CN104709371B - 一种金属与橡胶复合式耐磨履带 - Google Patents
一种金属与橡胶复合式耐磨履带 Download PDFInfo
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Abstract
一种金属与橡胶复合式耐磨履带，包括履带主体，其中，履带主体内设置有金属骨架，金属骨架包括履带支撑面与履齿驱动面，且在履齿驱动面底部设置有耐磨台，而金属骨架除耐磨台以外所有区域均被包裹在橡胶层内，橡胶层上设置有橡胶齿，且橡胶齿在耐磨台位置处向下凸出形成橡胶凸台；并在履带主体外表层设置有驱动齿，同时在履带主体内表层设置有驱动槽与限位齿；此外，金属骨架的履带支撑面与履齿驱动面通过金属架支撑连接。本发明采用变截面结构，当履带车辆行驶在硬质路面上时，在橡胶凸台与耐磨台同时接地的作用下，驱动齿接地面积减少，有利于降低履带的磨损，减小转向阻力矩；当履带车辆在田间作业时驱动齿全部接地，有利于提高履带驱动能力。
Description
技术领域
本发明涉及履带技术领域，尤其涉及一种金属与橡胶复合式耐磨履带。
背景技术
橡胶履带因接地比压小，通过性好，对农田、道路的破坏性小，而被广泛应用于联合收割机或拖拉机行驶系统。然而履带车辆在田间工作时，由于泥土质地松软，履带的磨损较小，但当履带车辆行驶在硬质路面时，由于履带接地面积大，履带车辆转向时履带的损坏非常严重，同时由于履带与地面的接触长度长，导致转向阻力矩大，从而影响履带车辆的转向。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种金属与橡胶复合式耐磨履带，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种金属与橡胶复合式耐磨履带，包括履带主体，其中，履带主体内设置有金属骨架，金属骨架包括履带支撑面与履齿驱动面，且在履齿驱动面底部设置有耐磨台，而金属骨架除耐磨台以外所有区域均被包裹在橡胶层内，橡胶层上设置有橡胶齿，且橡胶齿在耐磨台位置处向下凸出形成橡胶凸台；并在履带主体外表层设置有驱动齿，同时在履带主体内表层设置有驱动槽与限位齿，用于将履带主体套装于履带车辆上；此外，金属骨架的履带支撑面与履齿驱动面通过金属架支撑连接，并在履带支撑面上设置有限位凸台与连接凸耳。
在本发明中，履带主体内设置有多个金属骨架，金属骨架间通过连接杆连接，而连接杆与金属骨架间通过连接螺栓连接，且连接螺栓固定在连接凸耳上，金属骨架与连接杆之间组成旋转副，可在一定角度范围内旋转，使得履带主体外表层的驱动齿在履带主体换向时柔性过渡，以减少磨损。
在本发明中，限位凸台设置在履带支撑面的中间，且为梯形结构。
在本发明中，连接凸耳对称设置在履带支撑面的两侧。
在本发明中，履带支撑面与履齿驱动面上设置有用于加强橡胶层之间连接的橡胶连接孔，以减少金属架对橡胶层间的分离力，提高履带的结合强度。
在本发明中，驱动齿上安装有耐磨块。
在本发明中，履带支撑面、履齿驱动面、限位凸台及耐磨台可通过铸造一次成型或焊接成型。
在本发明中，履带主体可根据实际需求形成环形或三角形结构，以利于履带车辆行驶。
在本发明中，金属骨架组分按质量百分数为：C：0.21～0.35％，Si：0.21～0.45％，Mn：0.95～1.35％，Cr：0.12～0.35％，Al：0.011～0.08％，Cu：0.02～0.3％，Ni：0.02～0.35％，P：0.004～0.035％，S：0.002～0.035％，Ti：0.03～0.075％，B：0.0007～0.0035％，其余为Fe和不可避免的杂质；通过采用低碳加铬及其他控制微量元素，以保证金属骨架的淬透性与优良的力学性能，适宜制造复合式耐磨履带。
