CN117642329A - 防回弯惰轮 - Google Patents

Abstract

一种惰轮组件(200)包括：毂(202)，该毂(202)限定旋转轴线(204)、径向方向(206)和周向方向(208)；以及阶梯状周向表面(210)，该阶梯状周向表面(210)具有第一径向内面(212)和径向外周向表面(214)，从而形成凸起脊部(216)。该径向外周向表面(214)限定外径，并且该第一径向内面(212)限定内径(ID)。外径(OD)与内径(ID)的比率范围为从1.06至1.28。

Description

防回弯惰轮

技术领域

本公开涉及一种惰轮，该惰轮用于引导由运土、建筑和采矿设备等所采用的环形底架驱动器的履带链组件。具体地，本公开涉及这样一种惰轮，该惰轮以减小履带链组件“回弯”的可能性的方式构造。

背景技术

运土、建筑和采矿设备等经常在崎岖的越野地形中使用。这些机器经常采用具有履带板的环形驱动器，该环形驱动器能够更好地在此类环境中推动机器越过障碍物和不平坦的地形等。包括板的履带链组件通过一系列互连的履带链节、销和衬套保持在一起，这些履带链节、销和衬套支撑在机器的驱动链轮、惰轮和支撑支重轮上。驱动链轮之所以这样称呼，因为它可以向履带链组件驱动或传送动力，使其围绕惰轮旋转，从而导致机器的线性运动。惰轮为履带链组件提供引导，有助于将履带链组件保持在底架上。

如图1所示，机器10可以包括主体14，其上附接有履带系统12，并且还具有容纳机器操作员的驾驶室(未示出)。机器还可以包括机具16，诸如刀片或铲斗等。控制系统可以容纳在驾驶室中，该控制系统可以适于允许机器操作员操纵和铰接机具16以用于采掘、挖掘或任何其他合适的应用。

其底架结构包括支撑履带系统12的支撑结构，该履带系统12用于机器10的移动。履带系统12可以包括第一和第二履带支重轮框架组件18，它们与底架组件的相应的第一侧和第二侧间隔开并与其邻近。可以理解的是，在图1中仅可见履带支重轮框架组件18中的一个。还可以提供惰轮20以及多个履带支重轮22。

重载荷经常施加在通常为圆形的惰轮上，该惰轮接触履带链组件的链节的平坦表面。而且，当链轮试图推动机器通过恶劣地形时，重载荷可能由链轮施加在履带链组件上。这可能导致履带链组件的“回弯”(参见示出回弯的线1A，与图1中示出期望的直履带链路径的线1B相对)，其中履带链节在履带链组件底部的接头处弯曲，在该接头处形成与地面的接触。

这可能导致履带链组件或机器的底架的其他部件的损坏，从而导致机器的不期望的停机时间。

发明内容

根据本公开的实施例的惰轮组件可以包括：毂，该毂限定旋转轴线、径向方向和周向方向；以及阶梯状周向表面，该阶梯状周向表面具有第一径向内面和径向外周向表面，形成凸起脊部。该径向外周向表面限定外径，并且该第一径向内面限定内径，并且该外径与该内径的比率的范围为从1.06至1.28。

根据本公开的实施例的履带链组件可以包括多个履带销和围绕履带销设置的履带衬套，以及通过履带销或履带衬套彼此连接的多个履带链节，多个履带链节中的每一个限定轨道表面。多个履带链节中的至少一个履带链节可以限定用于接收履带销或衬套的多个孔，并且多个履带衬套中的至少一个可以限定外径和到多个履带链节中的至少一个的轨道表面的最小距离。外径与最小距离的比率的范围可以为从1.53至1.85。

根据本公开的实施例的底架组件可以包括惰轮，该惰轮包括毂，该毂限定旋转轴线、径向方向和周向方向，以及阶梯状周向表面，该阶梯状周向表面具有第一径向内面和径向外周向表面，从而形成凸起脊部。底架组件还可以包括履带链组件，该履带链组件包括多个履带销和围绕履带销设置的履带衬套，以及通过履带销或履带衬套彼此连接的多个履带链节，多个履带链节中的每一个限定轨道表面。多个履带衬套中的至少一个限定了接触径向外周向表面的外径，并且多个轨道表面中的至少一个接触惰轮的第一径向内面。

