CN107107974A - 用于地面接合履带系统中的链节的冠部 - Google Patents

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CN107107974A CN201580060506.4A CN201580060506A CN107107974A CN 107107974 A CN107107974 A CN 107107974A CN 201580060506 A CN201580060506 A CN 201580060506A CN 107107974 A CN107107974 A CN 107107974A
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D·克拉克
T·奈尼
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Abstract

本发明涉及用于地面接合履带系统(102)中的履带链条(124)的链节(128)的系统和方法。链节(128)具有包括第一和第二冠部(402、404的细长链节本体(130)。细长链节本体(130)包括履带板表面(132)和轨道表面(134)。履带板表面(132)配置为接触耦合到细长链节本体(130)的履带板。轨道表面(134)与履带板表面(132)相对并具有第一端部区段(302)、中间区段(306)和第二端部区段(304)。轨道表面(134)上的第一和第二冠部(402、404)各自限定轨道表面(134)的凸起部分。第一冠部(402)设置在第一端部区段(302)上，且第二冠部(404)设置在第二端部区段(304)上。第一和第二冠部(402、404)配置为延缓轨道表面(134)中的扇形凹口的形成。

Description

用于地面接合履带系统中的链节的冠部
技术领域
本发明涉及具有地面接合履带系统的机器，更具体地，涉及可延缓扇形凹口的形成的链节。
背景技术
多种机器将履带用作地面接合推进元件。通常这种履带包括多个可旋转履带接合元件，其中履带形成在操作期间围绕旋转元件移动的无端环。这种履带通常包括两个链条的采用螺栓履带板耦合在一起的链节。这种机器和他们的相关履带组件的设置需求可能相当大，且操作环境苛刻。机器履带通常是稳健的以提供数以千计小时的长使用寿命，不管操作期间经历的显著的机械应力、应变和磨损。
机器履带经历的磨损现象通常是机器如何使用、操作员的经验以及操作环境中的脚下状况和基底材料的结果。机器履带的现场工作寿命可基于这些因素从几千小时变化到数千小时。由于机器履带部件可能相对昂贵且维修可增加费用和机器停机时间，故工程师已长期寻找用于降低和管理部件之间的磨损的策略。
日本专利No.5,372,336(下称“`336专利”)声称描述了一种履带链条和起落架履带辊，由此履带链节由具有冶金结合涂层的链节制成。根据`336专利，耐磨涂层被焊接到表面、底切或通道上。该涂层设置在履带辊上，且在履带链条的操作期间容易磨损的位置处。然而，较慢磨损材料仅添加到履带链条链节作为二次加工，这可影响履带链条中的链节之间的均匀性，增加制造时间以及最小化耐用性。这个列表仅仅是示例性的，且其他问题和挑战肯定存在于实践中。
因此，需要一种可以降低和管理磨损的用于地面接合履带系统的改进链节，从而延长系统的使用寿命。
发明内容
本发明的一个方面提供用于地面接合履带系统中的履带链条的链节。链节包括细长链节本体、第一冠部和第二冠部。细长链节本体包括履带板表面和轨道表面。履带板表面配置为接触耦合到细长链节本体的履带板。轨道表面与履带板表面相对且具有第一端部区段、中间区段和第二端部区段。轨道表面上的第一和第二冠部各自限定轨道表面的凸起部分。第一冠部设置在第一端部区段上，且第二冠部设置在第二端部区段上。第一和第二冠部配置为延缓轨道表面中的扇形凹口的形成。
本发明的另一方面提供包括多个履带板和多个细长链节的履带组件。多个细长链节中的每一个被连接以形成履带链条。多个履带板耦合到履带链条。细长链节中的每一个包括下表面、轨道表面、第一冠部以及第二冠部。下表面配置为接触履带板之一。轨道表面与下表面相对且具有第一端部区段、中间区段和第二端部区段。第一和第二冠部各自限定轨道表面的凸起部分。第一冠部设置在第一端部区段上，且第二冠部设置在第二端部区段上。冠部中的每一个配置为延缓轨道表面中的扇形凹口的形成。
