CN115892267B - 一种用于挖掘机履带的张紧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机设备技术领域，且公开了本发明一种用于挖掘机履带的张紧装置，包括活塞杆，所述活塞杆的一侧设置有缸筒，所述活塞杆的内部开设有第一油腔，所述第一油腔的内部滑动安装有第一活塞。本发明通过将活塞杆与缸筒之间分隔开，并且将两者之间通过一个异性的过渡活塞来连接，由于过渡活塞与活塞杆和缸筒之间滑动连接，然后利用履带两种不同张紧情况所施力的对象也不同的特性，来设置气腔，由于挖掘机未工作时，此时张紧装置的压力主要是来源于油嘴处的油压，过渡活塞上的压力使得气腔内部空气压缩，压缩的空气释放后，使得缓冲弹簧拉伸，以此来增加缓冲行程，从而提高缓冲弹簧的缓冲能力，降低了履带遇到大石块损坏的概率。

Description

一种用于挖掘机履带的张紧装置

技术领域

本发明涉及挖掘机设备技术领域，具体为一种用于挖掘机履带的张紧装置。

背景技术

为保证矿用液压挖掘机履带行走装置能够正常工作，保持适当的张紧度，减小行走时的冲击载荷和额外的功率消耗，每条履带都设有张紧装置，履带张紧装置有多种形式，目前最为广泛应用的是液压张紧装置，如图5所示，现有技术的液压挖掘机张紧装置，由张紧和缓冲两部分组成：张紧部分由活塞杆1、缸筒2、第一活塞3构成张紧油缸，活塞杆1设有油嘴8与第一油腔7连通；缓冲部分由缓冲弹簧4与支座5组成，缓冲弹簧4套装在缸筒2上，张紧油缸用于调节履带的张紧度，它通过油缸的柱塞对导向轮位置进行调整来达到履带的张紧。

当履带松弛时用油枪通过油嘴8给第一油腔7加注润滑脂，推动活塞杆1向导向轮侧移动，张紧履带；当履带过度张紧时，则可拧开油嘴8将第一油腔7中的润滑脂放掉一些，活塞杆1向驱动轮侧移动，履带放松，缓冲弹簧4在预紧后留有适当的行程用于吸收外部冲击，当大块的石头夹于履带板、导向轮、驱动轮之间产生过度张紧时，外力迫使导向轮向驱动轮方向移动，导向轮通过活塞杆1、第一活塞3、缸筒2压缩缓冲弹簧4，从而使履带松弛，起到保护履带链的作用；当履带前方碰到障碍物时，缓冲弹簧4也可吸收一些冲击，从而起到保护缸体和钢结构的作用。

但是现有的张紧装置在使用过程中，缓冲弹簧4在履带卡在大体积的石头上时，此时为了保证缓冲弹簧的缓冲性能，需要适量的降低缓冲弹簧的刚性，但是如果缓冲弹簧的刚性过小，那么缓冲弹簧对于缸筒的预紧力就会降低，为了保证缓冲弹簧4对缸筒的预紧力足够，此时需要压缩缓冲弹簧对预紧力补充，一旦履带遇到的石头体积太大，由于缓冲行程降低就会导致履带卡住，损坏履带以及张紧结构。

发明内容

针对背景技术中提出的现有挖掘机履带张紧装置在使用过程中存在的不足，本发明提供了一种用于挖掘机履带的张紧装置，具备增加张紧装置的缓冲性能、避免张紧装置和履带的损坏的优点，解决了上述背景技术中提出的由于缓冲弹簧预紧力以及刚性的冲突，造成的履带以及张紧装置损坏的问题。

本发明提供如下技术方案：一种用于挖掘机履带的张紧装置，包括活塞杆，所述活塞杆的一侧设置有缸筒，所述活塞杆的内部开设有第一油腔，所述第一油腔的内部滑动安装有第一活塞，所述第一油腔远离缸筒的一侧开设有油嘴，所述油嘴贯穿活塞杆延伸至外侧，所述活塞杆靠近缸筒的一侧开设有第二油腔，所述第二油腔与第一油腔之间相互连通，所述第二油腔的内部滑动安装有第三活塞，所述第二油腔的靠近缸筒的一侧内部滑动安装有过渡活塞，所述缸筒的内部开设有气腔，所述过渡活塞的两侧分别与第二油腔、气腔滑动安装，所述气腔的另一侧滑动安装有第二活塞，所述过渡活塞的两侧分别为第二活塞和第三活塞，所述第二活塞的另一端固定安装有支座，所述支座靠近缸筒的一侧固定安装有缓冲弹簧，所述缓冲弹簧的另一端固定安装在过渡活塞靠近缸筒的一侧侧壁上，所述过渡活塞远离缸筒的一侧侧壁上固定安装有限位环，所述限位环滑动套设在活塞杆的外侧壁，且过渡活塞与限位环之间通过连接杆固定安装，所述活塞杆的外侧位于过渡活塞、限位环之间的区域固定安装限位块。

