專利名稱：一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法，屬于焊接工藝技術領域。
背景技術：
目前，挖掘機構件大部分是焊接結構，由焊接應力引起的焊接變形會影響生產(chǎn)工藝流程的正常進行，且使結構件的外形尺寸精度嚴重超差，必須進行焊后矯正焊接變形，使生產(chǎn)成本增加，還會增加機械加工、裝配的后續(xù)工序難度，并且焊接變形還會降低結構的承載能力，會造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定的不良后果。對挖掘機斗桿而言，它是連接動臂和挖斗的中間結構，直接影響挖掘機的挖掘范圍和挖掘力，由于焊接變形而導致的鉸點尺寸變化可能導致油缸的行程發(fā)生變化，從而影響挖掘機的挖掘力和挖掘范圍，因此控制和減小挖掘機斗桿由于焊接變形而導致的斗桿鉸點尺寸變化就顯得十分重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種控制和減小挖掘機斗桿由于焊接變形而導致的斗桿鉸點尺寸變化的方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是提供了一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法，其特征在于，步驟為
步驟1、計算斗桿焊接總變形量& ,其步驟為
步驟1. 1、計算斗桿的下蓋板的橫向對接焊縫收縮量Δ· ,Aftft=^1X(FffM),其中，
C1、Fff以及5分別為橫向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、橫向對接焊縫橫截面積以及下蓋板的厚度；
步驟1. 2、計算下蓋板的橫向角焊縫收縮量Aisft , ΔβΑ =,其中，
、Τ、4以及 分別為橫向角焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、焊腳尺寸、橫向角焊縫長度以及下蓋板的寬度；
步驟1. 3、計算下蓋板的縱向對接焊縫在梁長方向的收縮量Aw , Ap = C3XKF1X L)i F],其中，、巧、Z以及？分別為與焊接方法和材料有關的系數(shù)、主梁對接焊縫截面積、斗桿長度以及斗桿截面積；
步驟1. 4、計算下蓋板的總收縮量Δ Τ , Δ Τ =;
步驟1. 5、計算斗桿的上蓋板的焊縫總收縮量Δη , Δ^ = 2χΔ· +2xAm ； 步驟1. 6、計算斗桿焊接總變形量~6 , Δ β=Δ^+Δζτ ； 步驟2、計算斗桿焊接總變形量經(jīng)驗值Δ‘+ ;步驟3、計算斗桿焊接長度I1的校正值毛，L2 W ,斗桿焊接長度I1即為斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離；
步驟4、依據(jù)校正值4對斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離進行調(diào)整，斗桿的高度保持不變，重描斗桿外形，以重描后的斗桿外形為準，確定上蓋板、下蓋板及側板的具體尺寸形狀；
步驟5、計算斗桿的上耳板在高度方向的焊縫收縮量么4 , Δ, = &:<(巧/^)，其中，ζ 、 巧及4分別為上耳板橫向對接焊縫沿斗桿高度方向的收縮系數(shù)、上耳板橫向對接焊縫橫截面積以及上耳板的厚度，將上耳板的設計裝配尺寸調(diào)高^ ,然后將上耳板的設計尺寸加大Δ.6 ,保證裝配間隙，重描上耳板外形；
步驟6、計算斗桿的后耳板在長度方向的焊縫收縮量, = C5X(PkM2)，其中，G 、21及式分別為后耳板縱向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、后耳板縱向對接焊縫橫截面積以及后耳板的厚度，將后耳板的設計裝配尺寸放大^ ，然后將后耳板的設計尺寸加
大、，保證裝配間隙，重描后耳板外形；
步驟7、依據(jù)步驟4得到的上蓋板、下蓋板及側板的具體尺寸形狀，步驟5得到的上耳板外形及步驟6得到的后耳板外形進行物料切割，按照放長之后的尺寸進行組對然后焊接， 收縮之后正好能到達到想要的設計尺寸。本發(fā)明的優(yōu)點是能夠很好得控制和減小挖掘機斗桿由于焊接變形而導致的斗桿鉸點尺寸變化，且生產(chǎn)成本低、步驟簡單、能夠延長挖掘機的使用壽命。


圖1為挖掘機斗桿鉸點尺寸校正前示意圖； 圖2為挖掘機斗桿鉸點尺寸校正后示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以一優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。結合圖1及圖2，本發(fā)明提供的一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法，步驟為
步驟1、計算斗桿焊接總變形量& ，其步驟為
步驟1.1、計算斗桿的下蓋板3的橫向對接焊縫收縮量&徹，Af^=C1X(Iyi),其中，
G、&以及J分別為橫向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、橫向對接焊縫橫截面積以
及下蓋板 3 的厚度，若 G =0.2, =138 5 =14 mm ^ M = 0. 20 * (138 / 14) ^ 1. 97 mrn ；
步驟1. 2、計算下蓋板3的橫向角焊縫收縮量Δ義，Δ輪=^χ^Γχ^/^χ )],其中， ζ2、f、4以及 分別為橫向角焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、焊腳尺寸、橫向角焊縫長度以及下蓋板 3 的寬度，若 & =0.3、K =8 mm J1 =1430 _、b =947 ,則=0. 3 X [ (8 X 1430)/ (14 X947)] ^ 0. 26 mm .