本发明的另一方面提供用于地面接合履带系统中的履带链条的链节。链节包括细长链节本体、第一冠部、第二冠部以及第三冠部。细长链节本体包括履带板表面和轨道表面。履带板表面配置为接触耦合到细长链节本体的履带板。轨道表面与履带板表面相对且具有第一端部区段、中间区段和第二端部区段。轨道表面上的第一、第二和第三冠部各自限定轨道表面的凸起部分。第一冠部设置在第一端部区段上，第二冠部设置在第二端部区段上，且第三冠部设置在中间区段上。中间区段具有中间区段长度，且第一和第二端部区段具有相等的端部区段长度。中间区段的长度大于第一端部区段和第二端部区段的长度的总和。第一、第二和第三冠部配置为延缓轨道表面中的扇形凹口的形成。
附图说明
图1是根据本发明的一个方面的具有地面接合履带系统的机器的侧视图。
图2是根据本发明的一个方面的地面接合履带系统的一部分的等距视图。
图3是根据本发明的一个方面的链节的等距视图。
图4是接触可旋转履带接合元件的链节的一个实施例的侧视图。
图5是接触可旋转履带接合元件的链节的另一实施例的侧视图。
具体实施方式
本发明总体涉及用于具有多个链节的地面接合履带系统的系统和方法。多个链节形成配置为与可旋转履带接合元件相连接的履带组件。履带系统可用于车辆(比如拖拉机、推土机、挖掘机等)以在较大表面区域扩展车辆的重量区域。在操作期间，履带组件可围绕可旋转履带接合元件旋转，由此多个链节中的每一个上的表面可接触每个可旋转履带接合元件。每个链节的表面可包括配置为降低磨损并延长每个链节的寿命的至少两个冠部。
图1示出了包括地面接合履带系统102的机器100的示意图。机器100示出在履带式拖拉机的环境中，但可以是任何各种其他机器，比如履带式装载机、半履带式机器等。履带系统102可以是以传统方式设置在机器100的相对侧处的两个单独履带系统之一。履带系统102可进一步包括与机器框架104耦合的履带辊框架106和多个可旋转履带接合元件108、110和112。在一个实施例中，可旋转履带接合元件108和110包括配置为在履带系统102的操作期间被动地旋转的可旋转托辊，而元件112包括配置为驱动履带系统102的链轮。履带系统102可进一步包括安装到履带辊框架106的多个履带辊114。履带辊114可配置为承载机器100的所有或基本上所有的重量。履带系统102进一步包括围绕履带接合元件108、110和112以及履带辊114中的每一个延伸的履带组件116。元件108、110和112各自分别限定旋转轴线118、120和122，这些轴线可以是平行的且以所示的三角形模式布置。履带组件116可因此限定围绕具有大致的三角形形状的元件118、120和122的行进路径。图1中示出的实施例可以被本领域技术人员理解为“高驱动”履带系统，然而，应当认识到本发明涉及履带系统的各种构型。
履带组件116可包括第一履带链条124、被图1中的履带链条124隐藏而不可看到的第二履带链条202(图2)以及与第一履带链条124和第二履带链条202耦合的多个履带板126。履带板126中的每一个可包括以传统方式的一个或多个轮爪127。第一和第二履带链条124/202中的每一个还可包括多个细长链节128，每个细长链节包括链节本体130。每个链节本体130可包括履带板表面132和轨道表面134。履带板表面132可以与履带板126之一接触，且轨道表面134可以与可旋转履带接合元件108和110之一接触，或配置为经由操作期间履带组件116的前进而接触这些元件之一。
轨道表面134可以由牺牲性磨损材料形成(如本文所进一步描述)，且配置为延缓由与可旋转履带接合元件108和110以及履带辊114接触造成的轨道表面134中的扇形凹口的形成。应当认识到，每个链节128和203(图2)的轨道表面134一起形成托辊108和110以及履带辊114在其上骑行的两个轨道链条124和202中的轨道。相反地，驱动链轮112可接触链节128和203之间的履带组件116而不是轨道上的履带组件116。
现参照图2、3和4，第一履带链条124可以经由多个履带销(其中之一标识为销204)与第二履带链条202耦合。可以旋转或固定的多个套筒205可以设置在多个履带销上。履带组件116可进一步配备有与每组套筒205和履带销相关的多个履带密封件207以及多个止推环209。应当认识到，在一个实施例中，履带链条124中的每个链节和履带链条202中的其配对链节可以是彼此的镜像。因此，考虑到镜像关系，本描述应当理解为指的是履带链条124或202任一中的任何链节。
