CN103072645A - 滚轮组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及滚轮组件。履带组件包括具有第一履带延伸部和第二履带延伸部以及设置于其间的滚轮的履带框架构件。滚轮限定了穿过其中的钻孔。该履带组件包括延伸穿过该钻孔的轴。该轴通过锥形过盈配合相对于轮固定，并能够相对于第一履带延伸部和第二履带延伸部旋转。该轴的第一侧由第一延伸部接收且具有设置于其间的至少一个轴颈套管。该轴的第二侧由第二延伸部接收并具有设置的至少一个轴颈套管。可移除的端盖固定到轴的第一侧和第二侧中的每侧。止推面在端盖和轴颈套管之间的界面处形成。

Description

滚轮组件
相关申请的交叉引用
本申请要求在2011年10月25日提交的美国在先专利申请No.61/551,343的优先权，该申请的全部内容通过参考并入本文中。
技术领域
本发明涉及采矿铲车，并且特别地涉及滚轮组件。
背景技术
除了其它应用之外，前滚轮组件与机器比如采矿铲车结合使用，所述采矿铲车利用跨座式安装的车轴支撑件，在所述车轴支撑件处，所述车轴旨在与该滚轮一起旋转。现今的前滚轮和滚轮车轴的构造利用了轴和轮之间的花键连接。该花键连接在两者之间提供了扭转约束；然而，花键连接不限制轮越过花键从一边到另一边的轴向滑动。越过花键的一边到另一边的运动使得前滚轮组件的部件之间产生高度磨损。此外，在现今滚轮构造中发现的花键部件的制造是昂贵的。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供了一种包括履带框架构件的履带组件，该履带框架构件具有在第一履带延伸部和第二履带延伸部之间设置的滚轮壁。该滚轮限定了贯穿其中的钻孔。履带组件另外地包括延伸穿过该钻孔的轴。该轴通过锥形的过盈配合而相对于轮固定，并能够相对于第一和第二履带延伸部旋转。轴的第一侧被第一延伸部接收，并具有于其间设置的至少一个轴颈套管。类似地，轴的第二侧被第二延伸部接收，并具有于其间设置的至少一个轴颈套管。可移除的端盖固定到轴的第一侧和第二侧中的每侧上，从而止推面形成在端盖和轴颈套管之间的界面处。
在另一个实施例中，本发明提供了一种滚轮组件的方法，所述滚轮组件包括用于附接在履带框架的第一和第二延伸部之间的滚轮。该轮包括接收轴的钻孔，所述轴延伸穿过所述钻孔。锥形锁定套管设置在轴和轮之间，使得锥形锁定套管在轴和轮之间形成过盈配合。轴的第一侧由第一延伸部接收，且具有设置于其间的至少一个套管。类似地，轴的第二侧由第二延伸部接收，且具有设置于其间的至少一个套管。可移除的端盖被固定到轴的第一侧和第二侧中的每侧，使得止推面形成在端盖和轴颈套管之间的界面处。
在另一个实施例中，本发明提供了一种滚轮组件，所述滚轮组件包括用于附接在履带框架的第一延伸部和第二延伸部之间的滚轮。该轮包括钻孔，并被联接到具有锥形内径的轮毂。轴延伸穿过该轮的钻孔和毂。轴的一部分包括与锥形内径互补的锥形外径，由此在两者之间产生过盈配合，从而相对于该轮固定该轴。该轴的第一侧由第一延伸部接收，且具有设置于其间的至少一个轴颈套管。该轴的第二侧由第二延伸部接收，且具有设置于其间的至少一个轴颈套管。可移除的端盖被固定到轴第一侧和第二侧中的每侧，使得止推面形成在端盖和轴颈套管之间的界面处。
附图说明
本发明的其它方面将通过考虑详细的说明书和附图而变得显而易见。
图1为采矿铲车的透视图。
图2为采矿铲车的前滚轮组件和履带框架的透视图。
图3为根据本发明的一个实施例的前滚轮组件的透视图。
图4是图3中的沿着线4-4截取的前滚轮组件的横截面图。
图5示出了图4中所示的锥形锁定套管。
图6示出了图4-5中所示的沿着图5的6-6截取的锥形锁定套管的锁定机构。
图7为根据本发明另一实施例的前滚轮组件的透视图。
图8为图7中的沿着线8-8截取的前滚轮组件的横截面图。
具体实施方式