步驟1. 3、計算下蓋板3的縱向對接焊縫在梁長方向的收縮量Aw , Ap = C3XKF1X L)i F],其中，、&、￡以及i 分別為與焊接方法和材料有關的系數(shù)、主梁對接焊縫截面積、斗桿長度以及斗桿截面積，若C3 =0. 043、F1 =98冊4、L =5224 mm、ρ =295568 ，則 Am =0. 043 X [(98 X 5224) / 295568 ] ^ 0. 0745 mm ；
步驟1.4、計算下蓋板3的總收縮量, ΔΙΤ = 2χΔ^+2χΔβΛ + 4χΔ# ,則 =2X1. 97+2X0. 26+4X0. 0745=4. 758 mm .
步驟1. 5、計算斗桿的上蓋板1的焊縫總收縮量, Axi = 2χΔ^+2χΔ^ ,則Δ^ =2 XI. 97 + 2 Χ0. 0745 = 4. 089 mm .
步驟1.6、計算斗桿焊接總變形量Δ16, Δ1β=Δ^ + Δχτ,則Δ16 =4. 758+4. 089=8. 847 mm ；
步驟2、計算斗桿焊接總變形量經(jīng)驗，ΔΖ6'=Δ%/(1 + 13%)，則Δ‘ =8. 847/ (1+13%) ^ 8 mm ；
步驟3、計算斗桿焊接長度I1的校正值Z2 , h = L1 +A1^ ,斗桿焊接長度I1即為斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離，對于如圖1所示的斗桿，其4 =2900,則對于圖 2 中校正值4 =2900+8=2908 mm ；
步驟4、依據(jù)校正值I2對斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離進行調(diào)整，斗
桿的高度保持不變，重描斗桿外形，以重描后的斗桿外形為準，確定上蓋板1、下蓋板3及側板2的具體尺寸形狀；
步驟5、計算斗桿的上耳板4在高度方向的焊縫收縮量, Δ, = C4 x (巧/，其中，A
、巧及4分別為上耳板4橫向對接焊縫沿斗桿高度方向的收縮系數(shù)、上耳板4橫向對接焊
縫橫截面積以及上耳板4的厚度，將上耳板4的設計裝配尺寸調(diào)高~，然后將上耳板4的設
計尺寸加大ΔΑ ,保證裝配間隙，重描上耳板4外形，若& =0.」“=138#2 ^及錢
，則Δα =0.20 X (138 / 14) ^ 1. 97廝對于如圖1所示的斗桿，將其上耳板4的高度尺寸677調(diào)整到678. 97，依據(jù)該尺寸重描上耳板4外形；
步驟6、計算斗桿的后耳板5在長度方向的焊縫收縮量A4i , L條=^5 χ(Fk M2),其中，
Cs、~及石2分別為后耳板5縱向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、后耳板5縱向對
接焊縫橫截面積以及后耳板5的厚度，將后耳板5的設計裝配尺寸放大Aii，然后將后耳板
4的設計尺寸加大^ ,保證裝配間隙，重描后耳板5外形，參數(shù)取值與步驟5相同，則得到^ 1. 97 稱，對于如圖1所示的斗桿，將其后耳板5的高度尺寸擬6調(diào)整到827. 97，依
據(jù)該尺寸重描后耳板5外形；
步驟7、依據(jù)步驟4得到的上蓋板1、下蓋板3及側板2的具體尺寸形狀，步驟5得到的上耳板4外形及步驟6得到的后耳板4外形進行物料切割，按照放長之后的尺寸進行組對然后焊接，收縮之后正好能到達到想要的設計尺寸。 在實際的現(xiàn)場操作中，焊接上蓋板1之前已經(jīng)將下蓋板2和側板3以組件形式焊接完畢內(nèi)焊縫，此時蓋上蓋板1焊接外部角焊縫，上蓋板1總變形量是兩條縱向角焊縫收縮量與兩條橫向對接焊縫收縮量的數(shù)量和，而這個變形量數(shù)值會因其與下蓋板2變形量重合
或部分抵消小于理論計算的上蓋板1總變形量4. 089mm (Aii ),且此時的上蓋板1焊縫焊
接對斗桿整體長度變形影響小。理論計算得到的下蓋板2總變形量4. 758mm (Ait )也會受到實際焊接變形方向和焊接順序、焊接溫度等因素的影響，使得理論數(shù)值比實際數(shù)值大。
權利要求
