CN106458277B - 履带垫块磨损指示器 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于具有链轮(18)和惰轮(24)的履带式移动机器(10)的履带垫块(20)。履带垫块(20)可以具有第一链节(28)和第二链节(28)，第一链节(28)具有构造成接合链轮(18)和惰轮(24)的轨道表面(36)，而第二链节(28)大致平行于第一链节(28)定向并且具有构造成接合链轮(18)和惰轮(24)的轨道表面(36)。履带垫块(20)还可以具有在与轨道表面(36)相对的一侧连接到第一和第二链节(28)的履带板(38)，以及形成在第一和第二链节(28)中的至少一个的轨道表面(36)内的磨损指示器(46)。

Description

履带垫块磨损指示器
技术领域
本发明总体上涉及一种履带垫块，并且更具体地涉及一种具有磨损指示器的履带垫块。
背景技术
履带式移动机器利用位于机器的任一侧上的履带来推进该机器。履带包括链条以及被称为履带板的地面接合元件，这些链条具有端对端销接的链节以形成围绕驱动链轮和一个或多个惰轮延伸的环路，而这些地面接合元件连接至链条中的每一对链节。履带板连同一对链节一起被称为履带垫块。在一些构造中，履带垫块是单一整体部件。链轮由机器的发动机驱动来转动链条并将履带垫块推抵于工作表面，由此将扭矩从发动机传递至与机器的期望行进方向相对的表面。
随着时间推移，履带垫块受到磨损，进而在链轮与惰轮之间的链条中引起松动。如果不加以解决的话，这种松动会导致链条过度地磨损、断裂和/或从驱动链轮和惰轮上滑落。当这种情况发生时，机器被停用，以便进行费时且费力的维修操作。在某些情况下，在履带出现故障时没有可用的更换部件，从而使得停机时间变得更长，以便在此期间等待订购零部件并将其运送到维修点。因此，周期性地监测履带垫块的磨损可能是很重要的，这样可以及时获得适当的零部件用于维修并且可以在故障发生之前进行维修。
在2003年3月18日授予Hori等人的美国专利第6,533,371号('371专利)中公开了一种提供磨损监测的尝试。具体地，'371专利公开了一种用于履带式车辆的履带板。履带板通过螺栓直接固定到履带的链节上。不同的链节通过销端对端地连接，并且履带通过销与链轮的接合而被驱动。履带板的接地表面具有凹槽，其中每个凹槽设置有提供履带板的磨损极限的指示的磨损指示器。利用这种构造，可以一目了然地了解履带板的磨损极限，并且磨损指示器用作对履带板进行更换的正确时机的指标。
虽然'371专利的磨损指示器可以帮助确定履带板的接地表面何时发生了磨损，但是其可能不是最佳的。特别地，根据履带式车辆的尺寸和/或其应用，履带的链节可能以比履带板更大的速度发生磨损。并且，在这些情况下，'371专利的磨损指示器将不会就即将发生的故障提供足够的指示。此外，这些磨损指示器可能仅提供了履带板何时完全地磨损并需要进行更换的指示。这可能就无法针对要订购的零部件和将在故障之前安排的维修给出足够的警告。
所公开的磨损监控系统旨在克服上述的一个或多个问题。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种用于具有链轮和惰轮的履带式移动机器的履带垫块。履带垫块可以包括第一链节和第二链节，第一链节具有构造成接合链轮和惰轮的轨道表面，而第二链节大致平行于第一链节定向并具有构造成接合链轮和惰轮的轨道表面。履带垫块还可以包括在与轨道表面相对的一侧连接到第一和第二链节的履带板以及形成在第一和第二链节中的至少一个的轨道表面内的磨损指示器。
在另一方面，本发明涉及一种用履带垫块磨损指示器改装现有履带式机器的方法。该方法可以包括测量形成履带的一部分的履带垫块的链节内的磨损量。该方法还可以包括在履带垫块的至少一个链节内制造至少一个凹部。该至少一个凹部可以对应于在链节中测量的磨损量。
