CN103085904B

CN103085904B - 张紧装置、设置有该张紧装置的履带及工程机械

Info

Publication number: CN103085904B
Application number: CN201310037169.XA
Authority: CN
Inventors: 李春德; 常静; 朱建华
Original assignee: Sany Heavy Machinery Ltd
Current assignee: Sany Heavy Machinery Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103085904A

Abstract

本发明公开了一种张紧装置、设置有该张紧装置的履带及工程机械，其中，该张紧装置包括：缸体、及一端位于所述缸体内另一端伸出所述缸体的活塞杆；其中，所述缸体的第一端连接有缸盖，第二端设置有气嘴；所述活塞杆穿设于缸盖；所述缸体的第二端与所述活塞杆的活塞形成有气压缓冲部。因此，本发明的张紧装置结构简单，成本低廉。本发明的张紧装置通过气体的可压缩性，起到缓冲和张紧的功能，采用的工作介质是空气，可循环利用。

Description

张紧装置、设置有该张紧装置的履带及工程机械

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种张紧装置、及设置有该张紧装置的履带、及设置该履带的工程机械。

背景技术

液压挖掘机的履带张紧装置用于在行走过程中调节履带的松紧程度，使履带保持在一定的张紧力范围内工作，当受到冲击时，起到缓冲作用，防止履带行走机构零件过载，并能够减小履带振跳。因此，在设计履带行走机构时，履带必须要有合适的张紧度，张紧度过大会增加履带销与销套以及各轴承间的摩擦力，加快磨损。反之，张紧度过小会引起履带振跳，降低行驶稳定性，在转弯或倒退过程中甚至引起履带脱轨。

履带张紧装置有多种形式，目前应用最为广泛的是液压张紧装置，由液压张紧部和弹性缓冲部两部分组成，这两部分互相独立。液压张紧装置通过向液压缸体内注入油脂，以调节张紧装置的伸长量，来达到履带的张紧和放松功能。履带在运行中受到冲击，冲击力的变化使弹性缓冲部不断地伸缩，起到缓冲的作用。

然而，现有的履带张紧装置存在以下的技术问题：

1）传统的履带张紧装置结构较复杂，成本较高；

2）液压张紧部需要注入油脂来张紧履带，容易发生漏油故障；

3）消耗油脂资源，浪费资源，不够环保。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种结构简单成本低廉的张紧装置，能够有效实现张紧和缓冲功能。

本发明还提供一种设置有该张紧装置的履带及工程机械，能够有效实现履带的张紧及缓冲功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种张紧装置，该张紧装置包括：缸体、及一端位于所述缸体内另一端伸出所述缸体的活塞杆；其中，所述缸体的第一端连接有缸盖，第二端设置有气嘴；所述活塞杆穿设于缸盖；所述缸体的第二端与所述活塞杆的活塞形成有气压缓冲部。

进一步地，上述装置中，所述活塞杆设置有用于限制其伸缩范围的限位部。

进一步地，上述装置中，所述限位部包括：所述活塞杆伸出所述缸体的一端设置的挡块；所述活塞杆在位于所述缸体的有杆腔一侧的底部设置有限位台阶。

进一步地，上述装置中，所述限位部包括：所述活塞杆的杆体上开设的限位槽。

进一步地，上述装置中，所述气压缓冲部为气囊，所述气囊与所述气嘴连接。

进一步地，上述装置中，所述气囊外周配设有支承体，所述支承体为波纹管状。

进一步地，上述装置中，所述缸盖安装有防尘圈和/或第一耐磨环；和/或，所述活塞杆的活塞上安设有第二耐磨环。

进一步地，上述装置中，所述缸体安装有第一密封圈；和/或，所述活塞杆的活塞上安设有第二密封圈。

本发明的张紧装置结构简单，成本低廉。本发明的张紧装置通过气体的可压缩性，起到缓冲和张紧的功能，采用的工作介质是空气，可循环利用。

另一方面，本发明还提供一种履带，该履带设置有上述任一种张紧装置。

由于上述张紧装置具有如上的技术效果，该履带也具有上述的技术效果，此处不再赘述。

又一方面，本发明还提供一种工程机械，该工程机械设置有上述任一种履带。

由于上述设置由于该张紧装置的履带具有如上的技术效果，设置有该履带的工程机械也具有上述的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明张紧装置实施例的结构示意图；

图2为本发明张紧装置实施例中气囊体积最大时的示意图；

图3为本发明张紧装置实施例中气囊体积最小时的示意图。

附图标记说明

1挡块

2防尘圈

3第一耐磨环

4缸体

5气嘴

6气囊

7支承体

8第二耐磨环

9缸盖

10活塞杆

11限位台阶

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的基本思想在于：设计一种气压式张紧装置，结构简单，成本低廉。优选采用气囊作为缓冲装置，并在气囊外安装支承体，能够有效避免活塞杆在往复运动中对气囊的磨损。