链节本体130可包括内侧136和外侧138。链节本体130可限定形成于第一链节本体端210中的履带销孔206和形成于第二链节本体端212中的套筒孔208。履带销孔206和套筒孔208在内侧136和外侧138之间连通。在一个实施例中，履带销孔206可与履带销之一具有过盈配合，然而套筒孔208可与套筒之一具有过盈配合。孔206和208可由未硬化材料限定以便避免形成过盈配合困难。应当认识到，可以使用各种材料硬度且本发明不应限于任何特定材料。
在一个实施例中，链节128和203可以成形为使得孔206和208彼此侧向偏移，换句话说，沿内侧到外侧方向未对准。在本实施例中，履带链条124和202可包括单个宽部220和双宽部222。单个宽部220由履带链条124的区段限定，在该区段中两个连续链节128和216耦合在一起且链节128和216之间无重叠。双宽部222由履带链条124的区段限定，在该区段中两个连续链节128和216耦合在一起且链节128和216之间存在重叠。
参照图4，轨道表面134可包括第一端部区段302、第二端部区段304和中间区段306。链节128进一步限定在内侧136和外侧138之间连通的第一窗口308和第二窗口310。第一螺栓孔312和第二螺栓孔314从履带板表面132向内延伸并分别与第一和第二窗口308和310相交。履带系统102进一步包括螺栓214，该螺栓接收在螺栓孔312和314内并将履带板126之一附接到相应链节128。
现参照图5，示出了接触可旋转履带接合元件108的链节128的一个实施例的侧视图。该视图示出了外侧138。如上所述，轨道表面134可包括中间区段306、第一端部区段302和第二端部区段304。轨道表面134可形成有多个凸起的纵向轮廓或多个冠部400。多个冠部400可包括分别位于区段302、304和306上的冠部402、404和406。
第一冠部402可延伸跨越第一端部区段302、第二冠部404可延伸跨越第二端部区段304，且第三冠部406可延伸跨越中间区段306。应当认识到，在其他实施例中，每个冠部402、404和406可完全延伸跨越其相应区段或者可延伸跨越其相应区段的一部分，由此多个冠部400可仅在轨道表面134的一部分上方延伸。在另一实施例中，每个冠部402、404和406可以设置为在轨道表面134的磨损速率最大的区域上方延伸，由此降低这些特定区域的磨损速率。例如，履带链条124的单个宽部220可具有降低的扇形凹口的形成速率，因此，在一个实施例中，第一冠部402和/或第二冠部404可以配置为延伸跨越履带链条124的每个相应单个宽部。
多个冠部400可由牺牲性磨损材料制成，该牺牲性磨损材料包括硬化材料比如可以经由感应硬化或其他硬化过程形成的硬化材料，使得冠部400可延缓由与可旋转履带接合元件108和110以及潜在地履带辊114接触造成的轨道表面134中的扇形凹口的形成。另外，每个链节128可进一步包括未硬化材料以便避免形成链节128困难。多个冠部400可在链节128的制造期间形成在轨道表面134上。在一个实施例中，前述过程可以用于在制造期间形成冠部400。
在图5中还示出有链节本体130的本体长度500、中间区段306的中间区段长度506、第一端部区段302的第一端部区段长度502和第二端部区段304的第二端部区段长度504。中间区段长度506可以大于第一区段长度502和第二区段长度504的总和。第一端部区段长度502可以等于第二区段长度504。每个区段302、304和306上的冠部402、404和406可分别具有长度502、504和506。冠部402、404和406可分别限定具有纵向中心线510、512和514的曲率半径(未编号)。在一个实施例中，每个曲率半径可以基本上相同；然而，应当认识到，曲率半径可在每个冠部402、404和406之间变化。特别地，每个冠部402、404和406的每个曲率半径可以为约500毫米至约1000毫米。更具体地，曲率半径可以为约800至约900毫米。
每个冠部402、404和406可分别包括与每个相应曲率半径的纵向中心线510、512和514重合的顶点520、522和524。在一个实施例中，顶点520、522和524的高度在共用平面内。在另一实施例中，顶点520和522的高度在共用平面内，然而第三冠部524的顶点在不同平面，或多或少高于第一冠部顶点520和第二冠部顶点522。第一和第二冠部顶点520和522与第三冠部顶点524之间的高度差异可以在0毫米至约12毫米的范围。
