CN103282267A - 用于履带式机械的底架系统的可旋转牵引轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于履带式机械（10）的底架系统（14），其包括接地履带（16）和用于接地履带（16）的牵引轮（30），该牵引轮具有由硬度相对低的金属材料形成的轮毂（32）和覆盖轮毂（32）并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘（50）。轮毂（32）包括径向突出的外脊部（48），该外脊部呈环形并与轮毂（32）的内周面（44）所限定的牵引轮安装孔（33）同心。复合环形轮缘（50）的第一和第二轮缘构件（56a，56b）互相邻接并将径向突出的外脊部（48）夹在其间。邻接的第一和第二轮缘构件（56a，56b）中的每一个均包括阶梯状轮廓。牵引轮（30）可包括改造的牵引轮，所述改造的牵引轮具有可重复使用的轮毂（32）和替代的复合环形轮缘（50）。

Description

用于履带式机械的底架系统的可旋转牵引轮

技术领域

本发明总体上涉及履带式机械中的底架系统，更具体地涉及使用由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘来覆盖由硬度相对低的金属材料形成的一体式轮毂。

背景技术

履带式机械用于多种多样的崎岖工作环境中。使用接地履带而不是车轮与后者可获得的结果相比可向机械系统提供增强的牵引力、稳定性和稳固性。采矿、施工、垃圾填埋、林业和其它一些工作环境是有利地使用履带式机械的突出示例。履带式机械中的典型底架系统包括多个履带板（track shoe），这些履带板借助于一组履带链节联接在一起形成环形履带链，并围绕驱动链轮和一个或多个可旋转牵引轮（idler）延伸。许多底架系统构件在工作期间经历金属间磨损。此外，在大部分使用履带型机械的工作地点存在研磨材料。底架系统构件之间和当中的金属间接触可使底架系统承受明显的磨损，并且由于研磨材料而加重。

一个或多个驱动链轮和牵引轮抵靠在履带的构件如履带链节和/或履带板上旋转，特别是在研磨材料挤入驱动链轮或牵引轮与履带之间的情况下，会磨掉材料，使得目标构件的尺寸、接触模式和其它几何特性往往随着时间推移而改变。许多底架系统包括适于补偿磨损和所引起的几何形状变化的机构。各种类型的牵引轮重绕系统（recoil system）在履带式机械中至少部分地用于维持履带的张紧状态，同时允许大块碎屑如岩石等间或在旋转的牵引轮与履带链节或履带板之间通过。此类牵引轮重绕系统可以固有地或借助于手动调节来补偿上述由磨损诱发的几何形状变化。例如，随着时间推移，可旋转牵引轮的外表面会损耗材料，使得牵引轮的直径减小。在配备有牵引轮重绕系统的情况下，致动器或其它补偿机构可将牵引轮“推”靠在履带上，使得尽管牵引轮直径减小或其它由磨损诱发几何形状变化，也维持履带的适当的张紧状态。

尽管使用牵引轮重绕系统或类似装置与其它情况相比可延长履带的工作寿命，但最终牵引轮和/或其它底架系统构件上的磨损使得如果要继续有效使用机械或在一些情形中继续任何方式的使用，则必须对履带进行维修或改造。由于显而易见的原因，希望在改造或维修时重复利用至少一部分底架系统构件而不是全部购买新零件。为此，已经历现场工作磨损的可旋转牵引轮有时可进行修理和/或改造。一种用于使磨损的牵引轮回到适合再次投入使用的状态的技术包括向磨损的牵引轮的外表面增加材料，以使牵引轮回到与新牵引轮相似的尺寸和/或形状。修理技术可执行一种本领域中称作“硬表面堆焊（hard facing）”的非常费力的方法，其中将多层材料彼此上下地淀积在牵引轮的外表面上。虽然在许多情形中硬表面堆焊方法在经济上会优于购买新牵引轮，但以此方式修理后的牵引轮与新牵引轮相比可具有降低的稳固性和更大的易于产生某些类型磨损的可能性，并存在其它缺点。

发明内容

在一方面，一种用于履带式机械中的底架系统的可旋转牵引轮包括限定旋转轴线并由硬度相对低的金属材料形成的一体式轮毂。该一体式轮毂包括外周面、位于一体式轮毂的第一和第二轴向侧的第一和第二端面、限定牵引轮安装孔的内周面、以及径向突出的外脊部（spine）。所述径向突出的外脊部包括围绕旋转轴线的环形构型，并轴向地定位在第一和第二端面之间。可旋转牵引轮还包括与一体式轮毂共轴并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘，该复合环形轮缘覆盖一体式轮毂并且包括内轮缘面，以及具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面。复合环形轮缘还包括均具有阶梯状轮廓的第一和第二轮缘构件。每个轮缘构件还包括相对紧密地配合在外周面上并位于所述径向突出的外脊部的轴向外侧的外侧台肩区段，和相对宽松地配合在外周面上并与径向突出的外脊部沿轴向重叠的内侧冠部区段。