附图说明

并入本说明书中并且构成其一部分的附图图示了本公开的若干实施例，并且与说明书一起用于解释本公开的原理。在附图中：

图1是诸如推土机的机器的侧视图，其图示了现有技术中已知的履带链组件发生“回弯”的问题。

图2是以现有技术中已知的方式与类似于图1的履带链组件配合以经历回弯的惰轮的放大视图。

图3是根据本公开的实施例构造的惰轮和履带链组件的侧视图，该惰轮和履带链组件可以减小发生回弯的可能性。

图4是图3的惰轮和履带链组件的放大透视图，其中移除了一组链节以更清楚地示出与履带链组件的衬套接触的惰轮。

图5是与单独示出的图3中公开的惰轮类似或相同的惰轮组件的透视图。

图6是图5的轮轴和惰轮组件的上部的侧横截面图。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的实施例，这些实施例的实例在附图中图示。只要可能，在所有附图中使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。在一些情况下，附图标记将在本说明书中指示，并且附图将示出附图标记后面跟有字母，例如100a、100b，或者上标符号，例如100'、100”等。应当理解，紧跟在附图标记之后的字母或上标符号的使用指示这些特征类似地形成并且具有类似的功能，这是几何形状围绕对称平面成镜像时的常见情况。为了便于在本说明书中进行解释，字母和上标符号通常不包括在本文中，而是可以在附图中示出，以指示在本书面说明书内讨论的具有类似或相同功能或几何形状的特征的重复。

参见图2，本公开的发明人已经发现，现有技术的底架具有惰轮，该惰轮接触履带链组件的衬套或履带链节的轨道表面中的一个，但不接触两者。这种不稳定性导致回弯的风险增加。

暂时地，将公开一种与履带式作业机器相关联的底架，其可以帮助防止回弯的问题。惰轮可以包括中间凸起部分和两个端部。此外，中间凸起部分可以被配置成接触机器履带链的筒接头的衬套，而端部可以被配置成接触机器履带链的链节，由此限制底架的履带接头的回弯的可能性。

虽然该布置是结合推土机来说明的，但是本文所公开的布置在通常采用履带系统而不是车轮的各种其他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、运土或建筑等行业或本领域已知的任何其他行业相关联的某种类型的操作的任何机器。例如，机器可以是挖掘机、轮式装载机、缆索挖土机、履带式拖拉机、液压采矿挖土机或拉铲挖土机等。此外，一个或多个机具可以连接到机器。此类机具可以用于多种任务，包括例如提升和装载。

转到图3和图4，这种不易回弯的底架组件100可以包括惰轮200，该惰轮200包括毂202，该毂202限定旋转轴线204、径向方向206和周向方向206。可以提供具有第一径向内面212和径向外周向表面214的阶梯状周向表面210。这种布置可以形成凸起脊部216。

底架组件还可以包括履带链组件300，该履带链组件300包括多个履带销302和围绕履带销设置的履带衬套304。此外，多个履带链节306通过履带销或履带衬套彼此连接。多个履带链节306中的每一个可以限定轨道表面308。

此外，多个履带衬套304中的至少一个可以限定被配置成接触径向外周向表面214的外径310，并且多个轨道表面308中的至少一个被配置成接触惰轮200的第一径向内面212。更具体地，所有的轨道表面可以被配置成当它们在惰轮下方经过时接触第一径向内面212和第二径向内面212a(212和212a都示出于图5和图6中)。

接触可以间歇地发生，或者基本上同时发生等，这将在下文更详细地讨论。惰轮200实际上可以同时接触衬套304的外径310和轨道表面308，如图3所示。这可以为履带链组件以及惰轮提供足够的稳定性以帮助防止回弯。