下面结合附图，对本发明的各优选实施例作进一步说明：

参照图1至图3，其示出了本实施例的张紧装置，该张紧装置为气压式张紧装置，包括：缸体4、活塞杆10和气压缓冲部。其中，缸体4的第一端连接有缸盖9，第二端设置有气嘴5。活塞杆10的一端位于缸体4内，另一端伸出缸体4，并穿设于缸盖9。缸体4的第二端与活塞杆10的活塞形成有气压缓冲部。

本实施例中，张紧装置的结构简单，成本低廉。与现有采用弹性缓冲结构的张紧装置相比，本实施例的张紧装置通过气体的可压缩性，起到缓冲和张紧的功能，成本低廉。并且，本实施例采用的工作介质是空气，可循环利用，相比油脂等介质而言，可谓是取之不尽，用之不竭。

进一步来讲，上述实施例中，活塞杆10设置有用于限制其伸缩范围的限位部。通过限位部对活塞杆10的行程进行限位，这样，一方面限制活塞杆10全部伸出缸体造成装置的损坏及危险，另一方面限制活塞杆10过分压入损坏气压缓冲部，例如储气气囊6及支承体7。

在一优选实施例中，所述限位部包括：挡块1和限位台阶11，如图1所示，挡块1设置于活塞杆10伸出所缸体4的一端，限位台阶11设置于活塞杆10在位于缸体4的有杆腔一侧的底部。本实施例中，活塞杆10可采用阶梯轴形式。

可选的是，上述实施例中，所述限位部包括：活塞杆10的杆体上开设的限位槽。通过限位槽限定活塞杆10的伸缩范围。本实施例中，活塞杆10可采用直轴形式。

需要说明的是，上述各实施例中，所述伸缩范围可根据履带的节距进行确定。履带在运行中受到外界冲击，冲击力的变化使腔体内气体压缩，将冲击能量转化为压力势能，起到缓冲的作用，压缩行程受到限位块的限制，防止气体压缩过度对气囊及支承体造成破坏。当冲击消退时，气体膨胀推动活塞杆使引导轮张紧履带，恢复到正常的张紧力。该气压式张紧装置适合于履带驱动式工程机械的各种复杂工况。

在一优选实施例中，所述气压缓冲部为气囊6，气囊6与气嘴5连接。本实施例中，通过气嘴5向气囊6内充入气体，通过对气囊6内气体压强的调节来控制张紧力的大小。需要强调的是，本实施例采用气囊6密封气体，其密封性好、无泄露、动作灵敏。

此处，对气压式履带张紧装置的气压缓冲部的工作原理进行说明：气囊6内气体压强为P，活塞杆10的横截面积S，活塞杆10受到气体的压力为气囊6内气体压强与活塞杆10横截面积之积，即F=P*S。

根据一定质量的理想气体在P<20MPa，在温度不变的条件下，有如下气体方程近似成立：

气体压缩前和压缩后存在P₀V₀=P₁V₁，进而可以得到：P₁=P₀V₀/V₁。其中：

P₀——保证履带张紧的初始压强，单位MPa；

P₁—受冲击载荷后的压强，单位MPa；

V₀——履带张紧时的初始容积，单位mm³；

V₁—受冲击载荷后的容积，单位mm³。

从上述公式可以得到，在履带受到外界冲击力的作用下，腔体内气体体积被压缩，体积V减少，同时活塞杆受到较大的推力P。

这样，张紧装置工作时，根据计算的压强值向气囊中预充气至保证履带张紧的初始压强，当履带链因销轴和销孔磨损而伸长并导致腔体内的压强变小时，可通过气嘴5向气囊6中补充气体，以补偿履带链伸长的影响。

在另一优选实施例中，气囊6外周配设有支承体7。由于支承体7的保护，在活塞杆10的往复运动过程中气囊6不易发生磨损。本实施例中，支承体7的耐磨性好、强度高。例如，本实施例的支承体7可采用波纹管状的耐磨性材料制成，从而有效保护气囊6不受到磨损。

在一可选实施例中，缸盖9安装有防尘圈2和/或第一耐磨环3。在另一可选实施例中，活塞杆10的活塞上安设有第二耐磨环8。在一优选实施例中，缸盖9安装有防尘圈2及第一耐磨环3，并且，活塞杆10的活塞上安设有第二耐磨环8。

需要指出的是，可与上述实施例中采用气囊作为气压缓冲部替换的是，本实施例中，气体密封通过在缸体4和/或活塞杆10上设置密封。例如：缸体4安装有第一密封圈；和/或，活塞杆10的活塞上安设有第二密封圈。

