CN100469643C - 液体密封润滑装置 - Google Patents
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Abstract
一种液体密封润滑装置,涉及履带式施工机械及输送传动技术领域,由弹性橡胶圈、金属环和盲孔锥体橡胶塞组成。在每个履带链节的沉孔内只装有一个弹性橡胶圈和一个金属环。金属环在弹性橡胶圈的作用下,实现了密封、止推、稳定三种功能。销轴直径在Φ38毫米以下的润滑履带,可用机械加工的方法除去销套内孔表面中间的一部分,以补偿由于销轴中心油孔变细而导致的贮油不足。采用盲孔锥体橡胶塞,用空气平衡的方法封装销轴中心油孔。双销轴、双密封润滑履带的贮油腔则采用多种方式。以上履带所采用的密封装置运行阻力小、节能降耗、使用寿命长、拓展了润滑履带在多领域的使用范围。
Description
技术领域
本发明属于履带式施工机械及输送传动技术领域。
背景技术
工程机械履带可分为三种类型,第一种:干式,不加注润滑脂、第二种:干式密封,加注润滑脂、第三种:密封润滑式,加注液体润滑油。
干式履带:不加注润滑脂,销套端面与履带链节沉孔底面间敞开、取消密封件无防护,现已逐渐减少,零配件仍有一定产销。
干式密封履带:是在每一节销套两端装有防尘圈,生产时在轴套间手工涂抹润滑脂,由于润滑脂的流动性不好,润滑只能是局部的、暂时的。尤其是低温情况下,实际已处于干磨状态。当推土机或挖掘机转弯时,一侧的密封圈受到挤压,另一侧的密封圈由于回弹不及时,销套端面与链节沉孔底面间隙增大密封失效,此时泥沙乘机而入加速磨损。当链节内的防尘圈磨损被压扁后,造成链节轴端内侧面与套端外侧面接触并承载了止推作用,行进间阻力增大,可看到两链节间明显的磨损痕迹和落下的金属粉末。从国外进口的挖掘机履带也是如此,大修拆解时发现两边的密封圈全部被压扁,早已失去密封。
人们直观看到的是履带外部磨损,然而造成磨损的主要原因恰恰是从销套内部开始的。磨损受承载、速度、杂质侵入、零件表面粗糙度、硬度、配合间隙、工作温度、润滑状态等诸多条件的影响。这其中,杂质侵入与供油不良使磨损加剧。两者对应的就是密封与润滑问题。在密封与润滑相辅关系中密封为首要。为解决现有技术存在的不足,相关企业设法改进密封件,但仍然采用固有的润滑方式,润滑脂在磨擦副表面得不到补充,且不能形成有效、持久的油膜,使得轴套间磨损增大。销套相对于链节沉孔内静止的油封产生径向摆动、摩擦,平板式密封件受冲击、被挤压,产生塑性永久变形密封失效;唇口式密封件与受泥沙侵蚀的销套密封面磨檫密封逐渐失效,进而又回到干式状态。
以上方法比改进前的寿命要长,但是不能长久,原因是仍然加注润滑脂。磨损使彼此相邻的两销轴中心距超出设计标准,同驱动齿轮的啮合发生干涉,其结果是履带的节距逐渐拉长,转弯时履带产生侧移极易脱轨。这一不正常现象与承重轮、导向轮、拖轮的相互磨损加剧,以至摘掉一节时有发生,强行使用可靠性降低,严重的没有维修价值干脆一茬烂,是钢铁、能源的消耗大户。
同时我们也注意到国外企业2001年以来,在中国国家知识产权局申请的挖掘机履带密封专利,同样采用润滑脂润滑,其磨损在所难免。
实践证明:凡是加注润滑脂的履带,润滑都是暂时的。
而延长履带使用寿命最有效的方法是在销套内部轴套间实现液体密封与润滑,而实现这一目标的“核心技术就是履带链节沉孔内的密封”。
密封润滑式履带:在每一节销套两端装有密封件,轴套间加注液体润滑油,运行阻力小节能降耗。销轴、销套履带大修时可重复使用,履带连接链节采用分体式结构,拆装方便。价格昂贵,这种履带使用寿命一般在5年以上。
然而,现有技术的密封润滑式履带也只是在推土机上使用,尚未发现在挖掘机上采用。虽然两种机械存在作业方式不同,但近距离施工场地的转换,受道路、时间、成本限制,履带车辆难免自身行走。施工在矿区作业的进口挖掘机履带使用寿命严重的只有二年零三个月,而且多数寿命不长。可见,在挖掘机上采用密封润滑式履带以延长使用寿命是完全必要的。
