CN102282061A - 履带式机械用的惰轮和行走机构组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带式机械(13)用的行走机构组件(10)的惰轮(25)。所述行走机构组件包括至少两个由筒(34)相互连接的链节(55)。所述筒可具有被布置成围绕销(43)并可相对于该销转动的衬套(37)。至少一个链节可具有链轨磨损面(61)，该链轨磨损面可设置成与所述衬套相距一初始磨损面高度(82)。所述惰轮可具有下表面(67)，该下表面可构造成磨损所述链轨磨损面。所述惰轮还可具有上表面(70)，该上表面可构造成磨损所述衬套。所述上表面可设置成位于所述下表面的径向外侧且与所述下表面相距一初始上表面高度(85)。所述初始上表面高度可为所述初始磨损面高度的约70％至约90％。

Description

履带式机械用的惰轮和行走机构组件

技术领域

本发明总体上涉及履带式机械(机器)用的行走机构组件(底架组件，undercarriage assembly)，更具体地，本发明涉及履带式机械用的行走机构组件的惰轮(导轮/张紧轮，idler)。

背景技术

一些履带式机械的履带组件包括一对平行的履带链，该履带链包括由沿横向布置的销相互连接的多个链节。衬套布置在每个销的周围，使得该衬套能相对于销和链节转动。该衬套由驱动链轮接合，该驱动链轮推进履带组件。具体地，履带组件围绕导引滚轮和惰轮转动。随着履带组件转动，该履带组件与地面接合并推进机械。不利的是，履带组件围绕惰轮的转动可导致不期望的噪声以及链节磨损。

一种减小由履带组件围绕惰轮转动所导致的噪声的方式为：减小履带组件与惰轮之间的直接接触。在2005年11月17日公开的Miller的美国专利申请公报No.2005/0253453 A1(′453公报)中描述了这种方案的一示例。该′453公报描述了包括多个轴向间隔开的环形凸缘的惰轮。所述凸缘中的第一凸缘和第二凸缘设置在惰轮的两相反侧。这些具有基本上相同直径的凸缘支承和引导围绕惰轮的链的链节。具有比这些凸缘中的第一凸缘和第二凸缘的直径大的直径的中央凸缘定位在这些凸缘的第一凸缘和第二凸缘之间。并且，弹性环沿周向包围中央凸缘。该弹性环适于与销-衬套组件直接和弹性地接合，由此减小了当履带围绕惰轮转动时履带(包括通过销-衬套组件相互连接的链节)与惰轮之间的接触噪声。

发明内容

一方面，本发明涉及一种履带式机械用的行走机构组件的惰轮。所述行走机构组件可包括至少两个链节，所述链节可由筒相互连接。所述筒可具有被布置成围绕销并可相对于该销转动的衬套。所述链节中的至少一个可包括链轨(link rail)磨损面，该链轨磨损面设置成与所述衬套相距一初始磨损面高度。所述惰轮可包括下表面，该下表面可构造成对所述链轨磨损面进行磨损。所述惰轮还可包括上表面，该上表面可构造成对所述衬套进行磨损。所述上表面可设置成位于所述下表面的径向外侧并与所述下表面相距一初始上表面高度。所述初始上表面高度可以为所述初始磨损面高度的约70％至约90％。

另一方面，本发明涉及一种履带式机械用的行走机构组件。所述行走机构组件可包括惰轮，该惰轮可包括下表面和上表面。所述上表面可设置成位于所述下表面的径向外侧。所述行走机构组件还可包括至少两个链节，所述链节可由筒相互连接。所述筒可包括被布置成围绕销并能相对于该销转动的衬套。所述链节中的至少一个可包括链轨磨损面，该链轨磨损面可与所述下表面相接触。所述链轨磨损面可设置成与所述衬套相距一初始磨损面高度。另外，所述行走机构组件可包括间隙，该间隙可位于所述上表面与所述衬套之间。所述间隙可包括初始间隙高度，该初始间隙高度可为所述初始磨损面高度的约10％至约30％。

