CN107524186A - 用于履带式拖拉机的液压提升缸安装装置 - Google Patents

Abstract

一种履带式拖拉机可包括操作者驾驶室、发动机、支撑操作者驾驶室和发动机的机架和配置成移动载荷的机具。该履带式拖拉机还可包括至少一个配置成升高和降低机具的液压提升缸。所述液压提升缸可包括头端、杆端和缸筒。所述缸筒可连接至机具的背侧，而且杆端可连接至机架。

Description

用于履带式拖拉机的液压提升缸安装装置

技术领域

本公开一般涉及履带式拖拉机，并且更具体地涉及升高和降低与这种机械有关的机具的液压提升缸的安装装置及操作方法。

背景技术

履带式拖拉机可具有移动载荷，比如土、沙子、碎石、建筑材料等和其它材料的机具。一个实例是一种推土机，其包括安装在用于推动、装载并移动各种载荷的机械的前端上的刀片。倾斜缸可用于调节刀片的左右倾角和前后倾角(或倾斜)，同时一个或多个液压提升缸可用于根据移动载荷的需要来升高和降低刀片。液压提升缸可包括容纳活塞杆的缸筒。可朝向液压提升缸的“头端”定向活塞的头部，而且活塞杆可以延伸到液压提升缸的“杆端”。

传统上，将缸筒高高地安装在大型抬高的支撑结构上，比如散热器防护件，其连接至机械机架的前部，同时活塞杆相对较低地连接在刀片上。通过液压提升缸的缩回来升高刀片，使得液压流体流入杆端并对活塞头的下唇施加压力(杆端压力)以使气缸缩回。在撬出这一特定应用中，该动作用于将许多材料从地面上抬起以便推动材料。与此相反，通过液压提升缸的伸展降低刀片，使得液压流体流入头端并给活塞头施加压力(头端压力)，以便下推活塞通过缸筒、使气缸伸展。该动作用于迫使刀刃进入地面，以使该机械挖掘并堆积材料。

不过，当前液压提升缸用安装装置仍有许多缺陷。举例来说，它是通过气缸缩回(杆端压力)来运行的以升高刀片，该刀片的产力能力比气缸伸展(头端压力)小。由于液压流体将压力施加至活塞头的上表面，所以气缸伸展具有相当大的产力能力，活塞头比气缸缩回时被加压的活塞头下唇具有更多的作用表面积。并且，本领域技术人员将会理解，推土机机械装置在刀片升高时具有其最小力学优势。因此，在当前安装装置中刀片升高时，最小力学优势是与最小气缸容量相结合的。为满足撬出载荷要求，必须将该液压系统设计得过大，以便其他刀片移动。另外，用于安装液压提升缸的抬高支撑结构在机架上形成大弯矩以及从液压提升缸到支撑结构和机架旋绕的载荷路径。此外，该大型抬高支撑结构阻碍通往发动机前部的通路。更进一步地，经常需要昂贵的高级加工来建立抬高的支撑结构与机架间的连接。

专利号为4320539的美国专利中描述了一种替代性的液压提升缸安装装置。该专利具体公开了液压油缸，其设在支撑车辆前部上的除雪刀片的机架与除雪刀片背侧上的板件之间。尽管有效，但该液压油缸并不直接安装在车架上，而是安装在将车辆连接至除雪刀片的分开架上。因此，存在改进如推土机等履带式拖拉机用液压提升缸安装装置的需要。

发明内容

根据本公开的一个方面，公开了一种履带式拖拉机。该履带式拖拉机可包括操作者驾驶室、发动机、支撑操作者驾驶室和发动机的机架和配置成移动载荷的机具。该履带式拖拉机还可包括至少一个配置成升高和降低机具的液压提升缸。所述液压提升缸可包括头端、杆端和缸筒。所述缸筒可连接至机具的背侧，而且杆端可连接至机架。

根据本公开的另一个方面，公开了一种履带式拖拉机。该履带式拖拉机可包括发动机、支撑发动机的机架和定位在拖拉机前端、配置成移动载荷的刀片。该履带式拖拉机还可包括至少一个配置成升高和降低刀片的液压提升缸。液压提升缸可包括缸筒和活塞杆。所述缸筒可连接至刀片的背侧，而且活塞杆可连接至机架的前端。

根据本公开的另一个方面，公开了一种具有液压提升缸的履带式拖拉机的升高、降低机具的方法。所述液压提升缸可包括头端、杆端和具有活塞容置腔的缸筒。所述缸筒可包括与头端处腔体流体连通的第一端口和与头端对面的缸筒下端处的腔体流体连通的第二端口。所述方法可包括液压流体通过第一端口流入腔体来升高机具，以便液压流体施加头端压力并使得液压提升缸伸出。所述方法还可包括液压流体通过第二端口流入腔体来降低机具，以便液压流体施加杆端压力并使得液压提升缸缩回。