在另一方面，一种制造用于履带式机械中的底架系统的可旋转牵引轮的方法包括利用由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘来覆盖由硬度相对低的金属材料形成并限定旋转轴线的一体式轮毂。该方法还包括在覆盖一体式轮毂期间将一体式轮毂的径向突出的外脊部沿轴向夹在复合环形轮缘的邻接的轮缘构件之间，以及将复合环形轮缘附接到一体式轮毂上。

在又一方面，一种用于履带式机械的底架系统包括接地履带，所述接地履带具有多个履带板，以及将履带板联接在一起形成环形履带链的多个履带链节。该底架系统还包括用于接地履带的牵引轮，该牵引轮包括牵引轮本体，该牵引轮本体具有由硬度相对低的金属材料形成的轮毂，和覆盖轮毂并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘。该轮毂包括限定牵引轮安装孔的内周面、外周面和径向突出的外脊部。所述径向突出的外脊部包括环形构型并与牵引轮安装孔同心。该复合环形轮缘包括内轮缘面、具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面、以及将径向突出的外脊部夹在中间的第一和第二邻接轮缘构件，第一和第二邻接轮缘构件均具有阶梯状轮廓，并且包括内轮缘面的一部分和接触履带的外轮缘面的一部分。

附图说明

图1是根据一个实施例的机械的概略视图；

图2是根据一个实施例的用于履带式机械中的底架系统的牵引轮的透视图；

图3是穿过具有根据一个实施例的牵引轮的底架系统的一部分的剖视图；

图4是穿过根据另一个实施例的牵引轮的剖视图；以及

图5是穿过根据又一个实施例的牵引轮的剖视图。

具体实施方式

参见图1，其中示出了根据一个实施例的机械10。机械10包括框架12和与框架12联接的底架系统14。驾驶室13定位在框架12之上，机具15也与框架12联接。所示的机械10处于履带式拖拉机的情况，然而，应该理解的是，机械10可包括挖掘机、履带式装载机或其它类型的机械。机具15作为铲刀示出，然而，同样将认识到的是，也可以使用诸如铲斗之类的各种不同的机具。

底架系统14包括驱动链轮22、可旋转牵引轮30、履带支重轮框架28和接地履带16。履带16可包括以传统方式定位在机械10的相对侧的两个履带之一。因此，这里对底架系统14的履带16和相关构件的描述应该理解为同样适用于在机械10的相对侧定位的第二履带。履带16可包括履带链17，该履带链17具有联接在一起形成履带链17的多个履带板18，并围绕驱动链轮22和牵引轮30以连续的环形延伸。一个或多个托轮24可以通过传统方式与履带支重轮框架28联接，多个支重轮26也可以如此。所示的底架系统14处于卵形履带设计的情况，然而，应该理解的是，可以使用高驱动（high-drive）履带系统等而不脱离本发明的范围。

还参见图2，可旋转牵引轮30可包括限定旋转轴线Z的一体式轮毂32。轮毂32可包括外周面34、限定牵引轮安装孔33的内周面44、以及与一体式轮毂32共轴并覆盖一体式轮毂32的复合环形轮缘50。如文中所用的，术语“覆盖（capping）”应该理解为是指轮缘50提供对牵引轮30的最外部覆盖并大致与全部外周面34重叠。因此，定位在牵引轮轮毂的外周面与相关牵引轮的履带接触面之间的构件本身不应该自发地被理解为“覆盖”牵引轮轮毂。轮缘50可包括内轮缘面52和具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面54。轮毂32的第一轴向侧40在图2中示出，并且第二轴向侧42可基本为第一轴向侧40的镜像。轮缘50还可包括第一轮缘构件56a和第二轮缘构件56b，第一轮缘构件56a和第二轮缘构件56b各自可包括外轮缘面54和内轮缘面52的大约一半。各轮缘构件56a和56b可包括阶梯状轮廓，换言之，沿轴向的阶梯状轮廓，其重要性从下文的描述将进一步显现。如文中还将进一步讨论的，至少部分地基于对轮毂32和轮缘50的合适材料的选择、以及轮缘50与轮毂32之间的联接策略的使用、以及相应构件的几何形状，牵引轮30和其它设想的实施例可独特地构造为用于高耐久性和耐磨性。

