CN104053840A - 工程机械的轴承装置 - Google Patents

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CN104053840A CN201280067103.9A CN201280067103A CN104053840A CN 104053840 A CN104053840 A CN 104053840A CN 201280067103 A CN201280067103 A CN 201280067103A CN 104053840 A CN104053840 A CN 104053840A
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秋田秀树
樱井茂行
佐藤晓子
五木田修
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Abstract

通过简单的结构，经现场处理能够吸收托架和轴套部件之间的轴向间隙，提高工程机械的轴承装置的组装作业性。涉及在如下的工程机械的连结部所使用的轴承装置(31)，在工程机械中，将上部旋回体(2)搭载在下部行驶体(1)上并将作业装置(5)安装在该上部旋回体。轴承装置具有：具有轴套部的第一部件；具有从左右两侧夹着该轴套部(32)的左右托架(17A、17B)的第二部件；被保持在轴套部的内周侧的轴衬(16)；被配置在轴衬和左右托架之间并防止润滑介质从轴衬泄漏的密封构件(38)；被插入左右托架和轴套部之间的止推板(36)；贯穿插入左右托架和轴衬的连结销(20)。止推板是将环状的一部分切去而成的形状，切口部(24)的周向角度在其内周部比180°小。

Description

工程机械的轴承装置
技术领域
本发明涉及工程机械，尤其是涉及适于用于工程机械的动臂和斗杆等的连结部的工程机械的轴承装置。
背景技术
在液压挖掘机等工程机械中，为了将构成作业用的前部的动臂、斗杆、铲斗等以彼此能够转动的方式连结而设置有轴承装置。在设置于该前部的轴承装置中，典型的是，使动臂和斗杆的一方的端部为在内周侧嵌合轴衬的轴套部件，使与之连结的斗杆和铲斗的端部为托架。而且，在轴套部件的外侧配置左右一对的托架，利用连结销将这些部件可转动地连结。
专利文献1记载了具有这样的轴承装置的以往的工程机械的连结部的例子。在该公报记载的工程机械中，在将斗杆和动臂等两个部件能够自由转动地连结情况下，利用间隙调整板调整连结部的形成在两个部件间的轴向间隙。而且，该调整板由弹性板和具有粘接性的金属板构成，调整板采用不弯曲的扁平形状，形成有从中心部向周边部延伸的U字形的切口。而且，通过使连结销穿过切口部来调整轴向的间隙。
专利文献2记载了工程机械的轴承装置的另一例。该公报记载的轴承装置的目的是，抑制在工程机械的斗杆和动臂等的连结部中、由形成在托架上的孔和穿插在该孔中的销之间的径向间隙引起的晃动，减少所产生的振动。由此，轴承装置是在托架的一部分和销之间设置弹性筒体来弹性地支承，并且使没有配置弹性筒体的托架部和销之间的径向间隙比弹性筒体的最大弹性变形量小。
专利文献3记载了工程机械的销结合部的例子。在该公报中，以斗杆和铲斗的销结合部为例，将斗杆的前端侧作为内侧并将铲斗的托架作为外侧，插入销，将两部件能够转动地结合。此时，利用垫片部件调整在销插入方向上产生的间隙。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实开平2-11852号公报
专利文献2：日本特开2001-330024号公报
专利文献3：日本特开2004-204650号公报