由引进美国卡特彼勒公司D6系例推土机履带中发现,203mm节距密封件(见附图7弹性橡胶圈1、密封圈22、止推垫圈23、)经实测止推垫圈壁厚为2.4mm,由于销套端面与内孔相交处有一内倒角,事实上止推垫圈与销套端面接触面单边径向尺寸不足2.4mm。存在止推垫圈强度不足,进而在应用上有一定的局现性。同时中国国家知识产权局公开了日本株式会社小松制作所申请的专利:公开号CN1380216A公开日2002.11.20,同样存在止推垫圈强度不足。又密封件繁多,且裸露在外易被硬物挤伤。
任一型号履带的销套单边径向尺寸都由设计尺寸所限定,与销套密封面相接触的止推垫圈、密封件同在一个密封面内,两者厚度受限于销套单边径向尺寸内,为保证密封件的最低有效机械强度,其中,止推垫圈的厚度有时只能在余下的空间里做被动选折。止推垫圈壁薄与销套密封面接触面积小,易磨损造成轴向间隙增大而使密封失效。
止推垫圈承受推土机转弯时的强大冲击,它保护密封圈不受任何损害,它的强度决定履带的密封质量。一但破损必然伤及油封使密封失效,可见止推垫圈是一个必不可少的关键零件。要解决止推垫圈的强度不足问题,必然要增加其厚度,那样在有限的空间里就挤占了其它密封件的位置,而缩小厚度的密封件由于强度不足,同样导致密封失效。
这种不足从现有密封技术203mm节距开始显现,190mm节距以下不易实现液体润滑,190mm节距是干磨与润滑的分界线。可见,止推垫圈的强度问题已构成制约现有密封润滑式履带广泛应用的瓶颈。
综上,现有密封技术存在以下缺点:
1、止推垫圈强度不足,密封件繁多,加工难度大。
2、密封润滑式履带在应用上有局现性。
3、现有挖掘机190mm节距履带中没有止推垫圈,当密封圈磨损被压扁后密封失效,行驶阻力增大,使用寿命降低。
发明内容
本发明的目的是要提供一种设计结构合理、工艺简单、加工生产效率高、节能降耗、使用寿命长、应用广泛的液体密封润滑装置。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
液体密封润滑装置,由弹性橡胶圈1、金属环2、盲孔锥体橡胶塞3组成。涉及有链节沉孔4、销轴5、销套6、链节7、8、9、10、中心油孔11,所述密封装置在每个链节沉孔4内,只装有一个弹性橡胶圈1和一个金属环2。金属环在弹性橡胶圈的作用下,实现了止推、密封、稳定三种功能。(见附图1)。
以下对金属环三种功能逐一予以说明:
(1)、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:金属环2的外表面呈阶梯状,密封面与配合表面面积相同(见附图3a)。
在履带链节沉孔内,找出适应性强的合理布局是解决润滑履带核心密封技术的关键。密封件越多、单边径向尺寸越小、强度越低。随着节距缩小,链节沉孔内有限的空间也随之缩小,问题就越发突出。因此,技术性解决问题的最佳方式是把密封件的数量降到最低限度。进而增加保留密封件的单边径向尺寸厚度,增大密封件的机械强度。作法是“在链节沉孔内除去弹性橡胶圈所占,余下的全部为金属环壁厚所用”。并使金属环的外表面呈阶梯状,与配合表面的面积相同。
当推土机或挖掘机左转弯时,金属环非密封面与链节沉孔底面、密封面与销套密封面相接触,履带板接触地面的摩擦阻力与驱动轮的作用力都集中在金属环上,金属环承受巨大轴向压力。此时,金属环强大的止推能力,保证轴端链节内侧面与套端链节外侧面的间隙在设计尺寸范围内持久、稳定不变。两者没有接触,更没有摩擦。处在销套端面与沉孔底面间的金属环,在承受巨大压力的同时,还要承受着来自推土机或挖掘机急速突然右转弯时扭转力矩所造成的强大冲击,冲击力的大小与轴向间隙有关系。就这样反复左、右运动检验金属环受冲击、磨损的承受能力。这就要求金属环有足够的强度、抗冲击性来适应;高耐磨性来保证止推作用而不改变状态。由于金属环壁厚增加,是现有203mm节距润滑履带止推垫圈的一倍以上。同时接触面又增大到与销套密封面面积相同,所以抗冲击能力增大。同前相比在相同轴向力作用下压强减小,止推垫圈的强度问题得到了彻底的解决,此时金属环起止推垫圈的作用。
(2)、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:金属环2的密封面与配合表面的面积相同,加工时留有密封带(见附图3)。
