CN104169162B - 集成履带调整/反作用单元和使用该单元的履带式机器 - Google Patents

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Abstract

一种在反作用事件期间被压缩在伸缩式履带轮架(12)的前履带轮架(13)和后履带轮架(14)之间的集成履带调整/反作用单元(30)。集成履带调整/反作用单元(30)限定通过反作用活塞(36)与气体体积(45)分离的油体积(46)，其响应于反作用事件沿着反作用线(15)更靠近导向轮(16)运动。

Description

集成履带调整/反作用单元和使用该单元的履带式机器
技术领域
本发明整体涉及履带式机器的动态反作用(recoil)事件，更具体地涉及一种用于伸缩式履带轮架的集成履带调整/反作用单元。
背景技术
履带式拖拉机是一种利用了导向轮反作用系统的机器，以便机器在地面上被操纵时更好地允许机器的履带与遇到的可变载荷相互作用。通常的履带系统可以包括通过履带围绕其安装的履带轮架总成支撑的前向导向轮。导向轮通常可以被连接到可以在履带轮架总成中前后滑动的轭上，以便对从履带传递给导向轮的各种载荷作出反作用。接下来轭作用在当导向轮和轭被推进履带轮架总成时被压缩的弹簧上。然后弹簧回推在轭和导向轮上，向它们未被干扰的操作构型反作用。
以往，反作用弹簧通常由重型机械弹簧组成。最近，如共有的美国专利7252349中所示的，气体弹簧已经被越来越广泛的接受和使用。气体弹簧相比于常规机械弹簧的优势在于它们可以通过在气体弹簧中添加或移除气体，如氮气，来调整预载荷。专利’349所感兴趣的还有教授包括反作用系统中位于轭和气体弹簧之间的履带张紧特征。特别是，可以将选定量的油脂填充进油脂体积中，来调整气体弹簧和轭之间的有效距离，从而调整导向轮的前向位置，并因此调整围绕履带轮架总成安装的履带中的张力。
虽然各种履带轮架总成和与其关联的反作用系统多年间表现良好，但仍有改进的空间，特别是在装配、包装和维修领域。例如，专利’349教授了一种用于履带式拖拉机的反作用和调整系统，其中反作用系统的各个部件被单独地附接在履带轮架外壳中。这种结构可以使装配更加笨重，并且会导致与从导向轮通过轭、通过张力调整系统最终到达反作用气体弹簧的力线相关联的可能偏差补偿策略。
共有的美国专利申请公开2009/0200862示出了另一种渐进式改进，其中导向轮反作用和履带调整装置是独立的单元，其在履带式机器制造时作为组装单元被预组装并安装在履带轮架中。在这种设计中，单元的远端支承在由履带轮架的内表面限定的插座中，而轭端通过围绕反作用轴的一些紧固件被支撑并附接在履带轮架的隔板上。虽然这种设计已经示出了很大的应用前景，但仍有改进的空间，尤其是关于包装、维修、安装、成本和性能。
本发明指向关于机器的反作用系统的一种或多种包括但不限于装配、包装和维修的问题。
发明内容
一方面，集成履带调整/反作用单元包括被接收在履带调整缸孔口中的蓄能模块。蓄能模块包括安装在中空缸相对端的气塞和反作用止挡，并且还包括可滑动地接收在中空缸中的反作用活塞。反作用止挡限定穿过其中的油道，并且包括第一止挡表面。反作用活塞被截留以便在中空缸的第一止挡表面和第二止挡表面之间接触运动。履带调整缸包括后框架接触表面，中空缸具有前框架接触表面。中空缸、反作用活塞和气塞限定气体体积。履带调整缸、中空缸、反作用止挡和反作用活塞限定油体积。反作用活塞响应于气体体积内的气体压力朝着第一止挡偏置。
另一方面，履带式机器包括机身，机身具有伸缩式履带轮架，其包括沿反作用线可滑动地接收在后履带轮架的前履带轮架。导向轮被安装在前履带轮架中。履带围绕伸缩式履带轮架安装，与导向轮接触。集成履带调整/反作用单元可操作地安装在前履带轮架和后履带轮架之间。集成履带调整/反作用单元限定通过反作用活塞与气体体积分离的油体积。反作用活塞响应于前履带轮架运动进入后履带轮架的反作用事件沿着反作用线更靠近导向轮运动。
又一方面，操作履带式机器的方法包括通过围绕伸缩式履带轮架运动履带来运动机器。伸缩式履带轮架的前履带轮架响应于反作用力运动进入后履带轮架中。前履带轮架的运动通过压缩位于前履带轮架和后履带轮架之间的集成履带调整/反作用单元而受到抵制。压缩步骤包括朝着安装在前履带轮架上的导向轮运动反作用活塞。
附图说明
图1为根据本发明的履带式机器的侧视图；
图2为安装实施例中伸缩式履带轮架的侧面剖视图；
图3为经过全反作用状态下的图2中的伸缩式履带轮架的侧面剖视图；