在详细说明本发明的任意实施例之前，要理解的是，本发明不限于其对于下面的说明书中陈述的和在下面的附图中图示的的部件的布置和结构的细节的应用。本发明能够具有其它实施例并且能够以各种方式实践或实施。
图1和图2示出了采矿铲车10，采矿铲车10包括主平台14、下框架18和履带组件22。履带组件22部分地包括第一履带框架构件26和第二履带框架构件30，且履带组件22构成了支撑采矿铲车10的运动的构架。第一和第二履带框架构件26、30的每个均在采矿铲车10的任一侧上支撑履带轨50。履带框架构件26、30中的每个均包括第一延伸部54和第二延伸部58，第一延伸部54和第二延伸部58每个均带有具有垫板66的矩形开口62和定位在其中的轴防护罩70。履带框架构件26、30每个均限定履带框架38的顶部，并包括前滚轮组件78、承载轮42以及后驱动履带轮46。每个前滚轮组件78均包括前滚轮34或在一些实施例中包括齿轮，所述前滚轮34或齿轮定位在相应的框架构件26、30的两个延伸部54、58之间，且与滚轮车轴74连接以随滚轮车轴74旋转。车轴74延伸穿过滚轮34的中心的钻孔(未示出)，且穿过相应的履带框架构件26、30的延伸部54、58中的每个中的钻孔(未示出)。
图3-图6示出了根据本发明的实施例的前滚轮组件78之一。前滚轮组件78包括锁定到滚轮车轴74的前滚轮34，该滚轮车轴74延伸穿过前滚轮34中的中心钻孔(未示出)。尽管在另外的实施例中轮34可以为单体工件，但在所示实施例中，前滚轮34包括毂部分。在所示实施例中，滚轮车轴74的直径84小于前滚轮34的中心钻孔的直径86，这在装配期间在两者之间形成了小间隙(未示出)。锥形锁定套管90被定位在该间隙中。由于在通过铲车10的行进期间通过前滚轮34施加的极其高的径向载荷，并且由于前滚轮34和滚轮车轴74的部件尺寸，所以一对锥形锁定套管90(图4)被包括在每个前滚轮组件78中。从滚轮34的任一侧安装一个套管90。在装配期间和拆卸期间，到锥形锁定套管90的通路通过履带框架构件26、30的第一侧54和第二侧58的矩形开口62提供。此外，每个套管90由污染盖88盖住，所述污染盖88用来防止碎屑(如水、尘、灰)进入到套管90中。锥形锁定套管90形成了过盈配合，因而将前滚轮34锁定到滚轮车轴74。过盈配合提供了轴向地、径向地且扭转地限制前滚轮34和滚轮车轴74的刚性连接。因此，过盈配合限制了轮34的运动，防止在前滚轮组件78中的高度磨损。
如图5和图6中所示，锥形锁定套管90包括第一内构件94、第二内构件96和外构件100。内构件94、96具有锥形外表面92，其与锥形锁定套管90的外构件100的锥形内表面102互补并交界。此外，锥形锁定套管90包括两种类型的轴向延伸孔：全长孔118和半长孔120。全长孔118延伸为套管90的长度。孔118由延伸穿过套管90第一内构件94的通孔部分118a以及延伸穿过套管90的第二内构件96的螺纹孔部分118b限定。孔120是带螺纹的且延伸穿过套管90的第一内构件94；因此，孔120大致延伸通过套管90的一半且不具有在第二内构件96中限定的部分。在所示实施例中，在一个孔120定位在相邻的成对孔118之间的情况下，针对每一个孔120存在一对孔118。全长孔118是组装孔，而半长孔120是拆卸孔。
在组装前滚轮组件78期间，紧固件104(如螺钉)被用来在前滚轮34和滚轮车轴74之间形成过盈配合。该过盈配合通过拧紧紧固件104而完成。紧固件104被插入各个孔118的通孔部分118a中并拧入孔118的有螺纹部分118b中。随着紧固件被拧入有螺纹部分118b，套管90的两个构件94、96被拉得更靠近在一起。随着两个构件94、96被拉得更靠近在一起，锥形外表面92相对于外构件100的锥形内表面102滑动，因而径向向外推动外构件100而径向向内推动内构件94、96。如此，套管90的外径108径向膨胀，同时套管90的内径112径向收缩。锥形锁定套管90的外径108相对于前滚轮34的中心钻孔的内径86的膨胀，以及同时锥形锁定套90的内径112相对于滚轮车轴74的收缩产生了在轮34和轴74之间的过盈配合。锁定套90的膨胀和收缩还在前滚轮34和滚轮车轴74之间产生显著的表面压力，因此将它们锁定到一起并使其就位。