在每个链节沉孔4内,只装有一个弹性橡胶圈1和一个金属环2。金属环大径端面作为密封面,密封面的外边缘为密封带【(附图3(c)中润滑槽外虚线到边缘的密闭环带为密封带27,附图3(b)为无润滑槽全密封带结构)】。小径端的外径安装弹性橡胶圈,使金属环成为一个与配合表面大小相同密封可靠的密封件。这时的金属环又是密封圈,只是在接触面的外圆表面上有一环带与外界接触。我们把它控制在最小范围内,相互保护了密封面不受泥沙侵蚀,这一点很重要。从技术上讲在密封条件相同的情况下线状密封质量高于面状密封,我们反其道采用面状密封无疑给加工增加了难度。正因为如此,这一作法使履带链节的密封结构发生了变化。金属环的多功能作用同弹性橡胶圈,以新的密封形式组成液体密封润滑装置,使得190mm节距以下小轴径密封润滑履带才得以实现。金属环与销套的平面密封,克服、排出了现有技术在此处线状密封而导致销套密封面被磨出沟槽易漏油的不足。使密封更安全、更可靠。
将弹性橡胶圈套装在金属环的外表面上,一面与金属环密封面背面的a面接触,另一面高出金属环非密封面一部分,用手压入链节沉孔内。组装后,弹性橡胶圈高出金属环非密封面的一部分被压缩,与非密封面到a面间的高度相等,被压缩的橡胶圈与链节沉孔底面密封,堵住了润滑油从此处泄漏的通道。此时被压缩的橡胶圈产生压缩能,在销套两端链节沉孔底面与金属环a面之间,压缩能转化一弹性作用力作用在金属环上,金属环在弹性橡胶圈的作用下,其密封面与销套密封面紧贴在一起实现可靠的密封。这一密封最终将润滑油封在轴套间,实现液体润滑。
当推土机或挖掘机左转弯时,受扭转力矩作用销套沿轴向相对于销轴发生位移,链节左侧金属环密封面与销套密封面间隙为零,左侧橡胶圈被微量压缩弹性力略有增强。右侧金属环密封面与销套密封面间产生一微量空隙,处于浮动状态,此时,弹性橡胶圈的压缩能瞬间得到释放,将金属环沿轴向弹至右侧销套密封面,微量空隙消除。弹性橡胶圈的弹性力略有减小,但仍在有效的弹性范围内,这时右边销套端面与链节沉孔底面间,除去金属环的厚度为轴向间隙。此间隙不可超出弹性橡胶圈的弹性范围,超出既漏油。
在行进间且转弯状态下,金属环承受压力、冲击力的同时还要受到旋转力矩的作用。当履带链节由直线段转向驱动轮或导向轮外表面起步阶段时,除受外力作用,同时在弹性橡胶圈的作用下还必须保证旋转状态下的密封。而又不能受旋转力矩作用的同时与弹性橡胶圈发生相对转动。金属环密封面的直径、面积均大于非密封面,磨檫力也大于非密封面,这种作用因素易导致密封失效。这就要求金属环与弹性橡胶圈、弹性橡胶圈与链节沉孔底面、侧面压装后的静摩檫阻力,大于金属环与销套密封面相对运动的摩檫力。否则,将发生相对转动密封失效。此时金属环润滑槽内润滑油的润滑作用减小了摩檫力,使问题得到解决。
另外,当推土机或挖掘机左转弯时,链节左侧金属环受来自销套的轴向作用力,金属环非密封面与链节沉孔底面相接触,金属环非密封面易跟随链节沉孔底面与销轴中心线垂直度的公差而变动,导致金属环密封面发生倾斜与销套密封面的密封失效。还有一种因素,销轴与销套的间隙过大会导致金属环密封面跟随销套密封面径向摆动,销轴与销套的间隙应控制在理想的范围之内。但两者之间的径向摆动是不可避免的,当某种原因金属环发生倾斜时,其内孔与销轴的径向间隙应有一个倾斜的空间,以免发生干涉。金属环与销套密封面的密封是液体密封润滑装置的核心,因此,设计、生产时沉孔底面与销轴中心线的垂直度应控制在0-0.02mm之间,密封润滑式履带的零部件不同于干式。再之,金属环密封面的直径大于非密封面的直径,在外力作用下密封面相对非密封面稳定。有弹性橡胶圈与链节沉孔底面的密封补偿作用,而使问题得以解决。沉孔底面与销轴中心线的垂直度在公差范围内不会倾斜,可避免由此处引发的密封失效。
销轴与链节销孔内表面的加工精度、粗糙度以及压装配合强度影响履带的密封质量;金属环两底面的平面度、销套密封面与销套内孔中心线垂直度同样影响履带的密封质量。就这样,在履带寿命周期内受扭转和旋转力矩反复交替作用下,本发明的密封装置实现动态密封,此时金属环起密封圈的作用。
(3)所述的液体密封润滑装置,其特征在于:金属环2的密封面与配合表面面积相同并加工润滑槽(见附图3)。