优选的，所述过渡活塞的形状为圆板与两个大小活塞的组合，且大活塞位于第二油腔的内部，并且在第二油腔的内部滑动，所述小活塞在气腔的内部滑动，所述圆板位于缸筒与活塞杆之间的接口处且不位于第二油腔、气腔的内部，所述圆板靠近活塞杆的一侧周向安装有连接杆，所述连接杆的另一端安装有限位环，所述连接杆与活塞杆的侧壁之间的距离大于限位块的外径。

优选的，所述过渡活塞的小活塞与第二活塞形成的空腔填充有稀有气体，所述过渡活塞的大活塞、第三活塞之间的空腔以及第一活塞与第三活塞填充有油液。

优选的，所述第一油腔的圆面积小于第二油腔的圆面积，所述第二油腔的圆面积大于气腔的圆面积，所述气腔的圆面积小于第一油腔的圆面积。

优选的，所述过渡活塞处于初始位置时，此时圆板与活塞杆的侧壁之间贴合，圆板与缸筒的侧壁之间存在有一定距离。

本发明具备以下有益效果：

1、本发明通过将活塞杆与缸筒之间分隔开，并且将两者之间通过一个异性的过渡活塞来连接，由于过渡活塞与活塞杆和缸筒之间滑动连接，然后利用履带两种不同张紧情况所施力的对象也不同的特性，来设置气腔，由于挖掘机未工作时，此时张紧装置的压力主要是来源于油嘴处的油压，过渡活塞上的压力使得气腔内部空气压缩，压缩的空气释放后，使得缓冲弹簧拉伸，以此来增加缓冲行程，从而提高缓冲弹簧的缓冲能力，防止为了增加预紧力而使得缓冲行程减少的情况发生，降低了履带遇到大石块损坏的概率。

2、本发明通过挖掘机工作过程中，遇到石块，石块卡住的压力会全部作用在活塞杆上，然后通过活塞杆作用在缸筒上，缸筒上的压力首先作用在缓冲弹簧上，然后再通过缓冲弹簧作用在过渡活塞上，利用过渡弹簧作用在第三活塞上，根据帕斯卡定律，此时由于第二油腔的面积小于第一油腔的面积，压力会降低，在原设置中，因为油嘴上阀门是作为进出阀门的，因此石块的压力直接作用在阀门上会导致阀门被压油冲开，导致漏油情况的发生，而由于过度活塞以及第二油腔的存在，减弱了阀门受到的压力，降低阀门被冲开情况的发生。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正面截剖结构示意图；

