CN113226901B - 防斜钉履带板 - Google Patents

Abstract

一种机器履带(20)包括具有第一外侧边缘(36)和第二外侧边缘(38)的履带板(30)，以及第一组销耳(42)和第二组销耳(44)。滚轮垫(46)定位在销耳(42，44)的组之间，并且包括在第一滚轮垫端部(50)和第二滚轮垫端部(52)之间延伸的滚轮接触表面(48)。该第一滚轮垫端部(50)包括相对较软的材料(82)，并且该第二滚轮垫端部(52)包括相对较硬的材料(84)，该相对较硬的材料形成用于修整机器履带(20)中的相邻履带板(30)的干扰材料的修整边缘(86)，该机器履带(20)在使用期间通过与相邻履带板(30)的滚轮接触而塑性变形。

Description

防斜钉履带板

技术领域

本发明总体上涉及机器履带，并且更具体地涉及具有履带垫的履带板，该履带垫配置成在使用期间从相邻的履带板修整塑性变形的材料。

背景技术

地面接合履带用于在越野环境中操作的许多不同机器中。典型的机器履带包括多个联接在一起的履带链节，所述履带链节附接到履带板，以形成围绕可旋转的履带接合元件(例如一个或多个惰轮和驱动链轮)延伸的无端环。当机器在工地上移动时，由滚轮架支撑的履带滚轮在履带上支撑机器的重量。

在各种履带系统部件的设计方面已经进行了大量的工程努力，以便为机器提供坚固的支撑以及在极其恶劣的环境中的牵引。轨道型机器通常非常重，并且越野工地可以具有由硬质和岩石材料形成的基底，使设备经受苛刻的磨损条件、高机械负载和腐蚀条件。数十年来已经提出了各种耐磨材料和耐腐蚀材料、润滑策略以及履带部件自身的形状和比例。在某些采矿机械的情况下，维修轨道可能需要大量的停机时间，在此期间机械当然不能操作。当维修轨道是未预料到的时，例如在现场故障的情况下，经济后果可能是显著的。在某些采矿机械中，轨道的现场服务可能需要其他重型设备，甚至准备轨道本身用于零件的检查和更换。Hakes的美国专利第9，688，325涉及一种已知的用于移动机器的底架组件，该底架组件包括履带链节，该履带链节具有主体部分，该主体部分具有突出的销耳、链轮耳和滚轮耳。

发明内容

在一个方面，履带板包括具有第一外侧边缘、第二外侧边缘和地接触表面的履带板主体。该履带板主体还包括邻近于该第一外侧边缘的第一组销耳、邻近于该第二外侧边缘的第二组销耳，以及定位在该第一组销耳与该第二组销耳之间的滚轮垫。该滚轮垫包括滚轮接触表面，该滚轮接触表面被定位成与该地接触表面相对并且在第一滚轮垫端部与第二滚轮垫端部之间在前后方向上延伸。该第一滚轮垫端部包括相对较软的材料，并且该第二滚轮垫端部包括相对较硬的材料，该相对较硬的材料形成用于修整机器履带中的相邻履带板的干扰材料的修整边缘。

在另一方面，机器履带包括多个履带板和将多个履带板联接在一起的多个履带销。该多个履带板每个包括第一组销耳、第二组销耳以及滚轮垫。滚轮垫每个包括由相对较软的材料形成的第一滚轮垫端部以及由相对较硬的材料形成的第二滚轮垫端部，该第二滚轮垫端部形成修整边缘。滚轮垫被定位成串联对齐，使得这些滚轮垫中的每一个的第二滚轮垫端部的修整边缘被定位成邻近这些滚轮垫中的相邻滚轮垫的第一滚轮垫端部。

在又一方面，一种履带板包括单件式履带板主体，该单件式履带板主体具有第一组销耳、第二组销耳以及定位在第一组销耳与第二组销耳之间的滚轮垫。该滚轮垫包括在第一滚轮垫端部与第二滚轮垫端部之间在前后方向上延伸的滚轮接触表面。该第一滚轮垫端部包括相对较软的材料，并且该第二滚轮垫端部包括相对较硬的材料，该相对较硬的材料形成用于修整机器履带中的相邻履带板的干扰材料的修整边缘。