其中,图3(a)为金属环的主视图,图3(b)、3(c)、3(d)、3(e)、3(f)、3(g)为六种表面不同形状的左视图,17为金属环的润滑槽。
当履带链节处在上下直线段时,销套与金属环之间无相对运动,当履带链节处在驱动轮和导向轮外表面时,两链节彼此间的转角大约在35°左右,不到十分之一圈,履带的周长一般在8~10m之间,对10km/h运行速度的履带施工机械,销套相当于7r/min,即便是以100km/h的高速行驶,销套也只相当于1.1r/s。
金属环处在低速大扭矩工作状态下,环境条件极其恶劣,须对金属环进行特殊的选材、加工和处理。我们选用合金材料,密封面表面实施超精加工,热处理硬度在HRC65~75之间。此硬度高于与之配合的销套密封面,存在硬度差以利磨合密封,金属环外径小,线速度并不大,加之热传导散热好、摩擦不会导致过热。但长时间受弹性橡胶圈的作用与销套密封面摩擦,有间隙增大的趋势。轴向间隙能否稳定、持久是履带密封寿命的重要因数,同时也是唯一有变化的不稳定因数,轴向间隙增大到超出弹性橡胶圈的弹性范围时将导致漏油。我们采取金属环与销套密封面接触面积相同,克服了现有止推垫圈壁薄与销套端面接触面积小易磨损造成轴向间隙增大的不足。
为进一步强化、稳定轴向间隙,设计、生产时金属环的密封面加工润滑槽17(见附图3c)。当履带链节彼此间相对转动35°左右时,金属环密封面润滑槽内的润滑油、润滑槽形状、宽度、角度、间距保证除密封带外与销套的密封面全润滑。由于磨擦表面得到润滑,保持具有一定最小厚度的油膜,改善了表面的润滑状况,轴向间隙得以稳定、持久,同时磨屑可进入润滑槽以利磨合密封。密封面得到润滑使其转动阻力减小,降低了弹性橡胶圈受扭转的幅度,提高了弹性橡胶圈受扭转的疲劳强度,避免了金属环与弹性橡胶圈发生相对转动,消除了金属环密封面与销套密封面长时间相对运动轴向间隙增大的不足。履带的密封寿命自然延长,此时金属环起稳定轴向间隙的作用。
2、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:销轴直径在φ38mm以下的润滑履带,销套6内孔表面至少开有一个贮油腔13(见附图1)。
贮油腔通过通孔12与销轴中心油孔连通。液体密封润滑履带随着节距变小销轴变细,其强度由于受剪应力的约束,中心油孔自然要变细,中心油孔变细,液体润滑油的贮量就变少难以保障。因此,用机械加工的方法除去销套6内孔表面至少一个部位的一小部分。以补偿油孔直径缩小而减少的贮油容积。这时销套可采用外径中间加厚,两边装配尺寸不变,这样即能保证销套的强度,又可延长销套的使用寿命。
3、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:所述的橡胶塞3采用锥体盲孔橡胶塞(见附图1)。
当密封检测合格每节液体润滑油注满后,用一盲孔锥体橡胶塞封装销轴中心油孔(见实施例1)。现有销轴中心油孔封装由锥体通孔橡胶塞25和塑料塞24组成(见附图7),所了解的现有塑料塞最小直径为6.5mm,当销轴中心油孔直径在5mm时,很显然,现有技术不能封装小轴径润滑履带中心油孔,所以采用盲孔锥体橡胶塞封装中心油孔使问题得到解决,也使液体密封润滑装置应用范围的扩大而得到技术支持。它的另一个优点是简化结构降低成本,如油孔过细在不影响销轴强度前提下,可适当加粗销轴油孔端口直径,形成阶梯孔以便封装。
4、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:履带连接链节采用分体式多齿加长基准面结构,轴端连接链节和套端连接链节在多齿分体面上进行结合,分体面ab、或cd任意两点间的连线延长线与连接链节两底面的夹角α≤25°;齿数6至8个可增加有效工作面的长度,受力均匀不集中(见附图4)。
现有的连接链节分体面齿数少、有效工作面的长度短且受力集中,还有的连接链节分体面呈半圆弧状,均结合面直线长度短,很难检测左右两连接链节分体面是否在一个平面内,这样给组装带来了困难,费工费时不易找正。再之,连接链节的导轨面在下次维修焊接后失去组装基准面,一但失去组装基准面,组装时将导致左右两连接链节分体面不在一个平面内,履带连接后产生内应力,严重的短时间内受冲击载荷作用就会被拉断。现场很难维修,这一点是有先例的。
