CN100348450C - 履带牵引车的履带张紧装置 - Google Patents

Abstract

履带牵引车的履带张紧装置，其中的转向盘包括一个履带张紧装置，为改进转向盘中前轮和后轮的轮底盘结构，装配了一个或多个可移动支撑滚柱，在所有工作状态，它(们)能够始终与履带张紧装置的导向轮保持相同的距离。

Description

履带牵引车的履带张紧装置

技术领域

本发明涉及履带牵引车的履带张紧装置。

背景技术

在履带牵引车结构中，不论其类型和尺寸如何，如农用拖拉机、推土机、装载机、挖掘机、运料车、路面修整机等，一般都必须具有一种履带张紧装置。除吸收和限制车辆运行时可能偶发的拉伸过载外，这种装置具有可在履带上实现、调节并保持一个适当的恒定张紧值的功能。

在可能的各种应用中，履带可以具有不同的结构，可由不同的金属材料和非金属材料制造。在每一种情况中，必要的预张紧值可明显不同，这取决于车辆的重量、速度和性能，所安装履带的类型，车辆工作的环境状态，有时，还与其他因素有关。

同样，履带上容许的张紧值极限也明显不同，主要取决于采用的最大偏转力矩，并明显与车辆重量有关，也与其设计的动态能力有关，如车辆装置工作状态的爬坡度、拉伸应力或推力允许量所要求的最大值。

履带张紧装置具有在机器运行时保持并调整履带中形成的张紧的功能。履带牵引车主要在所谓的路外环境中工作，如，采石场、大型民用工地、滑坡清除、露天矿山等。在这类使用中，任何种类的外来物都很容易进入到履带装置。这实际上是一种固定式轮基座装置：因为履带是一个具有固定长度容差的构件，即不可弹性伸长，外来物的侵入要求其履带伸长，以便吸收产生的附加的干扰。这种侵入使履带突然张紧过载，使与此有关的所有其他机械装置中的应力相应增加，经常超过设计极限，造成严重损伤。

实际上，由于履带不可弹性伸长，为了克服上述缺点，这种履带张紧装置也应具有吸收由外来物侵入引起的拉伸的功能，即：通过后拉导向轮施加的弹性型后拉力使轮底盘缩短。根据覆带牵引车导向轮底盘暂时减小的值，按这种方式为履带长度容许量提供必要的暂时的过剩量。

这不仅使履带装置内的外来物的临时附加干扰得到许可并有所降低，而且限制了过张紧的产生。

在这个临时阶段，由于使导向轮和履带轮的轮底盘弹性缩短，其足够使履带缠绕在履带轮上，而不会与其轮齿部分出现任何咬住，履带轮上的拉伸应力不会传递转移到履带上，因此，把这种拉伸限于仅为履带张紧装置在这一阶段产生的推力所导致。

履带张紧装置的这种附加功能表明，它可以具有一个临时的附加的摆动运动，以承受和补偿具有明显的预定尺寸外来物对覆带装置的侵入。

为了说明所面临的技术问题和本发明履带张紧装置的优点，图1简图示出用于正常工作方向A和B装配的履带牵引车的底盘总体结构。

图1的简图说明了“底盘”的基本构件，它包括环绕在履带轮7和前轮3之间的一根连接链条1，具有两个基本平直部分：一个由下轮2限定的下部和一个由上轮6限定的上部，履带牵引车的重量集中在下部。

在许多情况下，轮2都是单个装配到转向盘中，然而，更经常的是把轮2成对地安装到刚性支撑元件上，然后依次装配到转向盘中。这些支撑元件可以是均衡器型的，能够随地面的不平度顺时针或反时针绕横轴转动一个有限的角度，因此，改进了机器的连接，使履带与地面更好地接触。这些均衡器也可装配一个工作端和弹性缓冲器。

具有可以摆动的滚柱的这类实施例易于在车辆必须移动的接触点导致更完整的履带/地面接触表面，使履带牵引车具有改进的牵引力/推力能力。这类支撑滚柱2的结构通常称为“浮动转向盘”。

