CN110573412B - 用于履带链条的销保持设计 - Google Patents

Abstract

一种销保持装置(300)包括紧固件(308)，所述紧固件限定纵轴线(L300)、沿纵轴线(L300)的第一端(310)和第二端(312)、第一端(310)处的头部(314)和第二端(312)处的螺纹部分(316)；管状间隔件(304)，其限定构造成接收紧固件(308)的通孔(318)；以及螺母(302)，所述螺母限定螺纹孔(320)，所述螺纹孔构造成与紧固件(308)的螺纹部分(316)配合。

Description

用于履带链条的销保持设计

技术领域

本公开涉及使用销将链条保持在一起的履带链条。确切地说，本公开涉及用于将诸如履带板或履带链节的履带链条构件保持在一起的销保持设计，以帮助防止销从履带链条构件掉出。

背景技术

在许多当前应用中，诸如履带链节或履带板的履带链条构件使用允许履带链条构件相对于彼此旋转的销附接到彼此，同时仍允许链条在安装在履带类型车辆的底盘上时保持张紧。如果销变松或以其它方式掉出履带链条构件的开孔，则履带链条将从履带类型车辆的底盘掉出，而需要可能困难且昂贵的现场维护。为了有助于防止这种情况发生，已经采用不同的装置来保持履带链条构件的开孔中的销。

已使用的一个此类装置是在浮动板上具有焊接板的卡环，卡环阻挡销从履带链条构件的开孔出来。该装置存在问题。例如，因存在焊接板而在需要时难以保养销。如果未提供焊接板，则卡环从其邻近销保持开孔的保持凹槽中扭出的可能性增加。因此，此解决方案已证明在一些应用中不令人满意。

类似地，另一种解决方案是使用螺栓和螺母组合将销固定在适当位置。然而，通常需要将螺母焊接到螺栓而使保养销困难。另外，螺母和螺栓通常在履带链条构件的侧面暴露，使它们变得受损。这可能使拆卸困难。

在其它应用中，在不平坦的矿井地面条件下，履带块或履带链条构件的其它部分呈波浪形，由于履带滚轮或惰轮的表面不再平坦或平行地压在块上，因此会在外滚轮路径上引起高应力。高应力可引起履带链条构件的断裂或剥落，需要进行不必要的维护。即使在平坦的表面或地形上，由于机器的重量而造成的履带链条构件所承受的高负载也可能随着时间的流逝而引起断裂或剥落。这也可能导致比期望的更早维护。

类似地，当承受由机器的重量和/或有效负载以及履带遇到障碍物引起的移动等产生的高应力时，板构件可能相对于履带链条构件的履带块弯曲。

经得起履带链条构件中的应力集中的各种先前尝试的解决方案已经硬化履带链条构件。然而，已证明难以实现先前履带链条构件的期望硬化深度。

发明内容

根据本公开的实施例的销保持装置包括紧固件，紧固件限定纵轴线、沿纵轴线的第一端和第二端、在第一端处的头部和在第二端处的螺纹部分、限定构造成接收紧固件的通孔的管状间隔件，以及限定构造成与紧固件的螺纹部分配合的螺纹保持件的螺母。

根据本公开的实施例的履带链条组件包括多个履带链条节段，多个履带链条节段，并且至少一个履带链条节段包括两个履带链条构件和履带销，所述履带销限定纵轴线、沿轴线的第一端和第二端，销将履带链条构件连接在一起，以及销保持装置，其包括靠近履带销的第一端的构件，其中销保持装置限定不平行于履带销纵轴线的纵轴线。

根据本公开的实施例的履带链条构件包括板构件和从板构件延伸的第一轨道构件，其中轨道构件限定最大范围的尺寸和大体平行于最大范围的尺寸的履带链条行进方向，履带销开孔，履带销开孔在轴线和方向投影到相同平面上时限定垂直于履带链条行进方向的纵轴线，以及销保持装置开孔，其限定纵轴线，其中销保持装置开孔的纵轴线和履带销开孔的纵轴线不平行。

附图说明

并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的若干实施例，并且与描述一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是具有使用本公开的实施例的履带链条的机器如挖掘机的透视图。

图2是图1的机器的部分拆卸的机器底盘的透视图，其更清楚地显示图1的履带链条。

图3是图2的履带链条的履带节段的透视图。

图4是透视图，其示出根据本公开的实施例，使用液压按压装置将履带销衬套按压到履带节段的履带链条构件的开孔中。

图5是相对于履带节段定位的根据本公开的实施例的销保持装置的透视分解组装图。

图6和7是备选的截面视图，示出了几乎完全安装装置的构造中的图5的销保持装置。

图8是履带链条的履带节段的放大侧视图，示出安装的图6和7的销保持装置。

图9是根据本公开的实施例的骑在履带链条构件的轮廓的双通滚轮路径上的惰轮或履带滚轮的前视图。

图10包含FEA应力图，其示出与常规设计相比使用根据本公开的实施例的轮廓滚轮路径减小应力。

图11是根据本公开的实施例的骑在具有履带块的若干履带链条构件上的履带滚轮的透视图，与先前的设计相比，履带滚轮具有增加的接触表面积。

图12包括FEA应力图，示出了通过相比于先前设计增加图11的履带链条构件的履带凸耳带的宽度来减小履带销开孔附近的应力。

图13是根据图11的实施例的履带链条构件的履带块的俯视图，使用FEA曲线图描绘履带块的支承表面上的应力。

图14包括基准设计、中间设计和根据本公开的实施例的另一种设计的FEA应力图，示出履带链条构件如何减小应力。

图15是根据本公开的实施例的包括弯曲肋的履带链条构件的透视图。

图16是在负载时以备选透视图示出的图15的履带链条构件的FEA应力图，指出了与先前履带链条构件设计相比应力减小。

图17是图16的FEA应力图的放大视图，示出了图16的前肋上存在的最高应力。

图18是从后透视图示出的图16的后肋的FEA应力图，指出后肋比前肋经历更小的应力。

图19是图15的履带链条构件的仰视图，示出了板构件底部提供的空隙。

图20是图15的板构件的中心空隙的放大FEA应力图，示出了板构件的该区域的最大应力。

图21是图15的板构件的中心侧空隙的放大FEA应力图，示出了板构件的该区域的最大应力。

图22是沿其线15-15截取的图15的履带链条构件的横截面视图，描绘述板构件的侧部和中心空隙的形状。

图23示出了液压采矿铲斗形式的另一机器，其使用了根据本文公开的实施例的各种履带链条构件、销保持装置和/或履带链条。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的实施例，其示例在附图中示出。在尽可能的情况下，在整个附图中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。在某些情况下，附图标记将在本说明书中指出，并且附图将示出在后面跟着字母的附图标记，例如，100a，100b等。应当理解的是，紧接在附图标记之后使用字母指示这些特征具有相似的形状并且具有相似的功能，当几何结构关于对称平面成镜像时通常就是这样。为了便于在本说明书中进行解释，字母通常将不包括在本文中，但是可以在附图中示出以指示在本书面说明书中讨论的特征的重复。