又一方面，本发明涉及一种操作履带式机械的方法。该履带式机械可包括行走机构组件，该行走机构组件可包括惰轮、初始链节和初始衬套。该方法可包括：在第一时间段中，在所述初始衬套不与所述惰轮相接触的状态下，使所述初始链节与所述惰轮相接触。该方法还可包括：在继第一时间段之后的第二时间段中，使所述初始衬套与所述惰轮相接触。

附图说明

图1是示例性公开的履带式机械用的示例性公开的行走机构组件的侧视图；

图2是与图1的行走机构组件的示例性公开的初始链节相接触的、图1的行走机构组件的示例性公开的惰轮的剖面图；

图3是与示例性公开的初始衬套相接触的、示例性公开的第一局部磨损惰轮的剖面图；

图4是与示例性公开的替换链节相接触的、示例性公开的第二局部磨损惰轮的剖面图；

图5是与示例性公开的替换衬套相接触的、示例性公开的第三局部磨损惰轮的剖面图；

图6是对操作图1的履带式机械的示例性公开的方法进行描述的流程图。

具体实施方式

图1示出履带式机械13用的示例性的行走机构组件10。例如，机械13可以是装载机、挖掘机、牵引机、坦克或其他具有履带式牵引装置的移动机械。行走机构组件10可包括驱动链轮16，该驱动链轮推进履带组件19。具体地，链轮16可使履带组件19绕导引滚轮22和惰轮25转动。随着履带组件19转动，履带组件19的履齿28可与地面(未示出)相接合并推进机械13。虽然图1仅示出一个惰轮25，但应理解的是链轮16可使履带组件19绕多于一个的惰轮转动。

如图2中所示，履带组件19可包括一对平行的履带链31a和31b，该履带链31a和31b可由沿横向布置的筒34相连接。每个筒34(下文中“筒34”)可包括一衬套37、两个密封插入件40、一销43和两个轴环46。衬套37可布置成围绕销43，并且当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时该衬套37可接触和磨损链轮16和/或惰轮25(参见图3和图5)。每个密封插入件40也可布置成围绕销43，并且可与履带链31a或31b相连接。销43可以是中空的柱体，并且可被充有可流入和流出销43的润滑剂。该润滑剂可减小销43、衬套37和密封插入件40之间的摩擦，以使得衬套37和密封插入件40相对于销43转动。与密封插入件40一样，每个轴环46也可布置成围绕销43，并且可与履带链31a或31b相连接。然而，轴环46可安装到销43上。

如上文讨论地，筒34可与履带链31a和31b相连接。例如，筒34可与履带链31a的外链节49a、履带链31a的内链节52a、履带链31b的内链节52b以及履带链31b的外链节49b相连接。外链节49a和49b(下文中“外链节49”)可以彼此相同或不同。并且，内链节52a和52b(下文中“内链节52”)可以彼此相同或不同。另外，外链节49与内链节52可以彼此相同或不同。在任何情况下，外链节49和内链节52(下文中“链节55”)均可包括两个孔58(参见图1)。并且，筒34的轴环46和/或密封插入件40可与孔58相连接，以使两个或更多个链节55相连接。每个链节55(下文中“链节55”)也可包括被设置成与每个衬套37(下文中“衬套37”)相距磨损面高度64的链轨磨损面61。当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时，磨损面61可以以可滑动的方式接触和磨损导引滚轮22和惰轮25。

惰轮25可由与链节55相同的材料(例如钢)形成，并且可包括柱形的下表面67和柱形的上表面70。下表面67可以是惰轮25的当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时与链节55的磨损面61相接触和磨损的面。换言之，当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时，磨损面61与下表面67可以彼此可滑动的方式接触和磨损。上表面70可设置成沿横向与下表面67相邻并且沿径向位于下表面67的外侧。具体地，上表面70可设置成位于下表面67的径向外侧并与该下表面相距一上表面高度73。换言之，上表面70的半径(未示出)可比下表面67的半径(未示出)大一上表面高度73。当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时，上表面70可以以可转动的方式接触和磨损衬套37(参见图3和图5)。作为选择，惰轮25可包括两个下表面67，且上表面70可设置成沿横向位于下表面67之间。