为了以降低回弯的可能性为代价防止磨损问题变得更频繁，履带衬套304的外径310可以比惰轮200的凸起脊部216的至少一部分更硬。对于本公开的其他实施例可能不是这种情况。

在这样的实施例中，设计成接触惰轮200的径向外周向表面214的履带衬套304的外径310可以具有范围从52.0至62.0洛氏硬度C级的硬度，而设计成接触的惰轮200的凸起脊部216的部分(例如，整个径向外周向表面214)可以具有范围从45.0至55.0洛氏硬度C级的硬度。在本公开的其他实施例中，硬度的其他值及其之间的差是可能的。

衬套和惰轮之间的表面特性的这种变化可以有助于改善或防止惰轮和衬套之间发生磨损问题。此外，不同类型的表面涂层和表面处理可以应用于惰轮和/或衬套以解决磨损问题。

继续参考图3和图4，现在将描述可以作为本领域中的替代或改型供应的履带链组件300。

这种履带链组件300可以包括多个履带销302和围绕履带销30设置的履带衬套304，以及通过履带销302或履带衬套304彼此连接的多个履带链节306。多个履带链节306中的每一个可以限定轨道表面308(之所以这样叫是因为支重轮和惰轮在该表面上滚动)。

多个履带链节中的每个履带链节306可以限定用于接收履带销302或衬套304的多个孔312。多个履带衬套304中的至少一个可以限定外径310。可以测量从多个履带链节中的至少一个的外径310到轨道表面308的最小距离314。在本公开的一些实施例中，外径310与最小距离314的比率的范围可以为从1.53至1.85。在此类实施例中，外径310的范围可以为从66.0mm至67.4mm(例如，约66.7mm)，和/或其硬度的范围可以为从52.0至62.0洛氏硬度C级。在本公开的其他实施例中，其他范围是可能的。

如图3中最佳所示，履带链组件300还可以包括多个履带紧固件316和经由履带紧固件316附接到履带链节306的多个履带板318。在本公开的其他实施例中，其他形式的布置是可能的。

接下来，现在将参考图3至图6更详细地讨论可以作为替换或改型提供的惰轮组件(例如，参见200)。

惰轮组件可以包括毂202，该毂202限定旋转轴线204、径向方向206和周向方向208。此外，惰轮可以具有阶梯状周向表面210，该阶梯状周向表面210具有第一径向内面212(可以是圆柱形的、略微锥形的或略微弓形的)和径向外周向表面214(可以是圆柱形的、略微弓形的或略微锥形的)，从而形成凸起脊部216。

如在图3中最佳所见，径向外周向表面214可以限定外径OD，而第一径向内面212可以限定内径ID。在本公开的一些实施例中，外径OD与内径ID的比率的范围可以为从1.06至1.28(例如，约1.16)。

在这种情况下，外径OD的范围可以为从588.2mm至590.2mm(例如，约589.2mm)，而内径的范围可以为从505.0mm至507.0mm。换句话说，在本公开的一些实施例中，外径OD减去内径ID的差的范围可以为从82.0mm至84.0mm(例如，约83.0mm)。在本申请的其他实施例中，可以改变这些比率或尺寸范围中的任一个以适合特定应用。

例如，在另一实施例中，内径的范围可以为从506.0mm至510.0mm，而外径的范围可以为从568.0mm至572.0mm。在又一实施例中，内径的范围可以为从554.0mm至558.0mm，而外径的范围可以为从623.0mm至629.0mm。

现在转到图5和图6，可以看出，阶梯状周向表面210还可以包括与第一径向内面212共同延伸的第二径向内面212a(例如，212和212a如果不被凸起脊部216中断则将是相同的表面)。因此，两个表面可以具有基本相同的内径。在本公开的其他实施例中可能不是这种情况。