从UA-A-3826325知道这样一种履带悬挂装置。

在US-A-3826325中，车辆的履带车架以枢轴形式安装到车辆主车架上，并具有以枢轴形式安装到履带车架相反一端的曲柄件。每个曲柄件都安装到导向轮和固定一对履带滚柱的转向盘上。一个连续的履带链条与这些导向轮和履带滚柱啮合，借助于导向轮和履带滚柱，履带车架支撑在曲柄件-履带车架枢轴点上。为了适当支撑履带车架，止动件和弹性衬垫与曲柄件、连接件和履带车架相连。

一系列底板和导轨4应用到链条1上，它们可以是不同的种类，必须保证两者都附着在地面上以传递拉伸应力，并且把履带牵引车的重量分配和支持到地面上。缓冲器-张紧组合件5连接到与履带轮对置的前轮3的轴上。这个总图示出一个传统的履带张紧装置，其中的导向轮3安装到支柱8上，并使该导向轮3相对于底盘结构沿纵向移动，弹性缓冲器9表示为在压缩状态工作的一个螺旋弹簧，张紧装置表示为一个润滑脂筒10。为实现张紧和缓冲功能，已建议用弹簧、液压和气动装置，并且借助于分开的或每次组合在一起的不同结构，使之与润滑装置、浮动活塞装置相互结合为一体，采用这些技术措施满足履带-张紧装置所有的各单项性能要求，限制全部系统的干扰，并便于装配和维修。

在某些情况，按图1A的设计对图1的方案进行修改，其中后轮11是一个简单的后拉轮，履带轮7安装在后部较高位置，因此，链条1的周边成为一个三角形容许量。

在大多数履带牵引车中，把机器重量分配到地面的结构支撑构件由一个中介结构组成，一般称为“转向盘”或“底盘”，包括成对安装的刚度高而变形度小的一组梁，并且在车辆的每一侧至少各有一根梁。在最新结构中，这些构件一般制成复合的和/或格子型的金属盒形结构，移动并支撑车辆所必须的滚动元件安装在其中(例如，在图1方案中，支撑滚柱2座落于链条1的下部)，“转向盘”的上部形成支持机器所有剩余结构及其主要构件，如发动机、驱动机构、泵，等的支座。

如果履带牵引车支撑在大体上平的表面上，并在其上运行，那么，导向轮3部分对支撑车辆不起作用，也没有要求。

总的来说，导向轮3的上部位置应该这样确定，使这种导向轮的下部与履带的类似接触点高于连接支承滚柱2与牵引车实际履带本身(链条1和导轨或底板4)的正切线，这种正切线构成为支承线。这种结构对于车辆运行的规则性很重要，可使其导轨零件逐渐与地面粘合，也在改变方向时降低履带装置所遇到的高的阻力。

另一方面，在不平地面的情况完全不同：在存在前障碍物或仅在陡坡开始的情况下，前导向轮3承载的履带的第一部分支承车辆前部重量，而支承滚柱2是悬空的，不用支撑车辆。在凹陷和不平地面情况下，前导向轮3的构件也必须支撑车辆的重量。

在尺寸通常相同的滚柱2和导向轮3之间，直径和障碍物一般都有相当大的差别。这就不可能使上述构件与履带链条1的各个接触点之间可能的最小距离相等：小直径构件可能相互分布较近，与履带产生一系列较近的接触点。相反，由于已经解释的几何或机械方面的原因，链条1中的第一个支撑滚柱2不可能位于非常接近导向轮3的位置。原因之一是导向轮3的直径，一般比支撑滚柱2的直径大得多，导向轮的直径不能降低到依次与链的节距，及链本身连杆或相邻部分之间可能的最大铰接角相关的一个最小值。

因此，导向轮3的轴与第一支撑滚柱2的轴之间的履带部分是履带与滚动构件没有接触点的最长部分。因此，这些部分更加受到明显的负弯曲变形，这将相当地危及履带系统的完整性，这也是地面，特别是路外使用时必然存在的局部碰撞和障碍物引起的变形的结果。