现在转到图3，其中示出了穿过底架系统14的一部分并且在包括旋转轴线Z的截面内的剖视图。图3中所示的牵引轮30的构型在包括全部轴线Z的任何其它剖面内可以相似或相同。复合环形轮缘50的外轮缘面54被示出与履带销21接触，所述履带销将两组履带链节20联接在一起，所述履带链节继而与履带板18联接。图3中还示出位于第一轴向侧40的轮毂32的第一轴向端面36，和位于第二轴向侧42的轮毂32的第二轴向端面38。可注意到，各轴向侧面36和38包括围绕轴线Z的浴缸形旋转轮廓。在图3中还示出了轮毂32的径向突出的外脊部48。外脊部48可包括围绕轴线Z的环形构型，并且还可以是具有围绕轴线Z的均匀横截面轮廓的连续外脊部，与图3中所示相似。外脊部48可沿轴向定位在第一端面36与第二端面38之间，并且可与孔44同心。轮缘构件56a和56b同样可与孔44同心并因此与轮毂32共轴。

图3中还示出了复合环形轮缘50的附加特征结构。如上所述，复合环形轮缘50可与轮毂32共轴。复合环形轮缘50至少部分由于其由多个子构件如第一轮缘构件56a和第二轮缘构件56b形成的事实而可以理解为“复合的”。如上文所暗示的，对用于牵引轮30的特定材料的选择预期将提供增强的耐久性和耐磨性。为此，各轮缘构件56a和56b可由硬度相对高的金属材料形成。轮毂32可由硬度相对低的金属材料形成。在一个实施例中，轮毂32可包括由低碳钢形成的铸件，并且各轮缘构件56a和56b可包括机加工的铸件或以其它方式形成的相对较硬的钢。用于轮缘构件56a和56b的示例性材料包括合金如4340钢、AISI420钢、AISI440钢或Hadfield钢。合适材料的选择可以至少部分基于预期的工作条件，如文中进一步描述的。此类材料以及相关的选择和实施在文中结合牵引轮30描述，然而，应该理解的是，这些教导同样适用于文中描述的其它实施例，除非另外指出。

如上所述，各轮缘构件56a和56b可包括阶梯状轮廓，如图3所示。所示的阶梯状轮廓呈比较突然的阶梯状，但不必须如此。在另一些实施例中，可使用更平缓的阶梯状轮廓。然而，其外表面在轴向上限定均匀的曲率半径的轮缘构件不太可能被适当地认为具有“阶梯状”轮廓，如该术语预期在文中所理解的那样。各轮缘构件56a和56b还可分别包括外侧台肩区段60a和60b，以及内侧冠部区段62a和62b。内侧冠部区段62a和62b可在平面P中互相邻接。在一个实施例中，轮缘构件56a和56b可互为镜像，并且平面P可包括等分旋转轴线Z的平面。各外侧台肩区段60a和60b可相对紧密地配合在轮毂32的外周面34上，并且可位于径向突出的外脊部48的轴向外侧。各内侧冠部区段62a和62b可相对宽松地配合（即，滑动配合）在外周面34上，并可与径向突出的外脊部48沿轴向重叠。在一个实施例中，各外侧台肩区段60a和60b可在外周面34上过盈配合。为此，牵引轮30可包括在轮缘构件56a与轮毂32之间的第一过盈联接部70a，以及在轮缘构件56b与轮毂32之间的第二过盈联接部70b。各轮缘构件56a和56b还可在抵靠外脊部48处相对紧密地装配，并且在彼此抵靠时相对宽松地装配。另一种理解此原理的方式是，外脊部48可保持被轴向地压缩或“夹持”在轮缘构件56a和56b之间。

轴向厚度尺寸AT₁由复合环形轮缘50限定，并且在一个实施例中可介于约200毫米与约250毫米之间。轴向厚度AT₁更特别地可介于约215毫米与约225毫米之间，并且更特别地等于约220毫米。可注意到，外侧台肩区段60a和60b均可包括比内侧冠部区段62a和62b相对更大的轴向厚度AT₁的比例。换句话说，外侧台肩区段60a和60b均可包括第一轴向长度/厚度，并且内侧冠部区段62a和62b均可包括大于第一轴向长度/厚度的第二轴向长度/厚度。各内侧冠部区段62a和62b的轴向长度/厚度在一个实施例中可等于约47.5毫米，并且轴向厚度AT₁的其余部分由外侧台肩区段60a和60b共同组成，并且基于外脊部48的轴向厚度而变化。复合环形轮缘50还可包括邻接轮毂32的外周面34的内轮缘面52。轮缘构件56a和56b在外侧台肩区段60a和60b内的径向厚度可介于约20mm与约100mm之间。内轮缘面52可包括共计三个同心圆柱形表面区段，包括位于外侧台肩区段60a上的第一圆柱形表面区段68a、位于外侧台肩区段60b上的第二圆柱形表面区段68b、和部分位于内侧冠部区段62a上并且还部分位于内侧冠部区段62b上的中间圆柱形表面区段68c。