一种金属与橡胶复合式耐磨履带制备方法，具体步骤如下：
1)首先对钢包进行真空脱氧去气处理，而后在脱氧添加铝线，并在添加铝线后8～10min后再添加钛线，且在进行真空脱氧去气处理前加入硼铁；
2)浇铸铸坯，其过热度为15～30℃，且浇铸拉坯速度为0.8～1.0m/min，得铸坯；
3)将步骤2)中获得的铸坯放入加热炉的模具中，并进行均匀加热，加热温度为1200～1400℃，加热时间为6～8h，得金属骨架坯体；
4)将步骤3)中获得的金属骨架坯体快速放入真空淬火炉内处理，并对金属骨架坯体上待加工为耐磨台的位置进行预处理，以防止耐磨台被包裹在橡胶层内，同时将预处理完毕后的金属骨架通过连接杆、连接螺栓连接，而后将已调配混炼好的橡胶液一次硫化成型于相互连接的金属骨架坯体上，得履带坯体；
5)对步骤4)中获得的履带坯体外表层与内表层进行处理，得履带成品。
在本发明中，步骤5)中，在履带坯体外表层设置有驱动齿，其内表层设置有驱动槽与限位齿。
在本发明中，橡胶层将金属骨架除耐磨台以外的所有区域全部包裹，且橡胶齿在耐磨台位置处向下凸出形成橡胶凸台；当履带新出厂时，在履带不承重情况下，只有耐磨台接地；当履带驶过磨合期后，由于耐磨台圆弧面磨损，在履带不承重情况下，橡胶凸台与耐磨台同时接地，以减小对地面的破坏力，提高履带驱动能力；在履带承重时，其两侧橡胶齿弯曲接地，进一步提高履带力，同时由于驱动齿接地长度降低，有利于减小转向阻力矩，从而降低转向阻力；当装备有此金属与橡胶复合式耐磨履带的履带车辆在田间作业时，由于泥土质地柔软，驱动齿全部插入泥土中，履带的驱动能力强；当装备有此金属与橡胶复合式耐磨履带的履带车辆行驶在路面上时，由于路面质地坚硬，驱动齿不能插入路面中，只有耐磨台、驱动齿底面与路面接触，在橡胶凸台与耐磨台同时接地的作用下，驱动齿的接地面积大幅减少，有利于降低履带在硬质路面上转向时驱动齿的磨损，同时由于驱动齿接地长度降低，有利于减小转向阻力矩，从而降低转向阻力；采用这种变截面结构，在不改变履带驱动性能情况下，可大幅提高履带寿命，同时减少履带车辆在硬质路面上的转向阻力，进而提高履带车辆的转向精度，有效扩展了履带的适用范围。
有益效果：本发明采用变截面结构，当履带车辆田间作业时，由于泥土质地柔软，驱动齿全部插入泥土中，履带驱动能力强；当履带车辆行驶在路面上时，由于路面质地坚硬，只有耐磨台、驱动齿底面与路面接触，在橡胶凸台与耐磨台同时接地的作用下，驱动齿的接地面积大幅减少，有利于降低履带在硬质路面上转向时驱动齿的磨损，同时由于驱动齿接地长度降低，有利于减小转向阻力矩，从而降低转向阻力，以提高履带车辆的转向精度。
附图说明
图1为本发明的较佳实施例的结构示意图。
图2为本发明的较佳实施例中的履带主体剖视图。
图3为本发明的较佳实施例中的橡胶凸台与耐磨台结构示意图。
图4为本发明的较佳实施例中金属骨架连接示意图。
图5为本发明的较佳实施例中金属骨架俯视图。
图6为本发明的较佳实施例中金属骨架正视图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图6的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，包括驱动槽1、限位齿2、驱动齿3、耐磨块4、履带主体5、金属骨架6、连接杆7、连接螺栓8、橡胶层9、履带支撑面6-A、履齿驱动面6-B、限位凸台6-1、橡胶连接孔6-2，连接凸耳6-3，金属架6-4、耐磨台6-5、橡胶齿9-1及橡胶凸台9-2。