在前滚轮组件78的拆卸期间，紧固件104还可以用于拆卸锥形锁定套管90。在所有的紧固件104从组装孔118中移除之后，一些紧固件104被拧紧到另一组的孔120中。随着紧固件104被拧紧到半长孔120中，紧固件104接触第二构件96。由于构件96的部分不具有孔，所以紧固件104的拧紧推动第二构件96离开第一构件94，从而使内构件94、96的锥形外表面92相对于外构件100的锥形内表面102滑动。这个运动致使外构件100径向地向内移动，而内构件94、96径向地向外移动。因此，套管90的外径108径向地收缩，而套管90的内径112径向地膨胀。因而，套90回到其松动配合的开始位置。当前滚轮部件组装的时候，带螺纹的解锁孔120被用来将污染盖88联接到锥形锁定套管90。紧固件110占据解锁孔120，因此将污染盖88联接到锥形锁定套管90。污染盖88保护套管90免于填充到打开的解锁孔120中的碎屑的污染，使得锥形表面92和102防锈且抑制了套管90的松动和移动。
因为滚轮车轴74延伸穿过前滚轮34的中心钻孔(未示出)并穿过两个延伸部54、58的每个中的钻孔(未示出)，所以履带框架构件26、30的延伸部54、58对前滚轮34的两侧给与横向支撑。参考图4，车轴74由定位在滚轮34的相对侧上的两个轴颈套管124接收并相对于所述两个轴颈套管124旋转。每个套管124均被固定到附接至履带框架构件26、30的相应延伸部54、58的衬套128上。每个衬套128包括用于润滑线路以润滑轴颈套管124的凹槽132。紧固件136或者连接件将车轴端盖140连接到滚轮车轴74以随滚轮车轴74旋转，且紧固件136延伸穿过垫片144。止推面146位于轴颈套管124和车轴端盖140之间的界面处。在所示实施例中，由于随着铲车10的移动和枢转而引入到前滚轮34的侧推力，所以车轴端盖140靠着轴颈套管124磨损。在轴颈套管124上发生的渐增的磨损时，移除车轴端盖140以更换轴颈套管124，而不用拆卸整个前滚轮组件78。此外，在滚轮车轴74和车轴端盖140之间的垫片144可以移动，以随着轴颈套管124的磨损而减少轴颈套管124和车轴端盖140之间的间隙。
图7和图8示出了根据本发明另一实施例的前滚轮组件278。图7和8的前滚轮组件278相似于图3-6中的前滚轮组件78；因此，相似结构将由相同的附图标记加上“200”来表示，且下面仅说明不同之处。
前滚轮组件278包括滚轮车轴274，所述滚轮车轴274延伸穿过联接到前滚轮234的轮毂348的中心钻孔(未示出)。联接(比如，通过焊接)到轮234的内径286的轮毂348填充了前滚轮234和滚轮车轴274之间的间隙。参考图8，车轴274和轮毂348两者都包括锥形部分，它们分别包括锥形部分352和356，锥形部分352和356的直径相互互补。滚轮车轴274和轮毂348的锥形部分352和356的锥角都大致为3.6°。然而，在另外的实施例中，锥角可以大于或小于3.6°。
在组装期间，利用外部设备在箭头360的方向上施加大量的力以一起轴向地驱动配套的部件、前滚轮234和滚轮车轴274；因而产生显著的表面压力。当力移除之后且在采矿铲车10的运行期间，表面压力保持了固定在一起的前滚轮234和滚轮车轴274。车轴274和滚轮毂348的锥形表面提供了在两者之间的过盈配合，因而提供了在轴向地、径向地及扭转地限制前滚轮234和滚轮车轴274的刚性连接。过盈配合通过在制造车轴274和滚轮234时在配套直径上形成小锥度而得以完成。因此，过盈配合限制了轮234和滚轮车轴274的相对运动，从而防止在前滚轮组件278中的高度磨损。
在另外的实施例中，前滚轮组件不包括轮毂，且滚轮的内径被制造为具有锥形表面。过盈配合在前滚轮和锥形车轴之间通过匹配两个部件的锥形表面而形成。