图4为伸缩式履带轮架在全调整构型下的侧面剖视图；
图5为通过图2中伸缩式履带轮架的进出开口观察的用于集成履带调整/反作用单元的油阀的透视图；
图6为图5中进出开口的放大视图；
图7为图2中集成履带调整/反作用单元的透视剖面图；和
图8为图3中集成履带调整/反作用单元在全反作用状态下的透视剖面图。
具体实施方式
首先参照附图，履带式机器10包括由围绕伸缩式履带轮架12安装的履带17支撑的机身11。伸缩式履带轮架12包括沿反作用线15可滑动地接收在后履带轮架14中的前履带轮架13。履带17围绕伸缩式履带轮架12运动，与安装在前履带轮架13中的导向轮16接触。集成履带调整/反作用(ITAR)单元30安装在前履带轮架13与后履带轮架14之间。履带式机器10是典型的，因为它包括液压操作工具，在这种情况下，是由发动机19间接供能并由操作员控制台18控制的铲20和松土机21。
ITAR单元30通过反作用活塞36限定与气体体积45分离的油体积46。气体体积45被适当的气体，例如氮气，以预先确定的气压填充，以便用作气动弹簧来偏置反作用活塞36与反作用止挡35接触。在反作用事件期间，反作用活塞36响应于前履带轮架13运动进入后履带轮架14的反作用事件沿着反作用线15更靠近导向轮16运动。例如，图2示出了反作用事件之前的伸缩式履带轮架12，图3示出了反作用活塞36被运动一活塞行程距离65的在全反作用状态下的同一框架，活塞行程距离65大于反作用距离。
具体参照图5-8，ITAR单元30包括限定孔口39的履带调整缸31，并包括与后履带轮架14的接触表面25接触的后框架接触表面40。ITAR单元也包括被接收在履带调整缸31的孔口39中的蓄能模块32。蓄能模块32包括分别安装在中空缸33的相对端37和38的气塞34和反作用止挡35，反作用活塞36被可滑动地接收在中空缸33中。前履带轮架13包括在内表面24上靠抵在中空缸33的前框架接触表面44的环形肩23。从而，沿着反作用线15作用的反作用力被从前履带轮架13的内表面24上的环形肩23传递到中空缸33的外部的环形肩48。然后反作用力被从ITAR单元30的端部47传递到后履带轮架14的接触表面25。虽然不是必需的，但在示例的实施方案中，ITAR单元30未被附接到但是被截留在伸缩式履带轮架12的内部。也就是说，在示例实施方案中没有紧固件将ITAR单元30附接到伸缩式履带轮架12上。然而，本发明考虑并包括附接到周围履带轮架上的ITAR单元。
油体积46由履带调整缸31、中空缸33、反作用止挡35和反作用活塞36限定。油体积46的一部分是通过反作用止挡35限定的油路41。在反作用事件期间，油运动经过油路41，作用于反作用活塞36上。气体体积45由可以包括充气阀的气塞34、反作用活塞36和中空缸33限定。气体体积45中的气体压力偏置反作用活塞36与位于反作用止挡35一侧的第一止挡表面42接触。在完全反作用状态下，反作用活塞36会运动到与在中空缸33的内表面上的可以是环形肩49的第二止挡表面43接触的位置。在示例实施方案中，ITAR单元30的后框架接触表面40限定履带调整缸31的一端47。前框架接触表面可以是在中空缸33上的环形肩48。最后，用于反作用活塞36的第二止挡表面可以是成形于中空缸33的内部上的环形肩49。
尽管可以布置在其它地方，履带调整缸31可以包括后向面59，穿过后向面59形成多个通道用来安装阀。特别是，压力释放阀50、放泄阀51和注入阀52可被定位在履带调整缸31的后向面59处。在这个位置，ITAR单元30的后端61位于通过后履带轮架14的进出开口60的下方。因此，技术人员可以接近阀50-52，从而可以使用放泄阀51从油体积46中排出气体，或者通过注入阀52向油体积46中添加油或脂。图4示出了在向油体积46中添加了最大额定量的油或脂后的伸缩式履带轮架12，向履带17提供了额外的张力。为了更好地从油体积46隔离气体体积45，第一滑动密封件53可以被定位在履带调整缸31的内表面54和中空缸33的外表面55之间。第二滑动密封件56可以被定位在中空缸33的内表面57和反作用活塞36的侧表面58之间。
ITAR单元优选是在安装进伸缩式履带轮架12之前预装配成独立单元。在装配中，ITAR单元可以滑动进入前履带轮架13中。然后，此组件滑动进入后履带轮架14中，直到接触端40与后履带轮架14的接触表面25接触。
工业实用性
本发明潜在地应用于需要被配备来经受动态反作用事件的任何履带式机器中。本发明具体应用于履带式拖拉机中，特别是采用伸缩式履带轮架的大型履带式拖拉机。最后，本发明可以通常应用于在反作用事件期间采用既可调整履带张力也可抵抗反作用力的单一单元的履带式机器。