本公开的各种实施例包括销保持设计，其包括定位在履带销的纵向端附近的螺栓、垫圈、螺母和间隔件。当履带链条在机器上使用时，这可防止履带销从履带链条构件中发现的履带销开孔中出来。

图1到3示出了本公开的销保持装置的各种实施例的应用。

参考图1，示出了具有带履带系统14的框架12的机器10，包括定位在框架12的相对侧处的第一履带14a和第二履带14b。在具有操作员驾驶舱16、连杆机构18和与连杆机构18联接的器具20的挖掘机的背景下示出了机器10。履带14a和14b是以常规方式与框架12联接的机器底盘11的一部分。履带14a和14b中的每一个包括多个联接在一起的履带板60，以形成围绕多个可旋转元件延伸的环状环。在典型设计中，惰轮30和驱动链轮40将与履带14a和14b中的每一个相关联，并安装到履带滚轮框架22。如本文进一步描述的，多个履带滚轮80也可安装到滚轮框架22，并且与履带14a和14b中的每一个相关联，以支承机器10并沿期望路径引导履带14a和14b。一个或多个载体滚轮50也可与履带14a和14b中的每一个相关联，以在操作期间与滚轮80相对地支承和引导履带。可设想履带14a和14b的独特设计以及它们是其中一部分的整个履带和底盘系统，以使机器10能够在诸如软脚下状况的某些环境中操作，而没有与许多早期设计相关联的缺点。虽然在本文中强调挖掘机的机器环境中的使用，但应理解，机器10可包括不同类型的机器。例如，本文中设想履带型拖拉机或甚至半履带型机器。更进一步，机器10可由传送机或其它类型的机器构成，其中履带用于除了地面接合元件之外的目的。另外，机器可能是一些类型的液压挖掘机或绳铲。

现在还参考图2，示出了部分拆卸的机器底盘11，示出履带滚轮框架22和车身23的部分。履带14a和14b中的每一个可包括第一履带链条90a和第二履带链条90b。在一个实施例中，每一履带链条90a和90b可定位在构成相应履带的每个履带板60的相对边缘处或附近。履带链条90a和90b中的每一个可由交替的内侧链节94和外侧链节92构成。还参考图3，示出了履带14a的节段，代表其任何部分，且与履带14b的任何节段基本上相同。图3中所示的履带14a的节段包括三个联接在一起的履带板60，每个具有第一履带链条90a的一个履带链节和与其联接的第二履带链条90b的一个履带链节。相应履带链节中的每一个可用螺栓97螺栓连接到相应履带板。在本文描述的其它实施例中，可使用一体式履带链节和履带板。

进一步从图3中注意，每个履带链节可包括相对端，相对端定位在对应履带链条中的连续履带链节的端部附近。具体而言，每个外侧履带链节92可包括第一端93a和与第一端93a相对的第二端93b。每个内侧链节94还可包括第一端95a和第二端95b。相应履带链节可定位成使得其端部定位在并排布置的邻近履带链节的端部附近。例如，具有以并排方式布置的其端部的链节可为直的或S形链节。履带销96可以延伸穿过相邻的履带链节端以联接履带链节，并继而又将相邻履带板联接在一起，无论所述履带链节和板是否与彼此成一体或是单独构件。内侧链节94中的每一个可包括在端部95a和95b中的每一个中的开孔91，履带销96压配合到开孔91中。每个外侧链节92可包括其端部93a和93b中的每一个中的另一开孔99，履带销96松配合到开孔99中。根据将在本文中描述的实施例的卡环、保持器或一些其它销保持机构可用于防止销96从开孔99中滑出，等等。端盖98可用于密封开孔99以将润滑流体保持在其中且使得能够接近而维修等。在一个实施例中，链节92和94可用单个锻造冲模形成，及其相应的开孔等经过机械加工而形成，以获得用于压配合与松配合的不同尺寸。

除其它事情外，本公开提供了一种履带系统，图3中示出了其一个实施例，其与已知的履带设计差别在于相应的履带链条90a和90b仅用于将成组履带板60联接在一起。同样与较早设计相比，履带链条不包括履带滚轮骑在其上的轨道。履带滚轮80改为直接骑在履带板60的部分上。此策略允许履带链条90a和90b比常规的履带链条设计相对更简单和更轻。履带链条90a和90b还可邻近履带板60中的每一个的第一外侧边缘61a和第二外侧边缘61b定位。靠近相应外侧边缘61a和61b定位履带链条90a和90b将使得履带链条90a和90b能够在某些操作条件期间(如在高垂直负载和响应于某些机械应力期间)防止履带板60的挠曲和分离。具体而言，如上文关于较早履带设计所述，在履带板60中的一个定位在相对硬的支承物体(如树桩或石头)上的情况下，链条90a和90b可防止归因于置于其上的应力而在履带板60之间分离或形成间隙。

如上文所提及，履带滚轮80直接骑在履带板60上。每个履带板60可包括上侧63，其上定位有块67。块67可包括第一轨道65a和第二轨道65b，其构造成在操作期间支承履带滚轮。导块62还可由每个块67邻接，并且可包括每个块67的一体部分或定位在所述每个块上。如本文进一步描述的，每个导块62可提供履带滚轮的引导以及对应履带的驱动表面。每个块67可大致从每个履带板60的前缘64a延伸到对应履带板的后缘64b。在一个实施例中，块67可与每个履带板60一体地形成，如通过铸造、锻造等。每个导块62也可与块67一体地形成。在某些实施例中，一体化块和导块元件可键合到履带板60并且螺栓连接到所述履带板。在大多数版本中，每个块67将提供用于抵靠履带滚轮磨损的磨损材料的加厚区域。然而，在其它实施例中，块67完全不必包括加厚的磨损区域。虽然块67将通常为矩形，在其它实施例中，其可具有备选形状。块67通常将具有由轨道65a和65b的外侧边缘限定的宽度，该宽度小于对应履带板的三分之一宽度D。因此，术语块应理解为大体上指每一履带板的区域，或与其联接的部分或部分的区域，其为履带滚轮提供轨道65a和65b，不限于形状或构造。