附图说明

图1是根据一个实施例的履带式机器的示意图；

图2是根据一个实施例的机器履带中的履带接头组件的透视图；

图3是根据一个实施例的通过履带板的截面图；

图4是在一个构型中穿过机器履带中的履带接头组件的截面视图；和

图5是在另一种构型中穿过机器履带中的履带接头组件的截面图。

具体实施方式

参见图1，示出了根据一个实施例的机器10。机器10包括具有机器框架12的履带式机器，机器框架12上安装有操作员驾驶室14。执行系统16也与框架12联接。框架12可支撑在地面接合履带系统18上并可相对于该地面接合履带系统18旋转，该地面接合履带系统18具有绕多个可旋转的履带接合元件延伸的履带20。可旋转的履带接合元件可以包括一个或多个惰轮22、驱动链轮24和多个履带滚轮28，一个或多个惰轮22、驱动链轮24和多个履带滚轮28都安装到履带滚轮框架26上。机器10示出为采矿机器10的情况，即，液压采矿铲等，其中执行系统16包括构造成至少主要在矿井的工作面处操作的液压致动执行系统。机器10也可以是绳铲(例如电动绳铲)或各种其他类型的设备(例如拖拉机或挖掘机)。

本领域的技术人员将理解，某些采矿机械(例如所示的液压采矿铲)大多时间可以在工地中的固定位置处、例如在工作面处操作以将材料捕获、提升和倾卸到采矿卡车等中。这样的机器通常在少数时间运载(即在工地上行进)，通常具有仅大约10％的行进比率。这样的机器可以重达三百万磅，潜在地可能更多，并且因此即使相对不频繁的踩踏也会使它们的履带经受例如极端磨损、负载和材料变形。通常希望与这种机器一起使用的履带在数万小时内具有使用寿命。如从以下描述中将还清楚的，机器10和履带系统18特别地被构造用于相对于其他策略延长的使用寿命，并且具有降低的过早失效的风险或现场维修的必要性。

现在参照图2，示出了包括履带接头组件32的机械履带20的一部分。履带接头组件32包括多个履带板30和将履带板30联接在一起的多个履带销80。在示出的实施例中，多个履带板30中的每一个基本相同，因此，以单数形式对履带板30的以下描述应被理解为类似于履带20中的任何履带板。同样地，每个履带板30的彼此相似、类似或相同的某些特征在本文中讨论并在附图中通过相同的附图标记示出。

履带板30包括可为单件并具有第一外侧边缘36、第二外侧边缘38和地接触表面40的履带板主体34。履带板30还可以包括包括第一外侧边缘36和第二外侧边缘38中的每一个以及地接触表面40的板体54。板体54是履带板主体34的一部分，并且还包括各自在第一外侧边缘36和第二外侧边缘38之间延伸的前边缘56和后边缘58。在所示实施例中，板体54和履带板30/履带板主体34具有在第一外侧边缘36和第二外侧边缘38之间延伸的大直径60和在前边缘56和后边缘58之间延伸的小直径62。地接触表面40可以是基本上平坦的并且包括大致矩形的覆盖区。履带板30/履带板主体34还包括邻近第一外侧边缘36的第一组销耳42和邻近第二外侧边缘38的第二组销耳44。第一组销耳42和第二组销耳44可以与板体54成一体。此外，履带板主体34可以是单件式的，具有第一组销耳42、第二组销耳44以及还有待描述的通过钢、铁或其他材料的单件式铸件或锻件形成的其他特征。在此对履带板30或履带板主体34的提及通常可以理解为是指类似的。

板体34还包括定位在第一组销耳42和第二组销耳44之间的滚轮垫46。滚轮垫46包括滚轮接触表面48，该滚轮接触表面48与地接触表面40相对设置，并在第一滚轮垫端部50和第二滚轮垫端部52之间沿前后方向延伸。第一滚轮垫端部50可设置在与前边缘56基本相同的位置并可形成前边缘56的一部分，而第二滚轮垫端部52可设置在与后边缘58基本相同的位置并形成后边缘58的一部分。如在此使用的，术语″前″和″后″应当在相对意义上相对于彼此理解，并且不限制履带板30在履带20中的定向。在一些情况下，机器10可以在″向前″方向上运载大约与在″向后″方向上被操作的时间量相同的时间量。

