CN211543723U - 一种中心对称的低功耗橡胶履带 - Google Patents

Abstract

本实用新型创造提供了一种中心对称的低功耗橡胶履带，包括履带体，在履带体内侧的橡胶凸起和外侧的橡胶花纹凸起，处于帘线层上部的增强单元，在履带体内设有沿横向延伸的横向加强单元；所述增强单元对应橡胶凸起的部分延伸至橡胶凸起内。本实用新型创造结构设计合理，通过对称布置的结构形式，保证了履带整体性能稳定，设有橡胶凸起的部分作为刚性部分，有效保证了履带的刚度，而履带卷绕时主要由柔性部分提供弯曲变形，减少了履带卷绕时的功耗和发热，提高了使用性能。

Description

一种中心对称的低功耗橡胶履带

技术领域

本发明创造属于橡胶履带技术领域，尤其是涉及一种中心对称的低功耗橡胶履带。

背景技术

目前常用的橡胶履带多为有芯金的结构，即履带内部嵌入沿履带纵向等间隔布置的金属芯金。金属芯金重量大，且容易诱发振动，在高速或重载条件下，金属芯金容易和橡胶剥离，因此仅适用于低速和轻载的场合，如工程机械、低速的农业机械等。

为达到高速重载的使用要求，橡胶履带需要摒弃原有的依赖金属芯金的结构。如果依赖胶料配方的改善来达到高速重载的使用要求，则会带来履带刚度强度差等一系列问题，如无金属芯金支撑，履带的横向刚度差；驱动齿为非金属的橡胶，刚度强度难以保证。

此外，无金属芯金结构的橡胶履带在横向刚度上的不足，还会加剧履带在行进中两侧张紧不一致，造成履带一侧相关结构磨损严重。主要原因是履带的两侧结构等不对称，使履带两侧弯曲刚度不一致，造成履带在绕轮弯曲时两侧张紧不一，从而使履带有向一侧发生横向位移的趋势。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种中心对称的低功耗橡胶履带。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种中心对称的低功耗橡胶履带，橡胶履带体沿其长度方向(即纵向)埋设有帘线层，在履带体内侧形成有供于驱动或导向的橡胶凸起(即驱动齿或导向齿)，橡胶凸起在履带宽度方向(即横向)成排布置，每一排可设有一个或数个，多排橡胶凸起在履带长度方向上间隔布置，履带体外侧形成有橡胶花纹凸起，橡胶凸起所在方位为上，橡胶花纹凸起所在方位为下，处于帘线层上部设有增强单元；在履带体内设有沿横向延伸的横向加强单元；所述增强单元对应橡胶凸起的部分延伸至橡胶凸起内。

进一步，履带体外侧设有橡胶花纹凸起，橡胶花纹凸起对应每排橡胶凸起部分相对于对应两排橡胶凸起之间的间隙部分更加密实。

进一步，所述横向加强单元包括由履带体内侧向外侧依次布置的单个或者多个沿履带横向延伸的加强层。

进一步，所述横向加强单元包括在履带体内处于帘线层下方对应橡胶凸起的部分沿履带横向延伸的加强元件。

进一步，所述加强元件处于多个加强层之间。

进一步，所述加强层间隔布置在每两相邻加强元件之间。

进一步，所述增强单元包括在橡胶凸起内有上至下依次布置的单个或者多个增强层。

进一步，所述增强单元在履带体和橡胶凸起内延伸，将履带体和橡胶凸起连贯在一起。

进一步，所述增强单元沿履带横向延伸，在帘线层上方，通过履带体将一排橡胶凸起连贯在一起，增强单元呈间隔布置，间隔与多排橡胶凸起的间隔一致，多个增强层在橡胶凸起内间隔布置。

进一步，所述增强单元沿履带纵向延伸，在帘线层上方，通过履带体将多个橡胶凸起连贯在一起，多个增强层在橡胶凸起内间隔布置。

进一步，所述履带体、帘线层、橡胶凸起、橡胶花纹凸起、增强单元、横向加强单元均以履带体的中心平面对称布置，本申请所指的履带体的中心平面处于履带宽度中间，与履带宽度方向垂直，与履带长度方向平行。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

(1)履带总体结构由刚性和柔性部分交替组成，刚性部分的内侧分布有橡胶凸起，外侧分布有较为密实的橡胶花纹凸起，柔性部分仅为履带体以及其外侧分布的较为稀疏的橡胶花纹凸起。履带环绕时，主要由柔性部分提供弯曲变形，刚性部分提供横向刚度，履带弯曲时的发热和功耗更低。