在另一方面，本发明涉及一种用于履带式机器的底盘部件。该底盘部件可包括构造成与履带式移动机器的另一部件接触的磨损表面。该底盘部件还可以包括形成在磨损表面内并且具有变化的深度的多个间隔开的凹部。
附图说明
图1是示例性公开的移动机器的侧视图；以及
图2是可以与图1的移动机器结合使用的履带垫块的等距图。
具体实施方式
图1示出了具有构造成驱动履带式底盘14的发动机12的履带式移动机器10。移动机器10可以是执行与诸如采矿、建筑、农业或本领域已知的其他工业相关联的操作的任何机器。例如，机器10可以是材料移动机器，例如正铲挖掘机、绳索挖掘机、液压挖掘机、推土机、装载机或其他材料移动机器。
底盘14可以包括位于机器10的相对侧的平行的履带16，其由发动机12经由对应的链轮18(在图1中仅示出一个履带16和一个链轮18)驱动。每个履带16可以包括通过销22端对端地连接以形成循环链条的多个履带垫块20。链条可以缠绕在对应的链轮18、一个或多个惰轮24和至少一个承载辊26周围。链轮18可以接合包住销22的衬套(未示出)，从而将扭矩从发动机12传递到链条。惰轮24和承载辊26可以在围绕链轮18的大体上椭圆的轨迹中引导链条。履带垫块20可以用于将来自链轮18的扭矩作为驱动线性力传递到接地表面。
在一些实施例中，机器10的一根或两根链条可以包括履带垫块20的不同子集。例如，特定机器可以包括一个或多个履带垫块20a，其在其对应的链条中作为主链节。这些履带垫块20a可以具有与其余的履带垫块20不同的几何形状，并且用于选择性地分离链条。也就是说，维修技术人员可能能够通过在履带垫块20a处将链条分开来打开链条并接触到底盘14的内部部件。在相同的或另一个实例中，每根链条可以包括磨损指示履带垫块20b的子集。如下面将更详细地描述的，磨损指示履带垫块20b可以构造成指示已经在履带垫块20内发生的磨损量、剩余磨损量和/或到应该执行底盘14的维修之前的时间量。在所公开的实例中，磨损指示履带垫块20b是单根链条内所有履带垫块20的小的子集，并且围绕链的长度间隔开来。例如，大约每3个至5个履带垫块20可以是磨损指示履带垫块20b。在一些实施例中，磨损指示履带垫块20b可以明显地进行标记(例如，冲压或铸造有识别标记)，以便在机器10的维修期间容易地识别出来。
如图2所示，每个履带垫块20b可以包括两个大致相互平行的间隔开的链节28。每个链节28可以在相关联的链条的长度方向上延伸，并且包括位于第一端的单个耳状物30和位于相对端的一个或多个耳状物32(例如，两个间隔开的耳状物32)。销孔34可以形成在每个耳状物30、32内。一个履带垫块20的耳状物30可以构造成在相邻的履带垫块20的耳状物32之间通过，从而使得对应的孔34对齐。销22(参考图1)然后可以穿过对齐的耳状物30、32，从而使相邻的履带垫块20相结合。
每个链节28可以包括轨道表面36，其构造成接合底盘14的旋转部件(即链轮18、惰轮24和/或承载辊26)。单个履带垫块20b的轨道表面36可以是大致平坦的，并且位于共同的平面中。在所公开的实施例中，每个轨道表面具有偏移或Z字形形状，但是其他形状也是可能的。履带板38(或其他地面接合元件)可以连接到与轨道表面36相对的链节28，从而将链节28彼此刚性地连接。
在所公开的实施例中，履带板38和链节28作为单个铸件和/或锻造部件一体地形成。然而，可以预期的是，必要时，履带板38一开始可以与链节28分开形成并且随后通过焊接和/或螺纹紧固结合到链节28。履带板38可以具有本领域中公知的任何几何形状。例如，履带板38可以是大致板状的、包括横向脊部40、包括履带齿条(未示出)、具有开口或者包括本领域中常见的任何其他特征。
在一些实施例中，每个履带垫块20b还可以包括位于链节28之间并从履带板38向内突出的正向和反向驱动表面42、44。驱动表面42、44可以构造成接合链轮18的凸耳(参考图1)，从而将链轮18的扭矩传递到履带垫块20b。驱动表面42、44可以相对于轨道表面36以倾斜的角度定向。