图3为本发明油嘴进油过程中结构示意图；

图4为本发明油嘴进油结束后结构示意图；

图5为现有技术结构示意图。

图中：1、活塞杆；2、缸筒；3、第一活塞；4、缓冲弹簧；5、支座；6、第二活塞；7、第一油腔；8、油嘴；9、过渡活塞；10、第二油腔；11、第三活塞；12、气腔；13、限位环；14、限位块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图4，一种用于挖掘机履带的张紧装置，包括活塞杆1，活塞杆1的一侧设置有缸筒2，活塞杆1的内部开设有第一油腔7，活塞杆1的一侧安装有导向轮侧，并在运行的过程中，导向轮是能够左右移动的，第一油腔7的内部滑动安装有第一活塞3，在7的出口处小于第一活塞3在7上的滑行段，因此第一活塞3不能滑出第一油腔7的内部，第一油腔7远离缸筒2的一侧开设有油嘴8，油嘴8贯穿活塞杆1延伸至外侧，活塞杆1靠近缸筒2的一侧开设有第二油腔10，第二油腔10与第一油腔7之间相互连通，第二油腔10的内部滑动安装有第三活塞11，第二油腔10的靠近缸筒2的一侧内部滑动安装有过渡活塞9，缸筒2的内部开设有气腔12，过渡活塞9的两侧分别与第二油腔10、气腔12滑动安装，气腔12的另一侧滑动安装有第二活塞6，过渡活塞9的两侧分别为第二活塞6和第三活塞11，第二活塞6的另一端固定安装有支座5，靠近支座5的一侧安装的是驱动轮侧，并且支座5是不能够左右移动，支座5靠近缸筒2的一侧固定安装有缓冲弹簧4，缓冲弹簧4的另一端固定安装在过渡活塞9靠近缸筒2的一侧侧壁上，过渡活塞9远离缸筒2的一侧侧壁上固定安装有限位环13，限位环13滑动套设在活塞杆1的外侧壁，且过渡活塞9与限位环13之间通过连接杆固定安装，活塞杆1的外侧位于过渡活塞9、限位环13之间的区域固定安装限位块14，过渡活塞9的形状为圆板与两个大小活塞的组合，且大活塞位于第二油腔10的内部，并且在第二油腔10的内部滑动，小活塞在气腔12的内部滑动，圆板位于缸筒2与活塞杆1之间的接口处且不位于第二油腔10、气腔12的内部，过渡活塞9处于初始位置时，此时圆板与活塞杆1的侧壁之间贴合，圆板与缸筒2的侧壁之间存在有一定距离，圆板靠近活塞杆1的一侧周向安装有连接杆，连接杆的另一端安装有限位环13，连接杆与活塞杆1的侧壁之间的距离大于限位块14的外径，在过渡活塞9的外侧设置有限位环13、限位块14主要是为了避免过渡活塞9与活塞杆1之间仅依靠大活塞来连接，当第三活塞11受到油压作用时，油压过大可能会出现过渡活塞9脱落的情况。

其中，过渡活塞9的小活塞与第二活塞6形成的空腔填充有稀有气体，过渡活塞9的大活塞、第三活塞11之间的空腔以及第一活塞3与第三活塞11填充有油液。

其中，第一油腔7的圆面积小于第二油腔10的圆面积，第二油腔10的圆面积大于气腔12的圆面积，气腔12的圆面积小于第一油腔7的圆面积，参考图2和图3、图4，关于整个张紧装置的工作状态分为两种，首先是挖掘机没有工作前，此时履带没有工作，为了实现履带的张紧，此时通过油嘴8往第一油腔7的内部填充润滑脂，润滑脂不可压缩，会使得第一活塞3在润滑脂的作用下，往靠近第二油腔10的方向移动，此时由于第一活塞3、第三活塞11之间的油液不可压缩，此时第一活塞3、第三活塞11之间的油液往第二油腔10的内部移动，此时根据帕斯卡定律可以推理出关于活塞内部油液压力以及面积之间的关系，两个面积不同的活塞之间互相连通，当在面积小活塞中，施加一个压力时，大活塞上会受到一个放大的压力，这个压力的大小等于（大活塞面积/小活塞面积）*小活塞上的压力，当大活塞上施力时，此时小活塞会得到一个缩小的力，力的大小等于小活塞上的压力/（大活塞面积/小活塞面积），因此根据这个理论，可以推测出，当第一油腔7内部的液体往第二油腔10的内部流动时，由于是从小面积往大面积的油腔中流动，第三活塞11上受到的压力会增大，过渡活塞9、第三活塞11均只在第二油腔10的内部移动，由于第三活塞11与过渡活塞9的大活塞之间的油液面积没有发生变化，因此圆板上受到的力有一个朝向左的压力不变，这个来自3处放大的压力会推动过渡活塞9往气腔12的内部移动，此时由于气腔12内部填充有空气，空气会发生压缩，而当第一油腔7内部的第一活塞不再移动时，此时停止往油嘴8内部供应润滑脂，而气腔12中的空气由于右侧流动的油压消失，此时气腔12内部的空气会释放一部分，使得整个的9往导向轮一侧移动，由于缓冲弹簧与过渡活塞9之间固定安装，此时缓冲弹簧4拉伸，活塞杆1在空气释放的压力之下，向右移动，使得履带张紧，相对于传统装置通过压缩弹簧来实现预紧，本发明利用拉伸缓冲弹簧4来实现预紧，原本的用于缓冲的缓冲行程不仅没有缩短，还会由于拉伸作用，得到增长，增加缓冲行程，提高了缓冲弹簧4的缓冲性能，同时也避免了大石块经过履带时由于缓冲行程的降低而导致履带损坏情况的发生，而当内部张紧过度时，第一活塞3靠近活塞杆1一侧的润滑脂也能够实现履带的松弛；另一状态是挖掘机开始工作时，此时由于履带在工作的过程中，接触到大石块，此时石块作用，会使得履带过于张紧，活塞杆1的右侧受到压力，由于压力是整体作用在活塞杆1上，此时压力作用在过渡活塞9上，过渡活塞9与缸筒2之间存在有间隙，该间隙为增加的缓冲行程，过渡活塞9首先是利用这个间隙形成缓冲，而当过渡活塞9与缸筒2接触之后，由于石块的阻挡，会使得缸筒2以及除支座5、第二活塞6之外的所有装置向靠近5的方向移动，此时气腔12内部的空气再次压缩，并且缓冲弹簧4也会发生压缩，同时过渡活塞9受到来自气腔12以及缓冲弹簧4的压力通过大活塞作用在第三活塞11上，第三活塞11上的力通过油液挤压第一活塞3，由于此时油液是从大油腔作用在小油腔，活塞面积减小，此时压力缩小，此时来自石块的压力通过第二油腔10、第一油腔7之间的作用，再作用到油嘴8上的阀门上时，压力变小，由于第一油腔7内部的润滑脂的进出口都是通过油嘴8，因此只有一个阀门来控制油液进出，一旦履带被石块卡住，在传统设备中，容易导致所有的石块压力全部作用在油嘴8上的阀门上，有很大的可能会导致油压过大阀门被冲开，导致挖掘机在运行的过程中出现漏油情况，而通过第二油腔10、第一油腔7之间的作用，减弱石块卡住的压力对阀门的作用，降低挖掘机漏油情况的出现，同时由于压力过大，气腔12内部的空气会进一步压缩，发生二次压缩，此时起到缓冲效果不仅仅是缓冲弹簧4，同时气腔12内部的空气也能够起到一个缓冲作用。

