CN103935413A - 具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，涉及一种橡胶履带行走装置的负重轮组。本发明包括一级平衡悬架、一级平衡悬架橡胶球铰和两个模块化的双列负重轮总成。本发明采用多组负重轮，能够承载重型车辆，使橡胶履带行走装置接地比压更加均匀；具有三级平衡悬架结构，可显著提高车辆行驶的平顺性和通过性；采用的橡胶球铰或橡胶衬套可大幅提高橡胶履带行走装置减震效果；同时各级平衡悬架均可模块化组装，可实现快速装卸，使用维修方便，便于维护。

Description

具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组

技术领域

本发明涉及一种橡胶履带行走装置的负重轮组，属于履带式车辆技术领域，尤其是一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组。

背景技术

目前，履带式车辆的行走装置可分为钢制履带型和橡胶履带型两种。履带负重轮组是履带式车辆的行走装置的关键部件，履带负重轮组在履带上滚动，将机体重量通过履带传递给地面，阻止履带对机架产生横向相对移动。相应的，其负重轮组也因钢制履带和橡胶履带而不同。

中国专利CN102951219 A公开了一种履带式滑移转向装载机支重轮减震装置，该装置包括支重轮和台架，还包括用于连接支重轮和台架的减震垫；所述支重轮包括铰链、铰接销、支架和轮体；所述支架包括两块侧板、横梁和铰接环，所述两块侧板和横梁固定连接形成H形结构，所述铰接环固定于H形结构中间的横梁上；H形结构两端的缺口处分别可旋转的安装有轮体；铰接销穿过铰链和支架上的铰接环的通孔实现铰链与支架的铰接；所述台架的侧面设有限制支重轮的支架的摆动角度的限位块。

中国专利CN200977952 Y公开了一种震源车履带轮系统的支重轮部件，一种震源车履带轮系统的支重轮部件，由轮轴、摆动板、轴承套、支重轮载、支重轮辐板、浮动油封、轴承、O型密封圈组成。其特征是:轮轴两端分别安装有支重轮。轮轴与轴承套之间有轴承。在轮轴两端采用端盖与O塑密封圈密封，端盖用螺钉固定在轴承套外端。轴承套内端面采用浮动油封密封，浮动油封放在浮动油封支撑内。浮动油封支撑与轮轴之间有O型密封圈密封。摆动板固定在轮轴中部，摆动板通过销轴连接在支重系统上。该使用新型能够满足震源三角履带轮系统行走和承载整车重量的要求。在不平的地面路况，支重轮系摆动一定角度:支重轮表面有橡胶层，减少对履带的磨损，延长寿命。

通过分析，现有负重轮组产品主要有以下几个问题:

一是负重轮系平衡悬架级数少，基本不超过两级，造成不同负重轮对履带的载荷不同，引起温升不均匀，同时也使得车辆行驶平顺性和通过性较差，；

二是负重轮数量偏少，基本都采用两组四排负重轮，负重轮总数不超过8个，接地压力分布不均匀，不利于提高通过性；

三是负重轮系采用的负重轮组与橡胶履带行走装置的框架连接复杂，无法实现独立装卸，不便于快速维护；

四是负重轮系平衡悬架采用轴承结构铰接时，平衡悬架在摆动时不具备缓冲效果，采用橡胶垫时，平衡悬架的减震效果较差，减少橡胶履带行走装置各组件的使用寿命，且密封润滑复杂，提高了维护频率和难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，能够适用于复杂恶劣地形，且负重轮载荷分配均匀，使橡胶履带温升均匀，提高橡胶履带使用寿命和车辆通过性和平顺性，并能是橡胶履带行走装置维持稳定的牵引力；具有减震缓冲效果，保护橡胶履带。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，包括一级平衡悬架、一级平衡悬架橡胶球铰和两个模块化的双列负重轮总成；所述的双列负重轮总成包括两个单列负重轮总成、一个二级平衡悬架和一个二级平衡悬架橡胶衬套；所述的单列负重轮总成包括两个负重轮、一个三级平衡悬架和一个三级平衡悬架橡胶衬套，所述每个双列负重轮总成通过二级平衡悬架橡胶衬套和一级平衡悬架相连接，使其能够绕纵向小范围摆动，所述每个单列负重轮总成均通过三级平衡悬架橡胶衬套与二级平衡悬架相连。