在实际的实施方式中，第一组销耳42和第二组销耳44可以各自以Y图案布置，相应的销耳组42和44在地接触表面40的前后延伸。可以注意到，第一组销耳42和第二组销耳44各自在前后方向上分别延伸超过前边缘56和后边缘58，其重要性将从以下描述中进一步清楚。第一组销耳42和第二组销耳44还可分别包括具有在其间延伸的空间68的两个前耳64和66以及在与相应空间68的内侧-外侧位置一致的内侧-外侧位置处的一个后耳70。可以参考内侧-外侧方向来理解内侧-外侧位置，内侧-外侧方向是指分别朝向或远离第一外侧边缘36并且远离或朝向第二外侧边缘38的方向。外侧方向将被理解为朝向第一外侧边缘36或第二外侧边缘38中的一个并且远离由滚轮垫46限定的纵向前后中心线的方向。内侧方向与外侧方向相对。因此，后耳70定位成与相邻履带板30中的两个前耳之间形成的空间重合。第一组销耳42和第二组销耳44各自还包括延伸穿过相应的两个前耳64和66的前销孔72以及延伸穿过相应的一个后耳70的后销孔74。履带板30还包括位于第一组销耳42内侧和滚轮垫46外侧的第一驱动耳76以及位于第二组销耳44内侧和滚轮垫46外侧的第二驱动耳78。驱动耳76和78构造成与驱动链轮24接合。从图2还可以注意到，第一组销耳42和第二组销耳44中的每一个中的后耳70定位在履带板30中的第二滚轮垫端部50的后面。在第一组销耳42和第二组销耳44中的每个中的前销孔72处于与第一滚轮垫端部50的前后位置一致的前后位置。这种构造尤其允许相邻履带板30中的滚轮垫46彼此相邻定位，用于支撑履带滚轮28。履带板30串联对准，并且因此每个履带板在履带20内处于相同的定向。

现在还参见图3，可以看出，第二滚轮垫端部52包括基本上竖直的端壁88，并且第一滚轮垫端部50包括另一个基本上竖直的端壁90。在一个实施例中，端壁88和90可以在地接触表面40的方向上略微向内倾斜。第一滚轮垫端部50包括相对较软的材料82，并且可以由相对较软的材料82形成，而第二滚轮垫端部52包括相对较硬的材料84，并且可以由相对较硬的材料84形成。相对较软的材料82和相对较硬的材料84可以是不同地硬化到不同材料硬度的铁或诸如钢的铁材料。相对较软的材料82可具有约45HRC(洛氏硬度C)或更小的材料硬度，并且相对较硬的材料84可具有大于45HRC的材料硬度。如本文所用，″约″可在常规四舍五入至一致数目的有效数字的语境中理解。因此，″约45″意指从44.5至45.4，等等。部分或全部第二滚轮垫端部52的感应硬化可实现不同的材料硬度。在另一实施例中，相对较硬的材料84可具有约50HRC或更大的材料硬度。相对较软的材料82可具有低至约40HRC的材料硬度，尽管本论述不限于此。用于选择性硬化的其他技术也在本发明的范围内，例如滚轮垫46的某些部分的选择性热处理。图3中还描绘了履带板30和履带板主体34的某些尺寸和比例属性。滚轮接触表面48具有在第一滚轮垫端部50和第二滚轮垫端部52之间并包括第一滚轮垫端部50和第二滚轮垫端部52的第一运行长度102。滚轮垫46还具有从滚轮接触表面48起且在滚轮接触表面48与地接触表面40之间的第一厚度106。第二滚轮垫端部52内的相对较硬的材料84形成用于修整机器履带20中的相邻履带板30的干扰材料的修整边缘86，如本文进一步讨论的。在实际实施策略中，修整边缘86具有小于第一运行长度102的50％的第二运行长度104。第二运行长度104可以小于第一运行长度102的25％，并且在另外的实例中可以是第一运行长度102的约10％或更小。修整边缘86还具有离开滚轮接触表面48并且在滚轮接触表面48与地接触表面40之间的第二厚度108，该第二厚度小于第一厚度106。第二厚度108可以小于第一厚度106的75％，并且在一些情况下小于第一厚度106的60％，或者可能小于第一厚度106的50％。

工业实用性

一般地参考附图，但是现在特别参考图4和5，分别示出了具有两个履带板30的第一构型和第二构型的履带20和履带接头组件32，在第一构型中其中两个履带板30可能出现为与基板上的履带滚轮28接触，在第二构型中两个履带板30可能出现为围绕驱动链轮24或惰轮22前进。在图4中，履带滚轮28被描绘为可能看起来接触滚轮接触表面48并且相对于滚轮接触表面48滚动。履带板30也被示出，因为它们可能看起来已经受到滚轮28的先前通过，其中滚轮28已经沿着滚轮接触表面48滚动并且将机器10的重量负荷传递到滚轮表面48达足够的程度和足够的次数，以使相对较软的材料82塑性变形以形成材料82的斜钉110。斜钉110穿过相邻履带板30之间的间隙变形，使得斜钉110几乎接触右侧示出的履带板30的修整边缘86。