(2)为提高履带横向刚度，在履带体内设有横向加强单元。为提高履带总体刚度，在履带刚性部分贯穿有沿履带横向的延伸的加强元件；为提高柔性部分的横向刚度，在柔性部分或者在整个履带内添加横向加强层，横向加强层沿履带横向分布，有效提高了履带的使用性能。

(3)为提高橡胶凸起的强度韧性和抗疲劳特性，在其内部或关联的履带体部分设有增强单元。为提高橡胶凸起的韧性、承载能力和抗疲劳特性，在其内部贯穿有沿履带纵向延伸的柔性增强层，或者在其内部嵌入增强元件；为提高提高橡胶凸起的导向能力，在其内部贯穿有沿履带横向延伸的增强层；

(4)橡胶履带结构采用对称布置方法，其对称布置是指履带两侧所有结构相对履带体的中心平面对称，即履带体的中心平面一侧的履带所有结构通过该平面镜像后与另一侧完全相同，通过对称布置的结构形式，保证了履带整体性能稳定。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例的结构示意图；

图2为本发明创造实施例的剖视图；

图3为图2中B处结构的放大图；

图4为本发明创造实施例所述橡胶履带纵断面的示意图；

图5为图4中A处结构的放大图；

图6为本发明创造实施例所述橡胶履带横断面的示意图。

附图标记说明：

1-履带体；2-橡胶凸起；3-加强元件；4-橡胶花纹凸起；5-第一加强层；6-第二加强层；7-第三加强层；8-上柔性增强层；9-下柔性增强层；10-间隙；11-第一增强元件；12-第二增强元件；13-帘线层； 14-履带体的中心平面；15-滚道面；16-横向加强单元；17-增强单元；18-隆起部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

一种中心对称的低功耗橡胶履带，如图1至6所示，包括履带体 1，在履带体内侧表面设有橡胶凸起2(橡胶凸起用于驱动或导向履带，可称为驱动齿或者导向齿)，在橡胶凸起设有增强单元17，在履带体内沿履带行进方向上设有帘线层13，在履带体内设有横向加强单元16。橡胶凸起一般成排布置，每一排可设有一个或数个橡胶凸起，多排橡胶凸起在履带长度方向上间隔布置。所述增强单元布置在横向加强单元上侧，即更靠近履带内侧，其对应橡胶凸起的部分延伸至橡胶凸起内，能够有效提高橡胶凸起强度，满足重载使用的需求。

履带体内侧设有橡胶凸起的部分，在其外侧具有较为密实的橡胶花纹凸起，该部分履带体、橡胶凸起和对应的橡胶花纹凸起形成履带的刚性部分。履带体内侧没有橡胶凸起部分的部分，外侧具有较为稀疏的橡胶花纹凸起，该部分履带体和橡胶花纹凸起形成履带的柔性部分。柔性部分弯曲刚度明显小于刚性部分，履带卷绕时主要由柔性部分提供弯曲变形，从而减少履带卷绕时的功耗和发热。使得本发明创造提供的橡胶履带在长度方向上由弯曲刚度低的柔性部分和提供履带横向刚度的刚性部分交替组成。

橡胶凸起横向的间隔和柔性部分相应空间连贯，形成滚道面，以使负重轮等在履带上碾压时通过。通常，增强单元一般设置在滚道面 15以及橡胶凸起内部(帘线层上方)。

在一个可选的实例中，横向加强单元16包括在履带体内对应橡胶凸起部分的加强元件3，加强元件处于橡胶凸起对应的履带体内，且沿履带横向延伸，显著提高履带总体刚度。加强元件一般设置在帘线层外侧。

在一个可选的实施例中，为提高柔性部分的横向刚度，横向加强单元可以是在柔性部分或者在整个履带内添加的加强层。加强层沿履带横向分布，具体的，可在柔性部分或者整个履带范围内添加加强层，当加强层覆盖整个履带时，其宽度略低于履带总宽度，但超出履带滚道面在履带宽度上的分布范围。加强层在长度方向上刚度要远小于其宽度方向，以便于弯曲。加强层可为等长的棒材或者丝绳等进一步使用橡胶粘结或其他材料编织后形成，棒材或者丝绳的长度方向沿履带横向(X)。棒材或者丝绳可以使用金属丝、玻纤棒以及其他韧性较好的高分子材料或工程塑料制成。

当然，加强层也可使用其他纤维织物，如帆布、尼龙布等。加强层靠近帘线层布置，可处于帘线层任意一侧，也可以两侧均布置，对于两侧布置的情况，其在帘线层两侧布置的层数可相等也可不相等。加强层可显著增强履带柔性部分的横向刚度，同时不明显增加柔性部分弯曲刚度。

在一个可选的实例中，上述横向加强单元所涉及的加强层包括由履带体内侧向外侧依次布置的第一加强层5、第二加强层6和第三加强层7，所述加强元件3处于第一加强层与第三加强层之间。