在这方面，履带负向弯曲允许的最大铰接角通常大约等于正向弯曲相应值的1/4，即为履带缠绕在轮3和7时其两个相邻部分之间铰接角的1/4。一般地说，8-10°的值作为最大负弯曲角实际上是允许的，而允许作为正弯曲角的极限提高到35-38°。换句话说，履带的外周边不应有明显的凹度。在这种情况，超过允许的负弯曲值会引起构成履带(导轨和底盘4)的邻近构件之间的机械干扰现象，有可能出现损伤或破裂，链条的接点过份拉伸，导轨固定装置松动或损伤，总的来说，危及履带的完整性。在润滑型链条的情况，这些现象特别严重，这类链条质量及成本高，但对不良处置极为敏感。

即便履带外部凹度，或其负弯曲保持在上述允许极限内，履带接点的逐步的内部磨损以及技术寿命的降低仍是一个决定性因素。因此，重要的是应尽可能限制和阻止负弯曲。

作为履带，及其构成履带并与之接触工作的其他构件的一个延长寿命的因素，减少这些现象的存在具有相当的经济价值。

在确定履带牵引车工作成本时，与履带维修和折旧相关的量通常是其每小时成本的主要项目之一，与其他直接成本，如耗油量和劳动力成本，具有同样的重要性。延长履带装置的寿命，因而降低其成本的发生，是使用这种车辆竞争力的决定性因素。也应考虑到，根据机器类型的不同，由于经过几千小时工作的磨损，履带装置必须进行更换。

履带张紧装置的另一个功能与履带在机器上的安装和固定有关。考虑到履带一般不能伸展，为了抗横向应力，必须固定到履带装置的其他构件上，防止在工作时脱开或侧面脱开，在没有履带张紧装置下，安装履带实际上是不可能，或者说在任何情况下都是极为困难的。

最后，还应考虑到，在履带寿命期内，为了“修复”或复原由于接点逐渐磨损使履带随时间增加而伸长，因此对轮之间的轮底盘进行调整十分重要。

在工作实践中，履带张紧装置通过连续增长轮底盘尺寸很容易补偿上述伸长，直至总的增长量等于履带的1/2的节距。在这一点，拆除履带的一个节，使它恢复到原来的长度允许值，轮底盘也相应返回到初始值。

在一般应用中，通过弹性构件(如圆柱形螺旋弹簧)与具有可记录运转端功能的装置的综合作用，可以满意地影响履带张紧装置所要求的各种功能。例如，它可以构成为含有加压润滑脂，或具有液压装置的液压缸/活塞组件。在较简单的应用中，它可由一种机动螺钉装置构成，并用一种螺帽和防松螺帽锁定。在较复杂的应用中，已推荐使用油压-气压型综合装置，能产生缓冲和履带张紧两种功能。

不论这些结构的复杂性如何，在链条的张紧值超过设定的门槛值，此外，有可能调整上述轮之间的轮底盘(增加和减小)时，所有这些履带固定系统都要求轮3和轮7之间的轮底盘有一个瞬时弹性压缩。所要求的效果总是后拉轮3(典型的是一个导向轮)的一种移动，视向前向后的情况而定。

按照上述说明，很显然，随着这个后拉轮的移动，导向轮3的轴线和转向盘中第一支撑滚柱2轴线之间的距离也是变化的，按照现有技术，这将导致相当的损伤和缺陷。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种履带张紧装置，避免现有技术中采用的履带固定系统的缺点，可以克服由这些缺陷而导致的繁锁功能。特别，其目的在于保持位于导向轮3轴线和与之相邻的第一滚柱2的轴线间履带部分的长度，在履带牵引车运行时，在所有状态下，这一部分履带都没有支撑，保持恒定，处于最小值。