将进一步注意，轨道65a和65b定位在每个导块62的外侧，且定位在每个履带链条90a和90b的内侧。在一个实施例中，轨道65a和65b中的每一个可具有宽度，经由图3中的箭头R所示，其小于最接近的外侧履带链条90a,90b与其间隔开的距离。换言之，履带链条90a和90b中的每一个可分别与轨道65a和65b间隔开的平均距离大于对应轨道的宽度R。在某些实施例中，履带链条90a和90b可与轨道65a和65b间隔开的平均距离大于对应轨道的宽度的两倍。由此，履带链条90a和90b与轨道65a和65b间隔开的距离在图3中经由箭头A示出。图3的图示还示出了每个履带板60的相对尺寸特性中的某些。应注意，每个履带板60具有经由箭头L示出的长度，其小于经由图3中的箭头D示出的其宽度的一半。

如上文所述，履带14a和14b视为非常适合在软脚下状况下工作。为此，履带14a和14b可为“低地面压力”履带，每一个具有履带板60，其具有用于在相对较大的表面积上分配来自机器10的重量的压力的相对大的地面接触区域。履带板60中的每一个具有部分地由前缘64a和后缘64b限定，并且还部分地由外侧边缘61a和61b限定的覆盖区。履带板60中的每一个可进一步包括地面接触区域，地面接触区域等于其覆盖区，或小于其覆盖区仅达到相邻履带板彼此重叠的程度。履带齿片69与履带板60中的每一个相关联，且可从其下侧向下延伸，下侧与上侧63相对定位。

尽管在图1和图2中未清楚地示出，根据本公开的实施例的销保持装置300可位于履带链条构件(如图3的履带板60)的轨道部分的前部部分93a或后部部分93b处。

图4-8示出呈履带板104形式的履带链条构件200的另一构造，其中一体式链节构件106使用根据本公开的实施例的销保持装置300。履带链条构件200可与图1-3所示不同地构造，并且与图1-3中所示不同地构造的驱动链轮或惰轮一起工作。在其它实施例中，履带链条构件可为履带板或履带链节构件，其彼此分开，如当履带板经由紧固等附接到履带链节构件时。

如图5-7中最清楚地看到，履带链条组件100可包括多个履带链条节段102。履带链条节段102通常包括两个履带链条构件200，如板和/或链节。履带链条构件200通常经由履带销108彼此附接，允许履带链条构件200相对于彼此旋转，将履带链条组件100赋予足够柔性，使得链条可将其形状从平的(如当节段102接触平地面时)变为弯曲的(如当节段102接触不平地面或在驱动链轮或惰轮周围卷绕时，等)。

此履带链条组件100通常包括多个履带链条节段102，且至少一个履带链条节段包括两个履带链条构件200和履带销108。履带销108可为圆柱形，限定纵轴线L108、沿轴线L108的第一端110和第二端112。销108可通过插入履带链条构件200的履带销开孔202中将履带链条构件200连接到一起，允许履带链条构件200相对于彼此旋转。

如先前提及，可提供包括接近履带销108的第一端110的构件302的销保持装置300。销保持装置300可限定不平行于履带销108的纵轴线L108的纵轴线L300。

如图6和7中最佳所见，至少一个履带链条构件200可限定履带销开孔202，其具有靠近履带销108的第二端112设置的肩部204。在实施例中，至少一个履带链条构件200可限定至少部分地由肩部204限定的孔口206，并且其中孔口206与履带销开孔202连通。

如图6中最佳所见，销保持装置300的纵轴线L300可与履带销108的纵轴线L108成正交的角度α。

类似地，如图8中最佳所见，履带链条构件限定行进方向114，且所述销保持装置300的纵轴线L300与行进方向114形成倾斜角β。在此实施例中，倾斜角可在20到50度的范围内，并且在一些情况下，可为大约35度。此角可根据需要或期望而变化。

回头参考图6，销保持装置300包括间隔件304，并且间隔件限定长度L304，并且至少一个履带链条构件200限定销保持装置开孔208，其限定贯穿深度D208，并且间隔件304的长度L304超过贯穿深度D208预定量210。这允许销保持装置沿L300轴线在销保持装置开孔内浮动。垫圈306还可设置在履带链条构件200与间隔件304之间，有助于防止履带链条构件200的变形，变形可导致紧固件308上的转矩损失，导致销保持装置300的松动和最终损失。可设想，在一些情况下，可省略垫圈，如当垫圈与紧固件的头部结合或成一体时，或当紧固件的头部与间隔件相比尺寸较大时。也就是说，例如，头部的直径大于间隔件的直径，等。

如图6和7中所示，在履带链条节段102已完全组装之后，当履带销108设置于履带销开孔202中，并且销保持装置300插入到销保持装置开孔208中时，当履带销108完全插入到开孔202中时，销保持装置300与履带销108隔开预定距离212，使得销108在开孔202的相对端处接触肩部204。因此，在接触螺母302或销保持装置300的其它构件之前，销可沿L108轴线移动。

一起参见图6-8，衬套116可提供成以提供润滑性或减少摩擦的其它方式，使得在履带链条构件200与销108之间形成的接头可更自由地旋转。如图6-8所示，单独的衬套构件116，116'，116”可设置于履带销开孔202，202'，202”的每一个中，或可提供延伸穿过所有履带销开孔的单个衬套构件。在其它实施例中，可省略衬套。例如，可提供自润滑销，其在一些实施例中消除对衬套的需要，等。