在一个可选的实施例中，上述第二加强层间隔布置在每两相邻的加强元件之间。加强元件进一步增加了橡胶履带的刚度，均匀履带的接地压力分布。加强元件可以是金属板、金属棒、玻纤棒或者玻纤板、以及其他韧性较好的高分子材料或工程塑料制成的板材或者棒材等。加强元件在履带中的长度略低于履带总宽度，但超出履带滚道面在履带宽度上的分布范围，宽度不超过刚性部分总宽度。

需要指出的是，加强元件一般对应每一排的橡胶凸起设置，即，加强元件处在橡胶凸起与橡胶花纹凸起之间，将负重轮等对履带的作用力均匀平稳地传递给橡胶花纹凸起，更好的保证了履带整体受力的均衡，受力状况更佳。

在一个可选的实施例中，上述增强单元包括多个增强层，具体包括由履带体内侧向外侧依次布置的上柔性增强层8和下柔性增强层 9；处于橡胶凸起内的上柔性增强层8和下柔性增强层9间留有间隙 10。

单个或多个柔性增强层贯穿橡胶凸起内部，沿履带纵向，经过柔性部分，将橡胶凸起连通在一起，以提高橡胶凸起的韧性。柔性增强层一般使用纤维织物，如帆布、尼龙布等制成，也可为等长的棒材或者丝绳等进一步使用橡胶粘结或其他材料编织后形成，棒材或者丝绳的长度方向沿履带横向(X)。棒材或者丝绳可以使用金属丝、玻纤棒以及其他韧性较好的高分子材料或工程塑料制成。

在一个可选的实施例中，为进一步增加橡胶凸起的刚度、韧性或疲劳强度等性能，上述增强单元还可以是在橡胶凸起内部嵌入的具有一定刚度的增强元件。具体的可以是，在上柔性增强层上表面设有第一增强元件11，提高橡胶凸起导向能力。通常，上述第一增强元件呈扁平状或是经滚道面延伸，延伸至每排的各个橡胶凸起内部，在履带的宽度方向上，对各橡胶凸起产生结构加强作用，主要增强了橡胶凸起导向面的强度。另外，在上述下柔性增强层下表面可以设置第二增强元件12，提高橡胶凸起韧性和刚度。通常，第二增强元件具有向履带体内侧的隆起部18。各增强元件为薄壁结构，可采用金属，或者塑料等具有一定刚度和强度的材料制成，各增强元件也可使用其他纤维织物，如帆布、尼龙布等。

各柔性增强层以及增强元件在橡胶凸起内间隔排列，同时在刚性部分和柔性部分之间平滑过渡，以使橡胶凸起的刚度和韧性达到合理匹配，同时降低橡胶凸起和驱动轮(或驱动链轮)啮合过程中的应力集中，并提高橡胶凸起的承载能力和抗疲劳特性。

在一个可选的实例中，为提高橡胶凸起的导向能力，所述增强单元沿履带横向延伸，在帘线层上方，通过履带体将一排橡胶凸起连贯在一起，上述增强单元可以是单个或多个沿履带横向延伸的增强层，增强层沿履带横向(X)贯穿橡胶凸起和滚道面，在橡胶凸起的内部呈一定间隔排列，并在橡胶凸起和滚道面之间平滑过渡，降低橡胶凸起和与负重轮或导向轮或驱动轮等导向接触的应力集中。增强层一般使用纤维织物，如帆布、尼龙布等制成，也可为等长的棒材或者丝绳等进一步使用橡胶粘结或其他材料编织后形成，棒材或者丝绳的长度方向沿履带横向(X)。棒材或者丝绳可以使用金属丝、玻纤棒以及其他韧性较好的高分子材料或工程塑料制成。增强层也可使用金属、高分子材料或工程塑料等以薄层或者薄板的形式制成。

需要指出的是，本发明创造提供的橡胶履带结构采用对称布置的方法，其对称布置是指履带两侧所有结构相对履带体的中心平面对称，即履带体的中心平面一侧的履带所有结构通过该平面镜像后与另一侧完全相同，需要说明的是履带体的中心平面处于履带宽度中间，与履带宽度方向垂直，与履带长度方向平行。主要包括以下对称形式：

a、履带的帘线层沿履带体的中心平面对称。如中心平面一侧采用的是S捻向的帘线，则另一侧为Z捻向的同材质和同尺寸帘线，如另一侧采用了一组S捻向的帘线和一组Z捻向的帘线，则在另一侧同样位置也使用一组Z捻向的帘线和S捻向的帘线，其他布置形式依次类推。如帘线层使用其他满足对称要求的外形尺寸的材料亦可。