所述一级平衡悬架橡胶球铰包括橡胶球铰金属外套、橡胶球铰弹性体、高刚度橡胶球铰弹性体、橡胶球铰芯轴、橡胶球铰金属内套、减震外圈和减震橡胶块；所述一级平衡悬架橡胶球铰组装后下部压入一级平衡悬架轴孔内，上部压入履带轮框架相应轴孔内，所述一个橡胶球铰金属外套与一个橡胶球铰弹性体构成一个普通球铰类橡胶弹性元件，所述一个橡胶球铰金属外套与一个高刚度橡胶球铰弹性体构成一个加强球铰类橡胶弹性元件，两个普通球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架轴孔的纵向方向上，两个加强球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架轴孔的横向方向上，总体呈现四瓣结构；所述高刚度橡胶球铰弹性体内嵌橡胶金属内套，所述一个减震外圈和个减震橡胶块构成一个减震元件，两个减震元件横向相对安装在橡胶球铰芯轴上部，所述减震外圈的内部圆周面具有一定的拔模斜度，即上端面的孔径小于下端面，所述橡胶球铰芯轴的上部在横向方向上为两个相对的平面，在纵向方向上为两个相对的圆锥面，两个圆锥面与减震外圈的内部圆周面平行，所述橡胶芯轴的上部和减震外圈之间浇注有减震橡胶块。

所述二级平衡悬架橡胶衬套包括二级平衡悬架橡胶衬套外圈、二级平衡悬架橡胶衬套弹性体和二级平衡悬架橡胶衬套芯轴，其中一个二级平衡悬架橡胶衬套外圈和一个二级平衡悬架橡胶衬套弹性体为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴，所述二级平衡悬架橡胶衬套整体压入二级平衡悬架轴孔内，二级平衡悬架橡胶衬套芯轴通过螺栓与一级平衡悬架连接。

所述三级平衡悬架橡胶衬套包括三级平衡悬架橡胶衬套外圈、三级平衡悬架橡胶衬套弹性体和三级平衡悬架橡胶衬套内圈，其中一个三级平衡悬架橡胶衬套外圈和一个三级平衡悬架橡胶衬套弹性体为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴，所述三级平衡悬架橡胶衬套整体压入三级平衡悬架轴孔内，三级平衡悬架橡胶衬套内圈与二级平衡悬架端部的轴过盈配合。

所述负重轮采用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料外包合成橡胶结构。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明具有三级平衡悬架结构增强履带车辆路面适应能力，保证各个负重轮对履带的载荷相同，避免履带出现不均匀温升；并缓冲履带轮行驶时的冲击，显著提高车辆行驶的平顺性和通过性；

本发明负重轮数量较多，采用四个单列负重轮总成即八个负重轮，使得橡胶履带行走装置接地比压更加均匀，以进一步提高车辆通过性；

本发明两个单列负重轮总成模块化安装于双列负重轮总成，两个双列负重轮总成模块化安装于整个负重轮组，整个负重轮组有可模块化安装于橡胶履带行走系统，可以实现快速安装与拆卸，使用维修方便，便于维护。

本发明负重轮系平衡悬架采用橡胶球铰或橡胶衬套，可实现橡胶履带行走装置的较好的减震效果，同时提高部件使用寿命，提高行驶平顺性和通过性，密封和润滑简单易行，便于维护。

附图说明

图1是本发明总装图；

图2是图1中双列负重轮总成的结构示意图；

图3是图2中单列负重轮总成分解图的结构示意图；

图4a是图1中一级平衡悬架橡胶球铰的结构示意图；

图4b是4a的A-A向剖视图；

图5a是图2中二级平衡悬架橡胶衬套的结构示意图；

图5b是图5a的B-B向剖视图；

图6a是图3中三级平衡悬架橡胶衬套的结构示意图；

图6b是图6a的C-C向剖视图；

图7是图1的分解示意图；

图中：1.负重轮，2.一级平衡悬架橡胶球铰，3.一级平衡悬架，4.二级平衡悬架，5.三级平衡悬架，6.二级平衡悬架橡胶衬套，7.三级平衡悬架橡胶衬套，8.二级平衡悬架橡胶衬套外圈，9.二级平衡悬架橡胶衬套芯轴，10.橡胶球铰金属外套，11.橡胶球铰弹性体，12.减震外圈，13.橡胶球铰芯轴，14.高刚度橡胶球铰弹性体，15.橡胶球铰金属内套，16.二级平衡悬架橡胶衬套弹性体，17.三级平衡悬架橡胶衬套外圈，18.三级平衡悬架橡胶衬套内圈，19.三级平衡悬架橡胶衬套弹性体，20.减震橡胶块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1、图7，一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，包括一级平衡悬架3、一级平衡悬架橡胶球铰2和两个模块化的双列负重轮总成；所述的双列负重轮总成由两个单列负重轮总成和一个二级平衡悬架4、一个二级平衡悬架橡胶衬套6组成；所述的单列负重轮总成由两个负重轮、一个三级平衡悬架5和一个三级平衡悬架橡胶衬套7组成。