再参照附图，操作履带式机器10的方法可以包括通过围绕伸缩式履带轮架12运动履带17来运动机器。前履带轮架13响应于反作用力运动进入伸缩式履带轮架12的后履带轮架14。该运动被压缩在前履带轮架13和后履带轮架14之间的ITAR单元30抵抗。在压缩步骤期间，反作用活塞36朝着被安装在前履带轮架13上的导向轮16运动。反作用事件后，作用于反作用活塞36的一侧上的压缩气体使前履带轮架13相对于后履带轮架14返回到初始位置，反作用活塞36将返回与反作用止挡35上的第一止挡表面42接触。以周期性间隔，可以通过注入阀52向ITAR单元30的油体积46添加油或油脂使ITAR单元30延长来调整履带17中的张力，注入阀52可以采用典型的油脂添加嘴的形式。也就是说，技术人员可以打开位于ITAR单元30的后端61上方的进出开口60，并向油体积46添加适量的油脂以提供履带17中所需的张力。在极少数情况下，压力释放阀50可以响应于反作用活塞36与第二止挡表面43的接触和油体积46中的压力超过阀开启压力而打开以允许油从ITAR单元30的油脂体积中逸出。
本发明示出了具有低部件数量和使用了少数常备组件的ITAR单元，包括但不限于阀50-52、气塞34、反作用活塞36，或许还有反作用止挡35。履带调整缸31和中空缸33可以由合适的合金采用本领域已知的锻造方法制造。示例的设计不仅减少了部件数量，还相对于用于图1所示类型的大型履带式拖拉机(例如卡特彼勒D10)的在先盘簧设计减小了大量重量。因此，本发明的ITAR单元可以逐步降低成本，并同时提高经受偶尔或频繁的动态反作用事件的履带式机器中的性能。
但是应当理解的是，上面的描述仅仅旨在说明目的，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。因此，本领域的技术人员可以意识到本发明的其它方面可以通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究中获得。

Claims (9)

1.一种用来安装在履带式机器(10)的履带轮架(12)中的集成履带调整/反作用单元(30)，该单元包括：
限定孔口(39)并且包括后框架接触表面(40)的履带调整缸(31)；
被接收在履带调整缸(31)的孔口(39)中的蓄能模块(32)；
蓄能模块(32)包括安装在中空缸(33)的相对端的气塞(34)和反作用止挡(35)，还包括被可滑动地接收在中空缸(33)中的反作用活塞(36)；
反作用止挡(35)限定通过于此的油路(41)，并且包括第一止挡表面(42)；
中空缸(33)包括第二止挡表面(43)和前框架接触表面(44)；
反作用活塞(36)被截留使得在第一止挡表面(42)和第二止挡表面(43)之间接触运动；
中空缸(33)、反作用活塞(36)和气塞(34)限定气体体积(45)；
履带调整缸(31)、中空缸(33)、反作用止挡(35)和反作用活塞(36)限定油体积(46)；和
反作用活塞(36)响应于气体体积(45)中的气体压力，朝着第一止挡偏置。
2.根据权利要求1所述的集成履带调整/反作用单元(30)，其中，后框架接触表面(40)限定履带调整缸(31)的一端；
前框架接触表面(44)是中空缸(33)外部上的环形肩(48,49)；
第二止挡表面(43)是中空缸(33)内部上的环形肩(48,49)；
压力释放阀(50)、放泄阀(51)和注入阀(52)被置于履带调整缸(31)的后向面(59)处；
第一滑动密封件(53)被置于履带调整缸(31)的内表面(54)和中空缸(33)的外表面(55)之间；和
第二滑动密封件(56)被置于中空缸(33)的内表面(57)和反作用活塞(36)的侧表面(58)之间。
3.根据权利要求2所述的集成履带调整/反作用单元(30)，其中，履带调整缸(31)在反作用事件期间相对于中空缸(33)运动一反作用距离(64)；和
反作用活塞(36)在反作用事件期间相对于中空缸(33)运动一活塞行程距离(65)，活塞行程距离(65)大于反作用距离(64)。
4.一种履带式机器(10)包括：
机身(11)，包括伸缩式履带轮架(12)，伸缩式履带轮架(12)包括沿着反作用线(15)被可滑动地接收在后履带轮架(14)中的前履带轮架(13)；
安装在前履带轮架(13)中的导向轮(16)；
围绕伸缩式履带轮架(12)安装与导向轮(16)接触的履带(17)；