现在参考图4-8，根据本公开的实施例的履带链条构件200可包括板构件104和从板构件104延伸的第一轨道构件214，其中轨道构件214限定最大程度的尺寸D214，并且履带链条行进方向114大体平行于最大程度的尺寸D214。履带链条构件200可进一步限定履带销开孔202，其限定纵轴线L202，当纵轴线L202和履带链条行进方向114投影到同一平面上时所述纵轴线垂直于所述履带链条行进方向114(最佳见于图5中)，以及销保持装置开孔208，其限定纵轴线L208，其中销保持装置开孔208的纵轴线L208和履带销开孔202的纵轴线L202不平行(最佳见于图8中)。如图4-8所示，板构件和轨道构件可与彼此成一体。对于本公开的其它实施例，这可能不是真的。

如之前参考图6所述，销保持装置开孔208的纵轴线L208和履带销开孔202的纵轴线L202形成彼此垂直的角度α。如之前参考图8所述，销保持装置开孔208的纵轴线L208和履带链条行进方向114彼此形成倾斜角β。

现在重点关注图4和5，履带链条构件200还可包括在与第一轨道构件214相同的方向上从板104延伸的第二轨道构件216，在第一轨道构件214和第二轨道构件216之间限定凹部218。另外，履带链条构件200可包括在与第一轨道构件214和第二轨道构件216延伸的方向相反的方向上延伸的第三轨道构件220，第三轨道构件220沿履带销开孔202的纵轴线L202与凹部218对准。在所示实施例中，第一轨道构件214、第二轨道构件216和第三轨道构件220形成Y形构造。然而，对于本公开的其它实施例，其它构造也是可能的。

图5-8公开了销保持装置300的实施例。装置包括紧固件308，所述紧固件限定纵轴线L308，沿纵轴线L308的第一端310和第二端312，在第一端310处的头部314和在第二端312处的螺纹部分316，限定构造成接收紧固件308的通孔318的管状间隔件304，以及限定构造成与紧固件308的螺纹部分316配合的螺纹孔320的螺母302。出于上述原因，装置300还可包括垫圈306，所述垫圈限定中心孔口322，中心孔口构造成接收紧固件308。

参见如在图5和图6中最佳地看见紧固件308，紧固件308包括设置在头部314与螺纹部分316之间的柄部324，并且一旦已完全安装了装置，垫圈306就设置在头部314与管状间隔件304之间。螺母302包括矩形构造，其允许其平坦侧326的表面积最大化，使得如果销108松动，则当该销接触平坦侧326时，所述螺母提供足够的承载表面积。另外，紧固件308采取螺栓328的形式，所述螺栓包括六角形头部314。可提供插座330以与头部314配合，而在上紧螺栓328时仍可使用扳手保持螺母302。这继续，直到垫圈306夹在紧固件308的头部314与间隔件304之间。销保持装置300自由地浮动在销保持装置开孔208中，因为间隔件304比之前解释的开孔208的深度长。

如图4所示，可使用液压按压装置118将销衬套116按压到履带链条构件200的履带销开孔202中。支架120可跨置在两个轨道构件214'，216之间，以提供支承件，使得轨道构件在压制操作期间不弯曲。然后，履带销可使用类似的液压装置插入到开孔中。

本发明的其它实施例可提供结构以帮助减少履带链条构件的剥落或断裂。现在参考图9和图10，履带链条构件400可包括板构件402，以及从板构件402延伸的第一轨道构件404，其中第一轨道构件404限定履带链条行进方向114(该方向垂直于图9和10，并且在图1-3和8中最佳地看到)和大体垂直于履带链条行进方向114的侧向方向L。第一轨道构件404还可包括大体上在履带链条行进方向114和侧向方向L两者上延伸的第一支承表面406，其限定外侧向末端408，以及第一峰形构件410，其侧向邻近于第一支承表面406的外侧向末端408设置。“外侧向末端”如此称谓是因为一旦履带链条组件安装在机器的底盘上则其朝向机器的外侧最靠近履带链条构件的外侧部分。板构件和任何轨道构件可以或可以不彼此成一体。

在诸如图9和图10中所示的一些实施例中，板构件402和第一轨道构件404限定金属外表面。通常，板构件和第一轨道构件基本上由诸如铸铁、钢等的金属材料构成。

现在重点关注图9，第一峰形构件410限定沿侧向方向L的宽度W410，垂直方向V垂直于侧向方向L和履带链条行进方向114，以及沿垂直方向V的高度H410，其中宽度W410超过高度H410。履带链条构件400还可包括从板构件402延伸的第二轨道构件412，其中第二轨道构件412限定履带链条行进方向114和大体垂直于履带链条行进方向114的侧向方向L。履带链条构件400可进一步限定大体上在履带链条行进方向114和侧向方向L两者上延伸的第二支承表面414，其限定内侧向末端416和侧向邻近第二支承表面414的内侧向末端416设置的第二峰形构件418。“内侧向末端”如此称谓是因为一旦履带链条组件安装在机器的底盘上则其朝向机器内侧最靠近履带链条构件的内侧部分。

第二峰形构件418可限定沿侧向方向L的宽度W418，垂直方向V垂直于侧向方向L和履带链条行进方向114，以及沿垂直方向V的高度H418，其中宽度W418超过高度H418。

宽度W410和W418的范围可为40至200mm。同样，高度H410和H418的范围可为40至200mm。另外，第二支承表面414沿侧向方向L限定第二支承表面宽度W414，并且第二峰形构件418的高度H418与第二支承表面宽度W414的比率在1:1至1:3的范围内。在其它实施例中，这些尺寸可根据需要或期望而变化。

应注意，图9和10中所示的实施例的履带链条构件400，以及本公开的其它附图，可具有关于位于轨道构件404、412之间的半途中的中平面M基本对称的特征。如本文稍后将讨论的，一个区别是特征可绕中平面旋转。包括峰形构件410、418的轨道构件404，412的特征可为对称的和/或具有相似或相同的尺寸，等。

如本文前面提到的，可提供包括多个履带链条节段102的履带链条组件100。多个履带链条节段可包括至少一个履带链条节段，其包括两个履带链条构件400，其中至少一个履带链条构件400包括板构件402和从板构件402延伸的第一轨道构件404。第一轨道构件404限定履带链条行进方向114和垂直于履带链条行进方向114的侧向方向L；第一支承表面406，其大体上在履带链条行进方向114和侧向方向L两者上延伸，限定外侧向末端408；以及第一峰形构件410，其侧向邻近于第一支承表面406的外侧向末端408设置。