内轮缘面52以及更具体地表面区段68a和68b可限定内径尺寸ID，该内径尺寸可等于约625mm与约675mm之间，更特别地等于约650mm，并且更特别地等于约650.00mm分别加或减0.00mm和0.05mm的公差。外周面34可限定也总体由ID表示的外径尺寸，该外径尺寸等于约625mm与约675mm之间，更特别地等于约650mm，并且更特别地等于约650.13mm分别加或减0.05mm和0.00mm的公差。接触履带的外轮缘面54、更具体地表面54在内侧冠部区段62a和62b上的部分可限定外径尺寸OD₁，该外径尺寸可等于约645mm和约775mm之间。如文中所用的，术语“约”可在一定数量的有效数位的含义上予以理解。因此，约650mm意味着在645mm与654mm之间，以此类推，除非另外指出。复合环形轮缘50也可焊接至轮毂32。在一个实施例中，第一环形焊接部64a（其可包括圆形边缘焊接部）将外侧台肩区段60a附接到轮毂32上，并且第二环形焊接部64b（其也可包括圆形边缘焊接部）将外侧台肩区段56b附接到轮毂32上。在一个实施例中，牵引轮30可包括总计两个焊接部，其由将复合环形轮缘50附接至轮毂32的两个焊接部64a和64b组成。牵引轮30还可主要由轮缘构件56a和56b、轮毂32以及焊接部64a和64b的材料组成。

现在转到图4，其中示出了根据另一个实施例的用于履带式机械中的底架系统的牵引轮130。牵引轮130可用于底架系统14中，或本文中设想的任何其它类型的底架系统和机械中。牵引轮130可包括一体式轮毂132，该一体式轮毂具有外周面134、限定牵引轮安装孔133的内周面144、以及安装在轮毂132上的复合轮缘组件150。复合轮缘组件150和轮毂132可理解为牵引轮本体131的两个构件。复合轮缘组件150可包括第一环形履带接触轮缘156a、第二环形履带接触轮缘156b和履带导向环162。一个或多个焊接部可将复合轮缘组件150附接至轮毂132，如文中进一步描述的。牵引轮130可具有与结合以上实施例所述的那些特性相似的某些材料特性，但具有一些差别。轮毂132可由硬度相对低的金属材料形成，并且复合轮缘组件150的某些部件可由硬度相对高的金属材料形成，但其它构件由非金属材料形成。轮毂132可由硬度相对低的金属材料形成，环形履带接触轮缘156a和156b可由硬度相对高的金属材料形成，并且履带导向环162可由非金属材料形成。在一个实施例中，履带导向环180可包括橡胶材料，其具有嵌埋的增强件182，例如金属纤维增强件等。非金属材料如橡胶的使用可降低由于环162与履带构件（如履带销）接触所引起的噪音。

复合轮缘组件150还可包括一体式环形基部160，其构造为用于将轮缘组件150安装在外周面134上。一体式环形基部160可由硬度与轮毂132相似的硬度相对低的金属材料形成，但不必须如此，并且包括限定中心轴线C的圆柱形内表面161。中心轴线C可与由内周面144限定的牵引轮130的旋转轴线Q重叠。基部160还可包括与圆柱形内表面161同心的圆柱形外表面162、第一轴向端面163和第二轴向端面167。基部160还可包括从第一轴向端面163延伸到第二轴向端面167的轴向厚度AT₂，以及从圆柱形内表面161延伸到圆柱形外表面162的径向厚度RT₁，该径向厚度RT₁小于轴向厚度AT₂。基部160还可包括与轮毂132的过盈联接部135。

第一环形履带接触轮缘156a可在邻近第一轴向端面163的位置处定位在圆柱形外表面162上，并且第二环形履带接触轮缘156b可在邻近第二轴向端面167的位置处定位在圆柱形外表面162上。轴向厚度AT₂可与牵引轮30的轴向厚度AT₁类似地构成。径向厚度RT₁可基于轮缘156a和156b的径向厚度RT₂变化。在一个实施例中，RT₂可与上述轮缘构件56a和56b的径向厚度类似地构成。因此将理解的是，RT₁可在针对轮毂132的较大直径的相对较大厚度与针对轮毂132的较小直径的相对较小厚度之间变化。在某些实施例中，轮毂132可包括在约600mm与约700mm之间的外径OD₂。由环180的外周面184限定的外径OD₃可介于约700mm与约800mm之间，并且在一个实施例中可等于约740mm。第一环形履带接触轮缘156a和第二环形履带接触轮缘156b均可焊接至环形基部160。履带导向环180可被沿轴向卡在第一轮缘156a与第二轮缘156b之间，使得它抵靠基部160的圆柱形外表面162。如上所述，履带导向环180可由非金属材料形成，并从第一轮缘156a和第二轮缘156b径向向外突出。