b、履带外形尺寸包括橡胶凸起、橡胶花纹凸起等的尺寸外形均沿履带体的中心平面对称。

c、履带两侧沿履带体的中心平面对称的位置使用的胶料相同。

d、履带两侧沿履带体的中心平面对称的位置的工艺制造等方法相同。

e、履带体上的橡胶凸起、橡胶花纹凸起、增强单元、横向加强单元均以履带体的中心平面对称布置。

f、增强单元、横向加强单元若采用有捻向的线束等组成，且线束与履带横向不平行，均应以类似a中履带的帘线层沿履带体的中心平面对称的要求，考虑线束的布置。

需要指出的是，增强单元、横向加强层以及履带体内帘线层等，若采用有捻向的线束等组成时，可以采用S和Z捻向线束交替交错等布置等方式，以最大限度降低不对称造成的影响。

本发明创造提供的橡胶履带，在履带体外侧设置橡胶花纹凸起4，在可选的实施例中，橡胶花纹凸起对应履带刚性部分分布的比较密实，而对应履带柔性部分外侧分布的较为稀疏。由于履带总体结构由刚性和柔性部分交替组成，履带环绕时，主要由柔性部分提供弯曲变形，刚性部分提供横向刚度，履带弯曲时的发热和功耗更低。

需要指出的是，橡胶花纹凸起在履带体上以履带体的中心平面 14(本申请所指的履带体的中心平面处于履带宽度中间，与履带宽度方向垂直，与履带长度方向平行)对称布置。可以使履带两侧的弯曲刚度对称，以满足履带在行走系统上两侧张紧一致。

本产品加工制造时，一般是通过预成型硫化模具对硬性元件进行定位(如，棒材、板材或薄板、薄壁件等具有较高刚度的元件等进行定位)，并和橡胶一起进行预成型硫化，预成型硫化后，再将其他柔性层(如纤维或者类帘线层等结构)铺设至预成型半成品上，然后在柔性层上注入或者放置胶料进一步进行预硫化或者正硫化，最终形成成品。柔性层空间位置不同，或者难以一次预成型硫化后铺设完毕的，可以采用多次预成型方案。上述硫化过程可以使用模压或者注压硫化方式，可以采用分段硫化也可采用整体硫化。

本发明创造结构设计合理，通过对称布置的结构形式，保证了履带整体性能稳定，履带由弯曲刚度低的柔性部分和提供履带横向刚度的刚性部分交替组成，柔性部分弯曲刚度明显小于刚性部分，履带卷绕时主要由柔性部分提供弯曲变形，减少了履带卷绕时的功耗和发热，提高了使用性能。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中心对称的低功耗橡胶履带，履带体沿其长度方向埋设有帘线层，在履带体内侧形成有供于驱动或导向的橡胶凸起，橡胶凸起在履带宽度方向成排布置，每一排可设有一个或数个，多排橡胶凸起在履带长度方向上间隔布置，履带体外侧形成有橡胶花纹凸起，橡胶凸起所在方位为上，橡胶花纹凸起所在方位为下，其特征在于：处于帘线层上部设有增强单元；在履带体内设有沿横向延伸的横向加强单元；所述增强单元对应橡胶凸起的部分延伸至橡胶凸起内。

2.根据权利要求1所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述履带体外侧设有橡胶花纹凸起，橡胶花纹凸起对应每排橡胶凸起部分相对于对应两排橡胶凸起之间的间隙部分更加密实。

3.根据权利要求1所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述横向加强单元包括由履带体内侧向外侧依次布置的单个或者多个沿履带宽度方向延伸的加强层。

4.根据权利要求1所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述横向加强单元包括在履带体内处于帘线层下方对应橡胶凸起的部分沿履带宽度方向延伸的加强元件。

5.根据权利要求3所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述加强层间隔布置在每两相邻加强元件之间。

6.根据权利要求1所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述增强单元包括在橡胶凸起内由上至下依次布置的单个或者多个增强层。

7.根据权利要求6所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述增强层在履带体和橡胶凸起内延伸，将履带体和橡胶凸起连贯在一起。

8.根据权利要求7所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述增强单元沿履带宽度方向延伸，在帘线层上方，通过履带体将一排橡胶凸起连贯在一起，多个增强层在橡胶凸起内间隔布置。

9.根据权利要求7所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述增强单元沿履带长度方向延伸，在帘线层上方，通过履带体将多个橡胶凸起连贯在一起，多个增强层在橡胶凸起内间隔布置。

10.根据权利要求1所述的一种中心对称的低功耗橡胶履带，其特征在于：所述履带体、帘线层、橡胶凸起、橡胶花纹凸起、增强单元、横向加强单元均以履带体的中心平面对称布置。

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