同一履带链条构件400还可包括从板构件402延伸的第二轨道构件412，其中第二轨道构件412限定与第一轨道构件404相同的履带链条行进方向114和与第一轨道构件404相同的侧向方向L；第二支承表面414，其大体上在履带链条行进方向114和侧向方向L两者上延伸，限定内侧向末端416；以及第二峰形构件418，其侧向邻近第二支承表面414的内侧向末端416设置。第一轨道构件404与第二轨道构件412间隔开，在其间限定凹槽420。此凹槽420构造成接收惰轮或履带滚轮424等的引导脊部422，有助于将履带保持在底盘上。

如图9所示，第一支承表面406和第二支承表面414共面。在其它实施例中可能不是这种情况。如先前提及，履带链条构件400限定中平面M，并且第一峰形构件410和第二峰形构件418对于此实施例关于中平面M形状对称。在其它实施例中，这可能不是如此。

返回参考图10，履带链条构件400进一步限定凹弓形表面426，如将第一支承表面406连结到第一峰形构件410的半径。更确切地说，第一峰形构件410限定第一成角表面428，所述第一成角表面与侧向方向L形成第一倾斜角

并且凹弓形表面426以第一成角表面428连结第一支承表面406。类似地，第一峰形构件410限定凸弓形表面430，如靠近第一峰形构件410的顶点的半径。第一峰形构件410限定顶点附近的直表面432。备选地，凸弓形表面430可限定无任何直表面的顶点。另外，与第一成角表面428相比，第一峰形构件410限定在第一峰形构件410的相对侧向侧上的第二成角表面434，其中所述第二成角表面434与侧向方向L形成第二倾斜角γ。尽管未在附图中指出，另一凸弓形形状可将顶部直表面432与第二成角表面434混合。

可设想，根据需要或期望，第一峰构件410的各种尺寸可变化。例如，第一倾斜角

的范围可为1到30度。同样，第二倾斜角γ的范围可为0到180度。第二倾斜角可大于如图9和图10所示的第一倾斜角。在其它实施例中可能不是这种情况。在其它实施例中，这些尺寸中的任一尺寸可根据需要或期望而变化。

图11-14示出了履带块的滚轮路径的实施例，其可降低在使用期间履带链条或履带链条构件经受重负载时断裂或剥落的可能性。如图11和13最佳示出，根据公开的实施例的履带链条构件500可包括板构件502，其限定履带链条行进方向T和垂直于履带链条行进方向T的侧向方向L，以及从板构件502延伸的履带块构件504，其构造成在机器通过履带滚轮506等传送到履带块构件504时支承机器的重量。履带板构件504可包括第一凸耳构件508，所述第一凸耳构件在平行于履带链条行进方向T的第一方向510上从板构件502延伸，第二凸耳构件512和第三凸耳构件514，第二凸耳构件和第三凸耳构件均沿第一方向510的相反的第二方向516从板构件502延伸。

如本文之前提到的，第一凸耳构件508、第二凸耳构件512和第三凸耳构件514限定Y形构造，并且第一凸耳508沿侧向方向L限定第一凸耳宽度W508。重点关注图13，第一履带块构件504限定滚轮支承表面518，所述滚轮支承表面限定沿侧向方向L的滚轮支承表面宽度W518，且第一凸耳宽度W508在滚轮支承表面宽度W518的40-60％范围内。参见图11，第一凸耳508、第二凸耳512和第三凸耳514限定用于接收履带销的履带销开孔520。各种尺寸和比率可根据需要或期望而变化。例如，第一凸耳宽度W508的范围可为96mm到106mm，而滚轮支承表面宽度W518的范围可为191mm到211mm。返回参考图13，第二凸耳构件512与第三凸耳构件514间隔开，在其间至少部分地限定空隙522，并且第一凸耳构件508与空隙522侧向对齐。

参见图11和图13，此布置允许当使用类似构造的履带链条构件500组装履带链条组件524时将第一凸耳构件508插入到空隙522中，使得履带销可插入通过第二凸耳构件512或第三凸耳构件514的履带销开孔520进入第一凸耳构件的履带销开孔520和第二凸耳构件512或第三凸耳构件514中的另一个的履带销开孔520，以形成旋转接头。当考虑到间隙和制造公差时，所有履带销开孔520可具有基本上相同的直径。在其它实施例中，此构造或特征可能不存在或改变范围。

返回参考图13，第二凸耳构件512沿侧向方向L限定第二凸耳构件宽度W512，第三凸耳构件514沿侧向方向L限定第三凸耳构件宽度W514，且第一凸耳构件宽度W508不同于第二凸耳构件宽度W512和第三凸耳构件宽度W514。在其它实施例中，这可能不是如此。类似地，第一凸耳构件宽度W508大于第二凸耳构件宽度W512，但小于第三凸耳构件宽度W514。在其它实施例中可能不是这种情况。

履带链条构件500可限定质心C和穿过质心C的中心轴线CA，其中中心轴线垂直于侧向方向L和履带链条行进方向T。履带链条构件500的几何形状可描述为包括圆形阵列，其中第一凸耳构件508、第二凸耳构件512和第三凸耳构件514围绕中心轴线180度旋转，分别形成第四凸耳构件526、第五凸耳构件528和第六凸耳构件530。履带链条构件可进一步限定位于中心轴线CA处的中心凹槽532，其中中心凹槽532大体上在履带链条行进方向T上延伸。此特征可允许履带滚轮506的引导脊部534等骑在其中，有助于防止履带链条组件524从机器的底盘掉落。履带块的支承表面518可具有与滚轮506的一部分536对应的宽度W518，使得履带滚轮与履带块之间的接触表面最大化以减小施加在履带块上的应力。

继续参考图11和13，可提供根据本公开的实施例的履带链条组件524。履带链条组件524可包括多个联锁履带链条构件500，其中每个履带链条构件500限定履带链条行进方向T和垂直于履带链条行进方向T的侧向方向L。每个联锁履带链条构件500可包括沿侧向方向L限定板宽W502的板构件502、限定沿侧向方向L的第一履带块最大宽度W504的第一履带块构件504，以及限定沿侧向方向L的第二最大履带块宽度W504'的第二履带块构件504'。第一履带块最大宽度W504或第二履带块最大宽度的W504'之一与板构件宽度W502之比的范围可为1:4至3:4。