轮缘组件150还可包括在基部160与第一轮缘156a之间的第一过盈联接部170a，以及在基部160与第二轮缘156b之间的第二过盈联接部170b。履带导向环180可包括内周面186，该内周面滑动配合在圆柱形外表面162上，并未实际附接在基部160上，因此通过被卡在轮缘156a与轮缘156b之间而在基部160上被保持就位。图4中还示出与履带导向环180接触的履带销21。在牵引轮130的工作寿命期间，预期履带导向环180可能磨损，使得履带系统的履带销21和其它相关构件可能实际上相对于轮缘156a和156b移动，直到轮缘156a和156b开始与销21接触，或在其它实施例中跨置在链节20上。文中对“履带销”的描述应该理解为涉及任何类型的合适的已知履带销，包括卡盘销（cartridge pin），以及其上定位有固定或旋转套管的履带销。

如上所述，基部160可过盈配合在轮毂132上，并且各轮缘156a和156b可分别经由过盈联接部170a和170b在基部160上过盈配合。此外，可使用焊接来将复合轮缘组件150的构件联接在一起，以及将复合轮缘组件附接到轮毂132上。为此，第一焊接部164a将轮缘156a附接到基部160上，第二焊接部164b将轮缘156b附接到基部160上。基部160还可包括从圆柱形外表面162延伸到第一轴向端面163的第一斜面172a，以及从圆柱形外表面162延伸到第二轴向端面167的第二斜面172b。第一焊接部164a可包括环形焊接部例如圆形边缘焊接部，并且包括通过参考标号174大致示出的焊接材料，该焊接材料与第一斜面172a接触并且还与轮缘156a接触。第二焊接部164b也可包括环形焊接部例如第二圆形边缘焊接部，其包括与第二斜面172a接触并且还与轮缘156b接触的焊接材料174。第三斜面172c和第四斜面172d可形成在轮毂132上，并从外周面134分别延伸到第一轴向侧140和第二轴向侧142。第三焊接部164c和第四焊接部164d（其也可能为圆形边缘焊接部）将基部160附接到轮毂132上。文中描述的所有焊接部都可通过深熔焊（deep penetration welding）工艺形成。

牵引轮130可包括新制造的牵引轮，该新制造的牵引轮被发货运输以安装在履带式机械的已有底架系统中，或在工厂与新制造的履带型机械装配在一起。牵引轮130还可包括改造的牵引轮，其中轮毂132包括可重复使用的轮毂，该轮毂以定期维修间隔配备新的复合轮缘组件。在这方面，复合轮缘组件150可包括用于更换先前用过的复合轮缘组件的单独的售后零件。在某些情形下，在对使用牵引轮如牵引轮130的已有履带式机械进行履带改造时，可以对焊接部164c和164d机加工或烧掉焊接部164c和164d，并且过盈联接部135被撤销以准备安装与复合轮缘组件150相似但还没有达到工作寿命的替代的、新的复合轮缘组件。随后在替代的复合轮缘组件与已有的可重复使用的轮毂之间建立过盈联接部，以准备用于牵引轮130的另一个工作寿命。在作为售后更换部件提供的情况下，复合轮缘组件150可主要由环形基部160、第一轮缘156a和第二轮缘156b、焊接材料174以及履带导向环180组成。因此在某些实施例中，作为售后更换部件提供的复合轮缘组件将被理解为包括共计两个焊接部，即焊接部164a和164b。当轮缘组件150被安装以在轮毂132上使用时，完整的牵引轮可包括共计四个焊接部，即，另外包括焊接部164c和164d。