在本实施例中，金属骨架6设置在履带主体5内，其包括履带支撑面6-A和履齿驱动面6-B，而履带支撑面6-A上设置有限位凸台6-1、橡胶连接孔6-2、连接凸耳6-3及金属架6-4，履齿驱动面6-B上设置有橡胶连接孔6-2、金属架6-4及耐磨台6-5，且履带支撑面6-A、履齿驱动面6-B、限位凸台6-1、耐磨台6-5可通过铸造一次成型或焊接成型；橡胶连接孔6-2用于加强橡胶层9之间的连接，以减少金属架6-4对橡胶层9间的分离力，提高履带的结合强度，金属骨架6除耐磨台6-5以外的所有区域全部包裹在橡胶层9内；同时在履带主体5外表层上均匀布置有驱动齿3，且在驱动齿3上设置有耐磨块4，履带主体5内表层上设置有驱动槽1与限位齿2，用于履带主体5套装于履带车辆。
在本实施例中，履带主体5可根据实际需求形成环形或三角形结构，以利于履带车辆行驶。
在本实施例中，履带主体5内设置有多个金属骨架6，金属骨架6间通过连接杆7连接，而连接杆7与金属骨架6间通过连接螺栓8连接，金属骨架6与连接杆7之间组成旋转副，以在一定角度范围内旋转，使得履带主体5外表层的驱动齿3在履带主体5换向处柔性过渡。
在本实施例中，金属骨架6组分按质量百分数为：C：0.21～0.25％，Si：0.21～0.35％，Mn：1.05～1.35％，Cr：0.14～0.30％，Al：0.02～0.06％，Cu：0.02～0.3％，Ni：0.02～0.32％，P：0.004～0.025％，S：0.006～0.015％，Ti：0.04～0.055％，B：0.0009～0.0030％，其余为Fe和不可避免的杂质。
一种金属与橡胶复合式耐磨履带制备方法，具体步骤如下：
1)首先对钢包进行真空脱氧去气处理，而后在脱氧添加铝线，并在添加铝线后8～9min后再添加钛线，且在进行真空脱氧去气处理前加入硼铁；
2)浇铸铸坯，其过热度为15～25℃，且浇铸拉坯速度为0.8～0.9m/min，得铸坯；
3)将步骤2)中获得的铸坯放入加热炉的模具中，并进行均匀加热，加热温度为1200～1300℃，加热时间为6～7h，得金属骨架坯体；
4)将步骤3)中中获得的金属骨架坯体快速放入真空淬火炉内处理，并对金属骨架坯体上待加工为耐磨台的位置进行预处理，以防止耐磨台被包裹在橡胶层内，同时将预处理完毕后的金属骨架通过连接杆、连接螺栓连接，而后将已调配混炼好的橡胶液一次硫化成型于相互连接的金属骨架坯体上，得履带坯体；
5)对步骤4)中获得的履带坯体外表层与内表层进行处理，得履带成品。
在本实施例中，橡胶层9将金属骨架6除耐磨台6-5以外的所有区域全部包裹，且橡胶齿9-1在耐磨台6-5位置处向下凸出，以形成橡胶凸台9-2；当履带新出厂时，在履带不承重情况下，只有耐磨台6-5接地；当履带驶过磨合期后，由于耐磨台6-5圆弧面磨损，在履带不承重情况下，橡胶凸台9-2与耐磨台6-5同时接地，履带驱动能力提高，以减小对地面的破坏力；当装备有此金属与橡胶复合式耐磨履带的履带车辆在田间作业时，由于泥土质地柔软，驱动齿3全部插入泥土中，履带的驱动能力强；当装备有此金属与橡胶复合式耐磨履带的履带车辆行驶在路面上时，因路面质地坚硬，驱动齿3不能插入路面中，只有耐磨台6-5、驱动齿3底面与路面接触，而由于橡胶凸台9-2与耐磨台6-5同时接地的作用，驱动齿3的接地面积大幅减少，有利于降低履带在硬质路面上转向时驱动齿3的磨损，同时由于驱动齿3接地长度降低，有利于减小转向阻力矩，从而降低转向阻力；采用这种变截面结构，在不改变履带驱动性能情况下，可大幅提高履带寿命，同时减少履带车辆在硬质路面上的转向阻力；即使在履带的驱动齿3磨损后，履带在硬质路面上行驶时驱动齿3也可全部接地，由于驱动齿3在耐磨台6-5处的接地压力大于其两侧橡胶齿9-1的压力，同样起着降低摩擦阻力、提高履带使用寿命的