KR20030083166A - U shaped structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 한 쌍의 측판(1)과 상기 측판의 하단부에 하부판(2) 이 접합되어 연결된 ㄷ자형 구조물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물은 측판부(1a)과 상기 측판부(1a)의 하부에서 수평연장된 이음부(1b)로 구성되는 한 쌍의 측판;과 양 단부가 상기 각 측판의 이음부의 선단부에 접합되어 상기 각 측판(1)을 지지하는 하부판(2);으로 구성되어, 측판(1)과 하부판(2)이 접합되어 형성하는 접합라인(3)이 상기 이음부(1b)의 길이만큼 하부판(2)의 중앙쪽으로 이격됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a c-shaped structure in which a pair of side plates (1) and the lower plate (2) is joined to the lower end of the side plate is connected, the c-shaped structure according to the present invention is a side plate portion (1a) and the side plate portion (1a) A pair of side plates composed of a joint portion 1b horizontally extended from the bottom of the bottom plate; and a lower plate 2 joined at both ends of the joint portions of the side plates to support the side plates 1; The side plate 1 and the lower plate 2 are joined to each other, and thus the bonding line 3 is formed to be spaced apart toward the center of the lower plate 2 by the length of the joint 1b.
본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물은 특히 접합이 용접으로 된 경우, 측판(1)과 하부판(2)의 용접라인을 하부판(2)의 응력분포를 고려하여 하부판(2)에 분포되는 응력이 감소되는 안쪽으로 이동시킴으로서 모재보다 강도가 약한 용접부위에 과도한 하중이 걸리지 않게 되므로, 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있다.In the U-shaped structure according to the present invention, in particular, when the joint is welded, the welding line of the side plate 1 and the lower plate 2 is reduced in consideration of the stress distribution of the lower plate 2 to reduce the stress distributed on the lower plate 2. By moving inward, excessive load is not applied to the welded area, which is weaker in strength than the base material, thereby improving the durability of the structure.
Description
본 발명은 한 쌍의 측판과 상기 측판의 하단부에 하부판 이 접합되어 연결된 ㄷ자형 구조물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물은 측판부와 상기 측판부의 하부에서 수평연장된 이음부로 구성되는 한쌍의 측판;과 양 단부가 상기 각 측판의 이음부의 선단부에 접합되어 상기 각 측판을 지지하는 하부판;으로 구성되어, 측판과 하부판이 접합되어 형성하는 용접라인이 상기 이음부의 길이만큼 하부판의 중앙쪽으로 이격됨을 특징으로 한다.The present invention relates to a c-shaped structure in which a pair of side plates and a lower plate are joined to a lower end of the side plate, and the c-shaped structure according to the present invention comprises a pair of horizontal plates extending from the bottom of the side plate and the side plate. And a bottom plate joined to the distal end portion of the joint of each side plate to support each side plate; and a welding line formed by joining the side plate and the bottom plate to be spaced toward the center of the bottom plate by the length of the joint. It features.
이하, 첨부도면을 참조하여 종래기술을 설명한다.Hereinafter, the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 ㄷ자형 구조물의 일 예인 굴삭기의 암 지지 베어링을 도시한 것이다. 상기 베어링의 경우 측판을 하부판이 양 가장자리에 용접하여 접합하게 된다.1 shows an arm support bearing of an excavator which is an example of a conventional U-shaped structure. In the case of the bearing, the bottom plate is joined to both edges by welding.
도 2는 상기의 암 지지 베어링의 하부판의 응력분포를 응력해석을 통해 얻어낸 그래프이다. 그래프의 횡축은 상기 하부판의 중앙선을 0으로 설정하여 위치를 나타내고 있고, 종축은 횡축의 위치에 따른 상기 하부판의 응력의 분포를 표시한다.2 is a graph obtained by stress analysis of the stress distribution of the lower plate of the arm bearing bearing. The horizontal axis of the graph indicates the position by setting the center line of the lower plate to 0, and the vertical axis indicates the distribution of the stress of the lower plate according to the position of the horizontal axis.
상기 그래프상에 나타난 응력분포를 살펴보면 하부판의 가장자리가 가장 큰 음의 응력을 받게 되고, 하부판의 내부로 갈수록 응력이 줄어들며 응력이 0인 위치를 지나서 증가하는 양의 응력이 증가를 멈추고 일정하게 유지됨을 알 수있다.Looking at the stress distribution shown in the graph, the edge of the lower plate receives the greatest negative stress, and the stress decreases toward the inside of the lower plate, and the positive stress increasing beyond the zero stress position stops increasing and remains constant. Able to know.