可操作地安装在前履带轮架(13)和后履带轮架(14)之间的集成履带调整/反作用单元(30)；
集成履带调整/反作用单元(30)限定通过反作用活塞(36)与气体体积(45)分离的油体积(46)；和
其中，反作用活塞(36)响应于前履带轮架(13)运动进入后履带轮架(14)的反作用事件沿着反作用线(15)更靠近导向轮(16)运动；
其中，集成履带调整/反作用单元(30)包括被可滑动地接收在履带调整缸(31)中的中空缸(33)；
其中，反作用活塞(36)被可滑动地接收在中空缸(33)中；
其中，中空缸(33)在反作用事件期间运动进入履带调整缸(31)一反作用距离(64)；和
其中，反作用活塞(36)在反作用事件期间相对于中空缸(33)运动一活塞行程距离(65)，活塞行程距离(65)大于反作用距离(64)。
5.根据权利要求4所述的履带式机器(10)，其中，后履带架 包括置于集成履带调整/反作用单元(30)的后端(61)上方的进出开口(60)；
履带调整缸(31)包括置于履带调整缸(31)的后向面(59)相邻于进出开口(60)的压力释放阀(50)、放泄阀(51)和注入阀(52)；和
集成履带调整/反作用单元(30)未附接到但是被截留在伸缩式履带轮架(12)的内部。
6.根据权利要求4所述的履带式机器(10)，其中，反作用力从前履带轮架(13)的内表面(24)上的环形肩(23)传递到集成履带调整/反作用单元(30)的外表面上的环形肩(23)；和
反作用力从集成履带调整/反作用单元(30)的一端传递到后履带轮架(14)的接触表面(25)。
7.根据权利要求6所述的履带式机器(10)，其中，集成履带调整/反作用单元(30)未附接到但是被截留在伸缩式履带轮架(12)的内部；
后履带框架包括置于集成履带调整/反作用单元(30)的后端(61)上方的进出开口(60)；
履带调整缸(31)包括置于履带调整缸(31)的后向面(59)相邻于进出开口(60)的压力释放阀(50)、放泄阀(51)和注入阀(52)；
集成履带调整/反作用单元(30)包括被可滑动地接收在履带调整缸(31)中的中空缸(33)；
反作用活塞(36)被可滑动地接收在中空缸(33)中；
中空缸(33)在反作用事件期间运动进入履带调整缸(31)一反作用距离(64)；
反作用活塞(36)在反作用事件期间相对于中空缸(33)运动一活塞行程距离(65)，活塞行程距离(65)大于反作用距离(64)；
第一滑动密封件(53)被置于履带调整缸(31)的内表面(57)和中空缸(33)的外表面(55)之间；
第二滑动密封件(56)被置于中空缸(33)的内表面(57)和反作用活塞(36)的侧表面(58)之间；和
反作用活塞(36)被截留以在与中空缸(33)的一端附接的反作用止挡(35)和中空缸(33)内部的环形止挡表面之间接触运动。
8.一种操作履带式机器(10)的方法，包括如下步骤：
通过围绕伸缩式履带轮架(12)运动履带(17)来运动机器(10)；
响应于反作用力运动前履带轮架(13)进入后履带轮架(14)中；
通过压缩位于前履带轮架(13)和后履带轮架(14)之间的集成履带调整/反作用单元(30)抵制前履带轮架(13)的运动；和
压缩步骤包括朝安装在前履带轮架(13)上的导向轮(16)运动反作用活塞(36)；
通过作用于反作用活塞(36)一侧上的气体压力使前履带轮架(13)相对于后履带轮架(14)返回到初始位置直到反作用活塞(36)与第一止挡表面(42)接触的步骤；
通过延长集成履带调整/反作用单元(30)来调整履带(17)中的张力；
其中，延长步骤包括向集成履带调整/反作用单元(30)的油体积(46)添加油；
其中，集成履带调整/反作用单元(30)包括被可滑动地接收在履带调整缸(31)中的中空缸(33)；
其中，反作用活塞(36)被可滑动地接收在中空缸(33)中；
其中，中空缸(33)在反作用事件期间运动进入履带调整缸(31)一反作用距离(64)；
其中，反作用活塞(36)在反作用事件期间相对于中空缸(33)运动一活塞行程距离(65)，活塞行程距离(65)大于反作用距离(64)。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括响应于反作用活塞(36)与第二止挡表面(43)的接触和油体积(46)中的压力超过阀开启 压力，向集成履带调整/反作用单元(30)的油体积(46)打开压力释放阀(50)。
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