重点关注图11，第一履带块构件504沿侧向方向L与第二履带块构件504'间隔开预定距离D504。如本文早先已经所述，第一履带块构件504和第二履带块构件504'都包括第一凸耳构件504，所述第一凸耳构件从板构件502沿大体平行于履带链条行进方向T的第一方向510延伸，以及均从板构件502沿与第一方向510相反的第二方向516延伸的第二凸耳构件512和第三凸耳构件514。第一凸耳构件508沿侧向方向L限定第一凸耳构件宽度W508，并且第一凸耳构件宽度W508在第一最大履带块宽度W504或第二最大履带块宽度W504'的40-60％范围内。在其它实施例中，这些尺寸中的任一尺寸可根据需要或期望而变化。

现在参考图15和图16，示出并将描述根据本公开的另一个实施例的履带链条构件。履带链条构件600可包括板构件602，其限定履带链条行进方向T和垂直于履带链条行进方向T的侧向方向L，同时还限定了板构件602的第一侧向端603和第二侧向端605。履带链条构件600还包括从板构件602延伸的第一履带块构件604，包括第一凸耳构件608，所述第一凸耳构件在平行于履带链条行进方向T的第一方向610上从板构件602延伸，第二凸耳构件612和第三凸耳构件614，所述第二凸耳构件和所述第三凸耳构件均在与第一方向610相反的第二方向616上从板构件602延伸。第一凸耳构件608、第二凸耳构件612和第三凸耳构件614的布置限定Y形构造。

履带链条构件600还包括第一肋606，所述第一肋设置成沿履带链条行进方向T最靠近第一凸耳构件608，以沿侧向方向L从第一履带块构件604大致延伸至板构件600的第一侧向端603。第一肋606可限定第一凹形径向部分636。另外，履带链条构件600可包括第二肋607，所述第二肋设置成沿履带链条行进方向T最靠近第二凸耳构件612，以沿侧向方向L从履带块构件604大致延伸至板构件602的第一侧向端603。

在一些实施例中，第一凹形径向部分636限定范围从50到900mm的半径638。在其它实施例中，此值可根据需要或期望而变化。

如图16中最佳所见，板构件602可包括接近第一侧向端603设置的地面接合部分640，并且板构件602可限定由第一凸耳构件608、第一肋606和靠近第一侧向端603设置的地面接合部分640界定的凹口642。在一些实施例中，履带链条构件600可进一步包括至少部分地限定凹口642的过渡表面644，其中过渡表面644由第一凸耳构件612、地面接合部分640和第一肋606界定。过渡表面644可包括径向部分646、斜坡部分，等。此表面可提供间隙，使得类似履带链条构件的第二凸耳构件可在组装履带链条组件时配合到凹口中。

参见图15和图16，地面接合部分640可从第一凸耳构件608和第二凸耳构件612延伸到第一侧向端603，第一凸耳构件608可与第一侧向端603间隔开第一侧向距离648，第二凸耳构件612与第一侧向端603间隔开第二侧向距离650，并且第一肋606从第一凸耳构件608到板构件602的地面接合部分640延伸第一肋侧向距离652，其为第一侧向距离648的值的90至100％。类似地，第二肋607从第二凸耳构件612到板构件602的地面接合部分640延伸第二肋侧向距离654，其为第一侧向距离648的值的90至100％。这些距离可根据需要或期望而变化。在许多实施例中，这些距离的重叠可能很大，也就是说，重叠为75％或更大。

关于肋606，607的高度与在履带链条构件的垂直方向上测量的履带块的高度进行的描述相似。如图15和16中所示，第一肋606可在履带块604的高度的90至100％的范围内，而第二肋607可在履带块604的75至100％的范围内。在其它实施例中，这些尺寸又可根据需要或期望而变化。

如本文前面讨论的，履带链条组件100(参见图1)可通过使多个履带链条构件600联锁来组装，履带链条构件与如图15和图16所示的一系列履带链条构件600相似或相同地构造。诸如主链节等的其它构造的履带链条构件也可附接到多个相同或类似构造的履带链条构件。

此外，如参照图15、16、19和22可理解的，多个履带链条构件600中的每一个可限定质心C和穿过质心C的中心轴线CA，其中中心轴线CA垂直于侧向方向L和履带链条行进方向T，并且履带链条构件600可包括圆形阵列，其中第一凸耳构件608、第二凸耳构件612和第三凸耳构件614可绕中心轴线旋转180度，以形成第四凸耳构件626、第五凸耳构件628和第六凸耳构件630。其它特征，如第一肋606、第二肋607、凹口642和地面接合部分640也可作为阵列的一部分等旋转。

现在重点关注图19和22，将讨论允许更一致的厚度的履带链条构件的各种特征。如图所示，履带链条构件700可包括板构件702，其限定履带链条行进方向T和垂直于履带链条行进方向T的侧向方向L。板构件702可进一步限定第一侧向端703、第二侧向端705，以及从第一侧向端703跨到第二侧向端705的地面接合表面740。板构件702可进一步限定靠近第一侧向端703的第一侧空隙756，以及靠近第二侧向端705的第二侧空隙758，并且第一侧空隙758终止从第一侧向端703的第一预定距离760，并且第二侧空隙758终止从第二侧向端705的第二预定距离762。更确切地说，地面接合表面可限定第一侧空隙和第二侧空隙。因此，第一侧空隙和第二侧空隙未封装在板构件中。在其它实施例中可能不是这种情况。

另外，板构件702还可限定主中心空隙764，所述主中心空隙相对于第一侧向端703和第二侧向端705沿板构件的侧向方向L居中。履带链条构件700，其中板构件702进一步限定与主中心空隙764连通的第一辅助空隙766，且主中心空隙766限定第一侧端768，且第一辅助空隙766定位成靠近主中心空隙764的第一侧端768。板构件702可进一步限定与主中心空隙764连通的第二辅助空隙770，且第二辅助空隙770定位成靠近主中心空隙764的第二侧端772。再次，主中心空隙可由地面接合表面限定，使得空隙未封装在板构件中。如图19所指出，主中心空隙的的侧表面768，772可相对于侧向方向L或履带链条方向T形成倾斜角。如图22中最佳所见，主中心空隙764可在垂直于地面接合表面740的方向CA上限定主中心空隙深度D764，第一辅助空隙766可在垂直于地面接合表面740的方向CA上限定第一辅助空隙深度D766，且第二辅助空隙770在垂直于地面接合表面740的方向CA上限定第二辅助空隙深度D770，并且第一辅助空隙深度D766和第二辅助空隙深度D770大于主中心空隙深度D764。在一些实施例中，这些深度可为相同的。