在机器10的操作期间，链节28的轨道表面36和驱动表面42、44可能由于与底盘14的其他部件的金属对金属接触而发生磨损。为了制定出底盘14的维修需求计划以使得机器10的停机时间减少，应当密切监视这些部件的磨损。出于这种原因，这些表面中的一些或全部可以设置有磨损指示器46。
磨损指示器46可以包括形成在相应表面内的一个或多个凹部。在所公开的实例中，每个磨损指示器46包括多个凹部。具体地，每个磨损指示器46可以由具有不同深度的凹部组成，其中每个深度对应于已经发生的磨损量、有待磨损的材料量和/或应当安排维修之前的时间量。这些凹部可以按照任何数量的不同方式进行布置。例如，特定的磨损指示器46a可以包括一条线上的深度渐增的五个凹部。在该实例中，每个凹部可以对应于约20％的磨损。也就是说，当所有五个凹部都可见时，履带垫块20b可以是全新的并且几乎没有磨损。并且随着每个凹部被磨损掉，大约20％的可用量的材料将被去除。在这条线中的第四个凹部已经消失之后(表明用完了所有可用的磨损材料)，应该进行维修。当第五个凹部不再可见时，履带垫块20b可能发生了20％的过度磨损，并且应当在履带故障发生之前关闭机器10。
在另一实例中，特定的磨损指示器46b可以包括凹部的网格。凹部的网格可以包括在纵向和横向方向上彼此间隔开的多个凹部，以覆盖相关的磨损表面的一部分。在这种布置中，可以通过凹部的不均匀显示来观察履带垫块20b的不均匀磨损。不均匀磨损(如果显著)可以指示出底盘14的其他部件的问题。在这种情况下，磨损指示器46b的凹部可以用于诊断问题和/或调整其他部件的操作。
形成磨损指示器46的凹部的形状可以变化，并且可以基于特定的机器类型、机器尺寸和/或机器应用。例如，在一个应用中，凹部可以是钻入轨道表面36中或以其它方式形成在轨道表面36内的圆孔(参见46a和46b)。在另一个应用中，凹部可以是凹槽或人字纹(参见46b和46c)。在又一个应用中，凹部可以是字母-数字符号(参见46d)。其他形状也是可以的。在不会担心发生泥浆或其它材料的堵塞的干燥应用中和/或在凹部制造的时间和容易程度很重要的改造应用中，这些孔可以很好地发挥作用。凹槽和人字纹可能不那么容易出现堵塞，并且便于使用较少的所需凹部来进行不均匀磨损诊断。字母-数字表面可以使得磨损条件的解释变得更加简单。在单个应用中可以使用任何数量和类型的磨损指示器46。
工业实用性
本发明的履带垫块可以应用于任何履带式移动机器。然而，所公开的履带垫块尤其可应用于较大的机器，其中大多数履带垫块磨损发生在与外履带板表面相对的内链节轨道表面处。所公开的履带垫块可以包括磨损指示器，其允许在履带垫块故障之前订购更换的履带垫块和安排维修。这对于全天候运转的昂贵机器而言是尤其重要的，其中机器的停工将使所有者付出昂贵的代价。
现有的机器可以被改造成包括履带垫块20b。特别地，在机器10的正常维修事件期间，当机器10为了进行其他待执行的维护活动而已经关闭时，维修技术人员可能能够将磨损指示器46形成到一个或多个现有的履带垫块20中。为此，可能需要维修技术人员断开或打开履带16的链条并露出链节28的轨道表面36。这可以通过主链节履带垫块20a来实现。一旦露出了想要的履带垫块20的轨道表面36，维修技术人员便可以测量链节28的高度，以确定在特定的履带垫块20内已经发生了多少磨损(例如，有多少材料已经被去除)，或者还能发生多少磨损(例如，还剩余多少材料)。这可以使用常规方法来完成，例如超声波检测。然后可以将该测量结果与对应于新的履带垫块20的值和/或对应于完全磨损的履带垫块20的值进行比较，从而确定出现有的履带垫块20的当前状态。之后，维修技术人员可以在轨道表面36形成一个或多个凹部，这些凹部具有与现有履带垫块中的剩余材料量相对应的深度。