如上文讨论地，当履带组件19围绕导引滚轮22转动时，磨损面61和下表面67可彼此接触和磨损。然而，应注意到的是，这种接触可防止上表面70和衬套37彼此接触和磨损。尤其是如图2中所示，磨损面61与下表面67之间的接触可使得上表面70与衬套37之间形成间隙76。例如，间隙76可具有间隙高度79，该间隙高度可等于磨损面高度64与上表面高度73之差。当磨损面61与下表面67彼此接触和磨损时，可设想到的是磨损面高度64可缩小而上表面高度73可增大，从而造成间隙高度79缩小。最终，间隙高度79可缩小至零，从而使得上表面70和衬套37彼此接触和磨损(参见图3和图5，如下文讨论地)。

可设想到的是，在链节55的使用寿命中，上表面70和衬套37之间可开始接触。如在此所使用地，链节55的使用寿命包括一时间段，在该时间段中磨损面高度64从初始磨损面高度82缩小至最小可接受高度。例如，磨损面61可设置成当链节55被磨损0％时(亦即，当链节55是新的时)该磨损面与衬套37相距初始磨损面高度82。并且，磨损面61可设置成当链节55被磨损100％时(亦即，当需要对链节55进行替换时)该磨损面与衬套37相距最小可接受高度。在链节55的使用寿命期间中的具体时间点可由链节55被磨损到何种程度来表示。例如，如上文已指出地，链节55当被磨损0％时是新的，而链节55当被磨损100％时需要被替换。使用公式

来确定0％与100％之间的时间点处的链节磨损百分比，其中P是链节磨损百分比，O是初始的磨损面高度82，C是在链节55的使用寿命中的特定时间点处的磨损面高度64，以及M是最小可接受高度。在链节55的使用寿命期间中的时间段也可由链节55被磨损到何种程度来表示。例如，一时间段可在链节55被磨损0％时开始并且可在链节55被磨损50％时结束。另外，在链节55的使用寿命中的时间段的长度可由在该时间段中链节55被磨损成什么程度表示。例如，在链节55被磨损30％时开始的并且在链节55被磨损100％时结束的一时间段的长度可以是70％。换言之，在该时间段中链节55被磨损70％。

间隙高度79缩小至零时的时间点可根据初始磨损面高度82、初始上表面高度85和初始间隙高度88的相关尺寸而改变。例如，上表面70可设置成当链节55是新的时位于下表面67径向外侧并与该下表面相距初始上表面高度85。并且，当链节55是新的时，间隙76可具有初始间隙高度88。可设想到的是，间隙高度79缩小至零时的时间点可影响机械13的特定操作特性。因此，初始磨损面高度82、初始上表面高度85和初始间隙高度88的相关尺寸可被定制成实现机械13的所期望的操作特性。例如，行走机构组件10可构造出减少与机械13相关的维护成本和/或提高机械13的乘坐质量/行驶平顺性(ride quality)。