따라서 종래의 ㄷ자형 구조물의 용접라인은 가장 큰 응력을 받는 부위인 가장자리를 통과하고 있음을 알 수 있다. 일반적으로 알려진, 용접의 강도가 일반 모재에 비교하여 강도가 모재의 약 60% 이하의 수준이라는 사실을 고려하면, 상기 종래의 용접라인은 구조물의 내부강도를 매우 약화시킴으로 크랙을 유발하고, 발생된 크랙은 구조물을 파괴시키는 가장 큰 요인이 된다.Therefore, it can be seen that the welding line of the conventional U-shaped structure passes through the edge, which is the area under the greatest stress. Considering the fact that the strength of the welding, which is generally known, is about 60% or less of the base metal compared to that of the general base material, the conventional welding line causes cracks by greatly weakening the internal strength of the structure, Cracks are the biggest factor in destroying structures.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, ㄷ자형 구조물을 제작하는 과정에서 측판과 하부판의 용접라인을 하부판의 응력분포를 고려하여 하부판(2)의 분포응력이 감소되는 안쪽으로 이동시킴으로서 상기 구조물의 내구성이 향상된 ㄷ자형 구조물을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, in the process of manufacturing the U-shaped structure, the welding line of the side plate and the lower plate inward to reduce the distribution stress of the lower plate 2 in consideration of the stress distribution of the lower plate. By moving the object is to provide a U-shaped structure is improved durability of the structure.
도 1은 종래의 ㄷ자형 구조물의 일 실시예인 굴삭기의 암 지지 베어링1 is an arm support bearing of an excavator which is an embodiment of a conventional U-shaped structure;
도 2는 붐의 암 지지 베어링의 하부판(2)의 응력분포 그래프2 is a graph of the stress distribution of the lower plate 2 of the arm support bearing of the boom.
도 3은 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물의 일 실시예인 굴삭기의 암 지지 베어링의의 분해사시도3 is an exploded perspective view of an arm support bearing of an excavator which is an embodiment of a U-shaped structure according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물의 일 실시예인 굴삭기의 암 지지 베어링의 베어링의 사시도4 is a perspective view of a bearing of an arm support bearing of an excavator which is an embodiment of a U-shaped structure according to the present invention;
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1: 측판 1a:측판부 1b:이음부1: side plate 1a: side plate 1b: joint
2:하부판 3:용접라인 4:베어링2: bottom plate 3: welding line 4: bearing
본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물은 측판부와 상기 측판부의 하부에서 수평연장된 이음부로 구성되는 한쌍의 측판;과 양 단부가 상기 각 측판의 이음부의 선단에 접합되어 상기 각 측판을 지지하는 하부판;으로 구성되어, 측판과 하부판이 접합되어 형성하는 접합라인이 이음부의 길이만큼 하부판의 중앙쪽으로 이격됨을 특징으로 한다.The U-shaped structure according to the present invention comprises a pair of side plates consisting of a side plate portion and a joint portion horizontally extended from the lower side of the side plate portion; and both ends are joined to the front end of the joint portion of each side plate to support each side plate; It is configured, the joining line formed by joining the side plate and the lower plate is characterized in that spaced apart toward the center of the lower plate by the length of the joint.
위와 같은 구성의 결과로, 측판과 하부판의 접합라인이 상기 하부판의 응력분포에서 응력이 감소된 안쪽부위로 이동되어 진다.As a result of the above configuration, the joining line of the side plate and the bottom plate is moved to the inner portion where the stress is reduced in the stress distribution of the bottom plate.
또한 상기 접합라인은, 가장 바람직하게는 상기 하부판의 응력분포에서 응력이 영인 라인과 일치하는 것이나, 접합부위가 견딜 수 있는 허용응력이 존재함을 고려하면, 상기 하부판의 응력분포에 있어 접합부위가 견딜 수 있는 허용응력의 범위내를 통과함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있다.In addition, the joining line is most preferably coincident with the line of zero stress in the stress distribution of the lower plate, but considering that there is an allowable stress that the joint can bear, The object of the present invention can also be achieved by passing within the allowable stress.
이하, 상기 발명인 ㄷ자형 구조물의 일 실시예로 굴삭기의 붐 지지 베어링을 이용하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail using an boom support bearing of an excavator as an embodiment of the inventors U-shaped structure.