另外关于缓冲行程的长度取决于小活塞与第二活塞6之间的空气腔的轴向长度以及缓冲弹簧4的可压缩长度，假设气腔12内部可压缩的长度为X+Y+Z，其中X为挖掘机为工作时，油压推挤小活塞时空气压缩的长度，Y为挖掘机工作时，由于石块卡在履带上，导致活塞杆1向驱动轮一侧移动时，缸筒2移动时，空气压缩的距离，Z为不可压缩距离，因此Y的长度决定了整个张紧装置的缓冲行程，同时由于用于压缩Y的压力来源于缓冲弹簧4，因此缓冲弹簧4的压缩长度也决定了缓冲行程，缓冲行程的最终长度取决于气腔12中空气可压缩程度与缓冲弹簧4的可压缩程度的共同作用。

本发明的使用方法如下：

挖掘机未工作时，履带没有工作，为了实现履带的张紧，此时通过油嘴8往第一油腔7的内部填充润滑脂，润滑脂不可压缩，会使得第一活塞3在润滑脂的作用下，往靠近第二油腔10的方向移动，此时由于第一活塞3、第三活塞11之间的油液不可压缩，此时第一活塞3、第三活塞11之间的油液往第二油腔10的内部移动，根据帕斯卡定律可以得到，当第一油腔7内部的液体往第二油腔10的内部流动时，由于是从小面积往大面积的油腔中流动，第三活塞11上受到的压力会增大，过渡活塞9、第三活塞11均只在第二油腔10的内部移动，由于第三活塞11与过渡活塞9的大活塞之间的油液面积没有发生变化，因此圆板上受到的力有一个朝向左的压力，这个放大的压力会推动过渡活塞9往气腔12的内部移动，此时由于气腔12内部填充有空气，空气会发生压缩，而当缸筒2与过渡活塞9接触时，此时停止往油嘴8内部供应润滑脂，而气腔12中的空气由于右侧流动的油压消失，此时气腔12内部的空气会释放一部分，使得整个的9往导向轮一侧移动，由于缓冲弹簧与过渡活塞9之间固定安装，此时缓冲弹簧4拉伸，活塞杆1在空气释放的压力之下，向右移动，使得履带张紧，相对于传统装置通过压缩弹簧来实现预紧，当内部张紧过度时，第一活塞3靠近活塞杆1一侧的润滑脂也能够实现履带的松弛。