所公开的磨损指示器46可能易于使用，并且几乎没有提供出现误差的可能性。具体地，维修技术人员或者甚至机器10的未经训练的操作者可能能够扫视指示履带垫块20b的轨道表面36，并且基于哪些凹部或多少个凹部是可见的来快速地确定是否应该安排维修。例如，如果只有两个凹部可见，则操作者可以知道履带垫块20b磨损了80％。如果一个凹部是可见的，则操作者应当启动零件订购并安排维修，因为履带垫块20b可能磨损了100％。并且如果没有可见的凹部，则履带垫块20b可能磨损了120％，并且机器10应该停止使用。此外，如果磨损指示器46的凹部磨损不均匀，则可能需要进行检查、调整和/或更换其他底盘部件。
对于本领域技术人员将会是显而易见的是，可以对所公开的履带垫块和相关联的磨损指示器作出各种修改和变型。在考虑所公开的履带垫块的说明书和实践后，其它实施例对于本领域的技术人员也将是显而易见的。说明书和实例仅仅旨在是示例性的，真实范围由以下权利要求书及其等价内容指出。

Claims (10)

1.一种用于具有链轮(18)和惰轮(24)的履带式移动机器(10)的履带垫块(20)，所述履带垫块(20)包括：
具有构造成接合所述链轮(18)和所述惰轮(24)的轨道表面(36)的第一链节(28)；
大致平行于所述第一链节(28)定向并且具有构造成接合所述链轮(18)和所述惰轮(24)的轨道表面(36)的第二链节(28)；
在与所述轨道表面(36)相对的一侧连接到所述第一和第二链节(28)的地面接合元件；以及
形成在所述第一和第二链节(28)中的至少一个的所述轨道表面(36)内的磨损指示器(46)，其中所述磨损指示器(46)包括形成在所述轨道表面(36)内的多个凹部；
其中所述多个凹部中的每一个具有不同的深度。
2.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述多个凹部沿着所述第一和第二链节(28)中的至少一个的长度方向形成为直线。
3.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述多个凹部以网格形式形成。
4.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述磨损指示器(46)包括钻入所述轨道表面(36)中的至少一个孔。
5.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述磨损指示器(46)包括在所述轨道表面(36)内凹进的至少一个人字纹。
6.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述磨损指示器(46)包括在所述轨道表面(36)内凹进的至少一个字母-数字符号。
7.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述磨损指示器(46)形成在所述第一和第二链节(28)的所述轨道表面(36)内。
8.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中：
所述磨损指示器(46)为第一磨损指示器(46)；并且
所述履带垫块(20)进一步包括：
位于所述第一和第二链节(28)之间并且构造成接合所述链轮(18)的凸耳的驱动表面；以及
形成在所述驱动表面内的第二磨损指示器(46)。
9.如权利要求1所述的履带垫块(20)，其中所述第一链节(28)、所述第二链节(28)以及履带板(38)形成为单一整体部件。
10.一种用于履带式移动机器(10)的底盘(14)部件，所述底盘(14)部件包括：
构造成与所述履带式移动机器(10)的另一部件接触的磨损表面；以及
形成在所述磨损表面内并且具有变化的深度的多个间隔开的凹部。
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