도 3은 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물의 한 예인 굴삭기의 암 지지 베어링의의 분해사시도이다. 측판부(1a)과 상기 측판부(1a)의 하부에서 수평연장된 이음부(1b)로 구성되는 한쌍의 측판;과 양 단부가 상기 각 측판의 이음부의 선단에 용접 접합되어 상기 각 측판을 지지하는 하부판(2);으로 구성되어, 측판과 하부판(1b)이 접합되어 형성하는 용접라인(3)이 이음부(1b)의 길이만큼 하부판(2)의 중앙쪽으로 이격되어 측판과 하부판(1b)의 용접라인(3)이 상기 하부판(2)의 응력분포에서 응력이 감소된 안쪽부위로 이동되어 진다.3 is an exploded perspective view of an arm support bearing of an excavator which is an example of a U-shaped structure according to the present invention. A pair of side plates comprising a side plate portion 1a and a joint portion 1b horizontally extended from the bottom of the side plate portion 1a; and both ends are welded to the distal end of the joint portion of each side plate to support the respective side plates. It consists of a lower plate (2); the welding line (3) formed by joining the side plate and the lower plate (1b) is spaced toward the center of the lower plate (2) by the length of the joint portion (1b) side plate and the lower plate (1b) The welding line 3 is moved to the inner part where the stress is reduced in the stress distribution of the lower plate 2.
본 발명에 따른 용접라인이 통과하는 부위를 구체적으로 살펴보기 위해 도 4과 같이 각 측판부(1a)사이의 거리를 "L" 이라 하고 상기 이음부(1b)의 거리를 "d"라 한다.In order to examine in detail the portion where the welding line passes according to the present invention, the distance between each side plate portion 1a is referred to as "L" and the distance of the joint portion 1b is referred to as "d" as shown in FIG.
본 발명의 일 실시예인 암 지지 베어링의 응력이 영인 영응력라인의 위치를 d/L 값으로 계산하면 약 0.16이 된다. 따라서 본 발명에 따른 가장 바람직한 실시예는 용접라인이 영응력라인과 일치하게 통과하는 d/L값이 약 0.16이 되는 경우이다. 이 경우 이상적으로는 상기 용접부위는 응력을 받지 않게 될 것이다.When the position of the zero stress line where the stress of the arm support bearing of the present invention is zero is calculated as a d / L value, it becomes about 0.16. Therefore, the most preferred embodiment according to the present invention is a case where the d / L value at which the welding line passes in line with the zero stress line is about 0.16. In this case, ideally, the welding portion will not be stressed.
또한 상기 용접라인은, 상기 하부판의 응력분포에서 응력이 영인 라인과 일치하게 되는 가장 바람직한 실시예외에도, 용접부위가 견딜 수 있는 허용응력이 존재함을 고려하면, 상기 하부판의 용접라인이 용접부위가 견딜 수 있는 상기 하부판(2)의 허용응력 응력분포내를 통과하는 실시예도 본 발명에 부합된다. 도 2의 그래프를 참조하면 d/L값은 0.04이상인 용접라인을 가진 ㄷ자형 구조물이 된다.In addition, the welding line, in addition to the most preferred embodiment in which the stress distribution of the lower plate is consistent with the line of zero stress, considering that there is an allowable stress that can be tolerated by the welding site, the welding line of the lower plate Embodiments of passing through an allowable stress stress distribution of the lower plate 2 that can withstand are also in accordance with the present invention. Referring to the graph of Figure 2 d / L value is a U-shaped structure having a welding line of more than 0.04.
또한 d/L값이 0.16일때의 영응력라인에서 d값을 계산하면 약 36mm가 되고, 상기 용접부재가 견딜 수 있는 허용응력을 고려한 d값의 범위를 구해보면 20mm에서 70mm의 범위를 가진다.In addition, when the d / L value is 0.16, the value of d is calculated from the zero stress line, which is about 36 mm, and the range of d value in consideration of the allowable stress that the welding member can bear is in the range of 20 mm to 70 mm.
본 실시예에서는 용접으로 체결되는 경우만 상정하였으나, 나사 또는 리벳등을 체결하는 경우에도 그 체결부위를 어느 위치로 정하는 가에 따라 제품의 내구성에 영향을 주므로 상술한 바와 같은 원리가 적용될 수 있다. 또한 상기 이음부와 하부판의 접합부위의 모양이 도 3과 같은 수직의 면뿐만 아니라 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이 경사진 모양 또는 삼각형 모양등으로 변형시킨 실시예등은 본 발명의 범위내라고 볼 수 있다.In the present embodiment, it is assumed that only the case of fastening by welding, but even when fastening a screw or rivet, it affects the durability of the product depending on which position of the fastening part, so the principle as described above can be applied. In addition, the shape of the joint portion of the joint portion and the lower plate as shown in FIG. have.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 ㄷ자형 구조물은 측판과 하부판의 용접라인을 하부판의 응력분포를 고려하여 하부판에 분포되는 응력이 감소되는 안쪽으로 이동시킴으로서 모재보다 강도가 약한 용접부위에 과도한 하중이 걸리지 않게 되므로, 구조물의 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, the U-shaped structure according to the present invention does not apply excessive load to the welded area of weaker strength than the base material by moving the welding line of the side plate and the lower plate to the inside where the stress distributed in the lower plate is reduced in consideration of the stress distribution of the lower plate. Since it is not possible, it is possible to improve the durability of the structure.
Claims (6)
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