结合附图阅读时，会更加容易理解本公开的这些方面及其他方面和特点。

附图说明

图1是根据本公开构造的具有升高和降低刀片的液压提升缸的履带式拖拉机的侧视图。

图2是图1所示的根据本公开构造的履带式拖拉机的俯视立体图，其具有操作者驾驶室、发动机、底架和为清楚起见而移除的部分机架。

图3是根据本公开构造的与图2类似的侧视图，图中刀片升高，液压提升缸伸出。

图4是根据本公开构造的单独示出的液压提升缸其中之一的截面视图。

图5是根据本公开构造的图2中细节5的放大视图，图示出了将液压提升缸安装到履带式拖拉机的刀片和机架上的连接组件。

图6是根据本公开构造的图5中截面6-6的横断面视图。

图7是根据本公开构造的图5中截面7-7的横断面视图。

图8是根据本公开构造的图5中连接组件的分解视图。

图9是根据本公开构造的液压提升缸杆端与履带式拖拉机机架间的球接连接件。

图10是根据本公开构造的图10中球接连接件的分解视图。

具体实施方式

现在参考附图，具体参考图1、图2，示出了一种机械10，其具有移动如土、碎石、建筑材料、其它物体等载荷的机具12。该机械10可包括操作者驾驶室14、提供动力以通过连续履带18或车轮驱动机械10移动的发动机16和支撑发动机16及操作者驾驶室14的机架20(参见图2)。它还可包括支撑履带18(或车轮)并连接至机架20的底架21。或者，所述机械10可以是无人机，在此情况下，它没有操作者驾驶室并可远程控制。作为一种可能的情况，所述机械10可以是履带式拖拉机22，例如推土机，机具12可以是拖拉机前端26上的刀片24，按照需要使用一个或多个液压提升缸29来升高和降低刀片。刀片24可具有相对于地面32成前进角的切割刃30。挖掘时该前进角最小、爬上倾斜地面时为便清理该前进角最大。尽管结合履带式拖拉机描述了本公开，但应会理解，文中公开的理念可以应用到其他类型的具有机具的机械，机具是使用一个或多个液压提升缸来升高和降低的。

继续参考图1和图2，一对液压倾斜缸34可定位在刀片24的每一侧上，它们伸出并缩回以调节刀片24的左右倾角和前后倾角(或倾斜)。如文中所使用的，一侧向另一侧倾斜指的是相对于拖拉机的侧向定向倾斜，而前向后倾斜指的是相对于拖拉机行进方向的从前往后的倾斜。

刀片24的每侧上还可设有一对推臂36，其将刀片24连接至拖拉机并适应倾斜以及刀片24的升高和降低。通过允许刀片倾斜的连接件38将刀片24可枢转地连接至推臂36，可使用允许倾斜以及刀片24升高和降低的球接头40将推臂36连接至拖拉机的底架21或机架20(参见图2)。履带式拖拉机22还可包括标记连杆42，当刀片24倾斜且载荷施加在刀片24上时，标记连杆42固定关于拖拉机相对居中的刀片。

如图2所示，两个液压提升缸29可致动刀片24相对于地面32垂直的升高和降低。在可替代的装置中，可以使用单个液压提升缸或两个以上的液压提升缸29。每个液压提升缸29可包括缸筒44、头端46和杆端48。与缸筒安装在机架的抬高支撑结构上的现有设计相比，本文公开的液压提升缸29的缸筒44安装在刀片24的背侧50上。此外，与杆端较低地连接在刀片背侧上的现有设计相比，本文公开的液压提升缸29的杆端48连接在机架20的前端51上的低处。如文中所使用的，机架上的低处指的是机械运行时靠近地面32的位置。

借助该安装装置，液压提升缸29可通过气缸缩回52(杆端压力)来降低刀片24(参见图1)，也可通过气缸伸展54(头端压力)来升高刀片24(参见图3)。因此，当升高刀片24时，与杆端压力相比，与头端压力相关联的自身较大的力会有利地起着杠杆作用。而且，由于缸筒44是连接到刀片24的背侧50，所以用于安装现有系统中缸筒的抬高支撑结构可以完全撤除或由非常小、轻的盖片来替代，从而方便了发动机检视、降低或免除了对抬高支撑结构与机架间昂贵高级加工连接件的需要。另外，可以经由本文公开的安装装置将载荷直接从杆端48传递至机架20，而不是通过现有系统中穿过抬高支撑结构达至机架的复杂流道。还有，与现有安装装置相比，本文公开的安装装置可以在机械上将液压提升缸29定向的更垂直一些，这样可以缩短推臂36，而且可以在更小的半径范围内升高和降低刀片24。这可以提高切割刃的穿透性以及降低将刀片24升高到给定高度所需的气缸伸展度。因此，可以以较低的成本将液压提升缸29制造的更短些，同时不会影响性能。