应当理解，当机器10运载到工地的不同工作位置时，履带20可以相对于履带滚轮28沿正向和反向移动。其中履带滚轮28相对于履带20在图4中左侧的方向上滚动，相对较硬的材料84将抵抗塑性变形。在履带滚轮28相对于履带20在图4中向右滚动的情况下，机器重量将趋于引起相对较软的材料82被挤压并塑性变形以产生斜钉110。在早期的履带系统中已经观察到，所谓的斜钉可以最终导致一个履带板的塑性变形材料干扰相邻的履带板，通常达到在相邻的滚轮垫之间发生接触的点并且出现斜钉断裂。

从图5可以看出，当履带板30相对于彼此旋转时，右侧示出的履带板30的修整边缘86可以抵靠形成斜钉110的材料接合并修剪该材料。在上述较早的策略中，斜钉可以经常在相对大的零件中断裂并且产生可能导致裂纹传播深入到履带链节中从而造成失效风险的位置。根据本发明，可以预期形成修整边缘86的相对较硬的材料84可以切断、研磨或以其他方式修整掉邻近履带板的相对较软的材料的相对较小的块，而不是切断可能引起裂纹扩展风险或其他问题的碎片。因此，可以理解，当履带20进行现场维护时，修整边缘86可逐渐修整掉相对较软材料82的小片、甚至微小颗粒，并降低现场维护失败的风险。某些其他较早的策略试图使履带板的整个滚轮接触表面变硬，或者需要用切割炬手工切断斜钉。虽然这种方法可能避免履带失效或降低总磨损率，但是履带板不倾向于具有更直接和优美地处理本文所述的斜钉现象的根本原因的偏置的磨损图案。

本说明书仅用于说明目的，而不应解释为以任何方式缩小本发明的范围。因此，本领域的技术人员将理解，在不脱离本发明的完整和合理的范围和精神的情况下，可以对当前公开的实施例进行各种修改。通过研究附图和所附权利要求，其他方面、特征和优点将变得明显。如本文所用，冠词″一(a)″和″一(an)″旨在包括一个或多个项目，并且可与″一个或多个″互换使用。在仅想要一个项目的情况下，使用术语″一个″或类似语言。此外，如在此所使用的，术语″具有(has)″，″具有(have)″，″具有(having)″等旨在是开放式术语。此外，短语″基于″旨在表示″至少部分地基于″，除非另外明确说明。

Claims (10)

1.一种履带板(30)，包括：

履带板主体(34)，所述履带板主体包括第一外侧边缘(36)、第二外侧边缘(38)和地接触面(40)；

所述履带板主体(34)还包括邻近于所述第一外侧边缘(36)的第一组销耳(42)、邻近于所述第二外侧边缘(38)的第二组销耳(44)，以及定位在所述第一组销耳(42)与所述第二组销耳(44)之间的滚轮垫(46)；

所述滚轮垫(46)包括滚轮接触面(48)，所述滚轮接触面被定位成与所述地接触面(40)相对并且在前后方向上在第一滚轮垫端部(50)与第二滚轮垫端部(52)之间延伸；和

所述第一滚轮垫端部(50)包括相对较软的材料(82)，并且所述第二滚轮垫端部(52)包括相对较硬的材料(84)，所述相对较硬的材料形成用于修整机器履带(20)中的相邻履带板(30)的干扰材料的修整边缘(86)。

2.根据权利要求1所述的履带板(30)，其中，所述滚轮接触面(48)具有在第一滚轮垫端部(50)与第二滚轮垫端部(52)之间的第一运行长度，并且所述修整边缘(86)具有小于第一运行长度(102)的50％的第二运行长度(104)；

所述滚轮垫(46)在所述滚轮接触面(48)与所述地接触面(40)之间具有第一厚度，并且所述修整边缘(86)在所述滚轮接触面(48)与所述地接触面(40)之间具有比第一厚度小的第二厚度；

所述履带板主体(34)还包括板体(54)，所述板体(54)包括所述第一外侧边缘(36)、所述第二外侧边缘(38)和所述地接触面(40)中的每一个，并且所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)中的每一个与所述板体(54)成一体。

3.根据权利要求2所述的履带板(30)，其中，所述相对较软的材料(82)具有大约45HRC或更小的材料硬度，并且所述相对较硬的材料(84)具有大于45HRC的材料硬度。

4.根据权利要求2或3所述的履带板(30)，其中

所述板体(54)还包括前边缘(56)和后边缘(58)，所述前边缘(56)和后边缘(58)中的每个都在所述第一外侧边缘(36)和所述第二外侧边缘(38)之间延伸，并且所述板体(54)具有在所述第一外侧边缘(36)和所述第二外侧边缘(38)之间延伸的大直径和在所述前边缘(56)和所述后边缘(58)之间延伸的小直径；