这样就要求有一个不依赖导轨面、履带板连接面,而又能方便、快捷地使连接链节的分体面确保在一个平面内的组装基准面。ab两点间与cd两点间的连线,都在一条直线上,且长度大于现有连接链节分体面的直线长度,组装时左右两连接链节分体面是否在一个平面内,用一平板检具即刻就可测出,在压装机上随时修正,直到在一个平面内再压装到位。此时,ef两点的连线尽可能的趋于垂直两底面,减小径向分力使连接可靠持久。
5、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:双销轴润滑履带则采用销轴无中心油孔,贮油腔在履带板内。履带板销轴内孔与贮油腔连通;双销轴润滑履带的销轴与连接板之间采用锥体、锥孔的方式连接(见附图2)。
小轴径润滑履带要解决的是:链节沉孔和贮油腔两个难题。
以上双销轴润滑履带贮油腔设在履带板内解决了小轴径液体密封润滑的一个难题。而链节沉孔是安装密封件的基础,我们把沉孔放在双锥孔联结板内,这样就从根本上解决了小轴径液体密封润滑的最后一个难题。
双销轴润滑履带销轴两端与连接板的连结工作面分别加工成锥体、锥孔。在连接板锥孔大头的外端加工有沉孔,以备安装密封件,在连接板锥孔小头也加工有沉孔,以提供防松紧固螺帽的工作空间,履带销轴两端加工有螺纹与连接板连接后用防松紧固螺帽扭紧。连接板锥孔小头沉孔的底平面组装后要高出销轴锥体小头至少2mm。使防松紧固螺帽扭紧后锥体与锥孔结合紧密、连接可靠。采用防松紧固螺帽便于快速拆装,扭紧后螺帽不能外露以防硬物擦伤。履带板销轴内孔端面密封面低于履带板端面一个金属环的厚度,使连接板内的密封件组装后免受驱动齿轮的冲击。当设计尺寸给定时就要求保证防松紧固螺帽扭紧后,销轴的轴向间隙自动调整完毕。在一块履带板内至少开有两个贮油腔。
6、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:双密封滚轮式润滑履带采用销轴无中心油孔,在滚轮外圆表面两端面中间向滚轮圆心方向,相差120°加工三个通孔,该三个通孔即是注油孔、也是贮油腔。并通过销套6内的通孔34与贮油腔35连通,三个通孔26的端口用橡胶塞3封装,见附图5A-A剖视图。
三个通孔的延长线不在一条直线上只在圆心相交,排出了某一角度滚轮受力时的应力集中。滚轮20的外圆、内孔表面都是直线段没有阶梯见附图5(a)。但在滚轮两端面与金属环2相接触的表面,凸起一台阶在3~5mm之间视条件而定。一可把密封面隐藏在沉孔4内,同时又保证了滚轮两端面不与链节8内表面接触,同样,在链节7内侧面与链节8外侧面间也不接触。
在滚轮内孔表面与销套6外表面间装有无保持架滚针轴承33,滚针轴承两端面倒圆角,其长度略低于滚轮两端面,径向间隙合理使滚针不在滚轮内孔表面扭曲。与滚针轴承两端面相接触的金属环2a表面不加工润滑槽,以免润滑槽与滚针轴承端面发生干涉,金属环2a表面采用全密封带方式见附图3(b),可限制滚针沿轴向运动。
现有滚轮内孔表面中间加工一个凹槽安装滚针33a,使滚轮20a内孔表面呈阶梯状,见附图5(b)。加工难度大,同样安装滚针轴承,前者内孔表面直线段长、承载能力强稳定,内孔表面没有阶梯、切削量少节省原材料,加工简便生产效率高。以液体润滑取代润滑脂润滑,前者均明显优于后者。
在链节8的沉孔内装有橡胶圈和金属环密封件,分别与滚轮两端面密封面实现第一道密封。在销套6外表面中间部位开有一个通孔34,见附图5(a)。使贮油腔润滑油到达销套内表面与销轴间实现液体润滑。销套6中间凹进部分35也是贮油腔的一部分,在链节7的沉孔内也装有橡胶圈和金属环密封件,与销套6两端面实现第二道密封。采用液体润滑低温起动阻力小、运行平稳、吸震能力强噪音小。克服了现有润滑脂老化运行阻力大,时而卡滞现象的不足。
7、所述的液体密封润滑装置,其特征在于:双外套润滑链条采用销轴中心油孔的方式,销轴外表面中部有一缩径的空间,与销轴内的中心油孔相通共为贮油腔。在链节的内侧面或外侧面焊结加强板,解决链节沉孔问题,以备安装密封件(见附图6)。