在另一实施例中，轨道表面134可包括限定连续或均匀表面(未示出)的多个冠部400。均匀表面可从第一端部区段302连续延伸到第二端部区段304，由此每个冠部402、404和406的曲率半径近似极大。均匀冠部表面可以通过在硬化过程期间辊轧冠部400、添加填充材料或本领域已经的其他方法形成。应当认识到，轨道表面134还可从外侧138均匀横向地延伸到内侧136。
在另外的实施例中，多个冠部400可配置为包括多个轮廓。例如，冠部402、404和406可以配置为使得他们形成单个凸起的轮廓(未示出)。在本示例中，冠部406可具有比第一和第二冠部520和522的顶点较高的顶点524。冠部可以轧制，或者填充材料可用于形成单个凸起的轮廓。另一示例可包括形成有两个冠部的轨道表面134。这可包括分别设置在第一端部区段302和第二端部区段304处的第一冠部402和第二冠部404，从而形成两个凸起的轮廓。
操作具有链节128的地面接合履带系统102的方法包括围绕多个可旋转履带接合元件108、110和114使履带链条124和202前进，由此使链条的前进的力由链轮112提供。在前进期间，细长链节128与可旋转履带接合元件108、110和114接合。细长链节128中的每一个的轨道表面134可接触可旋转履带接合元件108、110和114中的每一个。冠部400在操作期间可能被磨损。然而，通过与多个可旋转元件108、110和114接触而产生的轨道表面134中的扇形凹口的形成可以被延缓。
除非本文另外指出，否则本文对数值范围的叙述仅仅用作一种速记方法，分别涉及落入范围内的各单独数值，并且各单独数值包含在说明书内，如同在此个别列举一样。本文所述的所有方法可以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或者上下文清楚地相反指示。
工业实用性
本发明提供用于延缓地面接合履带系统102中的履带组件116的链节128的磨损的有利系统和方法。由于他们在正常操作基础上遭遇的过度载荷，履带组件116具有有限的预期寿命。在标准履带组件的单个旋转中，每个链节128移动进入与多个托辊108/110和辊子114接合，并然后随着履带组件124的前进而退出接合。随着履带围绕其路径移动，履带组件116可趋于从接近托辊108/110的直线构型转变为弯曲构型。随着履带组件116从直线构型转变为弯曲构型，视情形而定，链条中的相邻链节变得稍微更靠近在一起或更分离开来，并因此靠在履带接合元件108、110和112的外表面上滑动。随着时间推移，该接触导致变形或扇形凹口，随着机器100行进过基底，这可导致振动和碰撞。另外，链节128的使用寿命可能受限，且因此，履带组件116的使用寿命可能受限。履带链节128的扇形凹口可能是履带工作寿命中的限制性因素，且更换链节128的时间和努力可能很长，从而导致对履带系统用户高的成本和损耗的操作时间。
通过在轨道表面134上形成冠部400，可以延缓扇形凹口的形成，且可以延长履带链条124的使用寿命。具体地，在轨道表面134上的某些位置中使用包括定位冠部的冠状构型可降低关键区域的磨损。除了其他区域，这些关键区域可包括履带链条124的单个宽部220或者链节128的中间区段306。进一步地，通过使用由硬化材料制成的多个冠部400，由未硬化材料制成的链节128避免了在制造期间形成链节本体130困难。
应当认识到，前述描述提供了所公开系统和技术的示例。然而，可设想本发明的其他实施方式可以与前述示例在细节上不同。本发明的所有引用或其示例旨在在该处引用所讨论的特定示例，并且更一般地不旨在暗示对本发明的范围的任何限制。所有对于某些特征的区别和贬低的语言只是用来表示这些特征并不是优选的，除非另外说明，并不打算将这些特征完全排除在本发明的范围之外。

Claims (10)

1.一种用于地面接合履带系统(102)中的履带链条(124)的链节(128)，包括：
细长链节本体(130)，其包括：
履带板表面(132)，其配置为接触耦合到所述细长链节本体(130)的履带板，和
与所述履带板表面(132)相对的轨道表面(134)，所述轨道表面(134)具有第一端部区段(302)、中间区段(306)和第二端部区段(304)；以及