所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)每个包括：

两个前耳(64，66)以及一个后耳(70)，所述两个前耳具有在其间延伸的空间(68)，所述一个后耳位于与相应空间(68)的内侧-外侧位置重合的内侧-外侧位置；

延伸穿过对应的两个前耳(64，66)的前销孔(72)以及延伸穿过对应的一个后耳(70)的后销孔(74)；

所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)中的每一者中的所述前销孔(72)处于与所述第一滚轮垫端部(50)的前后位置一致的前后位置，并且所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)中的每一个中的所述后销孔(74)处于所述第二滚轮垫端部(52)的前后位置的后方的前后位置。

5.一种机器履带(20)，包括：

多个履带板(30)；

多个履带销(80)，所述多个履带销将所述多个履带板(30)联接在一起；

所述多个履带板(30)中的每个都包括第一组销耳(42)、第二组销耳(44)和滚轮垫(46)；

所述滚轮垫(46)每个包括由相对较软的材料(82)形成的第一滚轮垫端部(50)以及由相对较硬的材料(84)形成的第二滚轮垫端部(52)，所述相对较硬的材料(84)形成修整边缘(86)；和

所述滚轮垫(46)被定位成串联对齐，使得所述滚轮垫(46)中的每一个的第二滚轮垫端部(52)的修整边缘(86)被定位成邻近所述滚轮垫(46)中的相邻滚轮垫的所述第一滚轮垫端部(50)。

6.根据权利要求5所述的机器履带(20)，其中：

所述多个履带板(30)中的每一个中的所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)包括具有形成在其中的前销孔(72)的前耳(64，66)和具有形成在其中的后销孔(74)的后耳(70)；

所述前销孔(72)处于与相应履带板(30)中的第一滚轮垫端部(50)的前后位置一致的前后位置；

所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)的每者中的后耳(70)定位在对应履带板(30)中的所述第二滚轮垫端部(52)的后方；

所述多个履带板(30)中的每一个还包括第一驱动耳(76)和第二驱动耳(78)，所述第一驱动耳(76)定位在所述第一组销耳(42)的内侧和所述滚轮垫(46)的外侧，所述第二驱动耳(78)定位在所述第二组销耳(44)的内侧和所述滚轮垫(46)的外侧；

所述滚轮垫(46)包括滚轮接触面(48)，所述滚轮接触面(48)在所述第一滚轮垫端部(50)与所述第二滚轮垫端部(52)之间具有第一运行长度，并且所述修整边缘(86)具有小于所述第一运行长度的大部分的第二运行长度；

所述滚轮垫(46)具有第一厚度，并且所述修整边缘(86)具有小于所述第一厚度的第二厚度；和

所述相对较软的材料(82)具有约45HRC或更小的材料硬度，并且所述相对较硬的材料(84)具有大于45HRC的材料硬度。

7.一种履带板(30)，包括：

单件式履带板主体(34)，所述单件式履带板主体包括第一组销耳(42)、第二组销耳(44)以及定位在所述第一组销耳(42)与所述第二组销耳(44)之间的滚轮垫(46)；

所述滚轮垫(46)包括在第一滚轮垫端部(50)和第二滚轮垫端部(52)之间沿前后方向延伸的滚轮接触面(48)；和

所述第一滚轮垫端部(50)包括相对较软的材料(82)，并且所述第二滚轮垫端部(52)包括相对较硬的材料(84)，所述相对较硬的材料形成用于修整机器履带(20)中的相邻履带板(30)的干扰材料的修整边缘(86)。

8.根据权利要求7所述的履带板(30)，其中：

所述修整边缘(86)具有在前后方向上延伸的运行长度以及在竖直方向上从所述滚轮接触面(48)延伸的大于所述运行长度的厚度；和

所述第二滚轮垫端部(52)包括基本上竖直的端壁(88)，所述端壁与所述修整边缘(86)过渡并且部分地由所述相对较硬的材料(84)形成。

9.根据权利要求7或8所述的履带板(30)，其中，所述相对较软的材料(82)遍布于所述修整边缘(86)外部的所述单件式履带板主体(34)内；和

所述单件式履带板主体(34)包括地接触面(40)，并且所述第一组销耳(42)和所述第二组销耳(44)中的每者布置成Y形图案并且在所述地接触面(40)的前后方向上延伸。

10.根据权利要求7所述的履带板(30)，其中，所述相对较软的材料(82)具有大约45HRC或更小的材料硬度，并且所述相对较硬的材料(84)具有大于45HRC的材料硬度。

Images