现在参见图5，其中示出了用于履带式机械中的底架系统的可旋转牵引轮230，该牵引轮具有与上述实施例相似的应用。牵引轮230可包括新制造的牵引轮，但也可包括如文中进一步描述的改造的牵引轮。牵引轮230可包括作为组合式轮毂的轮毂232，该轮毂具有轮毂主体235、多个可移除的本体区段237a和237b、以及将本体区段237a和237b联接到轮毂主体235的多个螺栓239。在一种实用的实施策略中，所述多个可移除的本体区段可包括数量在两个与六个之间的本体区段，但是本发明并不受此限制。在图5中，本体区段237a和237b应理解为向页面内外弯曲，因此可理解为当与轮毂主体235联接在一起时限定环形构型的径向区段。轮毂232可由硬度相对低的金属材料形成。复合轮缘组件250可与轮毂232联接，并且在一个实施例中可包括第一环形轮缘256a，其经由环形焊接部如圆形边缘焊接部264焊接至每个可移除的本体区段237a、237b，以及可能使用的其它可移除的本体区段。轮毂232还可包括外轮毂表面234，第一环形轮缘256a和第二环形轮缘256b过盈配合在该外轮毂表面上。轮缘256a和256b可由硬度相对高的金属材料形成。可注意到，外周面234可部分位于轮毂主体235上并且还部分位于可移除的本体区段237a和237b上。在图5的实施例中，非金属的履带导向环280被卡在轮缘256a和256b之间。

与图4的实施例不同，履带导向环280可包括具有多个径向环区段的分段环，其中两个被示出并通过参考标号268a和268b标识。牵引轮230中的径向环区段的数量可在两个与六个之间，但本发明并不受此限制。多个连接杆290a和290b分别与径向区段268a和268b联接。与径向区段268a、268b联接的一定数量的连接杆290a、290b可包括每个径向区段的数量等于至少二的连接杆。在一个实施例中，连接杆290a、290b可以不可逆地联接到径向区段268a、268b，这例如通过与形成环280的橡胶材料一体地模制而实现，并且可逆地联接到轮毂232。在一个实施例中，连接杆290a和290b可以卡在本体区段237a和237b与轮毂主体235之间。因此应该理解的是，放松螺栓239可允许移除由轮缘256a和焊接至轮缘256a的可移除本体区段组成的组件。这样做的目的是使得能够更换履带导向环280，以及重新安装区段237a、237b和轮缘256a。作为仅更换履带导向环280的替代，可用替代轮缘来替换轮缘256a，并且用另一个替代轮缘来替换轮缘256b。

工业适用性

返回图2和3的实施例，应该记得复合环形轮缘50覆盖轮毂32。在牵引轮30的工作寿命期间，轮缘构件56a和56b的材料可能磨损掉。在以一定量（例如大约两英寸）减小外径OD₁之前或之后，可能希望修理和/或改造牵引轮30。改造牵引轮30可包括去除复合轮缘50，这例如通过对焊接部64a和64b机加工或烧除来实现。过盈联接部70a和70b可以被逆转，以实现轮缘构件56a和56b的移除，以及新轮缘构件的重新安装。在用替代的轮缘构件覆盖轮毂32期间，外脊部48可被夹持在替代的轮缘构件之间，并且焊接部64a和64b形成。建立过盈联接部70a和70b可理解为将轮毂32与轮缘构件56a和56b可逆地联接，而焊接部64a和64b可理解为不可逆地联接相应构件。然后可将改造后的牵引轮再次投入使用。

可使用相关技术来改造包括传统的一体式铸件的已有牵引轮。本领域技术人员熟悉使用一体式牵引轮本体的类型的牵引轮。此类已知的牵引轮经常包括用来接触、张紧和引导相关履带的中央环形冠部。随着时间推移，该中心冠部可能磨损，牵引轮的其它外表面也是如此。过去使用的是采用硬表面堆焊或其它表面重修技术的与上述相似的策略来修理停止使用的牵引轮。已发现此类技术不仅相当费力，而且还趋于导致更容易磨损并且工作寿命比新牵引轮更短的牵引轮。其原因之一涉及某些表面重修技术的固有局限性。表面重修可能常常需要每次一个地添加多层表面重修材料。由于每个层以熔融金属材料的形式沉积，因此不可避免地发生下方层的加热。这往往会限制可用于硬表面堆焊或其它表面重修方法中的材料的类型，并且可能改变组成下方层的材料的物理特性。结果是，以前工程师在如何对某些类型的牵引轮进行修理方面几乎没有选择。

本发明允许牵引轮修理不是太多地被特定工艺的限制推动，而是被待修理的目标牵引轮的预期工作应用推动。本领域技术人员将熟悉最佳地适合于履带式机械中的底架系统构件的不同操作环境的不同材料组成。例如，某些材料可很好地适合于多沙的操作环境，而另一些材料可适合于多岩石的操作环境。类似地，可通过不同材料来最佳地解决不同负荷承载要求、转速、所经历的温度范围以及其它一些因素。尽管了解不同材料的不同性能，但是工程师一直在生产其性能不同于并且常常次于可理想地获得的性能的改造牵引轮。因此，在牵引轮30和文中的其它实施例的情形中，可由最适合于特定工作应用的材料形成轮缘构件56a和56b，而不是由于工艺局限性被迫选择较次的材料。在牵引轮如牵引轮30要进行多次改造并且其工作环境改变的情况下，轮缘构件56a和56b可替代用于较早的工作寿命中但由不同材料形成的轮缘构件。