各自限定所述轨道表面(134)的凸起部分的所述轨道表面(134)上的第一和第二冠部(402、404)，其中所述第一冠部(402)设置在所述第一端部区段(302)上，所述第二冠部(404)设置在所述第二端部区段(304)上，且其中所述第一和第二冠部(402、404)配置为延缓所述轨道表面(134)中的扇形凹口的形成。
2.根据权利要求1所述的链节(128)，其中所述轨道表面(134)的中间区段(306)包括限定所述轨道表面(134)的凸起部分的第三冠部(406)。
3.根据权利要求1所述的链节(128)，其中所述中间区段(306)具有中间区段长度(506)，所述第一和第二端部区段(302、304)具有相等端部区段长度(502、504)，且其中所述中间区段(306)的长度大于所述第一端部区段(302)和第二端部区段(304)的长度(502、504)的总和。
4.根据权利要求2所述的链节(128)，其中所述轨道表面(134)形成从所述轨道表面(134)的所述第一端延伸到所述上轨道表面(134)的所述第二端的凸起的纵向轮廓。
5.根据权利要求4所述的链节(128)，其中所述细长链节本体(130)具有本体长度(500)，且其中所述凸起的纵向轮廓的半径大于所述本体长度(500)。
6.根据权利要求2所述的链节(128)，其中所述第一冠部(402)、所述第二冠部(404)和所述第三冠部(406)形成整个轨道表面(134)。
7.根据权利要求2所述的链节(128)，其中所述第一冠部(402)、所述第二冠部(404)和所述第三冠部(406)限定均匀的轨道表面(134)。
8.根据权利要求1所述的链节(128)，其中所述细长链节本体(130)进一步包括：
内侧；
位于所述链节本体(130)与所述内侧的相对侧上的外侧；
形成在所述第一链节本体端(210)中的履带销孔(206)；以及
形成在所述第二链节本体端(212)中的套筒孔(208)，
其中所述履带销孔(206)和所述套筒孔(208)在所述内侧和外侧之间连通且配置为分别将履带销(204)和套筒接收在其中，用于将所述细长链节本体(130)与所述履带链条(124)中的另一细长链节本体(130)耦合。
9.一种履带组件(116)，包括：
被连接以形成履带链条(124)的多个细长链节(128)，所述细长链节(128)中的每一个包括：
配置为接触所述履带板(126)之一的下表面；
与所述下表面相对的轨道表面(134)，所述轨道表面(134)具有第一端部区段(302)、中间区段(306)和第二端部区段(304)；以及
各自限定所述轨道表面(134)的凸起部分的所述轨道表面(134)上的第一和第二冠部(402、404)，其中所述第一冠部(402)设置在所述第一端部区段(302)上，所述第二冠部(404)设置在所述第二端部区段(304)上，且其中所述第一和第二冠部(402、404)配置为延缓所述轨道表面(134)中的扇形凹口的形成，以及
耦合到所述履带链条(124)的多个履带板(126)。
10.一种用于地面接合履带系统(102)中的履带链条(124)的链节(128)，包括：
细长链节本体(130)，其包括：
履带板表面(132)，其配置为接触耦合到所述细长链节本体(130)的履带板，和
与所述履带板表面(132)相对的轨道表面(134)，所述轨道表面(134)具有第一端部区段(302)、中间区段(306)和第二端部区段(304)；以及
各自限定所述轨道表面(134)的凸起部分的所述轨道表面(134)上的第一、第二和第三冠部(402、404、406)，其中所述第一冠部(402)设置在所述第一端部区段(302)上，所述第二冠部(404)设置在所述第二端部区段(304)上，且所述第三冠部(406)设置在所述中间区段(306)上，其中所述中间区段(306)具有中间区段长度(506)，且所述第一和第二端部区段(302、304)具有相等端部区段长度(502、504)，且其中所述中间区段(306)的长度大于所述第一端部区段(302)和所述第二端部区段(304)的长度(502、504)的总和，且其中所述第一、第二和第三冠部(402、404、406)配置为延缓所述轨道表面(134)中的扇形凹口的形成。
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