按照权利要求1的一般说明的，以及其他相关权利要求最佳实施例或其改型所说明的履带张紧装置，用于实现本发明的这个目的。

从下面的对典型的及产业上有显著意义的履带牵引车的说明可以更加明确本发明履带张紧装置的特点和优点。

附图说明

图1示出“底盘”结构的总图，并表明了技术状态和涉及的技术问题。

图2和图3示出本发明履带张紧装置的实施例。其中图2A，B，C示出本发明典型实施例的视图，涉及图1a中的履带轮7处于较高位置的“底盘”或转向盘的结构。特别是图2A示出了没有传统履带零件的本发明的完整“底盘”结构；图2B示出其盒型结构；图2C示出在盒型结构内部的履带张紧装置结构。图3示出履带的缓冲和固定装置实例。

具体实施方式。

在图2A，B，C中，底盘包括包含用于插入下支撑滚柱2的构件21的格子或盒型结构20，用于后导向轮11的后结构27，和用于履带轮7的框架23。为简便起见，仅示出结构20的3个支撑滚柱2。一个导向系统25位于盒形结构20的前端并与之连接，以便控制支撑履带张紧装置5的结构8的轴向滑动。与导向系统25的几何形状相适应，支撑履带张紧装置和前导向轮3的结构8制成具有装配件26的一种盒形结构，用以在一个安全位置与导向系统25连接并在转向盘盒形结构20内纵向滑动。连接在结构8的履带张紧装置的可移动部分配合到机器转向盘前端。在所示的图中，履带张紧装置安装在盒形结构20中，以便沿水平轴线移动，但也可以安装使它相对于水平方向呈一定倾斜角移动。

本发明履带张紧装置的支撑及导向系统25/26的形式可以随所应用的机器类型而变化。通常应用于最简单类型机器时，它们可以是最简单的形式，如棱柱式的，而在运动中，及不停止工作的复杂机器中，上述支撑可以由适当形式的熔合体通过机械加工而获得。

按照本发明一个重要特征，除用于安装导向轮3的构件28外，移动结构8还包括构件29，用于为履带张紧装置滑动部分至少提供一个支撑滚柱22，因此，它能够跟随着导向轮3进行纵向移动，并在履带张紧装置任何工作状态及任何范围，彼此始终保持相同距离。在图2A，B，C所示实施例中，所示移动结构8仅有一个支撑滚柱22，但是，也可以安装几个滚柱22。移动支撑滚柱22可以与固定支撑滚柱2具有相同的结构及尺寸，但根据其使用情况，也可以具有不同的结构和尺寸。就固定支撑滚柱2而言，移动支撑滚柱22的上部定位可以使它们与履带的下接触点排列在相同的线上，或者较高以逐步提高固定支撑滚柱2和导向轮3之间的履带。

诸如球轴承、抗摩擦材料条、润滑导向器等部件，可以插入固定在“底盘”结构20的纵向导向系统25与座落在履带张紧装置移动结构上的装配件26之间，以便于往复纵向滑动。

履带张紧装置的驱动件装置安装在结构20的内部，在其端部设有可调节装配件34，以安装具有张紧器和缓冲器功能的可移动部件。图3示出可以插入“底盘”盒型结构20的一个张紧和缓冲器装置30的结构，以便产生支撑导向轮3和支撑滚柱22的结构8的纵向范围，该结构8由图2A和2C中的构件25/26导向。

张紧/缓冲组合件30包括一个圆筒伸缩式导向器，导向器包括在空心圆筒体32内沿纵向移动的一个活塞41。在活塞41出口端的一个台肩34，和位于圆筒轴上与活塞41出口相反一端头部的一个心轴31牢固地不可拆卸地固定在圆筒体32上。一个可移动台肩33位于心轴31上，它可以沿心轴31滑动，并借助于位于心轴31端部的一个专用机械止动器防止其滑出心轴。台肩33固定在，或者只停靠在，含有导向轮3的结构8中。

一个螺旋弹簧36被压缩在两个台肩33和34之间，弹簧自由长度大于两个台肩之间的最大距离，并与套筒导向系统41/32共轴，它通过把滑动台肩33压靠在位于心轴31前端的机械止动器上而工作，相对于装配时弹簧36产生的压缩来说，心轴31作为一个连杆工作。