现在参见图4，单独示出了单个液压提升缸29。缸筒44可限定容置活塞58的腔体56。活塞58可包括朝向气缸29的头端46定向的活塞头60和伸到气缸29的杆端48的活塞杆62。第一端口64可位于缸筒44的头端46，液压流体可通过第一端口64流入腔体56中将压力(头端压力)施加到活塞头60上，以使气缸伸展54来升高刀片24。第二端口68可位于缸筒44的与头端46相对的下端66，液压流体可通过第二端口68流入腔体56中将压力(杆端压力)施加到活塞头60的下唇70上，以使气缸缩回52来降低刀片24。

如图5、图6和图8所示，通过筒连接组件72可将缸筒44安装到刀片24背侧50的高处上。如文中所使用的，刀片24背侧50的高处指的是大约刀片24背侧50中间的中点74之上的垂直位置(参见图1)。然而，在替代性装置中，缸筒44可以安装的低于刀片的中点74。尽管，在替代性设计中缸筒44的其他位置可连接至刀片背侧50，但作为一种非限制的可能性，连接组件72可将缸筒44的下端66连接至刀片。连接组件72可设计成适应刀片24相对于液压提升缸29的移动。具体地，该连接组件72可允许刀片24相对于液压提升缸29在第一轴线76的前向后倾斜(参见图5、图6)以及刀片24相对于液压提升缸29在垂直于第一轴线76的第二轴线78上的一侧向另一侧倾斜(参见图6)。

如图8的分解视图所示，连接组件72可包括固定连接(例如焊接、栓接等)至缸筒44的耳轴80，耳轴80可旋转地连接到一组轴承82以便刀片24相对于液压提升缸29在第一轴线76上的前向后倾斜。另外，连接组件72还可包括轭件84，其固定连接(例如栓接、焊接等)至轴承82并可旋转地连接刀片24背侧50的接收器86。轭件84与接收器86间的可旋转连接可允许刀片24相对于液压提升缸29在第二轴线78上的一侧向另一侧倾斜。应当了解的是，在不脱离本公开范围的情况下，也可使用其他允许刀片24相对于液压提升缸29前向后倾斜及一侧向另一侧倾斜的替代性连接组件来将缸筒安装到刀片的背侧。

现参见图5、图7和图8，杆连接组件88可将液压提升缸29的杆端48(即活塞杆62)连接至机架20前端上的低位。该杆连接组件88可允许液压提升缸29在第三轴线90上的一侧向另一侧枢转，根据需要第三轴线90平行于第二轴线78以适应拖拉机22运行期间的刀片移动(参见图7)。此外，杆连接组件88还可允许液压提升缸29在第四轴线92上的前向后枢转，根据需要第四轴线92垂直于第三轴线90(并平行于第一轴线76)以适应刀片移动(参见图7)。更具体地，如图7、图8所示，组件88的第一销连接器94可限定第三轴线90，活塞杆62可在第三轴线90上一侧向另一侧枢转，同时组件的第二销连接器96可限定第四轴线92，活塞杆62可在第四轴线92上前向后枢转。

或者，杆连接组件88可以为球接连接器98，如图9、图10所示。球接连接器98可包括置于球座102中的球耳轴100。类似于图5、图7和图8所示的装置，球接连接器98可允许液压提升缸29按需的左右及前向后枢转移动，以适应拖拉机22运行期间的刀片移动。在不脱离本公开范围的情况下，还可使用其它允许液压提升缸29这种自由移动的可替代性连接装置来替代本文公开的杆连接组件。

工业实用性

一般而言，本公开的教导可应用在许多行业中，包括但不限于建筑业、农业及采矿业。更具体地，本文公开的技术可应用于各类使用液压提升缸升高及降低机具的机械，包括但不限于履带式拖拉机，如推土机。

操作时，当需要升高刀片24(或其他机具)时，液压流体通过第一端口64流入缸筒44的腔体56，可将头端压力施加至液压提升缸29(参见图4)。通过第一端口64进入的液压流体可将压力施加到活塞头60上并将活塞头60下推进缸筒44的腔体56，使得流体通过第二端口68流出腔体56。因此，液压提升缸29可以根据块120来伸展，而且刀片可以升高(参见图3)。可以此方式继续施加头端压力，直至将刀片24升高至所需水平。