1. 一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法，其特征在于，步驟為 步驟1、計算斗桿焊接總變形量^ ,其步驟為步驟1. 1、計算斗桿的下蓋板(3)的橫向對接焊縫收縮量,Aftif =C1X(FgZi),其中，G、Fir以及分別為橫向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、橫向對接焊縫橫截面積以及下蓋板(3)的厚度；步驟1. 2、計算下蓋板(3)的橫向角焊縫收縮量, Δ赫C2x[(Kxih)/(Sxb)]，其中，G、Γ、、以及 分別為橫向角焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、焊腳尺寸、橫向角焊縫長度以及下蓋板(3)的寬度；步驟1. 3、計算下蓋板(3)的縱向對接焊縫在梁長方向的收縮量A9t， =,其中，、&、￡以及孕分別為與焊接方法和材料有關的系數(shù)、主梁對接焊縫截面積、斗桿長度以及斗桿截面積；步驟1. 4、計算下蓋板(3)的總收縮量厶 , Δ1Τ = 2xAmiff+2xA^ + 4xAm ;步驟1. 5、計算斗桿的上蓋板(1)的焊縫總收縮量, Δ^ = 2χΔ^+2χΔ# ；步驟1.6、計算斗桿焊接總變形量Δ ,Δ =Δu+Δ訂；步驟2、計算斗桿焊接總變形量經(jīng)驗值~6'，Δ^=Δμ/(1 + 13%)；步驟3、計算斗桿焊接長度I1的校正值Z2 , 4 = W ,斗桿焊接長度I1即為斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離；步驟4、依據(jù)校正值H2對斗桿前軸座鉸點與斗桿后軸座鉸點之間的距離進行調(diào)整，斗桿的高度保持不變，重描斗桿外形，以重描后的斗桿外形為準，確定上蓋板(1)、下蓋板(3) 及側板(2)的具體尺寸形狀；步驟5、計算斗桿的上耳板(4)在高度方向的焊縫收縮量, ΔΑ = 巧/4),其中，ζ,、巧及 分別為上耳板(4)橫向對接焊縫沿斗桿高度方向的收縮系數(shù)、上耳板(4)橫向對接焊縫橫截面積以及上耳板(4)的厚度，將上耳板(4)的設計裝配尺寸調(diào)高,然后將上耳板(4)的設計尺寸加大&4 ,保證裝配間隙，重描上耳板(4)外形；步驟6、計算斗桿的后耳板(5)在長度方向的焊縫收縮量Δβ ,Ae = f5x(Fk/52)，其中，G、Fk^S2分別為后耳板(5)縱向對接焊縫沿斗桿長度方向的收縮系數(shù)、后耳板(5)縱向對接焊縫橫截面積以及后耳板(5)的厚度，將后耳板(5)的設計裝配尺寸放大，然后將后耳板(4)的設計尺寸加大么《，保證裝配間隙，重描后耳板(4)外形；步驟7、依據(jù)步驟4得到的上蓋板(1)、下蓋板(3)及側板(2)的具體尺寸形狀，步驟5 得到的上耳板(4)外形及步驟6得到的后耳板(5)外形進行物料切割，按照放長之后的尺寸進行組對然后焊接，收縮之后正好能到達到想要的設計尺寸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種挖掘機斗桿鉸點尺寸的控制方法，其特征在于，具體步驟為第一步計算斗桿焊接總變形量ΔL總、斗桿焊接總變形量ΔL總的經(jīng)驗值ΔL總'、斗桿焊接長度L1的校正值L2、上耳板的高度變形量Δh及后耳板的橫向長度變形量Δ橫，隨后對斗桿及耳板外形尺寸進行調(diào)整，即將長度尺寸L1增大到尺寸L2，上耳板高度尺寸由h1增大到h2，后耳板長度尺寸由L橫調(diào)整到L橫'，重描斗桿產(chǎn)品外形，之后以重描后的斗桿產(chǎn)品外形為準，確定上蓋板、下蓋板、側板及上耳板、后耳板的具體尺寸形狀，再進入切割下料流程，按重描后斗桿外形尺寸裝配。本發(fā)明的有益效果是生產(chǎn)成本低、步驟簡單、能夠延長挖掘機的使用壽命。
文檔編號B23K31/02GK102407406SQ20111026207
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權日2011年9月6日
發(fā)明者于芳, 李玉志, 石清 申請人:龍工(上海)挖掘機制造有限公司