此种链条分为两种:
a型外套21两端面内孔端各加工1个凹槽37,在凹槽内安装橡胶密封圈,外套内表面与销套外表面间通过注油阀注入润滑脂润滑。并在外套21外表面还设有脂润滑安全阀。销套与销轴间采用液体密封方式润滑。
b型除与a型相同外,内链节8可采用增加板厚,或在内链节8的内表面焊结加强板,解决链节沉孔问题。另在销套6外表面中间部位开有一个通孔36,使贮油腔31润滑油到达销套6外表面与外套21内孔表面间实现液体润滑。
以上a、b两种链条的中心油孔采用阶梯孔方式封装。
本发明的有益效果是:所采用的液体密封润滑装置,结构简单制造成本低,工艺先进、止推强度大,运行阻力小,在履带使用寿命周期内集中表现为:节资、节材、节能、环保。产品维修价值高,主件无须更换,是干系列所不能比拟的。这种履带使用寿命是干磨的一倍以上。可供煤炭、水利、电力、农业、轻工、制造业等采用。可制成供雪地车、水陆两用车浅海作业的润滑履带。双销轴润滑履带可在军事上用于坦克、及履带式火炮牵引车等(见附图2)。以上如形成产业化可节省大量的钢材,在多领域有着重要的实用价值和广泛的应用前景。
在本发明的范围内,还可作多种技术变型,比如铰链,再比如金属环采用陶瓷、复合材料等组成的密封装置,在轴向力不大的情况下可用于各种泵的旋转端面密封。
附图说明
图1本发明结构示意图。
图2双销轴密封润滑履带结构示意图。
图3金属环主、左视图。
图4分体式履带连接链节结构示意图
图5双密封滚轮式润滑履带结构示意图及滚轮剖视图。
图6双外套密封润滑链条结构示意图。
图7现有密封润滑式履带结构示意图。
具体实施方式
实施例1
参照附图1,本发明所述密封润滑履带,由弹性橡胶圈1、金属环2、和锥体盲孔橡胶塞3组成。涉及有链节沉孔4、销轴5、销套6、链节7、8、9、10、中心油孔11、通孔12、贮油腔13。
手动将弹性橡胶圈1套装在金属环2的外表面上,一同压入链节沉孔4内。此时橡胶圈的外侧面与链节7、10的沉孔内侧面有一定量的过盈配合,金属环悬浮在沉孔内中心,首先将一组(左右各一个)套端连接链节19见附图4与销套6组装,并使左右套端连接链节分体面在一个平面内(最后组装轴端连接链节18)。再将装有密封件的链节7、10和链节8、9经销轴5销套6的连接压装到位,此时弹性橡胶圈1被压缩产生一弹性力作用在金属环2上,使金属环2的密封面和销套6的密封面实现可靠密封。在金属环2强大的止推承载能力支持下,保证了链节7、8,9、10,之间不再发生摩擦。之后,金属环2在设定的间隙范围内随外力和弹性橡胶圈作用自由的轴向浮动。销套6相对于销轴5的任何轴向运动,而出现的销套端面空隙,瞬间都将得到金属环轴向浮动的补偿而实现动态密封。所有这些都是在弹性橡胶圈1的作用下得到的。这就要求弹性橡胶圈1的弹性、抗永久变型、抗老化、耐油、耐酸碱等项技术指标,寿命至少要在五年以上。否则,其中一项技术指标提前出问题,则密封润滑履带的密封都将失效。
履带润滑油则选用重载、抗磨、流动性好、在-45℃—90℃温度下不失效的产品,检测和注油同时在专用设备上进行。通过销轴中心油孔抽成准真空状态进行密封检测,不得有任何泄漏,真空表数值在30秒内须保持不变(否则为密封检测不合格返工排出)。此时中心油孔端口竖直向上,关闭通往真空泵的开关,打开润滑油的开关,(贮油容器加油口与大气相通),液体润滑油在压力差的作用下将中心油孔和贮油腔注满。润滑油经销轴5的中心油孔11过通孔12进入轴套间。
采用空气压力平衡的方法封装销轴中心油孔,见附图1中的锥体盲孔橡胶塞3。即将一细通气导管沿锥体盲孔橡胶塞3的轴线中心穿透,再一起装入销轴5的中心油孔11,当橡胶塞进入中心油孔后,中心油孔内的压力升高,此时气体或液体随通气导管排出。橡胶塞装入中心油孔的深度直到图纸要求为止。被压缩的橡胶塞与中心油孔壁紧密结合,拨出通气导管的同时橡胶塞被刺穿的小孔迅速恢复原状,中心油孔内的液体润滑油与外界隔离即封装完毕。
以上实施例经挖掘机190mm节距履带组装实验效果良好,目前仍在实验中。
实施例2
附图2为双销轴无销轴中心油孔密封润滑履带,为本发明所述密封润滑履带的另一种类型。由弹性橡胶圈1、金属环2、和锥体盲孔橡胶塞3组成。涉及有双锥孔联结板14、履带销轴5、履带板16、防松紧固螺帽15、油孔11a(在履带板内)。