在空心圆筒体32的底部，有一个空腔38作为履带1的一个可调节运行端和张紧装置。

在所述情况中，当受到轴向压缩应力时，弹簧36产生的推力值，取决于台肩33和34之间轴向距离小于弹簧自由长度这一事实，通常称为履带张紧装置“预加载荷”值，代表装置的弹性不可变形度极限。只要施加在装置上的轴向压缩不超过弹簧36的预加载荷值，装置表现为轴向不可变形。另一方面，如果超过预加载荷值，弹簧36的变形导致台肩33沿心轴31向台肩34滑动，并与弹簧36的载荷成比例增加。

这种滑动在两个力平衡的位置停止。在这种结构中，台肩33处于相对于停放位置的往后的位置，心轴31的前部可以自由穿入结构8内的空间。

如已指出的那样，在空心圆筒体32的底部，有一个空腔38作为链条1的一个可调运行端和张紧装置。通过导管39注射润滑脂或其他润滑剂，填充空腔38，直到台肩34的纵向位置校准到台肩40，然后牢固地连接到底盘的结构20中。

一旦活塞41的端部40与盒型结构20成为一体，随着润滑脂注入到空腔38，套筒系统41/32得到延伸，均匀地向两个台肩33/34的左边转移，它们之间的弹簧36、具有心轴31的圆筒体32、以及支撑导向轮3的结构8都由台肩33推向左边。

这种向左边延伸自由发生，直到导向轮3与履带1接触，靠在履带1上，并张紧履带。在这种状态，履带1-实际上是不可延伸的-的反作用防止进一步向轮3左边的任何移动，并防止整个系统进一步延伸。履带对导向轮3产生的反作用等于在履带自身产生的张紧值的2倍，并形成轴向应力施加到履带固定系统，并把它转移到结构20上的支架上，以支撑活塞41的端部40。

因此，履带张紧装置包括和压缩在上述支架与履带1之间，按照90-180°缠绕角绕在导向轮3上。通过选择注入润滑脂的空腔38的压力值，使一个张力值施加到具有所要求设定值的履带1上，即稍低于“预加载荷”值，很容易按照使用状态调整这个值。

在工作时由于外来物侵入机器履带装置内造成履带1偶然发生过张力的情况下，由于台肩33退回弹簧36的载荷临时增加，结构8弹性返回。一旦履带的过张力被消除，在弹簧推力作用下，系统自动返回到初始结构。

从空腔38移出润滑脂使系统的总长度降低到足以安装和拆卸履带的一个值。逐渐注入润滑脂可使造成履带逐渐伸长的清除和消耗被复原。因此，很显然，图3所示本发明的装置不仅能够实现履带张紧装置所要求的一般功能，而且也能限制和保持导向轮3和第一支撑滚柱之间的一个恒定距离。

图3的装置结构也可通过分别在同一轴线或在平行轴线上依次安装弹簧36和润滑脂张紧液压缸而制造出。

如上所述，本发明的这种装置可以满足履带牵引车的履带张紧装置所要求的功能。

本装置放弃了履带牵引车底盘的传统结构，在传统结构中，地面上所有的支撑和支座装置，即支撑滚柱2，都是安装在转向盘的一个固定和不可变的位置，只有通常位于相对于牵引车正常行驶方向的前面位置的导向轮3可以相对于转向盘在轴向前后控制其移动。按照本发明，至少有一个第一支撑滚柱22没有安装在转向盘中，而属于履带张紧装置中的可移动构件，并与导向轮3在最小的预定距离上成为一体。在车辆工作时，在它们造成的所有的移动中，第一支撑滚柱22都在一个恒定距离上随导向轮3而移动。

本发明的装置保证具有一个快速的弹性响应，与履带牵引车动态特性所施加的要求成正比。所寻求的结果和功能，可以借助于一个在其内部至少装有一个第一支撑滚柱22的履带张紧装置简单而经济地实现，这个支撑滚柱22与导向轮成为一体，因此，在车辆工作寿命期内，其往复距离不会改变。

如已指出的那样，与履带张紧装置可移动构成为一整体的支撑滚柱22可以单个地牢固地固定到转向盘，或成对地彼此相连地安装到具有上述的“浮动转向盘”结构的特定刚性支撑构件上，然后再安装到转向盘上。