下面参照图2和图3，结合一优选实施例对本发明的张紧装置做进一步说明：

如图2和图3所示，其分别示出了为了解决上述技术问题，本实施例提供一种气压式履带张紧装置，解决传统张紧装置容易漏油、不够环保、结构复杂的问题。

本实施例中，气压式履带张紧装置可以通过控制腔体内气体的压力使履带张紧和放松。张紧装置的张紧部分和气压缓冲部分同在一个缸体4内，例如：本实施例中，张紧部分的功能可由缸体4及活塞杆10实现，气压缓冲部分可采用在缸体4内放置的支承体7及气囊6实现，气囊6与气嘴5相连，缸体4的前端与缸盖9用螺栓连接，活塞杆10放置在缸体4内，活塞杆10底部带有限位台阶，活塞杆10中部设置有挡块1，活塞杆10的头部与引导轮相连，缸体4设置有气嘴的一端与驱动轮相连。缸盖9上安装有防尘圈2、第一耐磨环3。

本实施例中，通过气嘴5向气囊6内充入气体，通过对气囊6内气体压强的调节来控制张紧力的大小，张紧力F=P*S。当履带在运行过程中受冲击时，活塞杆10在缸体4内运动压缩气囊6和支承体7，通过压缩气体起到缓冲的作用。当冲击消退时，气体膨胀推动活塞杆10使引导轮张紧履带，恢复到正常的张紧力。由于支承体7的保护，在活塞杆10的往复运动过程中气囊6不易发生磨损。支承体7要求耐磨性好、强度高。在缸盖9外端安装有防尘圈2，能够有效防止外界的灰尘和杂质侵入缸体内部。

极限状态一：气压式张紧装置活塞杆10最大伸出行程时的状态如图2所示。活塞杆10向外伸出长度会受到活塞杆10底部限位台阶11的限制，限位台阶11配合缸盖9处的台阶限制最大伸出行程，防止活塞杆10被顶出缸体4。

极限状态二：气压式张紧装置活塞杆10最大压缩行程时的状态如图3所示。活塞杆10向内压缩长度同时也受到轴上挡块1的限制，轴上挡块1配合缸盖9处的限位台阶11限制最大压缩行程，防止气体过度压缩损坏气囊6及支承体7。

工作时，根据计算的压强值向气囊中预充气至压强P₀，当履带链因销轴和销孔磨损而伸长并导致腔体内的压强变小时，可向气囊中补充气体，以补偿履带链伸长的影响。

本发明实施例还提供了一种履带，该履带设有上述任一种张紧装置，由于上述任一种张紧装置具有上述技术效果，因此，设有该张紧装置的履带也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

另外，本发明实施例还提供了一种工程机械，例如挖掘机，该工程机械设有上述任一种设有该张紧装置的履带，由于上述任一种设有该张紧装置的履带具有上述技术效果，因此，设有该履带的工程机械也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种张紧装置，其特征在于，包括：缸体(4)、及一端位于所述缸体(4)内另一端伸出所述缸体(4)的活塞杆(10)；

其中，所述缸体(4)的第一端连接有缸盖(9)，第二端设置有气嘴(5)；所述活塞杆(10)穿设于缸盖(9)；

所述缸体(4)的第二端与所述活塞杆(10)的活塞之间安装有气囊(6)，所述气囊(6)与所述气嘴(5)连接；所述气囊(6)外周配设有支承体(7)，所述支承体(7)为波纹管状。

2.根据权利要求1所述的张紧装置，其特征在于，所述活塞杆(10)设置有用于限制其伸缩范围的限位部。

3.根据权利要求2所述的张紧装置，其特征在于，所述限位部包括：

所述活塞杆(10)伸出所述缸体(4)的一端设置的挡块(1)；

所述活塞杆(10)在位于所述缸体(4)的有杆腔一侧的底部设置有限位台阶(11)。

4.根据权利要求2所述的张紧装置，其特征在于，所述限位部包括：

所述活塞杆(10)的杆体上开设的限位槽。

5.根据权利要求1所述的张紧装置，其特征在于，

所述缸盖(9)安装有防尘圈(2)和/或第一耐磨环(3)；和/或，

所述活塞杆(10)的活塞上安设有第二耐磨环(8)。

6.根据权利要求1至5任一项所述的张紧装置，其特征在于，

所述缸体(4)安装有第一密封圈；和/或，

所述活塞杆(10)的活塞上安设有第二密封圈。

7.一种履带，其特征在于，该履带设置有权利要求1至6任一项所述的张紧装置。

8.一种工程机械，其特征在于，该工程机械设置有权利要求7所述的履带。