图6图示了径向外周向表面214可以限定凸起脊部216的径向外轴向尺寸218。类似地，第一径向内面212可以限定阶梯状周向表面210的第一轴向末端220，而第二径向内面212a可以限定阶梯状周向表面210的第二轴向末端220a。径向内轴向尺寸222从第一轴向末端220轴向跨越至第二轴向末端220a，并且在本公开的一些实施例中，径向内轴向尺寸222与径向外轴向尺寸218的比率的范围可以为从2.93至3.54。在这种情况下，径向外轴向尺寸218的范围可以为从45.8mm至47.8mm。取决于惰轮的应用等，其他比率和尺寸范围也是可能的。

此外，阶梯状周向表面210可以包括第一倾斜表面224，该第一倾斜表面224从第一径向内面212延伸到径向外周向表面214，在径向外周向表面214和第一倾斜表面226之间的相交处与径向方向206形成第一倾斜角226。在本公开的一些实施例中，第一倾斜角226的范围可以为从15.0度到25.0度，或者在其他实施例中可以省略等。

此外，阶梯状周向表面210可以限定垂直于旋转轴线204的对称平面228(也可以是中平面)。

如本文前面提到的，凸起脊部216的至少一部分可以限定范围从45.0至55.0洛氏硬度C级的硬度。替代地，或者除了这种硬化之外，各种表面涂层诸如氮化物或表面处理诸如渗碳等可以应用于凸起脊部。

前述特征中的任一个均可以在配置或尺寸上变化以与本文在本公开的各种实施例中所具体描述的不同。

对于许多实施例，惰轮部件诸如形成阶梯状周向表面的外轮缘和/或毂可以使用铁、灰铁、钢或其他合适的材料铸造。可以使用其他制造工艺，诸如任何类型的机械加工、锻造等。例如，钢或“韧性钢”可以用于产生阶梯状周向表面。还可以对惰轮部件进行涂覆，、热处理等，以为各种应用提供合适的特性。

工业实用性

实际上，根据本文所描述的任何实施例的惰轮组件、惰轮部件、履带链组件和底架组件可以在OEM(原始设备制造商)或后市环境中出售、购买、制造或以其他方式获得。

惰轮和履带链组件的各种实施例可以有助于为履带链组件和/或惰轮提供更多的稳定性，减少发生回弯的可能性。而且，这些实施例可以按比例放大或缩小，或按尺寸调整以适应在不同机器上使用的不同样式的底架。

更具体地，图3图示了第一等腰三角形102可以由从旋转轴线204延伸到惰轮200和衬套304之间的切向接触点106的两条径向线104以及从一个切向接触点106到另一个切向接触点的假想基线108形成。第二等腰三角形109(在一些实施例中可以是等边三角形或几乎如此)可以形成非常稳定的结构，因为在履带链组件300和惰轮200之间形成三个接触点(第三点110在轨道表面308和惰轮200的径向内面212之间的界面处)。在一些实施例中，第一等腰三角形可形成范围从15.0度到20.0度(例如，约17.5度)的角平分线112。

应当理解，第二等腰三角形实际上可以提供一些间隙以防止履带链的潜在束缚。例如，下方两个接触点可以定位成比所示出的低至少1.0mm至5.0mm等。

可以设想，随着角平分线减小，可以提供更高的稳定性。可以理解，这三个接触点同时存在，但是仅在履带链组件继续相对于惰轮横向移动时间歇地存在。当一个衬套靠近旋转轴的正下方时，轨道表面不再与惰轮接触。最后，衬套穿过该底部位置，直到履带链再次上升并且形成三点接触。减小角平分线增加了三点接触的频率，提供了更高的稳定性。然而，用于板的附接点和履带链组件的总成本可能限制平分线角的下限。

如本文所用，冠词“一(a)”和“一个(an)”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用。在仅意指一个项目的情况下，使用术语“一个”或类似语言。而且，如本文所用，术语“具有(has)”、“具有(have)”、“具有(having)”、“带有(with)”等旨在是开放式术语。此外，短语“基于”旨在意指“至少部分地基于”，除非另有明确说明。