尽管已经参考一定的优选实施例详细描述了本发明，但是变型和修改存在于所述的本发明的一个或更多个独立方面的范围和精神内。
因此，本发明尤其提供在滚轮组件的部件之间的刚性连接，从而通过限制滚轮的运动以及车轴径向地、轴向地和扭转地旋转而防止在连接表面上的滑动磨损。本发明的各种特征和优点在所附的权利要求中陈述。

Claims (26)

1.一种履带组件，所述履带组件包括履带框架构件，所述履带框架构件具有第一履带延伸部和第二履带延伸部，所述履带组件包括：
滚轮，所述滚轮被设置在所述第一履带延伸部和第二履带延伸部之间，所述轮限定了贯穿该轮的钻孔；
轴，所述轴延伸穿过所述钻孔，所述轴相对于所述轮通过锥形的过盈配合固定，且能相对于所述第一履带延伸部和第二履带延伸部旋转；
轴的第一侧，所述轴的所述第一侧由所述第一延伸部接收，且具有至少一个轴颈套管，所述至少一个轴颈套管被设置在所述轴的所述第一侧和所述第一延伸部之间；
轴的第二侧，所述轴的所述第二侧由所述第二延伸部接收，且具有至少一个轴颈套管，所述至少一个轴颈套管被设置在所述轴的所述第二侧和所述第二延伸部之间；以及
可移除的端盖，所述可移除的端盖被固定到所述轴的所述第一侧和第二侧中的每侧；
其中，止推面在所述端盖和所述轴颈套管之间的界面处形成。
2.根据权利要求1所述的履带组件，其中，所述锥形的过盈配合通过设置在所述轴和所述轮之间的锥形锁定套管形成，所述套管被构造成用于接收紧固件。
3.根据权利要求2所述的履带组件，其中，所述锥形锁定套管包括：
第一内构件和第二内构件，所述第一内构件和第二内构件中的每个均绕着所述轴设置，并包括锥形外表面；
外构件，所述外构件绕着所述第一内构件和第二内构件的外表面的至少一部分设置，所述外构件包括一对锥形内表面，所述一对锥形内表面中的每个均与所述第一内构件和第二内构件的锥形外表面中的一个互补；
组装孔，所述组装孔包括通孔部分和有螺纹部分，所述通孔部分延伸穿过所述第一内构件，所述有螺纹部分延伸穿过所述第二内构件；以及
拆卸孔，所述拆卸孔包括有螺纹部分，所述有螺纹部分延伸穿过所述第二内构件。
4.根据权利要求3所述的履带组件，其中，所述紧固件被插入到所述组装孔中以便实现所述锥形的过盈配合，由此随着所述紧固件拧入所述组装孔的所述有螺纹部分中，所述第一内构件和第二内构件沿着所述轴被拉到一起，从而随着所述第一内构件和第二内构件的锥形表面相对于所述外构件的锥形表面滑动而使所述套管膨胀。
5.根据权利要求3所述的履带组件，其中，所述紧固件被插入到所述拆卸孔中以解除所述锥形的过盈配合，由此当所述紧固件拧入所述拆卸孔的所述有螺纹部分中时，所述紧固件接触所述第二内构件以便推动所述第二内构件离开所述第一内构件，从而随着所述第一构件和第二构件的锥形表面相对于所述外构件的锥形表面滑动而使所述套管收缩。
6.根据权利要求3所述的履带组件，其中，所述锥形锁定套管包括多个组装孔和多个拆卸孔。
7.根据权利要求1所述的履带组件，所述履带组件还包括联接到所述轮的轮毂，所述轮毂具有锥形内径。
8.根据权利要求7所述的履带组件，其中，所述轴的一部分包括与所述锥形内径互补的锥形外径，由此在所述锥形内径和所述锥形外径之间形成过盈配合以相对于所述轮固定所述轴。
9.根据权利要求8所述的履带组件，其中，所述轮毂的锥形内径和所述轴的锥形外径中的每个均具有大致3.6°的锥角。
10.根据权利要求1所述的履带组件，其中，所述轴相对于所述轮轴向地、径向地和扭转地受到约束。
11.根据权利要求1所述的履带组件，其中，所述轴颈套管是可移除且可更换的。
12.根据权利要求1所述的履带组件，其中，可移除的垫片被设置在每个端盖和所述轴的相应侧之间。
13.一种滚轮组件，所述滚轮组件包括：
滚轮，所述滚轮用于附接在履带框架的第一延伸部和第二延伸部之间，所述轮包括接收轴的钻孔，所述轴延伸穿过所述钻孔；
锥形锁定套管，所述锥形锁定套管被设置在所述轴和所述轮之间；