在上述以往的轴承装置中，在左右的托架之间配置轴套部件并利用销连结的情况下，通过止推板和垫片等手段来调整作为左右的托架之间的间隔与轴套部件的轴向长度之差而形成的间隙，防止因形成间隙而导致的沙土等异物的侵入和防止与振动噪音有关的磨损的发生等。
例如，在使用了专利文献1记载的间隙调整板的销连结部中，在间隙调整板上形成U字形切口部，由此，将销插入托架及轴套部件之后，能够根据现场情况插入间隙调整板。但是，使用了该公报记载的间隙调整板的情况下，没有充分考虑因工程现场产生的冲击力等使间隙调整板从销脱落的情况。即，能够预想到工程机械经长期使用后在各部件有微小变形，因此在销结合部也会有轴向间隙增大的情况。其结果，在U字形切口部的周方向位置位于上部的情况下，有可能因重力或冲击等的力使间隙调整板从销脱落。
另外，在专利文献2记载的轴承装置中，在固定销的托架侧，利用弹性筒体吸收销和托架之间的径向间隙，从而销被固定，能够降低噪音和磨损。但是，在该公报中，关于托架和轴套部件之间的轴向间隙没有公开，也没有充分考虑托架沿轴向移动而有可能成为噪音和磨损的原因之一的情况。
而且，在专利文献3记载的销结合部构造中，通过预先配置并组装垫片部件，能够吸收形成在托架和轴套部件之间的间隙。该公报记载的销结合部所使用的垫片部件能够变形地构成，从而具有能够将销插入到托架和轴套部件两者之中并组装这样的优点。但是，为能够变形，构造变得复杂，组装时的处理变得繁琐，组装所需的工时也增加。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的不良情况而研发的，其目的是：在工程机械的销结合部，能够以简单的结构吸收托架和轴套部件之间产生的轴向间隙。另外，本发明的其他目的是将销插入托架和轴套部件并固定销之后能够吸收上述间隙。即，即使没有预先测量组装间隙等，也能够通过简单的结构、根据现场情况吸收间隙，提高轴承装置的组装作业性。
实现上述目的的本发明的特征是一种轴承装置，在工程机械中，将上部旋回体搭载在下部行驶体上并将作业装置安装在该上部旋回体上，所述轴承装置是用于所述工程机械的连结部的轴承装置，所述轴承装置具有：具有轴套部的第一部件；具有从左右两侧夹着该轴套部的左右托架的第二部件；被保持在所述轴套部的内周侧的轴衬；配置在该轴衬和所述左右托架之间并防止润滑介质从所述轴衬泄漏的密封构件；被插入所述左右托架和所述轴套部之间的止推板；贯穿地被插入所述左右托架和所述轴衬的连结销，所述止推板为将环状的一部分切去而成的形状，由此形成为能够在将所述连结销穿插在所述左右托架上之后插入在所述连结销上，而且，所述止推板的所述切口部的周向角度在其内周部是比180°小的角度。
而且，在该特征中，也可以是，在所述止推板中，在所述切口部的附近且从内周的圆弧部分向切口部的曲线转变的拐点附近，设置有使该止推板能够弹性变形的孔，也可以是，在所述止推板的最小间隙部附近，设置能够使该止推板在面方向弹性变形的孔。
另外，在上述特征中，优选在所述止推板的至少一方的表面上形成多个凹窝，也可以形成从所述止推板的内周面朝向径向外侧的至少1个狭缝。
发明的效果
根据本发明，在工程机械的轴承装置中，利用由能够沿面方向弹性变形的平板构成的止推板来吸收在托架和轴套部件之间产生的轴向间隙，从而即使在利用销结合了托架和轴套部件之后，也能够吸收间隙。因此，轴承装置的组装作业性提高。
附图说明
图1是本发明的工程机械的一实施例的侧视图。
图2是图1所示的工程机械的轴承装置的一实施例的纵剖视图。
图3是图2所示的轴承装置所使用的止推板的主视图。
图4是图2所示的轴承装置所使用的止推板的其他实施例的主视图。
图5是图4所示的止推板的剖视图。
具体实施方式
以下，使用附图说明本发明的工程机械的几个实施例。图1是本发明的工程机械100的一实施例的侧视图。