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，可以对本文讨论的设备和组装方法的实施例作出各种修改和变化。考虑到说明书和本文公开的各个实施例的实践，本公开的其他实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。例如，一些设备的构造和功能可以不同于本文已经描述的，并且任何方法的某些步骤可以省略、以与具体提到的顺序不同的顺序执行，或者在一些情况下同时执行或以子步骤执行。此外，可以对各种实施例的某些方面或特征作出变化或修改以产生进一步的实施例，并且各种实施例的特征和方面可以添加到其他实施例的其他特征或方面或者替代其他实施例的其他特征或方面，以便提供又进一步的实施例。

因此，说明书和实施例仅被认为是示例性的，其中本发明的真实范围和精神由所附权利要求及其等同物指示。

Claims (10)

1.一种惰轮组件(200)，包括：

毂(202)，所述毂(202)限定旋转轴线(204)、径向方向(206)和周向方向(208)；以及

阶梯状周向表面(210)，所述阶梯状周向表面(210)具有第一径向内面(212)和径向外周向表面(214)，从而形成凸起脊部(216)；

其中所述径向外周向表面(214)限定外径(OD)，并且所述第一径向内面(212)限定内径(ID)，并且所述外径(OD)与所述内径(ID)的比率范围为从1.06至1.28。

2.根据权利要求1所述的惰轮组件(200)，其中所述外径(OD)的范围为从588.2mm至590.2mm，或568.0mm至572.0mm，或623.0mm至629.0mm，或者所述凸起脊部(216)的至少一部分具有范围从45.0至55.0洛氏硬度C级的硬度。

3.根据权利要求1所述的惰轮组件(200)，其中所述内径(ID)的范围为从505.0mm至507.0mm，或506.0mm至510.0mm，或554.0mm至558.0mm。

4.根据权利要求1所述的惰轮组件(200)，其中所述阶梯状周向表面(210)还包括第二径向内面(212a)，所述第二径向内面(212a)与所述第一径向内面(212)共同延伸。

5.根据权利要求1所述的惰轮组件(200)，其中所述外径(OD)减去所述内径(ID)的差的范围为从82.0mm至84.0mm。

6.根据权利要求4所述的惰轮组件(200)，其中所述径向外周向表面(214)限定所述凸起脊部(216)的径向外轴向尺寸(218)，所述第一径向内面(212)限定所述阶梯状周向表面(210)的第一轴向末端(220)，而所述第二径向内面(212a)限定所述阶梯状周向表面(210)的第二轴向末端(220a)，径向内轴向尺寸(222)从所述第一轴向末端(220)轴向跨越到所述第二轴向末端(220a)，并且所述径向内轴向尺寸(222)与所述径向外轴向尺寸(218)的比率的范围为从2.93至3.54。

7.根据权利要求6所述的惰轮组件(200)，其中所述径向外轴向尺寸(218)的范围为从45.8mm至47.8mm。

8.根据权利要求7所述的惰轮组件(200)，其中所述阶梯状周向表面(210)包括第一倾斜表面(224)，所述第一倾斜表面(224)从所述第一径向内面(212)延伸到所述径向外周向表面(214)，在所述径向外周向表面(214)和所述第一倾斜表面(224)之间的相交处与所述径向方向(206)形成第一倾斜角(226)，并且所述第一倾斜角(226)的范围为从15.0度至25.0度。

9.一种履带链组件(300)，包括：

多个履带销(302)和围绕所述履带销(302)设置的履带衬套(304)；以及

多个履带链节(306)，所述多个履带链节(306)通过履带销(302)或履带衬套(306)彼此连接，所述多个履带链节(306)中的每一个限定轨道表面(308)；

其中所述多个履带链节中的每个履带链节(306)限定用于接收履带销或衬套的多个孔(312)，并且所述多个履带衬套(304)中的至少一个限定外径(310)和到所述多个履带链节中的至少一个的所述轨道表面(308)的最小距离(314)，并且所述外径(310)与所述最小距离(314)的比率的范围为从1.53至1.85。

10.根据权利要求9所述的履带链组件(300)，其中所述外径(310)的范围为从66.0mm至67.4mm，或者所述外径(310)具有范围为从52.0至62.0洛氏硬度C级的硬度。