通过构造行走机构组件10以避免主要影响机械13乘坐质量的履齿干涉，可降低与机械13关联的维护成本。当由于履带组件19与惰轮25相接触而致使履齿28(参见图1)接合并戳入地面中时会发生履齿干涉。不利的是，与链节55(磨损面61)与惰轮25(下表面67)之间的接触相比较，衬套37与惰轮25(上表面70)之间的接触(参见图3和图5，如下文讨论地)可随着时间将履齿28更深地压迫入地面中。最终，由衬套37与上表面70之间的接触造成的履齿干涉可大大影响机械13的乘坐质量，因此需要维护。具体地，可能需要调节惰轮25的高度，使得衬套37与上表面70之间的接触不再将履齿28太深地压迫入地面中。然而，可设想到的是，可减小衬套37与上表面70彼此接触的时间长度，以避免对机械13的乘坐质量产生重大影响的履齿干涉。例如，该时间长度可通过将初始上表面高度85的尺寸设定成使得初始间隙高度88大于初始磨损面高度82的约10％(亦即，使得初始上表面高度85小于初始磨损面高度82的约90％)而被充分减小。作为另一个实施例，该时间长度可通过将初始上表面高度85的尺寸设定成使得初始间隙高度88大于初始磨损面高度82的约15％(亦即，使得初始上表面高度85小于初始磨损面高度82的约85％)而被充分减小。

可通过构造行走机构组件10以避免磨损面61转变成高度弯曲的表面来提高机械13的乘坐质量，该高度弯曲的表面造成机械13极其颠簸/不平滑的行驶。当磨损面61与下表面67彼此接触和磨损时，磨损面61可从平坦的表面转变成逐渐弯曲的表面。不利的是，相邻的链节55的高度弯曲的磨损面61可形成非常不平坦的台，当履带组件19围绕导引滚轮22和惰轮25转动时导引滚轮25沿着该不平坦的台行进。这会造成机械13极其颠簸的行驶。然而，可设想到的是，磨损面61与下表面67彼此接触和磨损的时间长度可被减小，以避免磨损面61转变成造成机械13极其颠簸行驶的高度弯曲的表面。例如，该时间长度可通过将初始上表面高度85的尺寸设定成使得初始的间隙高度88小于初始磨损面高度82的约30％(亦即，使得初始上表面高度85大于初始磨损面高度82的约70％)而被充分减小。

虽然初始上表面高度85的尺寸可被设定成降低与机械13关联的维护成本或提高机械13的乘坐质量，但是可设想到的是，初始上表面高度85的尺寸也可被设定成既降低与机械13关联的维护成本又提高机械13的乘坐质量。例如，可将初始上表面高度85的尺寸设定成使得初始间隙高度88为初始磨损面高度82的约10％至约30％(亦即，使得初始上表面高度85为初始磨损面高度82的约70％至约90％)。作为另一个实施例，可将初始上表面高度85的尺寸设定成，使得初始间隙高度88为初始磨损面高度82的约15％至30％(亦即，使得初始上表面高度85为初始磨损面高度82的约70％至约85％)。

如上文讨论地，惰轮25的上表面70与衬套37之间的接触最初可通过链节55的磨损面61与惰轮25的下表面67之间的接触而被阻止，但在链节55的使用寿命中还是会发生惰轮25的上表面70与衬套37之间的接触。例如，如图2中所示，惰轮25的上表面70与初始衬套137之间的接触最初可通过初始链节155的链轨磨损面161与惰轮25的下表面67之间的接触而被阻止。然而，磨损面161与下表面67之间的磨损最终会使初始链节155转变成局部磨损的初始链节155′，并且使惰轮25转变成第一局部磨损惰轮25′，如图3中所示。这些转变可使得第一局部磨损惰轮25′的上表面70′与初始衬套137相接触。例如，惰轮25的初始上表面高度85(参见图2)的尺寸可被设定成，使得当局部磨损的初始链节155′被磨损约40％至约60％时上表面70′与初始衬套137相接触。

不论上表面70′何时与初始衬套137相接触，局部磨损的初始链节155′的磨损面161′与导引滚轮22之间的磨损可最终导致需要对初始链节155进行替换。类似地，第一局部磨损惰轮25′的上表面70′与初始衬套137之间的磨损可最终导致需要对初始衬套137进行替换。例如，如图4中所示，初始链节155可由替换链节255来替换，而初始衬套137可由替换衬套237来替换。应注意到的是，当初始链节155和初始衬套137被替换时，惰轮25可能不必被替换。因此，即使替换链节255的初始磨损面高度282可与初始链节155的初始磨损面高度182(参见图2)相同，第二局部磨损惰轮25″的初始上表面高度85″也可能不与惰轮25的初始上表面高度85(参见图2)相同。

