23)를 포함한다.
전술한 이음연결판(22)의 상단부 중앙에 절취형성되는 절개부(24)를 포함한다.
이때, 내측 수직판(14a,15a)의 내측면 및 베이스판(13)의 상면에 용접 고정되고, 작업중 붐(5)에 발생되는 하중으로 인해 고정핀(16,17)에 반력이 발생되는 경우 좌,우측 측판(14,15)을 지지하는 이음연결판(22)을 제외한 구성은, 종래 기술 에 의한 건설기계의 상부프레임의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.
이하에서, 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임의 사용예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5, 도 6 및 도 8에 도시된 바와 같이, 붐(5) 및 붐실린더(8)가 고정핀(16,17)(18,19)에 의해 회동가능하게 고정되는 좌,우측 측판(14,15)의 내측면(내측 수직판(14a,15a)의 내측면을 말함)에 이음연결판(22)이 용접 고정된다. 또한 베이스판(13)의 상면에 이음연결판(22)의 하단부가 용접 고정된다(즉 이음연결판(22)의 3면이 용접 고정된다).
이때 이음연결판(22)에 적어도 일개소 이상 형성되는 절곡부(23)에 의해 내측 수직판(14a,15a)에 용접 고정되는 이음연결판(22)의 고정위치를 최적화할 수 있다.
전술한 바와 같이, 좌,우측 측판(14,15)에 대해 판 형상의 이음연결판(22)을 용접하므로 용접부위의 용접품질 신뢰성이 향상된다.
또한, 장비의 신형 모델을 개발시 고객의 요구에 따라 작업장치(붐 등을 말함)의 파워를 증대시킬 경우, 이음연결판(22)의 두께 변경으로 인한 단면적을 증대시켜 작업장치에 요구되는 안전한 강성 및 유연성을 확보하므로 해당 부품의 특별 주문생산이 불필요 하다.
또한, 작업중 발생되는 하중(load)이 붐(5)을 통해 고정핀(16,17)에 전달되는 경우(도 6에 화살표로 표기됨), 측판(14,15)사이에 용접 고정되는 수급이 용이한 판 형상의 이음연결판(22)의 단면적을 증대시키거나 끝단 용접부의 형상을 최적화하여 피로강도를 용이하게 보완할 수 있다.
이때 강도상 불필요한 이음연결판(22)의 상단부 중앙부위를 절취하여 절개부(24)를 형성함에 따라 원가비용을 절감하고 장비의 중량을 줄일 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임은,
전술한 이음연결판(22)은 베이스판(13) 및 내측 수직판(14a,15a)에 용접 고정되는 하부 이음연결판(22a)과, 내측 수직판(14a,15a)에 용접 고정되는 상부 이음연결판(22b)으로 분할 형성된다. 이때 이음연결판(22)의 하부 이음연결판(22a) 및 상부 이음연결판(22b)중 적어도 어느 하나에 적어도 일개소 이상 형성되는 절곡부(23)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 이음연결판(22)을 하부 이음연결판(22a)과 상부 이음연결판(22b)으로 분할 형성함에 따라, 내측 수직판(14a,15a)에 대해 이음연결판(22)의 용접 고정되는 위치를 최적화할 수 있으며, 이음연결판(22)을 제작하는 작업성을 향상시킬 수 있다.
이때, 절곡부(23)가 각각 형성되고, 하부 이음연결판(22a)과 상부 이음연결판(22b)으로 분할 형성되는 이음연결판(22)을 제외한 구성은, 본 발명의 일 실시예 에 의한 건설기계의 상부프레임의 구성과 실질적으로 동일하게 적용되므로 이들의 상세한 설명은 생략하고, 중복되는 도면부호는 동일하게 표기한다.
도 1은 일반적인 무한궤도형 굴삭기의 개략도,
도 2는 종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임의 요부발췌도,
도 3은 종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임의 사용상태도,
도 4(a,b)는 종래 기술에 의한 건설기계의 상부프레임에 있어서, 붐에 발생되는 하중으로 인해 고정핀에 반력 발생시 상단 연결부재에 모멘트 발생됨을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임의 개략도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임에 있어서, 붐에 발생되는 하중으로 인해 고정핀에 반력 발생시 이음연결판에 의해 좌,우 측판을 지지하는 것을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임의 개략도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 건설기계의 상부프레임의 사용상태도이다.
*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명
1; 하부주행체
3; 운전실
5; 붐
7; 버킷
9; 아암실린더
11; 작업장치
13; 베이스판
15; 우측 측판
17,19; 고정핀
21; 하단 연결부재
23; 절곡부

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하부주행체 상에 선회가능하게 탑재되고 작업장치가 고정되는 건설기계의 상부프레임에 있어서:
    상부프레임을 선회시키는 구동수단이 장착되는 베이스판;
    상기 베이스판 상에 대항되게 수직으로 용접 고정되고, 붐 및 붐실린더가 각각의 고정핀에 의해 회동가능하게 고정되는 내측 및 외측 수직판으로 각각 이루어지는 좌,우측 측판; 및
    상기 베이스판 및 내측 수직판에 용접 고정되는 하부 이음연결판과, 상기 내측 수직판에 용접 고정되는 상부 이음연결판으로 분할형성되고, 작업중 작업장치에 발생되는 하중으로 인해 상기 고정핀에 반력이 발생되는 경우 강성 및 유연성을 발휘하여 상기 좌,우측 측판을 지지할 수 있는 이음연결판을 포함하는 것을 건설기계의 상부프레임.
  5. 삭제
  6. 삭제
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