参见图1，为了更好的说明本发明内容，文中约定横向为负重轮轴的方向，垂直于负重轮轴、与负重轮轴构成水平面的为纵向。

参见图1、图2，所述两个双列负重轮总成通过各自的二级平衡悬架橡胶衬套6和一级平衡悬架3相连接，使其能够绕纵向小范围摆动，二级平衡悬架4和一级平衡悬架3垂直方向上的间隔限制该纵向摆动的范围，实现其两个单列负重轮总成的载荷均匀分配，且使模块化负重轮组对地形横向起伏有一定的顺应变化的能力，并对地形横向起伏造成的冲击具有缓冲能力。

参见图2、图3，所述两个单列负重轮总成通过各自的三级平衡悬架橡胶衬套7与二级平衡悬架4相连，从而使单列负重轮能够绕横向有一定范围的摆动，三级平衡悬架5上焊接的限位块与二级平衡悬架4相接触限制该摆动范围，通过四个单列负重轮总成的独立摆动，实现模块化负重轮组在整个履带宽度上顺应地形纵向起伏，并对高速行驶或较大较硬障碍造成的冲击具有缓冲能力。

参见图1、图4a、图4b、图7，所述一级平衡悬架橡胶球铰2包括橡胶球铰金属外套10、橡胶球铰弹性体11、高刚度橡胶球铰弹性体14、橡胶球铰芯轴13、橡胶球铰金属内套15、减震外圈12和减震橡胶块20组成；所述一级平衡悬架橡胶球铰2组装后下部压入一级平衡悬架3轴孔内，上部压入履带轮框架相应轴孔内，实现模块化负重轮和履带轮框架的安装。所述一个橡胶球铰金属外套10与一个橡胶球铰弹性体11构成一个普通球铰类橡胶弹性元件，所述一个橡胶球铰金属外套10与一个高刚度橡胶球铰弹性体14构成一个加强球铰类橡胶弹性元件。两个普通球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架3轴孔的纵向方向上，两个加强球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架3轴孔的横向方向上，总体呈现四瓣结构；所述高刚度橡胶球铰弹性体14内嵌橡胶金属内套，通过增加金属内套的数量或者改变件数内套的刚度，可以相应改变加强球铰类橡胶弹性元件的刚度，从而控制模块化负重轮组整体横向摆动，进而实现一级平衡悬架橡胶球铰2缓冲负重轮组其他方向的摆动，并限制横向摆动。所述减震外圈12和两个减震橡胶块20组成减震元件，安装在橡胶球铰芯轴13上部。所述减震外圈12的内部圆周面具有一定的拔模斜度，即上端面的孔径小于下端面。所述橡胶球铰芯轴13的上部在横向方向上为两个相对的平面，在纵向方向上为两个相对的圆锥面，两个圆锥面与减震外圈12的内部圆周面平行。所述橡胶芯轴的上部和减震外圈12之间浇注有减震橡胶块20。履带轮在行驶时，模块化负重轮组在履带轮行驶时，地面起伏使橡胶球铰芯轴13上部在减震外圈12内运动，使减震橡胶块20内部产生剪切位移的同时产生压缩变形而削弱拉伸变形，避免了减震橡胶块20的拉伸破坏，同时起到缓冲减震的作用，进一步的芯轴上部横向相对的两表面使减震橡胶块20在横向方向上的刚度较低，以减少履带轮框架不均衡的横向垂直变形对模块化负重轮组载荷分配的影响，并进一步减少模块化负重轮组纵向摆动刚度。

参见图2、图5a和5b，所述二级平衡悬架橡胶衬套6由二级平衡悬架橡胶衬套外圈8、二级平衡悬架橡胶衬套弹性体16、二级平衡悬架橡胶衬套芯轴（9）9组成。其中一个二级平衡悬架橡胶衬套外圈8和一个二级平衡悬架橡胶衬套弹性体16为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴。所述二级平衡悬架橡胶衬套6整体压入二级平衡悬架4轴孔内。二级平衡悬架橡胶衬套芯轴9通过螺栓与一级平衡悬架3连接。