轴的第一侧，所述轴的所述第一侧由所述第一延伸部接收，且具有至少一个套管，所述至少一个套管被设置在所述轴的所述第一侧和所述第一延伸部之间；
轴的第二侧，所述轴的所述第二侧由所述第二延伸部接收，且具有至少一个套管，所述至少一个套管被设置在所述轴的所述第二侧和所述第二延伸部之间；以及
可移除的端盖，所述可移除的端盖被固定到所述轴的所述第一侧和第二侧中的每侧；
其中，所述锥形锁定套管在轴和所述轮之间形成过盈配合；
其中，止推面在所述端盖和所述轴颈套管之间的界面处形成。
14.根据权利要求13所述的滚轮组件，其中，所述锥形锁定套管相对于所述轮轴向地、径向地和扭转地约束所述轴。
15.根据权利要求13所述的滚轮组件，其中，所述锥形锁定套管包括：
第一内构件和第二内构件，所述第一内构件和第二内构件中的每个均绕着所述轴设置，并包括锥形外表面；
外构件，所述外构件绕着所述第一内构件和第二内构件的外表面的至少一部分设置，所述外构件包括一对锥形内表面，所述一对锥形内表面中的每个均与所述第一内构件和第二内构件的锥形外表面中的一个互补；
组装孔，所述组装孔包括通孔部分和有螺纹部分，所述通孔部分延伸穿过所述第一内构件，所述有螺纹部分延伸穿过所述第二内构件；以及
拆卸孔，所述拆卸孔包括有螺纹部分，所述有螺纹部分延伸穿过所述第二内构件。
16.根据权利要求15所述的滚轮组件，其中，紧固件被插入到所述组装孔中以便实现锥形的过盈配合，由此随着所述紧固件拧入所述组装孔的所述有螺纹部分中，所述第一内构件和第二内构件沿着所述轴被拉到一起，从而随着所述第一内构件和第二内构件的锥形表面相对于所述外构件的锥形表面滑动而使所述套管膨胀。
17.根据权利要求15所述的滚轮组件，其中，紧固件被插入到所述拆卸孔中以解除锥形的过盈配合，由此当所述紧固件拧入所述拆卸孔的所述有螺纹部分中时，所述紧固件接触所述第二内构件以便推动所述第二内构件离开所述第一内构件，从而随着所述第一内构件和第二内构件的锥形表面相对于所述外构件的锥形表面滑动而使所述套管收缩。
18.根据权利要求15所述的滚轮组件，其中，所述锥形锁定套管包括多个组装孔和多个拆卸孔。
19.根据权利要求13所述的滚轮组件，其中，所述轴颈套管是可移除且可更换的。
20.所述权利要求13所述的滚轮组件，其中，可移除的垫片被设置在每个端盖和所述轴的相应侧之间。
21.一种滚轮组件，所述滚轮组件包括：
滚轮，所述滚轮用于附接在履带框架的第一延伸部和第二延伸部之间，所述轮包括钻孔；
轮毂，所述轮毂被联接到所述轮，所述轮毂具有锥形内径；
轴，所述轴延伸穿过所述轮的钻孔和所述毂；
轴的第一侧，所述轴的所述第一侧由所述第一延伸部接收，且具有至少一个轴颈套管，所述至少一个轴颈套管被设置在所述轴的所述第一侧和所述第一延伸部之间；
轴的第二侧，所述轴的所述第二侧由所述第二延伸部接收，且具有至少一个轴颈套管，所述至少一个轴颈套管被设置在所述轴的所述第二侧和所述第二延伸部之间；
可移除的端盖，所述可移除的端盖被固定到所述轴的所述第一侧和第二侧中的每侧；
其中，所述轴的一部分包括与所述锥形内径互补的锥形外径，由此在所述锥形内径和所述锥形外径之间形成过盈配合，以相对于所述轮固定所述轴；
其中，止推面在所述端盖和所述轴颈套管之间的界面处形成。
22.根据权利要求21所述的滚轮组件，其中，所述过盈配合相对于所述轮轴向地、径向地和扭转地约束所述轴。
23.根据权利要求21所述的滚轮组件，其中，所述轮毂的锥形内径和所述轴的锥形外径中的每个均具有大致3.6°的锥角。
24.根据权利要求21所述的滚轮组件，其中，力将所述轮毂的锥形内径和所述轴的锥形外径驱动到一起。
25.根据权利要求21所述的滚轮组件，其中，所述轴颈套管是可移除且可更换的。
26.根据权利要求21所述的滚轮组件，其中，可移除的垫片被设置在每个端盖和所述轴的相应侧之间。
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