如上文所暗示的，牵引轮30可包括最初作为一体式铸件制造但改造为如图所示的组合式牵引轮的牵引轮。在准备改造由一体式铸件组成的牵引轮时，可能希望从牵引轮本体的外周去除材料，以适当设定牵引轮本体的尺寸为用于安装轮缘构件56a和56b，并且还提供用于建立过盈联接部70a和70b并形成焊接部64a和64b的清洁的和经修正的表面。为此，已有的牵引轮的外表面的直径可通过去除材料来减小，但可以机加工以便保留材料形成/保持外脊部48。

根据图4和5的实施例的牵引轮的改造可以通过与图2和3的实施例有些不同的方式发生。在图4的实施例的情形中，如上文所述，可从轮毂132移除整个复合轮缘组件150，并将新复合轮缘组件定位在其上和适当附接。在图5的实施例中，如上文所述，可更换履带导向环280和/或可更换轮缘256a和256b。

本说明书仅出于举例说明的目的，并且不应解释为以任何方式使本发明的范围变窄。因此，本领域技术人员应了解，可以对本文公开的实施例作出各种修改而不脱离本发明的完整且合理的范围和精神。通过研究附图和所附权利要求将看到其它方面、特征和优点。

Claims (10)

1.一种可旋转牵引轮（30），所述可旋转牵引轮（30）用于履带式机械（10）的底架系统（14），并且包括：

限定旋转轴线并由硬度相对低的金属材料形成的一体式轮毂（32），所述一体式轮毂（32）具有外周面（34）、位于所述一体式轮毂（32）的第一和第二轴向侧（40，42）的第一和第二端面（36，38）、限定牵引轮安装孔（33）的内周面（44）、以及径向突出的外脊部（48），所述径向突出的外脊部（48）具有围绕所述旋转轴线的环形构型，并且沿轴向定位在所述第一和第二端面（36，38）之间；以及

与所述一体式轮毂（32）共轴并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘（50），所述复合环形轮缘（50）覆盖所述一体式轮毂（32），并且包括内轮缘面（52）以及具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面（54）；

所述复合环形轮缘（50）还包括第一和第二轮缘构件（56a，56b），每个所述轮缘构件（56a，56b）具有阶梯状轮廓、相对紧密地配合在所述外周面（34）上并位于所述径向突出的外脊部（48）的轴向外侧的外侧台肩区段（60a，60b）、以及相对宽松地配合在所述外周面（34）上并与所述径向突出的外脊部（48）沿轴向重叠的内侧冠部区段（62a，62b）。

2.根据权利要求1所述的可旋转牵引轮（30），其中，每个所述外侧台肩区段（60a，60b）均过盈配合在所述外周面（34）上，并且每个所述内侧冠部区段（62a，62b）均滑动配合在所述外周面（34）上；

其中，所述内侧冠部区段（62a，62b）互相邻接，并且所述外侧台肩区段（60a，60b）邻接所述径向突出的外脊部（48）；

所述可旋转牵引轮（30）还包括将所述第一轮缘构件（56a）的所述外侧台肩区段（60a）附接到所述一体式轮毂（32）上的第一环形焊接部（64a），以及将所述第二轮缘构件（56b）的所述外侧台肩区段（60b）附接到所述一体式轮毂（32）上的第二环形焊接部（64b）。

3.根据权利要求2所述的可旋转牵引轮（30），其中，所述一体式轮毂（32）的所述第一和第二轴向侧（40，42）中的每一个均包括轴向侧面（36，38），所述轴向侧面具有围绕所述牵引轮（30）的旋转轴线的浴缸形旋转轮廓；

其中，所述第一和第二轮缘构件（56a，56b）互为镜像，并且所述内侧冠部区段（62a，62b）在等分所述牵引轮（30）的旋转轴线的平面处互相邻接，以及其中，所述外侧台肩区段（60a，60b）包括第一轴向长度，并且所述内侧冠部区段（62a，62b）包括大于所述第一轴向长度的第二轴向长度。