参见图3、图6a 和6b，所述三级平衡悬架橡胶衬套7由三级平衡悬架橡胶衬套外圈17、三级平衡悬架橡胶衬套弹性体19、三级平衡悬架橡胶衬套内圈18组成。其中一个三级平衡悬架橡胶衬套外圈17和一个三级平衡悬架橡胶衬套弹性体19为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴。所述三级平衡悬架橡胶衬套7整体压入三级平衡悬架5轴孔内。三级平衡悬架橡胶衬套内圈18与二级平衡悬架4端部的轴过盈配合。

所述负重轮1采用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料外包合成橡胶结构。

以上所述仅为本发明的具体实施例，以上实施例仅用于对本发明的技术方案和发明构思做说明而非限制本发明的权利要求范围。凡本技术领域中技术人员在本专利的发明构思基础上结合现有技术，通过逻辑分析、推理或有限实验可以得到的其他技术方案，也应该被认为落在本发明的权利要求保护范围之内。 

Claims (5)

1.一种具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，其特征在于：包括一级平衡悬架（3）、一级平衡悬架橡胶球铰（2）和两个模块化的双列负重轮总成；所述的双列负重轮总成包括两个单列负重轮总成、一个二级平衡悬架（4）和一个二级平衡悬架橡胶衬套（6）；所述的单列负重轮总成包括两个负重轮（1）、一个三级平衡悬架（5）和一个三级平衡悬架橡胶衬套（7），所述每个双列负重轮总成通过二级平衡悬架橡胶衬套（6）和一级平衡悬架相连接，使其能够绕纵向小范围摆动，所述每个单列负重轮总成均通过三级平衡悬架橡胶衬套（7）与二级平衡悬架相连。

2.根据权利要求1所述的具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，其特征在于：所述一级平衡悬架橡胶球铰（2）包括橡胶球铰金属外套（10）、橡胶球铰弹性体（11）、高刚度橡胶球铰弹性体（14）、橡胶球铰芯轴（13）、橡胶球铰金属内套（15）、减震外圈（12）和减震橡胶块（20）；所述一级平衡悬架橡胶球铰（2）组装后下部压入一级平衡悬架轴孔内，上部压入履带轮框架相应轴孔内，所述一个橡胶球铰金属外套（10）与一个橡胶球铰弹性体（11）构成一个普通球铰类橡胶弹性元件，所述一个橡胶球铰金属外套（10）与一个高刚度橡胶球铰弹性体（14）构成一个加强球铰类橡胶弹性元件，两个普通球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架轴孔的纵向方向上，两个加强球铰类橡胶弹性元件相对安装在一级平衡悬架轴孔的横向方向上，总体呈现四瓣结构；所述高刚度橡胶球铰弹性体（14）内嵌橡胶金属内套，所述一个减震外圈（12）和一个减震橡胶块（20）构成一个减震元件，两个减震元件沿横向相对安装在橡胶球铰芯轴（13）上部，所述减震外圈（12）的内部圆周面具有一定的拔模斜度，即上端面的孔径小于下端面，所述橡胶球铰芯轴（13）的上部在横向方向上为两个相对的平面，在纵向方向上为两个相对的圆锥面，两个圆锥面与减震外圈（12）的内部圆周面平行，所述橡胶芯轴的上部和减震外圈（12）之间浇注有减震橡胶块（20）。

3.根据权利要求2所述的具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，其特征在于：所述二级平衡悬架橡胶衬套（6）包括二级平衡悬架橡胶衬套外圈（8）、二级平衡悬架橡胶衬套弹性体（16）和二级平衡悬架橡胶衬套芯轴（9），其中一个二级平衡悬架橡胶衬套外圈（8）和一个二级平衡悬架橡胶衬套弹性体（16）为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴，所述二级平衡悬架橡胶衬套（6）整体压入二级平衡悬架轴孔内，二级平衡悬架橡胶衬套芯轴（9）通过螺栓与一级平衡悬架连接。

4.根据权利要求3所述的具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，其特征在于：所述三级平衡悬架橡胶衬套（7）包括三级平衡悬架橡胶衬套外圈（17）、三级平衡悬架橡胶衬套弹性体（19）和三级平衡悬架橡胶衬套内圈（18），其中一个三级平衡悬架橡胶衬套外圈（17）和一个三级平衡悬架橡胶衬套弹性体（19）为一个弹性组合，三个弹性组合径向圆周分布，内部嵌套橡胶衬套芯轴，所述三级平衡悬架橡胶衬套（7）整体压入三级平衡悬架轴孔内，三级平衡悬架橡胶衬套内圈（18）与二级平衡悬架端部的轴过盈配合。

5.根据权利要求4所述的具有三级平衡悬架的减震模块化负重轮组，其特征在于：所述负重轮（1）采用超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）材料外包合成橡胶结构。