如本文前面讨论的，履带链条组件100(参见图1)可通过使多个履带链条构件700联锁来组装，履带链条构件与如图19和图22所示的一系列履带链条构件700相似或相同地构造。诸如主链节等的其它构造的履带链条构件也可附接到多个相同或类似构造的履带链条构件。

再次重点关注图22，履带链条组件可包括多个联锁履带链条构件700，其中每个履带链条构件700限定履带链条行进方向T、垂直于履带链条行进方向T的侧向方向L，并且包括板构件702，所述板构件限定第一侧向端703、第二侧向端705，以及从第一侧向端703跨到第二侧向端705的地面接合表面740。所图所示，第一轨道构件704可从设置在第一侧向端705附近的板构件702延伸，并且第二轨道构件706从设置在远离第一轨道构件704间隔开的第二侧向端705附近的板构件702延伸，在其间限定中心凹槽707。

参考图15和22，履带链条构件700可包括在第一轨道构件704与板构件702的第一侧向端703之间延伸的第一肋606和第二肋607。类似地，可存在在第二轨道构件706与板构件702的第二侧向端705之间延伸的第三肋708和第四肋710。

参见图22，由沿着垂直于地面接合表面740的方向设置在中心凹槽707下方的板构件702的地面接合表面740限定的主中心空隙764。靠近第一侧向端703的第一侧空隙756由地面接合表面740界定，并且与主中心空隙764和靠近第二侧向端705的第二侧空隙758间隔开，第二侧空隙由与中心空隙764间隔开的地面接合表面740界定。第一侧空隙756在沿履带链条行进方向T的任一侧上由第一肋606和第二肋607限定。也就是说，除第一肋或第二肋的任何部分外，第一侧空隙不沿履带链条行进方向进一步延伸。同样，第二侧空隙758沿履带链条行进方向T在任一侧上由第三肋708和第四肋710界定。

对于此特定实施例，板构件702限定在第一侧空隙756的底部处的第一弯曲表面774和在第二侧空隙758的底部处的第二弯曲表面774'。在其它实施例中可能不是这种情况。中心凹槽707沿侧向方向L限定宽度W707，且第一辅助空隙766和第二辅助空隙770沿侧向方向L彼此隔开距离776，所述距离大于中心凹槽707的宽度W707。

图22示出了履带链条构件700限定在沿着履带链条行进方向T以板构件702居中的沿侧向方向L截取的横截面，以及沿垂直于地面接合表面740的方向CA测得的厚度T702，其沿侧向方向L变化。对于此实施例，厚度T702在设置在第一侧空隙774与主中心空隙764或第二侧空隙758与主中心空隙764之间的区域中是最大的。

工业适用性

在实践中，根据本文讨论的任何实施例，履带链条组件、履带链条构件和/或销保持装置可出售、制造、购买等，并且在售后市场或原始设备情形中附接到机器。也就是说，该机器可与根据本文描述的实施例的履带链条组件、履带链条构件和/或销保持装置一起出售，或者可对该机器进行改造、修理、翻新以使用本文所讨论的任何实施例。包括但不限于履带链条构件的各种部件可取自任何合适的材料，如铸铁、灰铸铁、钢等。

在一个特定应用中，已确定M36螺栓可用作销保持装置的紧固件。在此应用中，可使用2400NM或更大转矩进行拧紧螺栓，且所得连接可在履带操作的20000小时的时段期间不会经历松动。装置还可能承受490kN剪切力。如果装置如本文前面描述的那样与履带销间隔开，则来自旋转履带销的转矩可能未有效地转移到装置，减轻了装置随时间推移而变得松动的风险。如前所述，手动工具可能足以安装销保持装置。

在图10中，来自中平面M的此图的右半部分示出了当惰轮或履带滚轮424如由相对于侧向方向L成角度的线436所示相对于履带链条构件400成角时发生的情况。这模拟了当具有峰构件410的履带链条构件400在使用中经历不平的或成角度的地形时发生的情况。通过位于外侧末端408附近的同心环中的各种交叉影线可看到由此情形生成的应力的量。另一方面，从中平面M的此图的左半部分示出了当惰轮或履带滚轮相对于履带链条构件成角度(如由相对于侧向方向L成角度的线438所示)时发生的情况。这又模拟了当没有峰构件的履带链条构件经历不平的或成角度的地形时发生的情况。在没有峰构件的情况下，应力的量显著更大。因此，本领域的技术人员将期望使用峰构件来降低断裂或剥落等的可能性，以有助于减少维修需求。

对于图11和13中公开的实施例，图12示出在其左上角的履带凸耳的先前设计的FEA应力图，同时它还在其右下角示出了诸如图11和13的第一履带凸耳508的FEA应力图，显示出应力减小。此应力减小向本领域的技术人员指出新设计断裂或剥落的可能性小于先前设计。

同样，图14示出，显示在最左边的先前设计比图11和13所示的实施例(见标记为500的中部)和图11和13中未示出的另一个实施例(在最右边标记为550)应力更高。因此，改进的设计将可能经历更少的断裂和剥落。对于图15和16中公开的实施例，图16中的应力图示出在模拟操作条件下的最大应力在履带块的顶部部分上为大约1400MPa。对于不具有图15和16的肋设计的相反先前设计，使用类似的FEA建模情景确定具有高达2300MPa的峰值应力。图17和18示出了第一肋和第二肋经历大约929MPa的最大应力。这再次表明断裂或剥落的可能性较低。

对于图15、19和22所示的实施例，图20和21中的应力图示出了在某些实施例中，使用侧空隙756，758和中心空隙764以及使用弯曲肋允许应力在中心空隙764的拐角778中减小至约500-650MPa(参见图20)，并且靠近侧向端703，705的区域780中的应力在侧空隙756，758中减小至约600-800(参见图21)。对于以前在履带板底部使用一直侧向延伸的槽的设计，相似的区域经历的最大应力范围为1700-1900MPa。这再次表明断裂或剥落的可能性降低。

图23示出了液压挖掘机形式的履带机器800的实施例，其包括根据本公开的原理构造的履带系统802的实施例。除其它用途外，在各种露天采矿应用中的采矿过程期间，可使用液压挖掘机将表土和矿石装载到运输卡车中。