4.根据权利要求3所述的可旋转牵引轮（30），其中，所述复合环形轮缘（50）的内表面（52）包括总计三个同心圆柱形表面区段（68a，68b，68c）；

其中，所述同心圆柱形表面区段（68a，68b，68c）包括位于所述第一轮缘构件（56a）的台肩区段（60a）上的第一圆柱形表面区段（68a）、位于所述第二轮缘构件（56b）的台肩区段（60b）上的第二圆柱形表面区段（68b）、以及部分位于所述第一轮缘构件（56a）上并且还部分位于所述第二轮缘构件（56b）上的中间圆柱形表面区段（68c）。

5.一种制造用于履带式机械（10）的底架系统（14）的可旋转牵引轮（30）的方法，包括以下步骤：

利用由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘（50）覆盖由硬度相对低的金属材料形成并限定旋转轴线的一体式轮毂（32）；

在覆盖所述一体式轮毂（32）期间，将所述一体式轮毂（32）的径向突出的外脊部（48）沿轴向夹持在所述复合环形轮缘（50）的邻接的轮缘构件（56a，56b）之间；以及

将所述复合环形轮缘（50）附接到所述一体式轮毂（32）上。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述覆盖步骤包括将所述复合环形轮缘（50）与所述一体式轮毂（32）可逆地联接，并且所述附接步骤包括将所述复合环形轮缘（50）与所述一体式轮毂（32）不可逆地联接；

其中，所述覆盖步骤还包括将共计两个轮缘构件（56a，56b）过盈配合在所述一体式轮毂（32）上的步骤，并且所述附接步骤还包括利用共计两个焊接部（64a，64b）将所述轮缘构件（56a，56b）焊接到所述一体式轮毂（32）上；

其中，所述夹持步骤还包括使所述轮缘构件（56a，56b）相对紧密地抵靠所述径向突出的外脊部（48），以及使所述轮缘构件（56a，56b）相对宽松地彼此抵靠。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述复合环形轮缘（50）包括具有冠状轮廓的外轮缘面（54），所述过盈配合步骤还包括使所述轮缘构件（56a，56b）的外侧台肩区段（60a，60b）过盈配合在所述一体式轮毂（32）上，并且所述方法还包括在覆盖所述一体式轮毂（32）期间使所述轮缘构件（56a，56b）的内侧冠部区段（62a，62b）滑动配合在所述径向突出的外脊部（48）上的步骤。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，制造所述可旋转牵引轮（30）包括改造履带式机械（10）的底架系统（14）中的停止使用的可旋转牵引轮（30），其中，所述方法还包括在覆盖所述一体式轮毂（32）的步骤之前去除所述一体式轮毂（32）的材料以减小其直径的步骤。

9.一种用于履带式机械（10）的底架系统（14），包括：

接地履带（16），所述接地履带包括多个履带板（18），以及将所述履带板（18）联接在一起形成环形履带链（17）的多个履带链节（20）；

用于所述接地履带（16）的包括牵引轮本体的牵引轮（30），所述牵引轮本体具有由硬度相对低的金属材料形成的轮毂（32），以及覆盖所述轮毂（32）并由硬度相对高的金属材料形成的复合环形轮缘（50）；

所述轮毂（32）包括限定牵引轮安装孔（33）的内周面（44）、外周面（34）和径向突出的外脊部（48），并且所述径向突出的外脊部（48）具有环形构型并与所述牵引轮安装孔（33）同心；以及

所述复合环形轮缘（50）包括内轮缘面（52）、具有冠状轮廓的接触履带的外轮缘面（54）、以及将所述径向突出的外脊部（48）夹在其间的邻接的第一和第二轮缘构件（56a，56b），所述邻接的第一和第二轮缘构件（56a，56b）中的每一个均具有阶梯状轮廓，并且包括所述内轮缘面（52）的一部分和所述接触履带的外轮缘面（54）的一部分。

10.根据权利要求9所述的底架系统（14），其中，还包括在所述第一轮缘构件（56a）与所述轮毂（32）之间的第一过盈联接部（70a），和在所述第二轮缘构件（56b）与所述轮毂（32）之间的第二过盈联接部（70b）；

所述底架系统（14）还包括将所述第一轮缘构件（56a）附接到所述轮毂（32）上的第一环形焊接部（64a），和将所述第二轮缘构件（56b）附接到所述轮毂（32）上的第二环形焊接部（64b）；

其中，所述第一和第二轮缘构件（56a，56b）中的每一个均包括外侧台肩区段（60a，60b）和内侧冠部区段（62a，62b），并且所述第一和第二轮缘构件（56a，56b）互为镜像且所述内侧冠部区段（62a，62b）互相邻接；

其中，所述轮毂（32）限定旋转轴线并且包括第一轴向侧（40）和第二轴向侧（42），并且每个所述轴向侧均包括轴向侧面（36，38），所述轴向侧面具有围绕所述旋转轴线的浴缸形旋转轮廓。

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