工程机械100例如是掘削用的液压挖掘机，具有：安装了环形轨道履带的下部行驶体1；能够旋回地搭载在该下部行驶体1上的上部旋回体2。在下部行驶体1和上部旋回体2之间设置有控制上部旋回体2的旋回的旋回装置。在上部旋回体2中，在前部配置有供作业者搭乘并进行操作的驾驶室3，在后部配置有收纳了用于驱动及控制该作业机的发动机和液压泵的机械室4。
在上部旋回体2的前方，能够俯仰动作地安装有作业装置5。作业装置5由以下部件构成：基端侧通过销而被结合在上部旋回体2上的动臂6；通过销而被结合在该动臂6的基端侧的相反端侧的斗杆8；通过销结合而安装在斗杆8的前端上的用于挖掘等的铲斗等附件10。而且，在这些动臂6、斗杆8和铲斗10上分别配置有动臂缸7、斗杆缸9、铲斗缸11等液压执行机构。
为使用动臂缸7和斗杆缸11使动臂6和斗杆8转动，在动臂6的基端部和上部旋回体2之间的连接部B、动臂6的相反端和斗杆8的端部侧的连接部A以及铲斗10的安装部配置有轴承装置31。图2是表示轴承装置31的详细情况的纵剖视图。
图2是图1的A部详细图。该图的B部也成为同样的结构。动臂6的前端部为了与斗杆8的连接，左右2个托架17A、17B以叉状延伸，该左右托架17A、17B夹持着被设置在斗杆8的前端侧的轴套部32。
为将斗杆8的轴套部32相对于动臂6能够转动地连结，在左右的托架17A、17B上形成通孔17C、17D，在该左右的通孔17C、17D中穿插有连结销20。该连结销20也贯穿斗杆8，并且能够滑动地插入以下说明的轴套侧轴衬16的内周面。为防止该连结销20从左右的托架17A、17B脱落，在一方的托架17B的外侧通过焊接安装有形成了供连结销20嵌合的孔的轴衬18。
在轴衬18及连结销20上，形成有沿与轴向垂直的方向贯穿的通孔19及防脱孔20a。螺栓14插入这些通孔19及防脱孔20a，并通过螺母15而紧固。由此，连结销20相对于托架17A、17B以防脱及止转状态被固定。
斗杆8的轴套部32形成为大致圆筒状。斗杆8的轴套部32的内周面为嵌合孔33A，嵌合有2个铬钼钢或含油烧结金属等硬质材料制的轴套侧轴衬16。轴套侧轴衬16的轴向长度为L，沿轴向隔开间隔地配置。轴套侧轴衬16、16之间的轴向间隙是润滑油滞留部34，经由未图示的润滑油供给路径从外部供给润滑油。轴套侧轴衬16的内周面如上所述地形成与连结销20之间的滑动面。
在动臂6的左右的托架17A、17B的相对面侧与轴套侧轴衬16、16的端面之间，配置有密封部件38。密封部件38由油封等接触型密封件构成，以防止从油滞留部34向轴套侧轴衬16和连结销20之间的滑动部回流的润滑油从该滑动部向外部流出。
这里，左右的托架17A、17B的相对面间距离比斗杆8的轴套部32的轴向长度稍大，在左右的托架17A、17B和轴套部32之间形成有间隙35。也就是说，为了提高连结部的组装性和负担作用于包含斗杆8、动臂6在内的作业装置5的推力(沿连结销20的轴向作用的力)，形成了间隙35。详细情况在后面说明的、作为本发明的特征结构的止推板36被插入该间隙35中。在该止推板36的两面和斗杆8的轴套部32的轴向端面32a、32b、左右的托架17A、17B之间作为推力轴承来发挥作用。
然而，以往，聚氨酯橡胶或聚乙烯制的止推板形成为圆环状，将轴衬收容在斗杆的轴套部之后，将连结销插入该斗杆的轴套部和托架二者的内部并连结。由此，调整形成在托架和斗杆的轴套部之间或托架和轴衬之间的轴向间隙变得困难，稍微调整就会因过大的间隙产生轴向的振动和磨损。
为消除该不良情况，在本发明中，如下所述地构成止推板36。即，如图3至图5所示，配置在左右的托架17A、17B的轴向内侧的止推板36以从圆环状的坯料切去圆周方向上的一部分而成的形状形成。像这样形成的止推板36是在利用连结销20连结左右的托架17A、17B和斗杆8的轴套部32之后，利用锤子等从切口部压入的。因此，在左右的托架17A、17B及斗杆8的轴套部32的外周角部施加倒角21，能够实现止推板36的顺畅插入和锤子作业的作业性的提高。