尽管结合液压采矿挖掘机示出了该布置，但是本文公开的布置在通常采用与轮相反的履带系统的各种其它类型的机器中具有普遍适用性。术语“机器”可以指执行与诸如采矿或建筑业或本领域已知的任何其它产业相关的某种类型的操作的任何机器。例如，该机器可为挖掘机、轮式装载机、线缆铲或拉铲挖土机等。而且，一个或多个器具可连接到机器。此器具可用于各种任务，包括例如提升和加载。

如图23所示，机器800可包括本体804，其具有驾驶舱806以容纳机器操作员。机器还可包括吊臂系统808，所述吊臂系统在一端处枢转地连接到本体804，并且在相对的远端处支承器具810。在实施例中，器具810可为任何合适的器具，如铲斗、翻盖、刀片或任何其它类型的合适装置。控制系统可容纳在驾驶舱806中，适于允许机器操作员操纵和铰接器具810以进行采掘、挖掘或任何其它合适的应用。

本体804可支承在支承在底盘结构814上的主框架812上。底盘结构814包括支承结构818，所述支承结构支承用于机器800的移动的履带系统802。履带系统802可包括第一履带滚轮框架组件和第二履带滚轮框架组件816，其与底架结构814的相应的第一侧和第二侧隔开并相邻。应认识到，在图23中仅可见履带滚轮框架组件816中的一个。

履带滚轮框架组件816中的每一个承载惰轮820、驱动链轮822和多个履带引导滚轮824。驱动链轮822由机器800在向前和向后方向上供能。环状履带链条组件826环绕每个驱动叶轮822、惰轮820和履带引导滚轮824。履带链条组件826包括多个互连履带块828，也称为本文中的履带链条构件。履带引导滚轮824可在履带链条组件826由驱动链轮822驱动时对履带块828进行引导。履带链条组件826可具有如本文中先前描述的任何履带链条构件、履带销保持装置，及/或履带链条组件。应注意，图23的内容指示由美国专利9,409,613号公开的设备可修改，以使用如本文中所描述的任何履带链条构件、履带销保持装置，及/或履带链条组件。

对于本文讨论的任何实施例，履带链条组件可包括类似地或相同地构造的多个履带链条构件。应当理解，还可提供至少两个另外的履带链条构件，其具有不同或不相似的几何形状，就像两个主链节连结到多个相似或相同构造的履带链条构件等的情况一样。

对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本文中讨论的设备和组装方法的实施例进行各种修改和变化。考虑到本文中公开的各种实施例的说明和实施，本公开的其它实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，一些设备可以被构造并且不同于本文中所述起作用，并且任何方法的某些步骤可以被省略，按照与具体提到的不同的顺序被执行或者在一些情况下同时或在子步骤中被执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征进行变化或修改以产生另外的实施例，并且各种实施例的特征和方面可以补充或替代其它实施例的其它特征或方面以便提供另外的实施例。

因此，说明书和示例旨在认为是示例性的，本发明的真实范围和精神由下面的权利要求及其等效物限定。

Claims (9)

1.一种履带链条构件(200)，包括：

板构件(104)；以及

从所述板构件(104)延伸的第一轨道构件(214)，其中所述第一轨道构件(214)限定

最大范围的尺寸(D214)和大体上平行于所述最大范围的尺寸的履带链条行进方向(114)；

履带销开孔(202)，所述履带销开孔在纵轴线(L202)和所述履带链条行进方向(114)投影到同一平面上时限定垂直于所述履带链条行进方向的所述纵轴线；以及

限定纵轴线(L208)的销保持装置开孔(208)，其中所述销保持装置开孔(208)的纵轴线(L208)和所述履带销开孔(202)的纵轴线(L202)是不平行的，

其中所述销保持装置开孔(208)的纵轴线(L208)和所述履带销开孔(202)的纵轴线(L202)彼此形成垂直角(α)，并且所述销保持装置开孔(208)的纵轴线(L208)和所述履带链条行进方向(114)彼此形成倾斜角(β)。

2.根据权利要求1所述的履带链条构件(200)，其中所述板构件(104)和所述第一轨道构件(214)彼此成一体。

3.根据权利要求2所述的履带链条构件(200)，还包括第二轨道构件(216)，所述第二轨道构件在与所述第一轨道构件(214)相同的方向上从所述板(104)延伸，在所述第一轨道构件(214)与所述第二轨道构件(216)之间限定凹部(218)。

4.根据权利要求3所述的履带链条构件(200)，还包括第三轨道构件(220)，所述第三轨道构件在与所述第一轨道构件(214)和所述第二轨道构件(216)延伸的方向相反的方向上延伸，所述第三轨道构件(220)沿所述履带销开孔(202)的纵轴线(L202)与所述凹部(218)对准，并且所述第一轨道构件(214)、所述第二轨道构件(216)和所述第三轨道构件(220)形成Y形构造。

5.一种销保持装置(300)，其插入到销保持装置开孔(208)中以便将履带销(108)保持在根据权利要求1至4中任一项所述的履带链条构件(200)的履带销开孔(202)中，所述销保持装置包括：

紧固件(308)，所述紧固件限定纵轴线(L300)、沿所述纵轴线(L300)的第一端(310)和第二端(312)、在所述第一端(310)处的头部(314)和在所述第二端(312)处的螺纹部分(316)；

管状间隔件(304)，所述管状间隔件限定构造成接收所述紧固件(308)的通孔(318)；以及

螺母(302)，所述螺母限定螺纹孔(320)，所述螺纹孔构造成与所述紧固件(308)的所述螺纹部分(316)配合。

6.根据权利要求5所述的销保持装置(300)，进一步包括垫圈(306)，所述垫圈限定构造成接收所述紧固件(308)的中心孔口。

7.根据权利要求6所述的销保持装置(300)，其中所述紧固件(308)包括设置在所述头部(314)与所述螺纹部分(316)之间的柄部(324)，并且所述垫圈(306)设置在所述头部(314)与所述管状间隔件(304)之间。

8.根据权利要求5所述的销保持装置(300)，其中所述螺母(302)包括矩形构造。

9.根据权利要求5所述的销保持装置(300)，其中所述紧固件(308)是包括六角形头部(314)的螺栓(328)。

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