类似于上表面70与初始衬套137之间的接触，第二局部磨损惰轮25″的上表面70″与替换衬套237之间的接触最初也可通过替换链节255的链轨磨损面261与第二局部磨损惰轮25″的下表面67″之间的接触而被阻止。然而，磨损面261与下表面67″之间的磨损可最终导致替换链节255转变成局部磨损的替换链节255′，并且将第二局部磨损惰轮25″转变成第三局部磨损惰轮25′″，如图5中所示。这些转变可允许第三局部磨损惰轮25′″的上表面70′″与替换衬套237相接触。例如，初始上表面高度85″(参见图4)的尺寸可被设定成，使得当局部磨损的替换链节255′被磨损约20％至约40％时上表面70′″与替换衬套237相接触。

图6示出操作机械13的示例性的方法。在下面的段落中将讨论图6，以进一步阐明机械13及其操作。

工业实用性

通常，行走机构组件可应用于履带式机械中。所公开的惰轮和行走机构组件当应用于在磨耗环境中使用的履带式机械中时是特别有益的。这些环境可加速对机械的部件的磨损。可将行走机构组件的惰轮构造成，使得当行走机构组件的链节被磨损一定量时该惰轮终止与行走机构组件的链节的接触。这可降低与机械关联的维护成本和/或提高机械的乘坐质量。现在对包括所公开的惰轮和行走机构组件的履带式机械的操作进行描述。

如图6中所示，操作机械的方法可包括：使行走机构组件的初始链节与行走机构组件的惰轮以可滑动的方式相接触(步骤600)。可设想到的是，该接触最初可阻止行走机构组件的惰轮与初始衬套之间的接触。例如，惰轮与初始衬套之间的接触可在第一时间段中被阻止。因此，在第一时间段期间惰轮可不接触初始衬套。

然而，由惰轮与初始链节之间的接触造成的该惰轮与该初始链节之间的磨损最终会使得惰轮和初始链节转变。因此，机械的后续操作可包括：使初始衬套与惰轮以可转动的方式相接触(步骤610)。例如，该接触可持续第二时间段。可设想到的是，可随后用替换链节来替换初始链节(步骤620)。这是因为在第一时间段期间初始链节与惰轮之间的磨损以及在第二时间段期间行走机构组件的初始链节与导引滚轮之间的磨损可导致需要替换初始链节。

也可设想到的是，在第二时间段之后可用替换衬套来替换初始衬套(步骤630)。这是因为在第一和第二时间段期间行走机构组件的初始衬套与链轮之间的磨损以及在第二时间段期间初始衬套与惰轮之间的磨损可导致需要替换初始衬套。作为选择，在第二时间段之后，初始衬套可不被替换。这是因为：与初始链节与惰轮之间的可滑动式的接触使初始链节磨损相比较，初始衬套与惰轮之间的可转动式的接触可使初始衬套更慢地被磨损。因此，初始衬套可能不需要替换。然而，可设想到的是，即使初始衬套不需要替换，但也可替换该初始衬套，因为替换衬套可能预先组装在替换链节上。

在用替换链节来替换初始链节和/或用替换衬套来替换初始衬套之后，机械的后续操作可包括：使替换链节以可滑动的方式与惰轮相接触(步骤(640)。可设想到的是，该接触最初可阻止惰轮与替换衬套(或初始衬套，如果该初始衬套没有被替换)之间的接触。例如，惰轮与替换衬套(或初始衬套)之间的接触在第三时间段中可被阻止。因此，在第三时间段期间惰轮可不与替换衬套(或初始衬套)相接触。