图3所示的止推板36是在对厚度t的钢坯料进行了热处理之后，对表面实施氮化等表面处理而形成的。厚度t根据组装了连结销20后形成的间隙35而决定，为1mm左右。止推板36的内径为比连结销20的外径d0稍大的2r。另外，切口部24的大小为，最小间隙部处的宽度W比该止推板36的内径2r稍小，而且比连结销的直径d0小的宽度。由此，除了切口部24以外的全周角θ成为θ＞180°。此外，最小间隙部由于从圆弧变化成直线部，所以构成拐点。
更具体来说，采用在将该止推板36向连结销20侧插入时、最小间隙部(宽度W部)的角部不发生塑性变形而在弹性变形的范围内变形的范围。通过采用这样的范围，一旦将止推板36插入之后，即使例如在轴承装置31发生振动，也由于最小间隙部(宽度W部)的角部从弹性变形恢复而成为瓶颈，能够防止止推板36从连结销20脱落。
如上所述，本发明中使用的止推板36在最小间隙部(宽度W部)必须弹性变形，因此只要使该最小间隙部(宽度W部)的角部易于弹性变形就有效果。因此，为了有助于止推板36的弹性变形，在最小间隙部(宽度W部)的附近形成直径d的小孔22。
在使用了图3所示的止推板36的轴承装置31中，将连结销20插入左右的托架17A、17B而组装了轴承装置31之后，通过锤子作业将止推板36安装在斗杆8的轴套部32和左右的托架17A、17B之间。此时，由于止推板36的最小间隙部(宽度W部)比连结销20的直径d0窄，所以止推板36的最小间隙部(宽度W部)临时扩张地变形。该扩张变形由于在最小间隙部(宽度W部)的附近具有小孔22，所以被小孔22吸收。止推板36通过了连结销20的最大径部之后，因最小间隙部(宽度W部)附近产生的内部应力而从弹性变形恢复，确保原来的最小间隙W。
此外，在上述实施例中，切口部24的形状为扇形，是从矩形的切口在一侧以角度α向外径侧打开的形状。但是，切口形状不限于扇形，在重视轴承性能的情况下，也可以采用矩形。不过，采用扇形具有如下优点：在利用锤子作业插入止推板36时，能够阻力小地插入。另外，小孔22的形状为圆孔，但不限于圆孔，也可以采用长圆形等。小孔22的位置限于最小间隙部(宽度W部)的附近，但需要以将该止推板36插入连结销20部时不会被破坏的距离从端部离开。在通过实验得到的结果中，优选位于比最小间隙部(宽度W部)更靠图3中稍上方的位置。
使用图4的(a)及图5说明本发明的其他实施例。本实施例与上述实施例的不同在于，在止推板36a～36c的一面或两面上大致均匀地设置有微小的凹陷(凹窝)40(40a～40c)。凹窝40的形状是例如压抵了球而成的形状，如图所示，以纵横有规则地配置，也可以交错状地配置。凹窝40的直径及深度分别为2mm、0.2mm左右。
图5的(a)是仅一面形成有凹窝40的例子，图5的(b)、(c)是两面都形成的例子。但是，在图5的(a)中，凹窝40的位置在表背面上是不同的，但在图5的(d)中，凹窝40的位置在表背面上是相同的。该凹窝40的加工能够通过冲压等在整个面上同时加工。形成凹窝40是为了将从润滑油滞留部34供给的或预先涂布在表面上的润滑油长期地保持在该止推板36a～36c上。
在本实施例中，除了上述实施例的效果以外，还具有轴承装置31能够长期保持润滑油的效果。此外，在本实施例中，也与上述实施例同样地能够变更小孔22的形状和位置、切口24的形状。但是，止推板在最小间隙部弹性变形是必须的。