挖掘机工作时，履带在工作的过程中，接触到大石块，此时石块作用，会使得履带过于张紧，活塞杆1的右侧受到压力，渡活塞9与缸筒2之间存在有间隙，该间隙为增加的缓冲行程，过渡活塞9首先是利用这个间隙形成缓冲，而当过渡活塞9与缸筒2接触之后，由于石块的阻挡，会使得缸筒2以及除支座5、第二活塞6之外的所有装置向靠近5的方向移动，此时气腔12内部的空气再次压缩，并且缓冲弹簧4也会发生压缩，同时过渡活塞9受到来自气腔12以及缓冲弹簧4的压力通过大活塞作用在第三活塞11上，第三活塞11上的力通过油液挤压第一活塞3，由于此时油液是从大油腔作用在小油腔，活塞面积减小，此时压力缩小，此时来自石块的压力通过第二油腔10、第一油腔7之间的作用，再作用到油嘴8上的阀门上时，压力变小，防止油嘴8上的阀门被压力冲开，降低挖掘机漏油情况的出现，同时由于压力过大，气腔12内部的空气会进一步压缩，发生二次压缩，此时起到缓冲效果不仅仅是缓冲弹簧4，同时气腔12内部的空气也能够起到一个缓冲作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种用于挖掘机履带的张紧装置，包括活塞杆（1），其特征在于：所述活塞杆（1）的一侧设置有缸筒（2），所述活塞杆（1）的内部开设有第一油腔（7），所述第一油腔（7）的内部滑动安装有第一活塞（3），所述第一油腔（7）远离缸筒（2）的一侧开设有油嘴（8），所述油嘴（8）贯穿活塞杆（1）延伸至外侧，所述活塞杆（1）靠近缸筒（2）的一侧开设有第二油腔（10），所述第二油腔（10）与第一油腔（7）之间相互连通，所述第二油腔（10）的内部滑动安装有第三活塞（11），所述第二油腔（10）的靠近缸筒（2）的一侧内部滑动安装有过渡活塞（9），所述缸筒（2）的内部开设有气腔（12），所述过渡活塞（9）的两侧分别与第二油腔（10）、气腔（12）滑动安装，所述气腔（12）的另一侧滑动安装有第二活塞（6），所述过渡活塞（9）的两侧分别为第二活塞（6）和第三活塞（11），所述第二活塞（6）的另一端固定安装有支座（5），所述支座（5）靠近缸筒（2）的一侧固定安装有缓冲弹簧（4），所述缓冲弹簧（4）的另一端固定安装在过渡活塞（9）靠近缸筒（2）的一侧侧壁上，所述过渡活塞（9）远离缸筒（2）的一侧侧壁上固定安装有限位环（13），所述限位环（13）滑动套设在活塞杆（1）的外侧壁，且过渡活塞（9）与限位环（13）之间通过连接杆固定安装，所述活塞杆（1）的外侧位于过渡活塞（9）、限位环（13）之间的区域固定安装限位块（14）。

2.根据权利要求1所述的一种用于挖掘机履带的张紧装置，其特征在于：所述过渡活塞（9）的形状为圆板与两个大小活塞的组合，且大活塞位于第二油腔（10）的内部，并且在第二油腔（10）的内部滑动，所述小活塞在气腔（12）的内部滑动，所述圆板位于缸筒（2）与活塞杆（1）之间的接口处且不位于第二油腔（10）、气腔（12）的内部，所述圆板靠近活塞杆（1）的一侧周向安装有连接杆，所述连接杆的另一端安装有限位环（13），所述连接杆与活塞杆（1）的侧壁之间的距离大于限位块（14）的外径。

3.根据权利要求1所述的一种用于挖掘机履带的张紧装置，其特征在于：所述过渡活塞（9）的小活塞与第二活塞（6）形成的空腔填充有稀有气体，所述过渡活塞（9）的大活塞、第三活塞（11）之间的空腔以及第一活塞（3）与第三活塞（11）填充有油液。

4.根据权利要求1所述的一种用于挖掘机履带的张紧装置，其特征在于：所述第一油腔（7）的圆面积小于第二油腔（10）的圆面积，所述第二油腔（10）的圆面积大于气腔（12）的圆面积，所述气腔（12）的圆面积小于第一油腔（7）的圆面积。

5.根据权利要求2所述的一种用于挖掘机履带的张紧装置，其特征在于：所述过渡活塞（9）处于初始位置时，此时圆板与活塞杆（1）的侧壁之间贴合，圆板与缸筒（2）的侧壁之间存在有一定距离。