当需要降低刀片24时，液压流体通过第二端口68流入缸筒44的腔体56，可将杆端压力施加至液压提升缸29(参见图4)。通过第二端口68流动的液压流体可将压力施加到活塞头60的下唇70上并将活塞头上推通过腔体56，使得流体通过第一端口64流出腔体56。因此，液压提升缸29可以缩回使刀片降低(参加图1)。可以继续施加杆端压力，直至将刀片24降低至所需水平。

因而，可以看出，本公开液压提升缸安装装置允许与头端压力/气缸伸展相关联的较高容积发挥杠杆作用，以便升高刀片，特别是撬出时。杆端压力(气缸缩回)会更足以降低刀片及挖掘。由此，甚至控制液压流体流量的液压泵及相关联组件的尺寸可以缩小。而且，通过将液压提升缸安装到刀片背侧及机架上，不需要机架上的大型抬高支撑结构，抬高支撑结构与机架间也不需要相关联的高级加工连接件。在本文公开的液压提升缸安装装置中，载荷直接由活塞杆转移至机架，这样除了机械减振器，散热器防护件和发动机外壳不需经受载荷。因此，散热器防护件和发动机外壳可以制造的更轻些。而且，安装装置将刀片拉的离机械更近，使切割刃刺穿性及生产率得以提高。由于液压提升缸定向的更垂直些，所以刀片可以在更小的半径范围内升高及降低。所以，需要更小的气缸伸展以将刀片升高至给定高度。因此，可以将液压提升缸制造的非常小，以进一步降低成本、方便运送。相比现有液压提升缸安装装置，本文公开的技术提供了很多优势，可以发现其在广泛领域具有广泛工业应用性，例如，包括但不限于建筑业、道路施工、采矿业及农业应用。

Claims (10)

1.一种履带式拖拉机，包括：

操作者驾驶室；

发动机；

支撑所述操作者驾驶室及所述发动机的机架；

配置成移动载荷的机具；以及

至少一个配置成升高和降低所述机具的液压提升缸，所述液压提升缸包括头端、杆端和缸筒，所述缸筒连接至所述机具的背侧，所述杆端连接至所述机架。

2.如权利要求1所述的履带式拖拉机，其中所述液压提升缸通过气缸伸展来升高所述机具并通过气缸缩回来降低所述机具。

3.如权利要求1所述的履带式拖拉机，其中所述履带式拖拉机是一种推土机。

4.如权利要求1所述的履带式拖拉机，其中所述缸筒通过筒连接组件安装在所述机具的背侧，所述筒连接组件配置成允许所述机具相对于所述液压提升缸在第一轴线的前向后倾斜，所述筒连接组件还配置成允许所述机具相对于所述液压提升缸在垂直于所述第一轴线的第二轴线上的一侧向另一侧倾斜。

5.如权利要求4所述的履带式拖拉机，其中所述杆端通过杆连接组件连接至所述机架，所述杆连接组件配置成允许所述液压提升缸在平行于所述第二轴线的第三轴线上的一侧向另一侧枢转，所述杆连接组件还配置成允许所述液压提升缸在平行于所述第一轴线的第四轴线上的前向后枢转。

6.如权利要求1所述的履带式拖拉机，其中所述缸筒通过筒连接组件安装在所述机具的背侧，所述筒连接组件包括固定连接至所述缸筒的耳轴，所述耳轴可旋转地连接至一组轴承，所述耳轴与所述轴承间的可旋转连接允许所述机具相对于液压提升缸在在第一轴线上的前向后倾斜。

7.如权利要求6所述的履带式拖拉机，其中所述筒连接组件还包括固定连接至轴承并可旋转地连接至所述机具背侧的轭件，所述轭件与所述所述机具背侧间的可旋转连接允许所述机具相对于所述液压提升缸在垂直于所述第一轴线的第二轴线上的一侧向另一侧倾斜。

8.如权利要求7所述的履带式拖拉机，其中所述杆端通过杆连接组件连接至所述机架，所述杆连接组件配置成允许所述液压提升缸在平行于所述第二轴线的第三轴线上的一侧向另一侧枢转，所述杆连接组件还配置成允许所述液压提升缸在平行于所述第一轴线的第四轴线上的前向后枢转。

9.如权利要求8所述的履带式拖拉机，其中所述杆连接组件包括限定所述第三轴线的第一销连接器和限定所述第四轴线的第二销连接器，所述液压提升缸在所述第三轴线上一侧向另一侧枢转，所述液压提升缸在所述第四轴线上前向后枢转。

10.一种履带式拖拉机，包括：

发动机；

支撑所述发动机的机架；

定位在所述拖拉机前端并配置成移动载荷的刀片；以及

至少配置成升高和降低所述刀片的液压提升缸，所述液压提升缸包括缸筒和活塞杆，所述缸筒连接至所述刀片的背侧，所述活塞杆连接至所述机架的前端。