使用图4的(b)及图5说明本发明的又一实施例。本实施例与上述各实施例的不同之处是，代替小孔而设置了狭缝42。在与图4(a)所示的实施例中使用的止推板同样的止推板36a～36c中，在切口部24的相反侧形成宽度p、长度q的狭缝42。由于形成了狭缝42，所以在将止推板36a～36c向连结销20部插入时，首先是止推板36a～36c的切口部以狭缝42为中心扩张。一旦止推板36a～36c的最小间隙部通过了连结销20部，狭缝42就通过弹性力复原。
因此，一旦将止推板36a～36c插入连结销20部，即使例如在轴承装置31发生振动，也能够防止止推板36a～36c从连结销20脱落。在本实施例中，切口部24的形状、凹窝40的配置等也能够与图4的(a)所示的实施例同样地变更。另外，狭缝42的位置也能够变更，但保持对称性的情况下，容易产生均匀的应力，容易避免止推板36a～36c的破坏。
根据以上所述的各实施例，由于通过润滑油滞留部及止推板的热处理和表面处理提高了润滑性，从而能够确保与以往所使用的树脂制的止推板相同程度的润滑性，而且还能够减小轴承装置的轴向间隙而减小摩擦和磨损。另外，由于是简单的结构，所以在现场处理也是容易的，能够减少加工工时及组装工时。
此外，在上述实施例中，以斗杆和动臂的结合部的轴承装置为例进行了说明，但本发明不限于上述部分，还能够适用于动臂基部这样的通过销结合的轴承装置。另外，在上述实施例中，以液压挖掘机为例进行了说明，也能够适用于起重机等其他工程机械。
附图标记的说明
1...下部行驶体，2...上部旋回体，3...驾驶室，4...机械室，5...作业装置，6...动臂(第二部件)，7...动臂缸，8...斗杆(第一部件)，9...斗杆缸，10...铲斗，11...铲斗缸，14...螺栓，15...螺母，16...轴套侧轴衬，17A、17B...托架，18...轴衬，19...通孔，20...连结销，20a...防脱孔，21...倒角，22...孔，24...开口部，31...轴承装置，32...轴套部，33A...嵌合孔，34...润滑油滞留部，35...间隙(轴方向间隙)，36、36a～36c...止推板，38...密封部件，40、40a～40c...凹窝，42...狭缝，100...液压挖掘机(工程机械)。

Claims (6)

1.一种工程机械的轴承装置，在所述工程机械中，将上部旋回体搭载在下部行驶体上并将作业装置安装在该上部旋回体上，所述轴承装置用于所述工程机械的连结部，所述轴承装置的特征在于，
所述轴承装置具有：具有轴套部的第一部件；具有从左右两侧夹着该轴套部的左右托架的第二部件；被保持在所述轴套部的内周侧的轴衬；配置在该轴衬和所述左右托架之间并防止润滑介质从所述轴衬泄漏的密封构件；被插入在所述左右托架和所述轴套部之间的止推板；和被贯穿地插入所述左右托架和所述轴衬的连结销，
所述止推板为将环状的一部分切去而成的形状，由此形成为能够在将所述连结销穿插在所述左右托架上之后插入在所述连结销上，而且，所述止推板的所述切口部的周向角度在其内周部是比180°小的角度。
2.如权利要求1所述的工程机械的轴承装置，其特征在于，
所述止推板中，在所述切口部的附近且从内周的圆弧部分向切口部的曲线转变的拐点附近，设置有使该止推板能够弹性变形的孔。
3.如权利要求2所述的工程机械的轴承装置，其特征在于，
形成了从所述止推板的内周面朝向径向外侧的至少1个狭缝。
4.如权利要求1所述的工程机械的轴承装置，其特征在于，
在所述止推板的至少一方的表面上形成有多个凹窝。
5.如权利要求2所述的工程机械的轴承装置，其特征在于，
在所述止推板的至少一方的表面上形成有多个凹窝。
6.如权利要求3所述的工程机械的轴承装置，其特征在于，
在所述止推板的至少一方的表面上形成有多个凹窝。
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