然而，由惰轮与替换链节之间的接触造成的该惰轮与该替换链节之间的磨损最终会使得该惰轮和该替换链节转变。因此，机械的后续操作可包括：使替换衬套(或初始衬套)与惰轮以可转动的方式相接触(步骤650)。

例如，这种接触可持续第四时间段。随后，由于行走机构组件的各个构件之间的磨损，可能需要对惰轮、替换链节以及替换衬套(或初始衬套)进行替换。在该替换完成之后，机械的后续操作可包括：重复步骤600-650。

可设想到的是，通过设定惰轮的初始上表面高度的尺寸可调节第一、第二、第三和第三时间段的长度。例如，可调节这些时间段的长度，以降低与机械关联的维护成本和/或提高机械的乘坐质量。在一些实施方式中，这些时间段的长度可被调节成既降低了与机械关联的维护成本又提高了机械的乘坐质量，如上文在详细描述中讨论地。例如，可将初始上表面高度的尺寸设定成，使得在第一时间段期间初始链节被磨损约40％至约60％，而在第三时间段期间替换链节被磨损约20％至约40％。

Claims (10)

1.一种履带式机械(13)用的行走机构组件(10)的惰轮(25)，所述行走机构组件包括至少两个由筒(34)相互连接的链节(55)，所述筒包括被布置成围绕销(43)并可相对于该销转动的衬套(37)，其中，所述链节中的至少一个链节包括链轨磨损面(61)，所述链轨磨损面设置成与所述衬套相距初始磨损面高度(82)，所述惰轮包括：

下表面(67)，所述下表面构造成磨损所述链轨磨损面，以及

上表面(70)，所述上表面构造成磨损所述衬套，其中：

所述上表面设置成位于所述下表面径向外侧且与所述下表面相距初始上表面高度(85)；以及

所述初始上表面高度为所述初始磨损面高度的约70％至约90％。

2.根据权利要求1所述的惰轮，其中，所述初始上表面高度为所述初始磨损面高度的约70％至约85％。

3.根据权利要求1或2所述的惰轮，其中，所述初始上表面高度的尺寸被设定成，使得当所述链节中的包括所述链轨磨损面的所述至少一个链节被磨损约20％至约60％时所述上表面与所述衬套相接触。

4.根据权利要求3所述的惰轮，其中，所述初始上表面高度的尺寸被设定成，使得当所述链节中的包括所述链轨磨损面的所述至少一个链节被磨损约40％至约60％时所述上表面与所述衬套相接触。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的惰轮，其中，所述惰轮包括两个下表面(67)，所述上表面设置成沿横向位于所述两个下表面之间。

6.一种履带式机械(13)用的行走机构组件(10)，所述行走机构组件包括：

至少两个由筒(34)相互连接的链节(55)，所述筒包括被布置成围绕销(43)并可相对于该销转动的衬套(37)；

根据权利要求1至5中任一项所述的惰轮；以及

间隙(76)，所述间隙位于所述惰轮的上表面与所述衬套之间。

7.一种操作履带式机械(13)的方法，所述履带式机械包括行走机构组件(10)，所述行走机构组件具有惰轮(25)、初始链节(155)和初始衬套(137)，所述方法包括：

在第一时间段中，使所述初始链节与所述惰轮相接触，而所述初始衬套不与所述惰轮接触；以及

在继所述第一时间段之后的第二时间段中，使所述初始衬套与所述惰轮相接触。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在所述第一时间段期间所述初始链节被磨损约40％至约60％。

9.根据权利要求7或8所述的方法，还包括：

继所述第二时间段之后，用替换链节(255)来替换所述初始链节，并用替换衬套(237)来替换所述初始衬套；

在第三时间段中，使所述替换链节与所述惰轮相接触，而所述替换衬套不与所述惰轮接触；以及

在继所述第三时间段之后的第四时间段中，使所述替换衬套与所述惰轮相接触。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述第三时间段期间所述替换链节被磨损约20％至约40％。

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