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种金属与橡胶复合式耐磨履带，包括履带主体，其特征在于，履带主体内设置有金属骨架，金属骨架包括履带支撑面与履齿驱动面，且在履齿驱动面底部设置有耐磨台，而金属骨架除耐磨台以外所有区域均被包裹在橡胶层内，橡胶层上设置有橡胶齿，且橡胶齿在耐磨台位置处向下凸出形成橡胶凸台；并在履带主体外表层设置有驱动齿，同时在履带主体内表层设置有驱动槽与限位齿；此外，金属骨架的履带支撑面与履齿驱动面通过金属架支撑连接，并在履带支撑面上设置有限位凸台与连接凸耳。
2.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，履带主体内设置有多个金属骨架。
3.根据权利要求2所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，金属骨架间通过连接杆连接，而连接杆与金属骨架间通过连接螺栓连接，且连接螺栓固定在连接凸耳上，金属骨架与连接杆之间组成旋转副，以在一定角度范围内旋转。
4.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，限位凸台设置在履带支撑面的中间，且为梯形结构。
5.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，连接凸耳对称设置在履带支撑面的两侧。
6.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，履带支撑面与履齿驱动面上设置有用于加强橡胶层之间连接的橡胶连接孔。
7.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，驱动齿上安装有耐磨块。
8.根据权利要求1所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带，其特征在于，金属骨架组分按质量百分数为：C：0.21～0.35％，Si：0.21～0.45％，Mn：0.95～1.35％，Cr：0.12～0.35％，Al：0.011～0.08％，Cu：0.02～0.3％，Ni：0.02～0.35％，P：0.004～0.035％，S：0.002～0.035％，Ti：0.03～0.075％，B：0.0007～0.0035％，其余为Fe和不可避免的杂质。
9.一种金属与橡胶复合式耐磨履带制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
1)首先对钢包进行真空脱氧去气处理，而后在脱氧添加铝线，并在添加铝线后8～10min后再添加钛线，且在进行真空脱氧去气处理前加入硼铁；
2)浇铸铸坯，其过热度为15～30℃，且浇铸拉坯速度为0.8～1.0m/min，得铸坯；
3)将步骤2)中获得的铸坯放入加热炉的模具中，并进行均匀加热，加热温度为1200～1400℃，加热时间为6～8h，得金属骨架坯体；
4)将步骤3)中获得的金属骨架坯体快速放入真空淬火炉内处理，并对金属骨架坯体上待加工为耐磨台的位置进行预处理，同时将预处理完毕后的金属骨架通过连接杆、连接螺栓连接，而后将已调配混炼好的橡胶液一次硫化成型于相互连接的金属骨架坯体上，得履带坯体；
5)对步骤4)中获得的履带坯体外表层与内表层进行处理，得履带成品。
10.根据权利要求9所述的一种金属与橡胶复合式耐磨履带制备方法，其特征在于，步骤5)中在履带坯体外表层设置有驱动齿，其内表层设置有驱动槽与限位齿。
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