履带板16是单体件,每个履带板16内有两个销孔,应当指出的是:两个销孔加工时应在中部表面开有多道贮油腔,(附图中省略)以利于贮油。此种履带分两种组装方式,如附图2(a)、2(b),板与板之间是通过双锥孔联结板14连接的。双锥孔连接板14相当于被动齿轮,主动齿轮在两连接板之间的空置部位。
同样,手动将弹性橡胶圈1套装在金属环2的外表面上,一同压入双锥孔连接板14的沉孔内,将履带销轴5装入履带板16的销孔内,将带有密封装置的双锥孔连接板14装入履带销轴5两端,再将防松紧固螺帽15拧到履带销轴5两端的螺纹上,并按规定扭矩扭紧,使双锥孔连接板14与履带销轴5牢固结合,同时金属环2密封面与履带板16销孔端面密封面实现密封。经检测合格后,将润滑油注入履带板的油孔11a内,再用锥体盲孔橡胶塞3将油孔11a封装。此种履带采用液体密封润滑可降低噪音,本发明适合双销轴液体密封润滑履带100km/h的高速行驶。
实施例3
附图5为双密封滚轮式润滑履带,采用销轴无中心油孔,贮油腔在滚轮内的方式,为本发明所述密封润滑履带的又一种类型。由弹性橡胶圈1、1a、金属环2、2a、和锥体盲孔橡胶塞3组成。涉及有滚轮20、滚针轴承33、销轴5、销套6、贮油腔26、35、通孔34、链节沉孔4、内链节8、外链节7。
结合实施例对照附图5说明如下:此种双密封装置,一个安装在内部,一个安装在外部,即由两个相同作用的单密封装置组成的双密封。等于在附图1销套6的外表面增加了一个滚轮,不同的是,附图1承重轮在履带上滚动,而滚轮式履带的滚轮外径大于链节高度则在相对静止的导轨上滚动,在内链节8垂直内链节的弯板平面上钻孔,以安装履带板或物料箱等。
滚轮式履带的链节是采用薄板模具冲压成型。为了节约材料,同时还要保证销轴5与外链节7配合表面的组装强度,在外链节7的两外端面各焊接一加强板,在外链节7的内侧面绕轴中心加工沉孔、内链节8采用加厚板绕孔中心加工沉孔,以备安装密封件(如有需要也可在内链节8的内侧面焊结加强板)。
同样手动将弹性橡胶圈1、1a,金属环2、2a分别压入链节7、8的沉孔内。再把无保持架滚针轴承33装满滚轮20内孔表面,销套6再装入滚轮20已装满滚针轴承的内孔,滚轮20两端面不加任何垫片,此时,销套6两端与链节8压装,轴向间隙靠工装保证,滚轮两端面密封面与金属环2a的径向外边缘密封面相接触实现密封,此时金属环的径向内边缘密封面起限制作用,防止滚针轴承轴向移动。金属环2a的密封面不加工润滑槽,滚针轴承在轴向被限制在两金属环之间,径向被限制在销套6外表面和滚轮20的内表面之间。将销轴5再装入销套6内,销轴5与链节7压装,内链节8与销套6,外链节7与销轴5每次都成对组装。要指出的是,以上双密封润滑履带设计时均保证履带组装后链节间互不干扰,当履带受扭转力矩作用时,金属环起止推垫圈的作用。避免了现有技术中滚轮两端面与链节8内表面、链节8的外表面与链节7的内表面相互摩擦,受损后造成链节拉断的不足。注油、封装与实施例1相同。
实施例4
附图6为双外套密封润滑链条,采用销轴中心油孔的方式,销轴外表面中部有一缩径的空间,与销轴内的中心油孔相通共为贮油腔。为本发明所述液体密封润滑装置的又一种类型,由弹性橡胶圈1、1b、金属环2、2b、和锥体盲孔橡胶塞3组成。涉及有销轴5,销套6,链节沉孔4,内链节8,外链节7,外套21,润滑脂注油阀29、安全阀30,凹槽37,橡胶密封圈28,贮油腔31,销轴通孔32,销套通孔36(见附图6)。
此种双外套密封润滑链条,外套直径小于链节高度,是一种广泛应用的传动链。以下与实施例3相同部分不再重复。
将润滑脂注油阀29、安全阀30分别装入外套21阀孔内,橡胶密封圈28装入外套21凹槽37内,销套6装入外套21孔内,此时橡胶密封圈均高出外套21两端面表面一部分,销套6两端与内链节8压装。组装后,橡胶密封圈被压缩,与内链节8内侧面和销套6外表面密封,弹性橡胶圈28隐藏在内,可防硬物刺伤,与内链节8内侧面密封,可防灰尘进入和润滑脂泄漏。