因此，本发明也可通过把导向轮3和第一“浮动转向盘”彼此作为一个整体而实现，因为上述浮动转向盘形成第一“支撑构件”而包括在履带装置中。

在本发明的装置中，在地面不平、局部障碍物、梯度变化严重的情况下，其导向轮3也可用作机器重量的一种辅助支撑构件。

在这个状态，在离导向轮3的最小距离并维持这个距离恒定时，插入一个支撑构件，如第一支撑滚柱22或第一浮动转向盘，其优点是明显的，可以使履带装置达到可能的最佳工作状态：导向轮3可以得到支撑滚柱22的最直接支撑，履带的未支撑部分具有最小的长度并且在主应力条件下不会产生明显的向外凹度。

就其性能来说，本发明的优点与履带的改进的工作状态及其较高的耐久性有关。因为履带装置涉及的问题是破断的最主要原因，因此，这些优点导致整个机器工作因素的改善。

如已经说明的那样，相对于履带装置来说，履带牵引车的工作成本项目是高的，大体上相当于耗油量和劳动力成本。延长履带的使用寿命直接影响到整个履带牵引车的竞争力。

Claims (11)

1.一种用于履带牵引车的履带张紧装置，包括一个底盘或转向盘，该底盘或转向盘包括一个结构(20)，以及导向后拉轮，所述结构(20)包括承载下支撑滚柱(2)的构件(21)，上述结构(20)设有一个导向系统(25)，用以控制由可移动结构(8)承载的履带张紧装置(5)的轴向滑动，所述可移动结构(8)配置与导向器(25)连接的接头(26)，并支撑导向轮(3)，以改进底盘或转向盘前、后轮的轮底座，所述可移动结构(8)也承载有至少一个可移动的支撑滚柱(22)，该支撑滚柱(22)能够跟随导向轮(3)的纵向移动，其特征在于，所述至少一个可移动的支撑滚柱(22)中的至少第一个与导向轮(3)成整体，使得在履带张紧装置的任何工作状态及任何范围，在牵引车的工作寿命中，所述至少第一个可移动的支撑滚柱与导向轮(3)之间的往复距离不改变。

2.按照权利要求1所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，可移动结构(8)装有两个或几个可移动的支撑滚柱(22)。

3.按照权利要求2所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，可移动结构(8)装有两个或几个具有一种浮动转向盘结构的可移动支撑滚柱(22)。

4.按照权利要求1所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，导向轮(3)在转向盘上在相对于牵引车正常行驶方向的前面位置安装，从而所述履带能被该导向轮支承住。

5.按照权利要求1所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，可移动支撑滚柱与下支撑滚柱(2)具有相同的结构和尺寸。

6.按照权利要求1所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，可移动支撑滚柱(22)与下支撑滚柱(2)具有不同的结构和尺寸.

7.按照权利要求1所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，履带张紧装置(5)由一个在拉伸状态工作的张紧装置/缓冲器组合件(30)驱动，所述的张紧装置/缓冲器组合件(30)包括一个螺旋弹簧(36)，和一个由注射润滑脂填充的空腔(38)，该空腔(38)作为履带的一个可调节运行端和履带链(1)的张紧器。

8.按照权利要求7所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，张紧装置/缓冲器组合件(30)包括用于允许调整螺旋弹簧(36)的固定台肩(34)相对于底盘或转向盘的所述结构(20)的纵向位置的机构。

9.按照权利要求7所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，张紧装置/缓冲器组合件(30)包括一个与螺旋弹簧(36)及注射润滑脂的空腔(38)共轴的圆筒形伸缩导向器(31/32)。

10.按照权利要求7所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，张紧装置/缓冲器组合件(30)包括分别顺序同轴排列的一个螺旋弹簧(36)和注射润滑脂的空腔(38)。

11.按照权利要求7所述的履带牵引车的履带张紧装置，其特征在于，张紧装置/缓冲器组合件(30)包括分别排列在平行轴线上的一个螺旋弹簧(36)和注射润滑脂的空腔(38)。

Images