要指出的是,内链节8与橡胶密封圈28的接触面粗糙度直接影响链条的使用寿命,须精整和精加工,销轴5装入销套6内孔,与装有密封件的外链节7压装,但对内链节8与外套21之间相互磨损将无法克服,算是一个不足。而采用混合式密封润滑也不失是个好办法。所以,此种链条只适合扭转力矩小的条件下使用,如在强尘扭矩大的情况下采用附图6(b)型,该型是相同型号的另一种类型。
Claims (11)
1、一种液体密封润滑装置,由弹性橡胶圈(1)、金属环(2)和橡胶塞(3)组成,在设有此液体密封润滑装置的履带链节或履带连接板(14)的沉孔(4)内,只装有一个所述弹性橡胶圈(1)和一个所述金属环(2),其特征在于:所述金属环(2)的外表面呈阶梯状,所述金属环的大径端面为密封面,该密封面与配合表面面积相同,所述弹性橡胶圈(1)套装在所述金属环(2)的外表面上。
2、根椐权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:所述密封面的内侧圆周表面加工有润滑槽(17)、外侧圆周表面加工有封闭的环状密封带(27)。
3、根椐权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:所述金属环(2)密封面不加工润滑槽(17)、采用全密封带结构。
4、根据权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:当装有此液体密封润滑装置的履带的销轴(5)直径为Φ38毫米以下时,在所述销套(6)内孔壁表面至少开有一个贮油腔(13),并通过销轴通孔(12)与油孔(11)连通。
5、根据权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:当所述的装有此液体密封润滑装置的履带为双销轴润滑履带时,贮油腔(11a)设在履带板(16)内,所述履带板(16)内的销轴内孔与贮油腔(11a)连通,所述的双销轴润滑履带的销轴(5)与所述履带连接板(14)之间采用锥体、锥孔的方式连接。
6、根据权利要求5所述的液体密封润滑装置,其特征在于:所述履带板(16)销轴内孔端面密封面低于所述履带板(16)的端面一个金属环的厚度,使所述履带连接板(14)内的密封件组装后免受驱动齿轮的冲击,所述销轴内孔加工时应在中部表面开有多道贮油腔以利于贮油。
7、根据权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:当所述的装有此液体密封润滑装置的履带为双密封滚轮式润滑履带时,在滚轮(20)外圆表面向滚轮圆心方向相差120°加工三个通孔(26),所述三个通孔既是注油孔,也是贮油腔,并通过销套(6)内的通孔(34)连通,并且所述三个通孔(26)的端口用所述橡胶塞(3)封装。
8、根据权利要求7所述的液体密封润滑装置,其特征在于:滚轮(20)的外圆、内孔表面都是直线段没有阶梯,所述滚轮(20)的两端面与金属环(2a)相接触的表面凸起一高3~5mm的台阶。
9、根据权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:当所述的装有此液体密封润滑装置的履带为双外套链条式润滑履带时,采用销轴(5)中心油孔的方式,所述销轴(5)外表面中部有一缩径的空间(31),通过销轴通孔(32)与销轴(5)内的中心油孔相通共为贮油腔。
10、根据权利要求9所述的液体密封润滑装置,其特征在于:外套(21)两端面内孔端各加工一个凹槽(37),在所述凹槽(37)内安装橡胶密封圈(28),外套(21)内表面与销套(6)外表面间通过注油阀注入润滑脂润滑,并在外套(21)外表面还设有润滑脂安全阀(30),所述销套(6)与所述销轴(5)间采用液体密封方式润滑。
11、根据权利要求1所述的液体密封润滑装置,其特征在于:所述的橡胶塞(3)采用锥体盲孔橡胶塞,若所述的设有此液体密封润滑装置的履带的销轴(5)中心油孔过细,在不影响所述销轴(5)强度的前提下,可适当加粗所述销轴(5)中心油孔的端口直径,形成阶梯孔以便封装。
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